化工基础培训.ppt

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1、化工基础培训李肇奖化学工业是国民经济重要支柱产业，包括以煤、石油和天然气等资源作为原材料加工的石油化工、煤化工、盐化工、天然气化工、生物化工及精细化工等领域。1.1化学工业概况化学工程中具有共性的主要过程1、三传一反动量传递、热量传递、质量传递和化学反应工程流体动力过程：流体流动及输送、沉降过滤、固体流态化等。传热过程：热传导、蒸发、冷凝、热交换、加热。传质过程：气体吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等。2、化工单元操作化工生产过程可视为物理过程和化学过程组成。由于被加工物料的相态不同、过程原理和采用方法的差异，将物理过程可进一步细分为一系列遵循不同物理

2、定律，有某种功用的基本操作过程，称之为单元操作，每一种单元操作都概括了化工生产中一类有共性的操作，从本质上归纳为动量传递、热量传递和质量传递三种传递过程。。化工单元操作基本包括五个方面流体流动过程:包括流体输送、过滤、固体流态化等。传热过程:包括热传导、蒸发、冷凝等。传质过程:即物质传递，包括气体吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等热力过程:即温度和压力变化的过程，包括液化、冷冻等。机械过程:包括固体输送、粉碎、筛分等。。表1-1单元操作单元操作目的物态原理传递过程流体输送输送液或气输入机械能动量传递搅拌混合或分离气-液输入机械能动量传递液-液,固-液过

3、滤非均相混合物分离气-固,固-液尺度不同的截留动量传递沉降非均相混合物分离气-固,固-液密度差引起的动量传递沉降运动加热,冷却升温,降温,改变气或液利用温差传入热量传递相态或移出热量蒸发溶剂与不挥发性液供热汽化溶剂热量传递溶质的分离1.2化工生产过程概述1．化工生产过程分析化学工业产品种类繁多，生产流程千差万别，共同之处是都有原料预处理、化学反应和产物的分离三部分。生产中，原料预处理和产物分离，缺一不可。化学反应这一步是整个化工生产过程的核心，起主导作用，其要求和结果决定着原料预处理的程度和产物分离的任务，直接影响到其它两部分的设备投资和操作费用。

4、2．化工生产过程的工业特征(5)化工生产涉及经济问题。如原料供应、设备投资、能耗、销售、投入、工时及生产管理等。经济效益是评价化工生产过程是否能实施的重要指标。(1)化工过程是大规模的工业生产，物料处理量大，与实验研究相差悬殊。(2)化工生产多为连续化生产过程。(3)化工生产处理的物料从原料的纯度到产品的收率都与化学实验研究不尽相同。(4)化工生产需要设置专用供水、供电、动力、贮存、运输等设施。3．化工生产过程的检测与控制在任何化工生产过程中，需要检测和控制的指标有温度、压力、流量、液面、组成等几类。4．化工生产过程的研究与开发任何一个新的化工生产

5、过程，都是从最初的创意或设想开始，经过实验室研究、中间试验、工业化试验、放大设计、技术经济评价等诸多环节，最后建成工业生产装置，实现规模生产。在放大设计过程中,大小装置之间会产生工艺结果的差别，归结于“放大效应”，寻求其产生因由和改善的方法是过程开发一项中心任务。5．化工生产过程的技术经济分析化工生产过程的工艺技术经济指标主要有：①物料和能量的综合利用。④生产的投资费用。③生产强度。②产品的产率及质量。6．化工生产过程的资源和能源综合利用生产规模的大型化是化工生产过程资源和能源综合利用的保障。生产规模扩大使单位产品的原材料和能源消耗大大降低；劳动效

6、率高，产品的总成本低，因而在市场和资源条件具备的情况下，生产规模大型化是化学工业的发展趋势。化工生产中，物料循环和热量回流，并达到多种产品联合生产，是节能降耗的主要途径。7．化工生产过程的优化按具体的生产任务，确定合理的工艺路线(原料、方法)，选择合适的反应器，配置相适宜的单元操作及设备，适当组合构成一个化工生产过程的整体，成为化工过程系统，简称化工系统。化工系统的诸多不确定性，决定了化工生产过程的复杂性。化工生产过程自身的特点和复杂性，使其存在大量的过程最优化问题，涉及过程研究中的开发和设计及过程运行中的操作、管理和控制等各个方面。化工系统优化包

7、含三个层次：(1)化工工艺路线的最优化。即系统总体方案的最优化设计和选择。(2)流程结构的最优化。即流程最优化设计和选择。(3)流程工艺参数和操作参数的最优化。化工生产过程优化任务分为三个阶段(1)为完成某类产品的生产任务，将分散的单元遵循一定的法则，组织成对给定的性能指标来说是最优的过程系统，这个阶段称为最优综合。在给定过程结构的条件下，确定各单元及整个系统的最优参数的优化计算，叫最优设计。(3）在结构参数和设计参数都已固定的条件下，为避免干扰,使生产过程能在外界条件变化及各干扰因素出现的情况下，保证过程系统的经济性，对操作参数和控制参数进行优化

8、，称为最优操作或最优控制。过程优化涉及技术和经济两方面技术优化是使各项指标达到最优，经济优化是以最小费用获得最大利润,达到