化工基础张四方绪论
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化工基础(张四方),传热
四.传热中的一些基本物理量和单位
热量Q：是能量的一种形式， J 传热速率 常用q表示 是指单位时间传递的热量， W 传热速率也称为热流量，或热负荷
热流密度q：单位面积上的传热速率，W· m 潜热：单位质量的物质在发生相变化时伴随的热量变化J/kg 比定压热容cp：压力恒定时，单位质量的物质温度升高1K时 所需的热量，J· -1· -1 K kg
均值。
二. 平面壁的稳定热传导 1）单层平壁的稳定热传导
对于稳定传热，导热速率q不随时间而变。
t2
t1
q dt
A 0 d
q t 2 t1 A
t1 t2
q
A
t1 t 2
t1 t 2 t 推动力 (A) R 热阻
R——导热热阻，传导距离δ越大，传热面 积和导热系数越小，传导热阻越大。
3 间壁式传热
在多数情况下，化工工艺上不允许冷热流体直接接触，故直接接触式 传热和蓄热式传热在工业上并不很多，工业上应用最多的是间壁式传热过 程。这类换热器的特点是在冷、热两种流体之间用一金属壁(或石墨等导热 性能好的非金属壁)隔开，以便使两种流体在不相混合的情况下进行热量传 递。这类换热器中以套管式换热器和列管式换热器为典型设备。
液体中，水的导热系数最大。除水和甘油外，绝大多数液体 的导热系数随温度的升高而略有减小。
气体的导热系数
气体的导热系数很小，不利于导热，但有利于保温。 气体的导热系数随温度升高而加大 。 在相当大的压强范围内，气体的导热系数随压强变化极小 注意：在传热过程中，物质内不同位置的温度可能不相同， 因而导热系数也不同，在工程计算中常取导热系数的算术平
对数平均半径
2rm l t1 t 2 2l (t1 t 2 ) r2 r2 r1 ln r1
化工基础第一章
1.5 热量衡算
化工生产中所需的能量以热为主，用于改变物料的温度与聚集状 态，提供反应所需热量等。若操作中有几种能量相互转化，则其 间的关系用能量衡算来定，若只牵涉到热，能量衡算便简化为热 量衡算。 能量衡算的基础是能量守恒定律。 输入 输出 累积 消耗 输入=输出 累积/消耗 输出+累积 若为稳定过程，输入 输出 输入=输出 输入
SI中能量和热量都是以J(焦尔)或kJ(千焦尔)为单位。1 J=1N·m。工
程制的能量单位是[千克(力)·米]，热量单位是[千卡]。它们之间的换 算关系如下： 1kcal=427kgf·m=4.187kJ 热量衡算计算方法与物料衡算相同 返回
1千克（力）指的是质量为1kg的物体在地面上的重量，即：
1kgf = 9.81kg ⋅ m / s = 9.81N
2
则： 1kg =
1 kgf ⋅ s 2 / m 9.81
各种单位之间的换算详见教材P441附录一。 *注：在以后所进行的计算中，需将所有单位转换成同一单位制。 如题目无特别说明，均采用SI制 Example：
化学工程学科的发展 1923年美国麻省理工学院的著名教授W. 1923年美国麻省理工学院的著名教授W. H. 华克尔等人编写出版的 年美国麻省理工学院的著名教授 第一部关于单元操作的著作――化工原理（ ――化工原理 第一部关于单元操作的著作――化工原理（Principles of ），从而奠定了化学工程作为一门独立工 Chemical Engineering ），从而奠定了化学工程作为一门独立工 程学科的基础，完成了从化工生产工艺到单元操作的发展， 程学科的基础，完成了从化工生产工艺到单元操作的发展，推进认 识上的一个飞跃。 识上的一个飞跃。对于化学工程学科的形成和发展起到了推动作用 我国于20世纪 年代创办了化学工程系，开设了化工原理课程。 世纪20年代创办了化学工程系 。我国于 世纪 年代创办了化学工程系，开设了化工原理课程。 解放之后，我国先后出版了以单元操作为主线的《化工原理》 解放之后，我国先后出版了以单元操作为主线的《化工原理》、《 化工过程及设备》 化工操作原理及设备》等教科书。 化工过程及设备》、《化工操作原理及设备》等教科书。 随着对化学品需求的增长，引起了从手工业向大工业的过渡。 随着对化学品需求的增长，引起了从手工业向大工业的过渡。化学 家分为纯化学家和工业化学家（或称应用化学家）。 ）。纯化学家主要 家分为纯化学家和工业化学家（或称应用化学家）。纯化学家主要 对合成新物质，发现新的化学反应，测定物质的化学结构和性质， 对合成新物质，发现新的化学反应，测定物质的化学结构和性质， 以及新的机理、规律、理论感兴趣。 以及新的机理、规律、理论感兴趣。工业化学家则着眼于将该化学 物质或化学反应在工业上的运用和实现。 物质或化学反应在工业上的运用和实现。要求工业化学家具备较多 的物理和机械知识。英国工程师G.E.戴维斯 戴维斯(George Edwards 的物理和机械知识。英国工程师 戴维斯 Davis,1850-1907年)最早提出“化学工程”这一概念。1915年麻省 最早提出“ 年 最早提出 化学工程”这一概念。 年麻省 理工学院A.D.Little首次提出“化工单元操作”的概念。 首次提出“ 理工学院 首次提出 化工单元操作”的概念。
化工基础 第一章 绪论
第一章 绪 论§1.1 课程的性质与任务1 课程的性质化工生产由各种各样的化工过程组成，化工产品的生产与应用都离不开化工的基础知识。
《化工基础》课程是讲述化工生产过程中的单元操作的课程，是化工类各专业都需要开设的专业基础课，属工程学科，具有工程性和应用性。
2 课程的任务通过本课程的学习，使学生初步掌握化学工程学中关于动量传递、热量传递和质量传递以及反应器的基本原理；初步掌握一些主要化工产品的生产过程的一般原则；了解一些典型化工设备的结构、性能和工作原理以及生产中涉及的一些实际问题和解决问题的基本方法，并把这些认识用于化工生产和研究之中，使生产技术不断改进。
借以逐步树立辩证唯物主义观点、技术经济观点、使学生具有初步的研究化工生产实际问题的能力和分析处理中学化学有关教材、联系化工实际开展课外活动的能力。
§1.2课程内容和学习目的1 课程内容化学工业包括各种各样的化工生产过程，各个生产过程又有多个环节组成。
尽管如此，任何化工生产过程总涉及两个基本内容：化学工程和化学工艺。
它们又都包含多个基本单元操作。
因此，本课程的内容包括三个方面：单元操作部分内容、化学反应工程部分内容和化学工艺学部分内容。
其中单元操作部分是我们本书学习的重点。
（1）单元操作部分内容化工过程是指化学工业的生产过程，特点之一是操作步骤多，原料在各步骤中依次通过若干个或若干组设备，经历各种方式的处理之后才能成为产品。
由于不同的化学工业所用的原料与所得的产品不同，所以各种化工过程的差别很大。
一个化工过程所包含的操作步骤可分为两大类。
一类以进行化学反应为主，通常是在反应器中进行；另一类则为不进行化学反应的物理过程，包括原料预处理过程和反应产物后处理过程。
尽管从生产某种产品的意义上说，反应过程是生产过程的核心，但它在工厂的设备投资和操作费用中通常并不占据主要比例，实际上起决定作用的往往是众多的物理过程，它们决定了整个生产的经济效益。
高师本科_1_n_化学实验教学体系探索与实践_张四方
图 1 “1 + n” 化学实验课程新体系功能结构图 2． 专门化课程
［ 个人简历］ 张四方（ 1962 － ） ， 男， 山西晋城人， 太原师范学院化学系副教授 。 李好样（ 1965 － ） ， 女， 山西运城人， 太原师范学院化学系副教授 。 ［ ： 《高师院校教育实习和实验教学模式改革研究 》 基金项目］ 2009 年山西省普通本科高等教育教学改革研究项目
基本课程总教学时数为 402 学时， 其中， 化学技能训练 78 学时， 化学基础实验 216 学时， 化学综合实验 54 学时， 化 学探究实验 54 学时。它们的课时比例为 1． 44∶ 4∶ 1∶ 1 。 无论 总学时数还是课程比例都符合《高等院校化学类教学规范 》 的基本要求。 专门化培训课程开设视学校情况而定 。由于学生兴趣爱 好不一样， 选择的课程也不一样。一般情况， 每位学生最少选 最多不超过两门课程。 每个学生总课时控制在 择一门课程， 54 ～ 108 学时之间。
第2 期
“1 + n” 张四方， 李好样， 等： 高师本科 化学实验教学体系探索与实践
· 153·
“n” 个专门化培训课程是为未来学生将要从事的职业而 开设的专门化实验课程， 它可以根据学校条件、 学生愿望、 社 未来学生主要从事 会需求等因素来确定。我院是师范院校， 中学教育和继续深造， 因而我们为学生开设了“中学化学实 “化学创新实验 ” 验研究” 和 两名专门化培训课程， 其教学内 容和目的是： （ 1 ） 中学化学实验研究。 教学内容主要有： 典型高中化 学实验、 典型初中化学实验、 改进型化学实验、 手持化学实验、 综合化学实验和探究化学实验等， 旨在为学生未来从事化学 教学做准备。 （ 2 ） 化学创新实验。 教学内容主要有： 无机物、 有机物、 高分子化合物的合成与表征， 新型功能性材料的制备与功能 食品、 环境、 化工等领域的化学问题与解决途径， 旨在为 研究， 学生从事科学研究和研究生学习做准备 。
化工基础(张四方) 第四章精馏
2、α =1，pA*=pB*，yA=xA，即蒸气组成与液相组成相同，
故用普遍精馏方法分不开A、B。说明此溶液有恒沸点。
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4-2 连续精馏
4-2.1 精馏原理
根据气液相平衡相图，混合液中 A组分的挥发度较大，在发生部 分气化和部分冷凝时，平衡的气 相浓度要比液相浓度大。这在tx-y图上看得很清楚，这就是分 离混合液的根据。 如右图，一次部分气化和部分冷 凝后：y1>xF>x1 y1——加热原料液时产生的第一 个 气泡的组成。 x1——经过一次气化后原料剩下 的液体的组成。
1
第四章 精馏
本章重点及难点
掌握双组分理想溶液气液相平衡的各种表达形式； 掌握进料的不同热状况及其对精馏操作的影响； 掌握两组分连续精馏塔理论塔板数的的图解法； 掌握回流比对精馏过程的影响及回流比的选择；
了解简捷法求理论板层数的方法；
2
3
4
概述
蒸馏基本概念
液体都具有挥发而变成蒸气的能力，这种能力称为物 质的挥发性。蒸馏是分离均相液体混合物的一种单元操 作。蒸馏分离的依据是，利用溶液中各组分挥发度（或
A
对理想溶液，因
pA pB ， B xA xB
A A B B
p , p PA P x PB P x A A B B 易挥发组分PA大则νA大，故挥发度可描述组分的挥发物
故
性。
相对挥发度：是指溶液中两组分挥发度之比，常以易挥发组 分的挥发度为分子。
吸收
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4-1.2 相平衡相图
t -x （或 y）图（温度-组成图）
气相区 露点
两相区
t-x(y) 图表示在总压 P 一定的条件 下，相平衡时气（液）相组成与温 度的关系。 在总压一定的条件下，将组成为 xf 的溶液加热至该溶液的泡点 tA，产 生第一个气泡的组成为 yA。 继续加热，随温度升高，物系变为 互成平衡的汽液两相，两相温度相 同组成分别为 yA 和 xA
化工基础(张四方),吸收
吸收尾气 (A+B)
溶剂S和溶质A。
气体B和少量的溶质A。
吸收尾气：吸收后排出的气体，主要成分为惰性
吸收液(A+S)
吸收过程在吸收塔中进行，逆流操作吸收塔示意
图如右所示。
吸收是一种典型传质过程
物质从一相转移到另一相的过程叫传质。传质是在不同的 相态间进行的。
按相态划分
液-固相传质过程
气-固 液-液 气-液
NH3
方平衡分压低；
溶解度 g溶质/1000gH2O
PSO2 =780Hg PO2 =8000Hg ，表明难溶气体，溶液上
方平衡分压高。
溶液上方分压越大的物质越难溶。
由图看出： P*↑溶解度↑；T↓ 溶解度↑ 对于同一种气体，分压一定时， 温度T越高，溶解度越小。
对于同一种气体，温度一定时，
如：气相中有A、B两种组分，A 为吸收质，B 为惰性组分， 则它们的摩尔分率为：y a=n a/n，（n=na+nb）
y b=n b/n
比摩尔分率：指每摩尔惰性组分中所带有吸收质的摩尔数。气 液两相中惰性组分（或溶剂）的量可认为不变。通常以Y代 表气相比摩尔分率,以X代表液相比摩尔分率。
x 1 x 气相中溶质的摩尔数 y Y 气相中惰性组分的摩尔数 1 y X Y x , y 1 X 1Y
气体吸收是混合气体中某些组分在气液相界面上溶解、在 气相和液相内由浓度差推动的传质过程。
吸收质或溶质：混合气体中的溶解组分，以A表示。 惰性气体或载体：不溶或难溶组分，以B表示。 吸收剂：吸收操作中所用的溶剂，以S表示。 吸收液：吸收操作后得到的溶液，主要成分为
混合尾气 (A+B) 吸收剂(S)
吸 收 塔
化工基础课件第一章绪论
(4)SI制（国际单位制）
是在MKS制的基础上发展起来的。
基本单位：长度——米（m） ，质量——千克（kg），时间——秒 （s）
热力学温度——开尔文（K）， 物质的量——摩尔 （mol）
电流——安培（A），
发光强度——坎德拉（cd）
辅助单位：平面角——弧度（rad），
立体角——球面度（Sr）
了解各种单位制及熟悉单位换算是学好本课的必备技巧，应
随着经济的发展,要求化学系化学、应用化学等专业的学生 也应具有一定的化学工程知识,改善专业知识结构, 以适应科技 发展、经济建设的需要, 提高学生联系实际分析问题、解决问题 的能力。
本课程的任务是研究化工单元操作的基本原理, 了解典型设 备的构造，掌握单元操作中各工艺参数的计算方法，进行单元操 作实验，培养学生对化学工业生产过程的工程概念。通过学习本 课程训练学生分析和解决有关工艺单元操作问题的能力。
在实际工作中，一个过程以多快的速率由不平衡向平衡移动是极 为重要的问题。
在考察过程速率时，要注意到对整个过程起决定作用的控制步骤 或控制因素。
第一章 绪论
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四、国际单位制及其换算
(1)CGS制（物理单位制），cm-g-s，厘米-克-秒制
(2)MKS制（绝对单位制），m-kg-s，米-千克-秒制
(3)工程单位制 ，m-kgf-s，米-公斤（力）-秒制
⑶特别重视物理量的单位和量纲；
⑷要求对基本计算方程的物理意义及应用的条件有清晰的了解，但 并不要求记熟经验公式或特征数关联式（但重要的特征数应当记 住）。
正确选用单位，正确使用物性数据
单位一致及换算
注意一些物性（如密度、比热、潜热）数据随温度变化
物理方程使用同一单位制（多采用SI制），经验方程则采用指定
化工基础---第一章+绪论 共35页
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3、化工工艺学部分内容：（一工）
化工工艺学是研究如何利用天然原料或半成品 通过适当的化学和物理的方法加工成化工产品的生产 过程的学科。
它的任务是依据化学、物理化学、化学工程原理 ，寻求技术上先进、经济上合理的生产方法、工艺流 程、最佳操作条件和适宜的设备构型。
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基本单位、导出单位再加上一些辅助单位及有 关的规则，即可构成一种单位制。
基本量（基本单位）
单位制
导出量（导出单位） 辅助单位
有关规则
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一、过去常用的单位制
常用单位制
cgs制（物理单位制）
长度
cm
时间
s
质量
g
重量
（力）
MKS制 重力制（工程制）
物理方程又称量纲一致性方程。
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例1－1 SI中，质量为1kg的物体在重力场的作用 下受到多大的力？
解：F=mg=1×9.81=9.81N
质量为1kg的物体在重力场的作用下受到的力，定 义为重力单位制中的基本量重量（力）的单位kgf,
工程观点－－理论上的正确性、技术上的可行性、 操作上的安全性、经济上的合理性。
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二、本课程的主要内容（“三传一反一工”）
本课程包括“化工原理（“三传”）”、“化学反 应工程（基本反应器）”及“化工工艺学”三大部分 内容。习惯上称为“三传一反一工”。共八章的内容 。
用化工手段将原料加工成产品的生产过程统称为化
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（一）单元操作（Unit Operation） 1、单元操作概念：不同化工行业生产过程中所共
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化工产品大多是易燃、易爆、有毒的，在生产、储存、 运输、使用过程中，如果发生泄露，就会严重危害人的健 康，污染环境。例如广西广维集团爆炸事件。2008年8月26 日6时45分，广维化工股份有限公司有机车间发生爆炸事故， 爆炸引发的火灾导致车间内装有甲醇、乙炔、醋酸乙烯等 易燃易爆物品的储罐发生爆炸，共造成20人死亡。事故还 造成周围3公里范围内18个村屯和广维集团生活区的11500 名群众紧急疏散。
◆请珍惜本科教育机会，注重培养自己的理论体系，认真学好 每门基础理论课。
◆化工基础，是化工类各专业课的基础理论课，也是化学工艺 等专业考研的必考专业课。
一.化学工业概述
化学工业（chemical industry）又称化学加 工工业，是综合运用化学和物理方法将原料加工成 化学产品的加工工业。也泛指生产过程中化学方法 占主要地位的过程工业。 1.化学工业的重要性及其发展
化工生产过程实例
湿法磷酸生产工艺流程
磷矿石
破碎
硫酸
HF气体 （回收）
磷酸（化肥、加工成盐Fra bibliotek饲料用）
球磨
酸解反应
过滤
浓缩
洗液
水
过滤
精制
磷酸（医药、 食品用）
滤渣石膏
3.化学工业的特点
(1)化学工业与人类的生存和发展息息相关 当今世界面临的三大挑战：
A.人口增长：1804年10亿人→1927年20亿人→1960年30亿人→1974年 40亿人→1987年50亿人→1999年60亿人，每年7800万人的增长速度， 预计2013年70亿，实际2010年64.64亿人。→吃饭大问题！ B.环境污染：人口增长→工业发展→大气和水污染。每年流入海洋的石 油达1000多万吨，排入大气的CO2达230亿吨，水土流失240亿吨。 C.能源短缺：以现有速度，全世界的石油只够用60年，煤炭300年左右。
T=M0.6~0.7 如： M=10万元/年，则T=40~50万元，4~5倍
M=100万元/年，则T=1600~2500万元，16~25倍 M=1000万元/年，则T=6.3~12.6亿元，63~126倍
(4)化学工业是资金密集型、技术密集型工业 工艺复杂性和装置大型化决定了它的这一特征。如年产值
实际上，化学过程往往和物理过程同时发生。例如催 化裂化是一个典型的化学过程，但辅有加热、冷却和分离， 并且在反应进行过程中，伴随有流动、传热和传质。
化学工程学——研究化学工业和其他过程工业生产中所进 行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。
这些工业包括石油炼制工业、冶金工业、建筑材料工业、 食品工业、造纸工业等。 它们从石油、煤、天然气、盐、 石灰石、其他矿石和粮食、木材、水、空气等基本的原料 出发，借助化学过程或物理过程，改变物质的组成、性质 和状态，使之成为多种价值较高的产品，如化肥、汽油、 润滑油、合成纤维、合成橡胶、塑料等等。
◆问题：专科教育与本科教育的差异何在？ ◆专科教育以应用为目的，在理论学习上以够用为度；而本科 教育重在培养学生的理论体系。 ◆例子：虹吸现象。大家都知道水往低处流，但在虹吸中水先 往高处流，越过一个高点后才往低处流。为什么呢？只有用流 体动力学的理论才能作出解释。 ◆经验只能解决现象问题，理论才能解决本质问题。
技术密集表现在工艺流程长，从原料到产品，涉及化学、 机械、电子、仪表等诸多领域，有很高的知识密集度和很强的 技术综合性。若以机械工业的技术密集指数为100，则化学工 业达到2480。
(5)化学工业是能耗大户 化学工业以煤、石油、天然气等能源为原料，也作为生
产的动力和燃料。能源中约40％作为生产原料，60％作为 动力和燃料，原料消耗费占产品成本的60%-70%。 (6)化学工业是易污染、重污染的工业部门
化学工业已担负起迎接三大挑战的历史重任：可提供充足的化肥、 农药、化学纤维、合成医药及各种新型合成材料，满足人口增长带来的 衣、食、住、行的需要；在化工生产中合理使用能源和开发新能源，可 有效解决能源紧缺问题（如生物能源、核能等）；“三废”的治理更是 化学工业义不容辞的责任，其作用是其他工业无法替代的。
通过化学工程的研究，认识和阐释这些过程的规律性，并 使之应用于生产过程和装置的开发、设计、操作，以达到 优化和提高效率的目的。
化学过程与化学工程 的区别
化学过程：化学 反应的原理、机 理，过程进行的 可行性。注重能 否进行的问题。
化学工程：如何通 过一系列的设备、 工艺、操作来实现 化学过程。注重过 程、条件、影响因 素。关注操作性、 合理性、经济性。
化学工业是国民经济重要的基础工业，是最具活 力、最具竞争力、可发展前景极强的产业。随着石 油工业的发展，化学工业从50年代起进入高速发展 期，已成为世界经济发展的支柱产业。
2.化学工业的分类
化工生产装置实例 ——70万吨乙烯装置
化工生产装置实例 ——甲醇回收装置
化工生产装置实例 ——合成氨装置
化工基础
Elementary Chemical Engineering
化工基础——化学工程基础
什么是化学工程？
化学过程——是指物质发生化学变化的反应过程，如 柴油的催化裂化制备高辛烷值汽油是一个化学反应过程。
物理过程——系指物质不经化学反应而发生的组成、 性质、状态、能量变化过程，如原油经过蒸馏的分离而得 到汽油、柴油、煤油等产品。
(2)化工产品品种繁多，工艺复杂 品种繁多导致生产工艺的多样性。同一原料可生产多种产品，
同一产品又可利用多种原料生产，所以技术难度大。合理的资源配 置和原料路线，恰当工艺技术的选择和组合，产品结构和产业结构 的优化，是化工中要解决的主要问题。 (3)化学工业是装置型工业，具有规模经济性
化工生产的主要设备大多是塔、罐、槽、器及管道，生产能力与 容积（即其线性尺寸的三次方）呈正比，制造费与容器表面积（即 其线性尺寸的二次方）呈正比。装置的投资费用T与其生产能力M的 2/3次方呈正比（所谓的0.6次方法则）：
30万吨合成氨,45万吨尿素的化肥厂，投资达到40-50亿元；年 产30万吨的乙烯厂，需投资60-80亿元。化工技术更新速度快， 化工厂设备的寿命一般不超过15年
流动资金占固定投资的12-20%，每年的设备维修费5-10%。 如：M=100万元/年，T=2000万元，流动资金300-400万元， 维修费100-200万元/年。
◆请珍惜本科教育机会，注重培养自己的理论体系，认真学好 每门基础理论课。
◆化工基础，是化工类各专业课的基础理论课，也是化学工艺 等专业考研的必考专业课。
一.化学工业概述
化学工业（chemical industry）又称化学加 工工业，是综合运用化学和物理方法将原料加工成 化学产品的加工工业。也泛指生产过程中化学方法 占主要地位的过程工业。 1.化学工业的重要性及其发展
化工生产过程实例
湿法磷酸生产工艺流程
磷矿石
破碎
硫酸
HF气体 （回收）
磷酸（化肥、加工成盐Fra bibliotek饲料用）
球磨
酸解反应
过滤
浓缩
洗液
水
过滤
精制
磷酸（医药、 食品用）
滤渣石膏
3.化学工业的特点
(1)化学工业与人类的生存和发展息息相关 当今世界面临的三大挑战：
A.人口增长：1804年10亿人→1927年20亿人→1960年30亿人→1974年 40亿人→1987年50亿人→1999年60亿人，每年7800万人的增长速度， 预计2013年70亿，实际2010年64.64亿人。→吃饭大问题！ B.环境污染：人口增长→工业发展→大气和水污染。每年流入海洋的石 油达1000多万吨，排入大气的CO2达230亿吨，水土流失240亿吨。 C.能源短缺：以现有速度，全世界的石油只够用60年，煤炭300年左右。
T=M0.6~0.7 如： M=10万元/年，则T=40~50万元，4~5倍
M=100万元/年，则T=1600~2500万元，16~25倍 M=1000万元/年，则T=6.3~12.6亿元，63~126倍
(4)化学工业是资金密集型、技术密集型工业 工艺复杂性和装置大型化决定了它的这一特征。如年产值
实际上，化学过程往往和物理过程同时发生。例如催 化裂化是一个典型的化学过程，但辅有加热、冷却和分离， 并且在反应进行过程中，伴随有流动、传热和传质。
化学工程学——研究化学工业和其他过程工业生产中所进 行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。
这些工业包括石油炼制工业、冶金工业、建筑材料工业、 食品工业、造纸工业等。 它们从石油、煤、天然气、盐、 石灰石、其他矿石和粮食、木材、水、空气等基本的原料 出发，借助化学过程或物理过程，改变物质的组成、性质 和状态，使之成为多种价值较高的产品，如化肥、汽油、 润滑油、合成纤维、合成橡胶、塑料等等。
◆问题：专科教育与本科教育的差异何在？ ◆专科教育以应用为目的，在理论学习上以够用为度；而本科 教育重在培养学生的理论体系。 ◆例子：虹吸现象。大家都知道水往低处流，但在虹吸中水先 往高处流，越过一个高点后才往低处流。为什么呢？只有用流 体动力学的理论才能作出解释。 ◆经验只能解决现象问题，理论才能解决本质问题。
技术密集表现在工艺流程长，从原料到产品，涉及化学、 机械、电子、仪表等诸多领域，有很高的知识密集度和很强的 技术综合性。若以机械工业的技术密集指数为100，则化学工 业达到2480。
(5)化学工业是能耗大户 化学工业以煤、石油、天然气等能源为原料，也作为生
产的动力和燃料。能源中约40％作为生产原料，60％作为 动力和燃料，原料消耗费占产品成本的60%-70%。 (6)化学工业是易污染、重污染的工业部门
化学工业已担负起迎接三大挑战的历史重任：可提供充足的化肥、 农药、化学纤维、合成医药及各种新型合成材料，满足人口增长带来的 衣、食、住、行的需要；在化工生产中合理使用能源和开发新能源，可 有效解决能源紧缺问题（如生物能源、核能等）；“三废”的治理更是 化学工业义不容辞的责任，其作用是其他工业无法替代的。
通过化学工程的研究，认识和阐释这些过程的规律性，并 使之应用于生产过程和装置的开发、设计、操作，以达到 优化和提高效率的目的。
化学过程与化学工程 的区别
化学过程：化学 反应的原理、机 理，过程进行的 可行性。注重能 否进行的问题。
化学工程：如何通 过一系列的设备、 工艺、操作来实现 化学过程。注重过 程、条件、影响因 素。关注操作性、 合理性、经济性。
化学工业是国民经济重要的基础工业，是最具活 力、最具竞争力、可发展前景极强的产业。随着石 油工业的发展，化学工业从50年代起进入高速发展 期，已成为世界经济发展的支柱产业。
2.化学工业的分类
化工生产装置实例 ——70万吨乙烯装置
化工生产装置实例 ——甲醇回收装置
化工生产装置实例 ——合成氨装置
化工基础
Elementary Chemical Engineering
化工基础——化学工程基础
什么是化学工程？
化学过程——是指物质发生化学变化的反应过程，如 柴油的催化裂化制备高辛烷值汽油是一个化学反应过程。
物理过程——系指物质不经化学反应而发生的组成、 性质、状态、能量变化过程，如原油经过蒸馏的分离而得 到汽油、柴油、煤油等产品。
(2)化工产品品种繁多，工艺复杂 品种繁多导致生产工艺的多样性。同一原料可生产多种产品，
同一产品又可利用多种原料生产，所以技术难度大。合理的资源配 置和原料路线，恰当工艺技术的选择和组合，产品结构和产业结构 的优化，是化工中要解决的主要问题。 (3)化学工业是装置型工业，具有规模经济性
化工生产的主要设备大多是塔、罐、槽、器及管道，生产能力与 容积（即其线性尺寸的三次方）呈正比，制造费与容器表面积（即 其线性尺寸的二次方）呈正比。装置的投资费用T与其生产能力M的 2/3次方呈正比（所谓的0.6次方法则）：
30万吨合成氨,45万吨尿素的化肥厂，投资达到40-50亿元；年 产30万吨的乙烯厂，需投资60-80亿元。化工技术更新速度快， 化工厂设备的寿命一般不超过15年
流动资金占固定投资的12-20%，每年的设备维修费5-10%。 如：M=100万元/年，T=2000万元，流动资金300-400万元， 维修费100-200万元/年。