《化工节能技术》PPT课件

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1、化工节能原理与技术北京化工大学2009.3（春季学期）1第1章总论1.1能源与能源的分类（1）我国国民经济持续高速增长面临资源和环境的双重制约。石油作为重要的不可再生资源，其加工过程和产品质量对它的利用效率和生态环境都具有重大影响。（2）分子水平炼油、原子经济化工新催化材料、新反应工程和新反应途径2第1章总论1.1能源与能源的分类1.1.1能源能源定义：为人类生产和生活提供能量和动力的物质资源能源类型：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水力、电能等。能源是经济发展的原动力，是现代文明的物质基础作业：列举几例新型能源及制备技术（从文献摘要中总结1-2句）。3第1

2、章总论1.1.2能源的分类1.1.2.1按来源分类来自地球以外天体的能量（太阳辐射能）太阳能总能量可达174000TW/a地球本身蕴藏的能量（地热能和原子核能）地球和其他天体相互作用而产生的能量（潮汐能）4第1章总论1.1.2能源的分类1.1.2.2按能源的转换和利用层次分类（1）一次能源可再生能源：太阳能、水能、风能、海洋能非可再生能源：煤炭、石油、天然气、核燃料（2）二次能源：电、蒸气、煤气、焦炭、各种石油制品（3）终端能源天然气：甲烷(82-98%)和少量的乙烷、丙烷、丁烷等。类似的有煤层气。95%以上甲烷水煤气（半水煤气）：主要成分：H2,CO,少

3、量CO2,N2,CH4等5第1章总论1.1.2能源的分类1.1.2.3按能源的使用状况分类（1）常规能源：煤、石油、天然气、水力（2）新能源：太阳能、地热能、潮汐能、风能、生物质能生物质能：秸杆气化，生物制氢。生物柴油：各种不同油料和醇类在酸或碱催化下进行酯交换反应1.1.2.4按对环境的污染程度分类（1）清洁能源：太阳能、风能、海洋能、水力（2）非清洁能源：煤炭、石油6第1章总论1.1.2能源的分类CH2COOR1CHCOOR2CH2COOR3+CH3OHR1COOCH3R2COOCH3R3COOCH3+CH2OHCHOHCH2OH化学法：液碱催化酯交换

4、，反应速度慢，工艺流程复杂，不是绿色加工工艺生物法：采用生物酶作催化剂，距离大规模工业化较远高温高压（超临界反应）法：用超临界萃取（或液固萃取）后的液体原料；反应速度快，无催化剂；绿色加工工艺7第1章总论1.1.2能源的分类产物分相酯相甘油相蒸短链醇蒸短链醇真空蒸馏甘油真空蒸馏水洗干燥生物柴油醇水稀溶液醇水稀溶液无共沸物（甲醇/水）普通蒸馏无水甲醇共沸物（乙醇/水、叔丁醇/水）特殊蒸馏无水乙醇（叔丁醇）关键技术后处理分离过程的分子热力学基础，用于建立过程数学模型特殊蒸馏分离醇水稀溶液（分离剂的筛选）8第1章总论1.2化学工业节能的潜力与意义1.2.1我国化

5、学工业的特点（1）煤、石油、天然气既是能源，又是原料（2）能源消费以煤为主（3）大宗化学品生产规模太小1.2.2节能潜力节能总潜力（技术极限值）和可实现的节能潜力（一定时期内可实现的节能量）9第1章总论1.2化学工业节能的潜力与意义1.2.3节能的意义1.3节能的途径1.3.1结构节能1.3.2管理节能1.3.3技术节能1.3.3.1工艺节能催化剂和化学反应工程催化技术是现代炼油和石油化工工业重要的科学技术基础，在炼油和化学工业中60%以上的新产品和90%以上新工艺的开发基于催化作用。分离工程改进工艺方法和设备10第1章总论1.3节能的途径1.3.3.2化

6、工单元操作设备节能流体输送机械、换热设备、蒸发设备、塔设备、干燥设备。1.3.3.3化工过程系统节能1.3.3.4控制节能11第1章总论教材：冯宵.化工节能原理与技术.北京：化学工业出版社，2005参考书：1.陈安民.石油化工过程节能方法和技术.北京：中国石化出版社，19952.黄素逸.能源科学导论.北京：中国电力出版社，19983.刘家祺.分离过程.北京：化学工业出版社，200512第1章总论考核方式：五分制成绩评定：课程总成绩的评定权重为：作业占10%，课程测验占60%（采取开卷方式），课程报告占30%。课程报告：一种新型的节能技术，如化工过程强化技术

7、，催化（反应精馏）技术，反应-反应耦合，结构化催化剂，新型热泵，新型精馏技术（热偶精馏、特殊精馏）等。大约5000-10000字左右。13第2章节能的热力学能量：内能是物质内部一切微观粒子所具有的能量的总和。（状态参数）热力学定律：热力学第一定律：能量转换与守恒定律热力学第二定律：克劳修斯说法：不可能把热从低温物体传至高温物体而不引起其他变化，揭示能量“质”的属性热力学第三定律：0K时纯物质完美晶体的熵等于零节能的实质：防止和减少能量贬值现象的发生14第2章节能的热力学2.1基本概念2.1.1热力系统（系统）热力系统（系统）：相互作用的物体中取出的研究对象

8、。系统的边界：系统与外界的分界面固定的、移动的、真实的、假想的能量