化学工艺基础.ppt
化学工艺学知识点总结
报告格式与内容
了解实验报告的格式和内容要求，按照规范 撰写报告。
总结与反思
对整个实验过程进行总结，反思实验中的不 足和优点，为今后的实验提供借鉴。
实践项目与经验分享
实践项目实施
参与化学工艺实践项目，将理论 知识应用于实际生产中。
经验交流与分享
与其他同学分享实验经验，交流 心得体会，共同提高实验技能。
03
化学工艺流程与设计
工艺流程设计基础
01
工艺流程设计原则
根据生产需求和工艺要求，遵循 安全、环保、高效和经济等原则 进行设计。
02
工艺流程设计步骤
进行工艺分析、流程构思、流程 图绘制以及工艺流程说明等步骤 。
03
工艺流程设计基础 理论
掌握化学反应动力学、化学平衡 和热力学等基础理论，为流程设 计提供理论支持。
实验数据处理与分析
数据记录与整理
准确记录实验数据，采用合适的方法进行数据整理，便于后续分析 。
数据处理方法
掌握常用的数据处理方法，如平均值、标准差、回归分析等，对实 验数据进行处理。
结果分析与解释
根据处理后的数据，进行结果分析，解释实验现象和规律，得出结 论。
实验报告撰写与总结
结果展示与讨论
清晰展示实验结果，对结果进行讨论和解释 ，提出可能的改进措施。
化学反应工程基础
总结词
化学反应工程基础是化学工艺学的支撑学科，它研究反应过程中的传递现象和反应器设 计。
详细描述
化学反应工程基础主要研究反应过程中的物质传递、热力学和动力学等传递现象。它关 注反应过程中的物质传递和能量传递对反应结果的影响，以及如何通过优化传递过程来 提高化学反应的效率和产物收率。此外，化学反应工程基础还涉及反应器的设计、操作
化学工程总控工资料2生产工艺基础知识159(14)
序号题干1煤、石油、天然气是化学工业的基本原料。
2通常用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志是石油产量。
3含碳、氢的化合物往往都是有机化合物，而尿素的分子式为CO(NH2)2，所以尿素生产是有机化工。
4炼厂气的主要组成是H2、C1～C5间的烷烃以及少量烯烃类5将石油加工成各种石油产品的过程称为石油炼制。
6化工基础数据可分为两类：物性数据和热力学数据。
7反应物的单程转化率总小于总转化率。
8从经济观点看，提高总转化率比提高单程转化率更有利。
9化工生产上，生产收率越高，说明反应转化率越高，反之亦然。
10对相同的反应物和产物，选择性(产率)等于转化率和收率相乘。
11化学反应器的空时就是反应物料在反应器内的停留时间，用来表明反应时间长短。
12原料消耗定额的高低，说明生产水平的高低和操作技术水平的好坏。
13原料纯度越高,原料的消耗定额就会越低。
14生产能力是指生产装置每年生产的产品量，如：30万吨／年合成氨装置指的是生产能力。
15两套合成氨生产装置生产能力均为600kt／a，说明两套装置具有相同的生产强度。
16提高设备的生产强度，可以实现在同一设备中生产出更多的产品，进而提高设备的生产能力。
17利用苯作为原料生产某一有机化合物，平均月产量1000t，月消耗苯1100t。
苯的消耗额为1.1吨苯／吨产品。
18化工产品生产中，若每小时投入的某种原料量增加10％，结果发现程收率不变，说明反应为目的产物的该原料量增加10％。
19乙酸乙烯酯的合成，乙炔气相法的时空收率为lt／(d•m3催化剂)，乙烯气相法为6t／(d •m3催化剂)，说明乙烯气相法设备的生产强度较乙炔法的高。
20采用列管式固定床反应器生产氯乙烯，使用相同类型的催化剂，在两台反应器生产能力相同条件下，则催化剂装填量越多的反应器生产强度越大。
21从原料开始，物料流经一系列由管道连接的设备，经过包括物质和能量转换的加工，最后得到预期的产品，将实施这些转换所需要的一系列功能单元和设备有机组合的次序和方式，称为化工工艺。
第二章精细化工工艺学基础
第三节
精细化工过程开发的 一般步骤
2、中间实验阶段 由于过程的极端复杂性，往往不能把实验 室的研究成果直接用生产中，而必须经过中间 规模的考察（有时还要辅以大型冷模试验）。 这一步是从实验室过度到生产的关键阶段。在 此阶段中，化学工程知识和手段是十分重要的。 中试的时间对一个过程的开发周期往往具有决 定性的影响。中试要求研究人员具有丰富的工 程知识，掌握先进的测试手段，并能取得提供 工业生产装置设计足够的工程数据，进行数据 处理从而修正为放大设计所需的数学模型。
第三节
精细化工过程开发的 一般步骤
此时，对新过程的经济评价也是中试的重要组 成部分。 3、工业化（生产）阶段： 对于研究开发人员，其主要任务是根据前 两个阶段的研究结果作出工业装置的基础设计， 然后由工程设计部门进行工程和施工设计。但 研究人员应在工业装置建成后，取足必要的现 场数据以最后完善研究开发的各项成果，并形 成一整套技术资料，作为专利推广之用。
第四节 精细化工的技术开发
（2）、对该课题的可行性分析与论证 查找与课题相关的文献资料，写出文献 总结；从中分析比较论证。无论课题来源是什 么，都必须明确课题的目的、意义，是否重复 研究，在科学和技术上的合理性、经济和社会 效益等进行全面的分析。这一步是带有战略性 的。它要求研究人员要有扎实的基础知识和技 巧，又要求其思想敏锐与视野开阔，善于去伪 存真把握过程的内在规律，从而作出正确的判 断。
第三节
精细化工过程开发的 一般步骤
1、实验室研究阶段 它包括根据物理的、化学的基本理论或从 实验现象的启发与推演、或从科技情报资料的 分析等出发，提出一个新的技术思路，然后在 实验室进行探索，明确过程的可能性与合理性， 测定基础数据，摸索工艺条件等。 这一步是带有战略性的。它要求研究人员 要有扎实的基础知识和技巧，又要求其思想敏 锐与视野开阔，善于去伪存真把握过程的内在 规律，从而作出正确的判断。
氯化工艺基础知识
4 工艺参数的安全控制
为了严格控制温度，主要从以下三个方面采取相应 措施： （1）有效除去反应热：对于大多数的放热化学反应 应选择有效的传热设备、传热方式及传热介质，保 证反应热及时导出，防止温度过高。 （2）正确选用传热介质：在化工生产中常用载体来 进行加热。常用的热载体有水蒸气、热水、烟道气、 碳氢化合物（如导热油和联苯混合物）、熔盐、汞 和熔融金属等。正确选择热载体对加热过程的安全 十分重要，应避免选择容易与反应物料相作用的物 质作为传热介质。
2 氯化工艺的危险特点
（4）氯气中的杂质，如水、氢气、氧气、三氯化 氮等在使用中易发生危险。
（5）生成的氯化氢气体遇水后形成腐蚀性强的盐 酸。氯化氢的吸收装置如发生故障，不能完全吸 收时，大量的氯化氢气体逸出，会造成中毒事故 或造成设备管道的腐蚀。
（6）反应生成的尾气可能形成爆炸性混合物。
3 危险因素
氯化工艺基础知识
1 氯化工艺简介 2 氯化工艺危险特点 3 危险因素 4 工艺参数的安全控制
1 氯化工艺简介
氯化工艺的概念 氯化反应是化合物分子中引入氯原子的反应，
包含氯化反应的工艺过程为氯化工艺。
氯化反应的分类
• 取代氯化： 分CH子4中+ C的l2氢原子或C基H团3C被l +氯H原Cl子取代 • 加成氯化： C直H接2=将C氯H2原+子Cl加2 成到某化CH合2C物lC上H2Cl • 氧氯化： 烃在氧气存在下与氯发生的反应
4 工艺参数的安全控制
（3）进料配比：反应物料的配比要严格控制，尤 其是对连续化程度较高、危险性较大的生产，更需 注意。 （4）进料顺序：有些生产过程，进料顺序是不能 颠倒的，否则会引起爆炸。
130307第二章 粘土矿物和粘土胶体化学基础(40学时课件)
在碱性或中性条件下：羟基与OH-反应，粘土带负电性。 ﹥Al-OH + OH﹥Al-O- + H2O
3、吸附
分类
力等 物理吸附，氢键，分子 化学吸附，化学键力 离子交换吸附，离子交 换
吸附负电性离子（OH-、SiO32-）：使粘土负电性增加
吸附正电性离子（NW-1）：使粘土负电性减少
123
传感器
法水化应力，即体积保持
不变时，泥页岩水化所产 生的应力效应。
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（5）粘土矿物水化膨胀的影响因素
a. 粘土的带电量，增加，膨胀性增大
b. 粘土矿物种类，蒙脱石>伊利石>高岭石
c. 粘土矿物补偿（可交换）阳离子种类有关，如钙土（Ca2+）晶层间距 最大可达1.7nm，而钠土（Na+）晶层间距可达4nm。 d. 溶液中的离子浓度，离子浓度增加，严重压缩双电层 结果：
D、C.E.C 大（70-130 mmol/100g土)
Ｅ、造浆率高（钻井液配浆的主要原材料）
◆蒙脱石晶层间引力以分子间力为主，层间引力较弱，水分子易进
入晶层，引起蒙脱石水化膨胀。
◆蒙脱石负电荷多，吸附阳离子数量，水化阳离子给粘土带来厚的
水化膜，使蒙脱石水化膨胀。
（3）伊利石 ①伊利石晶体结构示意图
性（化学组成、晶体构造）、分散度（蒙脱石影响较小，
高岭石较大—裸露氢氧根数量）、pH环境（碱性环境增
加CEC）等密切相关。
（3）造浆率：一吨干粘土所能配制粘度（表观粘度）为
15mPa.s钻 井液的体积数，m3/T。
造浆率 粘土的水化分散能力
2、几种常见粘土矿物的晶体构造
（1）高岭石 ①高岭石晶体结构示意图
化学工程与工艺-第1章 绪论
化学工程与工艺专业
第一章 绪论
1.1 化学工程与化学工艺 1.2 化学工业的发展历史及其作用 1.3 现代化学工业特点和发展方向 1.4 化学工业的原料和主要产品 1.5 化学工艺的共性知识
1.1 化学工程与化学工艺 化学工业 Chemical Industry
1.5 化学工艺的共性知识
1.5.1化工过程的主要效率指标
转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量 占该反应物起始量的分率或百分率，用符号X 表示。 其定义式为 转化率表征原料的转化程度，反映了反应进度。
1.5 化学工艺的共性知识
1.5.1化工过程的主要效率指标
选择性系指体系中转化成目的产物的某反应物量与 参加所有反应而转化的该反应物总量之比。用符号 S表示，其定义式如下
在复杂反应体系中，选择性是个很重要的指标，它 表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反 映原料的利用是否合理。
化学工艺 Chemical Technology 化学工程 Chemical Engineering
1.1 化学工程与化学工艺 化学工艺
化学工程
个性 研究具体过程 从原料到产品
共性 单元操作 工程因素尤其是放大
两者相辅相成，密不可分
1.1.1 什么是化学工艺学?
化学工艺 也称化工生产技术或化工技术，系指将 原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程， 包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施。
1.3 现代化学工业特点和发展方向
1.3.2 现代化学发展方向 高新技术，缩短新技术、新工艺工业化 的周期，加快产品更新和升级的速度 最充分、最彻底地利用原料 大力发展绿色化工 化工过程要高效、节能和智能化 实施废弃物再生利用工程
化工工艺学 第二章 化工生产过程的基础知识
第一节化工生产过程及工艺流程一、化工生产过程在化工生产中，将原料经过一系列的物理和化学加工处理制成目标产物的过程称为化工生产过程。
化工生产过程一般是由原料预处理、化学反应、产物的分离与精制及“三废”治理四个部分组成。
1 原料预处理在化工生产中，当一个反应确定之后，它就必须对原料有一定的要求，原料预处理的目的是为了使其达到化学反应所需要的条件。
例如：对固体原料需要进行粉碎、筛选，除去部分杂质；对液体原料一般需要配制成一定的浓度，再进行加热或气化；对气体原料通常需要一定的温度和压力等。
2 化学反应化学反应是化工生产过程的核心部分，通过化学反应实现原料到产物的转化过程。
1)化学反应的种类及条件◆化学反应种类很多，按反应体系中物料相态的不同分为均相反应和非均相反应；◆按催化剂的使用与否分为催化反应和非催化反应，当催化剂与反应物处于同一相态时称为均相催化反应，处于不同相态时称为非均相催化反应；◆按化学反应的特性分为氧化、还原、加氢或脱氢、聚合、缩合、重排、烃化、酰化、重氮化、硝化、磺化、歧化、异构化反应等。
实现化学反应通常需要一定的条件，如反应的温度、压力、催化剂、溶剂以及原料投料配比如何、反应的停留时间多少。
所以如何使反应过程进行较为合理，是化工工艺所要讨论的重点内容。
2)化学反应器实现化学反应过程的设备称为化学反应器，它是化工生产的关键设备。
反应器的设计和选型十分重要，这是因为反应器中进行的反应过程通常比较复杂，在反应的同时还有动量、热量和质量的传递。
由于各单元反应的特点各异，所以对反应器的要求也不相同，工业生产过程不仅与反应本身的特性有关，而且还与反应设备的特性有关。
反应器的种类繁多，结构各异，既可以按照反应的特性分类，也可以按照设备的特性进行分类。
◆按反应器中物质相态、反应器可分为均相和非均相反应器；◆按反应器的结构可分为釜式（槽式）、管式、塔式、固定床、流化床反应器等；◆按操作方式可分为间歇式、半间歇式和连续式反应器；◆按操作温度分为恒温式（等温式）和非恒温式反应器；◆按反应器与外界有无热量的传递可以分为绝热式和外部换热式反应器等。
化学工艺学知识点总结
化学工艺学知识点总结作者: 日期：化学工艺学第一章绪论1、化学工业：运用化学工艺、化学工程及设备，通过各种化工单元操作，高效、节能、经济、环保和安全地将原料生产成化工产品的特定生产部门。
2、化学工艺即化工生产技术，是指将各种原料主要经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施。
3、化学工艺学是根据化学、物理和其他科学的成就，研究综合利用各种原料生产化学产品的方法原理、操作条件、流程和设备，以创立技术先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科。
4、2 1世纪,化学工业的发展趋势？答:（1 ）产品结构精细化和功能化；（2）生产装置微型化和柔性化;（3）生产过程绿色化和高科技化；（4 ）市场经营国际化、信息化。
5、绿色化工就是用先进的化工技术和方法减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的各种物质的一种技术手段。
6化学工业的基础原料指可以用来加工生产化工基本原料或产品的在自然界天然存在的资源。
7、化工产品一般是指由原料经化学反应、化工单元操作等加工方法生产出来的新物料（品）。
8. 煤化工：以煤为原料，经过化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的工业。
9•煤的干馏：是指在隔绝空气条件下将煤加热，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程。
I0 . 一次加工方法主要包括一次加工和二次加工，一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏。
II.蒸馏是一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别（沸点不同）进行分离的方法，是一种没有化学反应的传质、传热物理过程，主要设备是蒸馏塔。
12. 常用的二次加工方法主要有催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。
1 3 •催化重整：是在铂催化剂作用下加热汽油馏分（石脑油）,使其中的烃类分子重新排列形成新分子的工艺过程。
14.催化重整的原料是石脑油,以生产高辛烷值汽油为目的时一般采用80~180C馏分。
1 5.催化加氢裂化是在催化剂及高氢压下加热重质油，使其发生一系列加氢和裂化反应,转变成航空煤油、柴油、汽油和气体等产品的加工过程。
CNG基础知识及工艺流程PPT
可压缩性
由于CNG是在高压下储存的，因 此具有很好的可压缩性，能够适 应不同的能量需求。
清洁环保
CNG的主要成分是甲烷，燃烧后 只产生水和二氧化碳，是一种清 洁环保的能源。
经济实惠
相较于其他化石燃料，CNG的价 格相对较低，能够为企业和个人 节省能源成本。
CNG的压力和温度
高压储存
CNG通常是在高压下储存 的，一般在20-25Bar之间， 以便在较小的空间内储存 更多的能量。
气田勘探
通过地质调查、地球物理勘探 等方法确定气田位置，为钻井
提供依据。
气井钻井
利用钻井设备在气田上钻孔， 建立天然气通道。
气井生产
通过采气树、排水采气等措施 ，将天然气从地下采出。
天然气的净化
天然气净化
通过物理或化学方法将 天然气中的杂质去除， 以满足后续加工和使用
的需要。
脱水
脱硫
利用吸附剂或化学反应 将天然气中的水分去除，
CNG的应用领域
总结词
CNG广泛应用于汽车燃料、城市燃气、工业用气等领域。
详细描述
CNG作为一种高效、环保的能源，在汽车燃料领域应用广泛，包括私家车、公交车、出租车等。此外，CNG还 可作为城市燃气供应，为居民提供清洁的烹饪和取暖能源。在工业领域，CNG可用于各种需要气体燃料的设备和 工艺流程，如金属加工、玻璃制造、化工等。
同时使用汽油和天然气作为燃料，通过切换燃料来满足不同的需求。
CNG汽车的优势
环保
经济
天然气是一种清洁能源，燃烧后产生的有 害物质较少，对环境友好。
天然气价格相对较低，长期使用可以降低 运行成本。
安全
技术成熟
天然气相对轻，不易燃易爆，安全性较高 。
化工原理多媒体教学课件
1 . 化学工程学科中的基本概念
化工单元操作的分类 根据单元操作的理论基础进行的分类
1）以动量传递(momentum transfer)理论为基础： 流体流动、流体输送机械、沉降、过滤、搅拌、固体流态化 等
2）以热量传递(heat transfer)理论为基础： 加热、冷却、蒸发 等 3）以质量传递(mass transfer)理论为基础： 吸收、精馏、萃取、干燥 等
产过程与设备计算的工程技术学科。
化学工程：研究以化学工业为代表的过程工业中有关化学过程 和物理过程的一般原理和共性规律，解决过程和装置的开发、 设计、操作及优化的理论和方法问题。
化工单元操作：(unit operation of Chemical Engineering)：
一物理性的化工基本操作过程。 任何一种化工过程(chemicals production process)均是由若干化工单 元操作及化学反应过程有机组合而成。
流体中发生的这三种传递现象(transport phenomena)都是由于
流体质点的运动和分子扩散运动所产生的结果。
流体流动： 研究流体流动的规律，完成流体输送的任务。
流体输送机械：研究流体输送机械的性能特点，进行正确的选用及安装。
沉降：利用密度差，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡。
过滤：根据尺寸不同的截留，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒。
随着新产品、新工艺的开发或为实现绿色化工生产，对物理过程提出了
一些特殊要求，又不断地发展出新的单元操作或化工技术，如膜分离、参数 泵分离、电磁分离、超临界技术等。同时，以节约能耗，提高效率或洁净无 污染生产的集成化工艺（如反应精馏、反应膜分离、萃取精馏、多塔精馏系 统的优化热集成等）将是未来的发展趋势。