化工工艺导论.ppt

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1、化工工艺导论化学与环境科学学院1目录第一章绪论第二章合成氨生产工艺第三章炼油工业第四章硫酸工业第五章纯碱工业第六章酯类制造2第一章绪论1.1化学工业定义：生产过程中化学方法占主要地位的制造工业,即原料经化学反应转化为产品的生产过程。包括：冶金、建材、造纸、皮革、各种化工业。1.1.1分类：无机化工(1)基本无机化学工业;(2)无机精细化工;无机盐、试剂等;(3)电化学工业;(4)硅酸盐工业有机化工(1)炼油业;(2)石油化工（包括三大合成）;(3)有机精细化工;(4)食品工业:饮料等;(5)油脂工业等。31.1.2精细化学工业定义：简称“

2、精细化工”，是生产精细化学品的工业通称。由化学合成、剂型、商品化三个部分组成；两个基本特征：小批量、多品种；特定功能、专用性质特点：1）多品种；2）综合生产流程和多功能生产装置；3）高技术密集度；4）商品性强1.1.3化学工业在国民经济中的作用多行业、多品种；合成氨，“三酸两碱”1.1.4化学工业特点1）投资较高；2）高度机械化、自动化的连续性生产；3）利润较高；4）综合性强；5）企业大型化41.2化学工业发展简史侯氏制碱法：原理是依据离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。也就是高中教材所说的复分解反应应有沉淀,气体和难电离的物质生成。1

3、.3化工生产过程1.3.1化工生产过程的分类及特点1）间歇过程；设备简单，工艺控制容易，条件波动小，适于小批量生产2）连续过程；占地面积小，产量大设备复杂，操作条件严格，适于现代化大生产(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(3)2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑51.3.2化工原料、材料原料化工生产中能全部或部分转化为产品的物质。主要有：1）原料分子全部转为产品；如合成氨2）原料分子部分转为产品；如硝基苯3）原料分子发生分解；部分产物为产品空气：包括N2、O2

4、和惰性气体；水：最廉价的原料；矿物：煤、石油、硫铁矿、盐、石灰石、氟磷灰石、各种有色金属矿等；生物原料：粮食、树木、农产品废弃物等。材料化工生产中除原料外所需的其它物质。如催化剂化工设备用材料化工机械、设备制造所需材料，包括金属材料（黑色、有色金属及其合金），非金属材料（玻璃、陶瓷、塑料等）61.3.3动力及公用工程化工企业消耗的动力主要是热能和机械能；公用工程是指化工企业中各车间都需要的设施，包括水、电、氮气等供应及全厂加热、冷却、动力、采暖、通风等设施。1.3.4化工产品、副产品和半成品产品定义：化工原料经过单元过程和单元操作而制得的

5、可作为生产资料或生活资料的成品物质都是产品。例如：三酸二碱、化肥、农药、塑料、油品、化纤、涂料、药物等。副产品生产出次要的、有一定价值的产品叫副产品。计算主产品成本和进行核算时应考虑副产品价格。半成品在生产目的产物过程中，得到的阶段产物可以作为某车间的产品称为半成品。71.4化工过程分析工艺过程的选择与确定(1)化工过程化学过程一般分为三个步骤。a)原料处理净化、浓缩、混合、粉碎等。b)化学反应获得产品的关键步骤。将原料转化为产品，应注重产率。c)产品精制将得到的混合物产物进行分离和提纯,注重纯度。a)和c)主要是物理操作过程,称之为“单

6、元操作”；b)是化学变化过程,称之为“单元过程”。分离、提纯工程在化工生产中占有非常重要的地位,占总投资的50~80%。(2)过程的选择工艺路线有多条,如何选择应考虑：a)技术上的可行性实验室研究结果≠可以用来设计生产过程度，因为放大会带来许多误差,必须逐步放大和完善。b)经济上的合理性要进行成本核算,一定要有利润,否则不能生产。核算成本一定要全面,例如：原料费（包括运费）、动力费、工资、设备折旧、维修、管理费、财务费用（利息等）、增值税（增值部分17%）、所得税等。企业规模、管理水平不一样,各项所占比例也不一样。化工业前2项为主要成本,

7、约占70~80%。返回8第二章合成氨生产工艺2.2合成氨生产概述2.2.1重要性是氮素工业的基础，1）是氮肥的原料；2）制造其它有机物的原料，如胺、磺胺、腈等；3）含氮物进一步生产染料、炸药、医药、塑料等；4）对工业技术的发展至关重要，如高压技术、煤的气化、深冷技术、催化技术等。2.2.2原料氨合成需要三份氢、一份氮。氢来源于水或碳氢化合物，如天然气（CO和CH4）、焦炉气（H2、CH4、CO）、炼厂气（碳四以下的烷烃、烯烃以及氢气和少量氮气）、石油加工副产品。氮来自空气－空分法：冷却后的压缩空气适当减压以进一步降低温度，使空气部分冷凝为

8、液体；空气燃烧和部分氧化法：使氧气反应而得到氮气。92.2.3合成氨生产的主要步骤无论采取何种工艺合成氨,都有下列三个步骤。一）原料气的制备1）利用固体燃料（焦炭或煤）的燃烧分解水蒸气，空气和