化学工程基础ppt课件
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工程化学化学反应的基本原理PPT课件
V = kC( NO2 )C ( CO )
n =（ 1 + 1）= 2；为2级反应
2NO + O2 = 2NO2
V = kC 2 ( NO )C ( O2 )
n =（ 2 + 1）= 3；为3级反应
14
对非基元反应，质量作用定律只适用其中的每一个基元反 应，因此一般不能直接根据非基元反应的反应方程式书写 速率方程。 2NO + 2H2 → N2 + 2H2O 第一步：2NO + H2 → N2 + H2O2 慢 第二步：H2O2 + H2→ 2H2O 快
S. Arrhenius (1859-1927)
1903年诺贝尔化学奖得主，工作为电离理论。 （1889年提出上述公式）。
19
ε ε a ln k =－ + ln A =－ +b = +b RT RT T ε ε a lg k =－ + lg A =－ +b = +b 2.303RT 2.303RT T
=－ ΔC Δt
对生成物， V = ΔC
Δt
9
例：合成氨反应
N2 (g) ＋ 3H2 (g) ＝ 2NH3 (g)
起始浓度 mol· L-1
2s末浓度 mol· L-1
1.0
0.8
3.0
2.4
0
0.4
则该反应平均速率：
( 0.8－ 1.0 ) － 1 V ( N 2 ) =－ = 0.1mol • L • S－1 2
四、活化能的物理意义
1 碰撞理论 （Collision Theory）
英国科学家路易斯（W.C.M.Lewis）1918年提出 前提：气体分子为没有内部结构的硬球，反应看作为刚性 球体的有效碰撞，反应速率由有效碰撞决定。
n =（ 1 + 1）= 2；为2级反应
2NO + O2 = 2NO2
V = kC 2 ( NO )C ( O2 )
n =（ 2 + 1）= 3；为3级反应
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对非基元反应，质量作用定律只适用其中的每一个基元反 应，因此一般不能直接根据非基元反应的反应方程式书写 速率方程。 2NO + 2H2 → N2 + 2H2O 第一步：2NO + H2 → N2 + H2O2 慢 第二步：H2O2 + H2→ 2H2O 快
S. Arrhenius (1859-1927)
1903年诺贝尔化学奖得主，工作为电离理论。 （1889年提出上述公式）。
19
ε ε a ln k =－ + ln A =－ +b = +b RT RT T ε ε a lg k =－ + lg A =－ +b = +b 2.303RT 2.303RT T
=－ ΔC Δt
对生成物， V = ΔC
Δt
9
例：合成氨反应
N2 (g) ＋ 3H2 (g) ＝ 2NH3 (g)
起始浓度 mol· L-1
2s末浓度 mol· L-1
1.0
0.8
3.0
2.4
0
0.4
则该反应平均速率：
( 0.8－ 1.0 ) － 1 V ( N 2 ) =－ = 0.1mol • L • S－1 2
四、活化能的物理意义
1 碰撞理论 （Collision Theory）
英国科学家路易斯（W.C.M.Lewis）1918年提出 前提：气体分子为没有内部结构的硬球，反应看作为刚性 球体的有效碰撞，反应速率由有效碰撞决定。
化工基础绪论培训课件
◆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，是化学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
二.化学工程概述
单元操作 传递过程 化学工程化 化工 学热 反力 应学 工程 化工系统工程 过程动态学及控制
化学工程的研究方法：理论与经验相结合的工程研究方法
经验方法——实验方法
相似准则：利用经验公式和实验曲线对设计和工程进行相似 性放大 因次分析：利用实验来确定变量关系，用无因次数群构成关 系式
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
干燥
热量 传递
结晶
质量 传递
气固 吸附 精馏
流态 化
气液 吸收
液液 萃取
四. 化学工程中的一些基本规律
1.质量守恒（物料衡算）：
它反映一个过程中原料、产物、副产物等之间的关系， 即进入的物料量必等于排出的物料量和过程中的积累量。
∑M入
系统
积累或
损失 M
∑M出
物料衡算式： ∑M入 ＝ ∑M出 ＋ M累或损 对连续稳定流动：∑M入 ＝ ∑M出
解：已知：原料液流量及其中乙醇含量
◆化工基础，是化学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
二.化学工程概述
单元操作 传递过程 化学工程化 化工 学热 反力 应学 工程 化工系统工程 过程动态学及控制
化学工程的研究方法：理论与经验相结合的工程研究方法
经验方法——实验方法
相似准则：利用经验公式和实验曲线对设计和工程进行相似 性放大 因次分析：利用实验来确定变量关系，用无因次数群构成关 系式
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
干燥
热量 传递
结晶
质量 传递
气固 吸附 精馏
流态 化
气液 吸收
液液 萃取
四. 化学工程中的一些基本规律
1.质量守恒（物料衡算）：
它反映一个过程中原料、产物、副产物等之间的关系， 即进入的物料量必等于排出的物料量和过程中的积累量。
∑M入
系统
积累或
损失 M
∑M出
物料衡算式： ∑M入 ＝ ∑M出 ＋ M累或损 对连续稳定流动：∑M入 ＝ ∑M出
解：已知：原料液流量及其中乙醇含量
化学工程基础ppt课件
41
例1-1 每小时有10 吨 5％ 的乙醇水溶液进入精馏塔， 塔顶馏出的产品中含乙醇 95％，塔底排出的废水中含 乙醇 0.1％。求每小时可得产品多少吨？若废水全部排 放，每年（按操作 7200小时计）损失的乙醇多少吨？
解：
乙醇产品 含乙醇95％
原料液
精 馏
含乙醇5％ 塔
10吨/时
废水
含乙醇0.1％
苯的生产： 原料油（甲苯、二甲苯）、H2→输送→加热→反应器→减压 蒸馏塔→精馏→苯（99.992~99.999%）
可见，一个化工过程往往包含几个或几十个加工过程。
2023/11/8
18
化学反应过程 化工生产的核心
化工生产过程
物理处理过程 （单元操作）
原料的预处理 产品的加工
2023/11/8
19
有目的的使原料经过一系列的化学或物理变化，以获得 产品的工业过程，也称为化工生产，或化工生产过程。
原料
（1）
预处理
（2）
反应
（3）
后处理
产品
基本化工生产过程
2023/11/8
17
例如:
甲醇的生产：
合成气（CO，H2，CO2）→输送→管式反应器→粗甲醇→ 冷却→精馏→精甲醇（99.85~99.95%）
单元操作：
化工生产中除化学反应单元以外的所有物理性操作。
• 固体和流体物料输送 • 物料的加热和冷却 • 非均相混合物料的分离 • 液体混合物料的蒸发、蒸馏和萃取 • 气体物料的吸收 • 物料的干燥和冷却
单元操作的结果只改变物料的物理性质
化工生产过程就是由若干单元操作和反应过程按一定顺 序组合而成
2023/11/8
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1-4 化学工业的分类
例1-1 每小时有10 吨 5％ 的乙醇水溶液进入精馏塔， 塔顶馏出的产品中含乙醇 95％，塔底排出的废水中含 乙醇 0.1％。求每小时可得产品多少吨？若废水全部排 放，每年（按操作 7200小时计）损失的乙醇多少吨？
解：
乙醇产品 含乙醇95％
原料液
精 馏
含乙醇5％ 塔
10吨/时
废水
含乙醇0.1％
苯的生产： 原料油（甲苯、二甲苯）、H2→输送→加热→反应器→减压 蒸馏塔→精馏→苯（99.992~99.999%）
可见，一个化工过程往往包含几个或几十个加工过程。
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18
化学反应过程 化工生产的核心
化工生产过程
物理处理过程 （单元操作）
原料的预处理 产品的加工
2023/11/8
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有目的的使原料经过一系列的化学或物理变化，以获得 产品的工业过程，也称为化工生产，或化工生产过程。
原料
（1）
预处理
（2）
反应
（3）
后处理
产品
基本化工生产过程
2023/11/8
17
例如:
甲醇的生产：
合成气（CO，H2，CO2）→输送→管式反应器→粗甲醇→ 冷却→精馏→精甲醇（99.85~99.95%）
单元操作：
化工生产中除化学反应单元以外的所有物理性操作。
• 固体和流体物料输送 • 物料的加热和冷却 • 非均相混合物料的分离 • 液体混合物料的蒸发、蒸馏和萃取 • 气体物料的吸收 • 物料的干燥和冷却
单元操作的结果只改变物料的物理性质
化工生产过程就是由若干单元操作和反应过程按一定顺 序组合而成
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1-4 化学工业的分类
工程化学PPT全套课件
时间
射在真秒空中波长的1650763．7s3倍”。
电流
安[培]
A
热力学温度
开[尔文]
K
物质的量
摩[尔]
mol
9
发光强度
坎[德拉]
cd
绪论
本课程通用概念
常见国际单位制导出单位（部分）
物理量 单位名称 单位符号
其他诸如：
力 压强
牛特[顿（]斯拉） N
韦（伯）
帕[斯亨（卡利] ） Pa
频率
赫库法[兹（（]仑拉））
1MW
常用的单位词头可参考书后附录1.
11
绪论
本课程通用概念
除了一些国际单位制单位，在你印象里 有那些非国际单位制单位在使用？
质量：克拉、镑等
体积：加仑
长度：埃、尺、英尺等
功：卡
力：千克力、达因
功率：马力
12
速率：马赫
绪论
物理量运算规则及约定
物理量的数值和单位之间是相乘关系，只有量 纲相同的物理量（即同一物理量）才能进行加 减运算。 例如：1t+10kg+5克拉、100N-20J
所谓均匀是指其分散度达到分子或离子大小的数量 级。
相与相之间有明确的界面，超过此相界面，一定有 某些宏观性质（如密度、组成等）发生突变。
相的分类
☺气相系统：任何气体共混，每一种气体都可无限充满容器， 为单相系统 如：H2+N2混合
☺液相系统：具体问题，具体分析。 如：水与乙醇混合 水与CCl4混合 水与CCl4、苯混合
P
用活塞将气体密封在截面积为S的圆
柱形筒内，以p代表外压，在恒压下
II
的膨胀过程中，气体将活塞从I位置推到
化学工程基础kj3PPT资料108页
二. 静力学方程及巴斯葛定律
P1
G Z1
F1 + G = F2
P1 A + g A ( Z1 - Z2 ) = P2 A
P2= P1 + g ( Z1 - Z2 )
或 P2= P0+ g ( Z1 - Z2 )
P2 Z 2
或
F1＝ P1 A F2＝ P2 A G＝ g A( Z1 - Z2 )
= P0+ g h
Z1
P1gZ2
P2
g
Z1gP1 Z2gP2
三.讨论 P2= P0+ g h
Z1
P1gZ2
P2
g
1.流体某一深处的压力与深度和密度有关。
2.液面上方流体压力改变，液体内部压力随着改变 且变化值相同（巴斯葛定律）。
3.静止的、连续的同一流体内、同一水平面处各点 压力相等。( 等压面 )
水
H2 B
B'
2. 2 g h+p0= 1 gH1+ 2 gH2+p0 3. 2 g h’= 1 gH1
1-4 流体静力学基本方程的应用
一.压力测定 1.U型管压差计
P1 P2
H
R A A'
'
A-A’为等压面
PA=PA’ PA= P1+ g ( H+R ) PA’=P2+ ’ g R+ gH P1 - P2= R g (’- ) 如测量气体
例题:1.判断下面各式是否成立
PA=PA’ PB=PB’ PC=PC’ 2.细管液面高度。
油 H1
水
H2
1 = 800kg/m3
C C' 2 =1000kg/m3 A A' H1= 0.7m
工程化学基础B讲课课件简单版
B
Δn(B) = B
ΔrHm -ΔrUm = ( Bg ) RT
B
qV/ = qV,m
qp/ = qp,m
qp - qV = ( Bg ) RT
B
注：△rHm为摩尔反应焓变 重要结论：判断一个化学反应的qp与qV大小，首先看方程式中 有无气体产生或消耗，然后比较方程式两边气体计量数总和的 大小。
21
1.2.4 功 w a、定义：系统与环境之间除热以外的其他形 式传递的能量。 b、特点：1) 功不属于状态函数； 2) 功分为体积功和非体积功。体积功:在一定 外压下，由于系统的体积发生变化而与环境交 换的功。例:等压p下：w = -pΔV=-p(V2-V1) 3) 功的数值有正、负之分：正值表示系统得 功；负值表示系统失功或系统对外做功(以系 统为研究对象） 4) 单位：焦耳(J)
19
1.2.2 热力学能U(内能) a、定义：系统内部各种形式能量的总和，包括分子 动能、势能及电子运动的能量等等。 b、特点：1) 热力学能属于状态函数，具有状态函数 的特征(①状态一定，其值一定；②殊途同归，值变相 等；③周而复始，值变为零) 2) U的数值只与温度、质量有关；
3) 无法也没有必要确定热力学能的绝对值，只涉及其 变化量Δ U。
27
2 化学反应的基本原理
2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变 2.2 化学反应进行的程度和化学平衡 2.3 化学反应速率
28
2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变
2.2.1 影响反应方向的因素
a、自发反应：在给定条件下，不需要外力作用 下能自动进行的反应。 例：不靠外力帮助，下面哪些过程可自动发生? A. 石头从山顶向下滚到山脚。 B. 石头从山脚向上滚到山顶。 C. 高温物体将热传递给低温物体。 D. 低温物体将热传递给高温物体。 结论：凡是自发反应均是使系统向能量降低的 方向进行。
Δn(B) = B
ΔrHm -ΔrUm = ( Bg ) RT
B
qV/ = qV,m
qp/ = qp,m
qp - qV = ( Bg ) RT
B
注：△rHm为摩尔反应焓变 重要结论：判断一个化学反应的qp与qV大小，首先看方程式中 有无气体产生或消耗，然后比较方程式两边气体计量数总和的 大小。
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1.2.4 功 w a、定义：系统与环境之间除热以外的其他形 式传递的能量。 b、特点：1) 功不属于状态函数； 2) 功分为体积功和非体积功。体积功:在一定 外压下，由于系统的体积发生变化而与环境交 换的功。例:等压p下：w = -pΔV=-p(V2-V1) 3) 功的数值有正、负之分：正值表示系统得 功；负值表示系统失功或系统对外做功(以系 统为研究对象） 4) 单位：焦耳(J)
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1.2.2 热力学能U(内能) a、定义：系统内部各种形式能量的总和，包括分子 动能、势能及电子运动的能量等等。 b、特点：1) 热力学能属于状态函数，具有状态函数 的特征(①状态一定，其值一定；②殊途同归，值变相 等；③周而复始，值变为零) 2) U的数值只与温度、质量有关；
3) 无法也没有必要确定热力学能的绝对值，只涉及其 变化量Δ U。
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2 化学反应的基本原理
2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变 2.2 化学反应进行的程度和化学平衡 2.3 化学反应速率
28
2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变
2.2.1 影响反应方向的因素
a、自发反应：在给定条件下，不需要外力作用 下能自动进行的反应。 例：不靠外力帮助，下面哪些过程可自动发生? A. 石头从山顶向下滚到山脚。 B. 石头从山脚向上滚到山顶。 C. 高温物体将热传递给低温物体。 D. 低温物体将热传递给高温物体。 结论：凡是自发反应均是使系统向能量降低的 方向进行。
2024版全新基础化学ppt课件
酸碱反应的实质与特点
中和反应
酸与碱反应生成盐和水的反应称 为中和反应，其实质是氢离子与
氢氧根离子结合生成水。
酸碱反应的特点
酸碱反应通常伴随着热量的变化， 且反应速率较快。
酸碱反应的应用
酸碱反应在日常生活、工农业生 产和科学研究中有着广泛的应用， 如调节溶液酸碱性、制备盐类等。
离子反应的类型与规律
化学的研究对象包括原子、分子、 离子等微观粒子以及由它们构成的 宏观物质。
化学的历史与发展
01
02
03
古代化学
古代化学主要以炼金术和 医药学为代表，积累了一 些关于物质变化的经验性 知识。
近代化学
近代化学以原子论和分子 学说的创立为标志，开始 从微观角度研究物质的组 成和结构。
现代化学
现代化学在理论、实验手 段和应用方面都有了飞速 的发展，形成了多个分支 学科。
02
物质的组成与结构
原子与分子
原子的概念与性质
原子是化学变化中的最小 粒子，具有相同的化学性 质。
分子的概念与性质
分子是保持物质化学性质 的最小粒子，由组成的原 子按照一定的键合顺序和 空间排列而结合起来。
原子与分子的关系
分子由原子构成，原子通 过化学键结合成分子。
元素的分类与周期表
元素的分类
置换反应
一种元素或原子团被另一种元素 或原子团所替代的反应，常见于 金属与酸、盐溶液之间的反应。
复分解反应
两种化合物相互交换成分生成另 外两种化合物的反应，反应前后
各元素化合价不变。
化学反应的速率与影响因素
反应速率
单位时间内反应物浓度的减少或生成 物浓度的增加，用来衡量化学反应的 快慢。
影响因素
工程化学基础教学课件
➢ 法国拉瓦锡(Lavoisier)的燃烧的氧学说，近代化学由此 萌芽。
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欧洲近代化学家
Justus von Liebig
Friedlich Wöhler
Friedrich August Kekulé
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J. Willard Gibbs
J. Willard Gibbs 化学热力学
➢ 这段时期，化学走入了歧途，但积累了更多 的化学知识，提高了实验技术，制作了操作器皿。
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简话化学开展
古代化学 (3) 医化学时期(公元1500～1700年)
➢ 16世纪初，欧洲资本主义工业的开展迫使化学走上正路 ➢ 炼金术改革，化学方法制成药剂〔无机物〕 ➢ 明代李时珍?本草纲目?，列有中药材、矿物1000多种并 附有制备方法、性质介绍 ➢ 明代宋应星著有?天工开物?(1639年)，总结了我国的工 业技术.
对食物和睡眠的要求降低，常导致冲动不安和暴力行 为。
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反响停：五十年恩怨
• • 反响停具有一定的镇静安眠的作用，而且对孕妇怀孕早期的妊娠
呕吐疗效极佳。 反响停便成了“孕妇的理想选择〞，在欧洲、亚 洲、非洲、澳洲和南美洲被医生大量给予孕妇以治疗妊娠呕吐。 50年代后期，德国生产一种叫“反响停〞的新药。该药属非巴比妥 类药，有镇静和止吐作用。在小鼠动物实验中证实反响停对胎仔 无致畸作用，对孕妇也无毒性反响，因此曾广泛用来治疗早孕反 响。但此后不断发现似海豹的无肢、短肢畸形儿出生，经过多年 悉心研究，并在猴子的动物实验中得到证实，那些畸形儿系母亲 在早孕期间服用“反响停〞所致。这才通令禁止，但为时已晚。在 1959年～1961年德国就生下了6000多例海豹胎，英国8000余例， 日本3000余例，历史上称为“海豹胎〞悲剧。
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欧洲近代化学家
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Friedlich Wöhler
Friedrich August Kekulé
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J. Willard Gibbs
J. Willard Gibbs 化学热力学
➢ 这段时期，化学走入了歧途，但积累了更多 的化学知识，提高了实验技术，制作了操作器皿。
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简话化学开展
古代化学 (3) 医化学时期(公元1500～1700年)
➢ 16世纪初，欧洲资本主义工业的开展迫使化学走上正路 ➢ 炼金术改革，化学方法制成药剂〔无机物〕 ➢ 明代李时珍?本草纲目?，列有中药材、矿物1000多种并 附有制备方法、性质介绍 ➢ 明代宋应星著有?天工开物?(1639年)，总结了我国的工 业技术.
对食物和睡眠的要求降低，常导致冲动不安和暴力行 为。
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反响停：五十年恩怨
• • 反响停具有一定的镇静安眠的作用，而且对孕妇怀孕早期的妊娠
呕吐疗效极佳。 反响停便成了“孕妇的理想选择〞，在欧洲、亚 洲、非洲、澳洲和南美洲被医生大量给予孕妇以治疗妊娠呕吐。 50年代后期，德国生产一种叫“反响停〞的新药。该药属非巴比妥 类药，有镇静和止吐作用。在小鼠动物实验中证实反响停对胎仔 无致畸作用，对孕妇也无毒性反响，因此曾广泛用来治疗早孕反 响。但此后不断发现似海豹的无肢、短肢畸形儿出生，经过多年 悉心研究，并在猴子的动物实验中得到证实，那些畸形儿系母亲 在早孕期间服用“反响停〞所致。这才通令禁止，但为时已晚。在 1959年～1961年德国就生下了6000多例海豹胎，英国8000余例， 日本3000余例，历史上称为“海豹胎〞悲剧。
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昨天（始于18 世纪工业革命）
无机化 学工业
1746 年 英国人罗巴克 铅室法制硫酸 1791 年 法国人路布兰 制碱 1861 年 比利时人索尔维 氨碱法 1905 年 德国人哈伯 合成氨 1941 年 中国人侯德榜 联碱法
有机化 学工业
1826 年 从氰酸铵合成尿素 19 C 中叶、20 C 初利用煤、农副产品 20 C 30 年代开始石油、天然气的开发
2019/12/23
10
今天（2011年我国）
产品名称 化肥 染料65 380 1850
世界排名 1 1 2 1 2
三废
占排放总量份额 排名
废渣
8-10％
9
废水
20-30％
2
2019/12/23
废气
5-7％
3
11
明天（发展趋势）
以信息技术为先导 以新材料技术为基础 以新能源技术为支柱 微观尺度向生物技术开拓 宏观尺度向空间和海洋扩展
2个 考试：17周（暂定）
2019/12/23
3
参考书
化工原理. 姚玉英主编. 天津科学技术出版社 化学工程基础. 武汉大学主编. 高等教育出版社 化学工程基础. 林爱光编. 清华大学出版社 化学工程基础. 李德华编. 化学工业出版社 化学工程基础学习指引和习题解答. 林爱光编.
2019/12/23
20
流程图
描述从物料开始，经过一系列按一定顺序并相互 衔接的单元操作和反应过程，生产合格产品的生 产工艺过程称为化工工艺流程。用图表示的化工 工艺流程称为化工工艺流程图。
类型有： 工艺流程框图、装置流程图、 管线图、带控制点的流程图等。
2019/12/23
21
2019/12/23
氧
乙 2CH 2ClCH 2OH Ca(OH )2 2EO CaCl2 2H2O
烷
直接氧化法: C2 H 4 0.5O2 EO
2019/12/23
13
生物工程
生物化学
生物学 生化
工程
化学
工程学
生物技术
化学工程
e.g. 将淀粉酶基因克隆到酵母菌中发酵生产乙醇， 时间缩短了十分之九，能量消耗减少了60％。
化学工程基础
Fundamentals of Chemical Engineering
1
规 则：
遵守课堂纪律 独立思考 按时完成作业
考核方式：
• 平时作业、实验、课堂表现 • 期末考试 （闭卷）
30％ 70％
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课程进度安排：
学时：40 + 12 教材内容讲解：2 ~ 11周 实验部分：平时空闲（周末等），
有目的的使原料经过一系列的化学或物理变化，以获得 产品的工业过程，也称为化工生产，或化工生产过程。
原料
（1）
预处理
（2）
反应
（3）
后处理
产品
基本化工生产过程
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例如:
甲醇的生产：
合成气（CO，H2，CO2）→输送→管式反应器→粗甲醇→ 冷却→精馏→精甲醇（99.85~99.95%）
化学工业不再局限于传统的化工领域，与这 六大技术渗透结合。
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发展趋势
材料工程
高分子功能材料、陶瓷、纳米材料、富勒碳
能源化工
发展煤化工（洁净煤技术）
环境化工
氯乙
CO2 化学 环境工程 清洁生产
醇法
环 C2 H4 H 2O Cl2 CH 2ClCH 2OH HCl
尿素生产工艺流程框图
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尿素生产流程简图
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单元操作：
化工生产中除化学反应单元以外的所有物理性操作。
• 固体和流体物料输送 • 物料的加热和冷却 • 非均相混合物料的分离 • 液体混合物料的蒸发、蒸馏和萃取 • 气体物料的吸收 • 物料的干燥和冷却
单元操作的结果只改变物料的物理性质
化工生产过程就是由若干单元操作和反应过程按一定顺 序组合而成
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§1.1 化学工业概述
1-1 化学工业的重要性
化学工业是国民经济重要的基础工业，是工业经济 中最具活力，有待开发且竞争力极强的一个部门。
6.9% 7.1% 86%
其他工业 石油天然气 化学工业
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————工业和信息化部，2011年
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触及现代生活的各个角落：
为农业提供化肥、农药等农用生产资料； 为轻纺、建材、冶金、国防、军工及其他行
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1-4 化学工业的分类
美国：
按照美国标准工业分类手册（SIC）确定的分 类法，化学工业包括：
生产基本化工产品的企业 以化学方法为主进行产品加工的企业
中国：
化学工业 包括：
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基本化学工业
化肥工业
石油化学工业
其他化学工业
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1-5 化工生产工艺及流程
化工生产过程：
业提供各种配套原材料； 为微电子、信息、生物工程等高科技产业提
供新型化工材料和新产品； 为人们的衣、食、住、行提供各种化工产品；
…………
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化学工业
人类生存密切相关
—— 衣食住行 —— 能源
开源节流
—— 国防和科技现代化
—— 环保
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1-2 化学工业的发展
清华大学出版社 化学工程基础学习指导. 杨国泰等编. 化学工业
出版社
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主讲章节
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
化学工业与化学工程 流体流动与输送 传热过程 传质分离基础 吸收 精馏
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第一章 化学工业与化学工程
§1.1 化学工业概述 §1.2 化学工程学 §1.3 物料衡算与能量衡算
苯的生产： 原料油（甲苯、二甲苯）、H2→输送→加热→反应器→减压 蒸馏塔→精馏→苯（99.992~99.999%）
可见，一个化工过程往往包含几个或几十个加工过程。
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化学反应过程 化工生产的核心
化工生产过程
物理处理过程 （单元操作）
原料的预处理 产品的加工
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1-3 化学工业的特点
与人类的生存和发展息息相关
世界面临着三大挑战：人口增长、环境污染和能源 短缺。
原料路线、工艺路线和产品品种的多样性 化学工业属于技术密集型和能源密集型产业
e.g. N 2 H 2 cat NH 3
提倡采用新工艺、新设备，提高物料的综合 利用，降低能耗。