第三章精细化工单元操作过程与设备

精细化工课后习题第一章绪论一、名词解释精细化率：精细化工的产值在化工总产值中的比重。

专用化学品：具有特定用途的功能性学产品。

二、简答题简述精细化工的特点。

精细化工的特点：多品种、小批量、技术密集度高、综合生产流程和多功能生产装置、大量采用复配技术、投资少、附加值高、利润大。

第二章一、名词解释1.合成路线：指的是选用什么原料，经由哪几步单元反应来制备目的产品。

2.工艺路线：指的是对原料的预处理（提纯、粉碎、干燥、熔化、溶解、蒸发、汽化、加热、冷却等）和反应产物的后处理（蒸馏、精馏、吸收、吸附、萃取、结晶、冷却、过滤、干燥等）应采用哪些化工过程（单元操作）、采用什么设备和什么生产流程等。

3.反应（工艺）条件：指的是反应物的分子比、主要反应物的转化率（反应深度）、反应物的浓度、反应过程的温度、时间和压力以及反应剂、辅助反应剂、催化剂和溶剂的使用和选择等。

4.结合到生产过程中，主要讨论影响反应的因素。

5.合成技术：主要指的是非均相接触催化、相转移催化、均相络合催化、光有机合成和电解有机合成以及酶催化等，这些技术在部分产品制造中得到应用。

6.完成反应的方法：是指间歇操作和连续操作的选择、反应器的选择和设计。

7.物料的摩尔比：加入反应器中的几种反应物之间的摩尔比8.限制反应物和过量反应物：化学反应物不按化学计量比投料时，其中以最小化学计量数存在的反应物叫做限制反应物；而某种反应物的量超过限制反应物完全反应的理论量，则该反应物称为过量反应物。

9.转化率：某一种反应物A（关键组分）反应掉的量N AR占向反应器中输入量N Ain的百分数称反应物A的转化率10.选择性：指的是某一反应物转变成目的产物时，理论消耗的摩尔数占该反应物在反应中实际消耗的总摩尔数的百分比。

11.理论收率：指的是生成目的产物的摩尔数占输入的反应物的摩尔数的百分比12.第三章表面活性剂一、填空1.表面张力是一种能引起液体表面自动收缩的力，它的单位为mN/m 。

精细化工企业安全管理-工艺设备及单元操作一、反应设施及单元操作1企业应建立健全重点监管危险化工工艺和金属有机物合成反应（包括格氏反应）等的安全生产信息档案，明确起始分解温度、放热速率、放热量等热特性数据。

2涉及重点监管的危险化工工艺和金属有机物合成反应（包括格氏反应）的企业，应按照安全控制措施和操作规程的要求，结合工艺危险性分析与安全风险评估的结果，设置反应温度、压力、搅拌电流、物料进料、冷热媒进出等监控、超限报警、联锁及紧急切断设施。

3企业应采取防止物料错误投料和投料、出料顺序上操作失误的措施，反应投料过程中应采用可靠的跟踪和核查物料措施，对物料外包装上的安全标签进行双重复核确认。

4企业应采用密闭生产工艺，确因工艺需要，加料、出料、转料、分离、取样等场所应采取可靠的防物料外泄的技术措施。

5对涉及放热易造成移热失控且需控制加料速度的操作，应采用自动加料系统，并通过设置如限流孔板等固定不可超调的限流措施，精确控制加料，保持在预设的安全范围内。

6液体危险化学品物料的投料和转料应采用密闭方式。

固体物料的投料和转料应优先采用预先流体化（熔融、溶解、分散等）、机械输送、气力输送等密闭方式。

确需固体物料投料的，应结合投料过程产生粉尘的可能性设置除尘措施，并对尾气管线粉尘进行定期清理。

7催化剂、溶剂、添加剂等的小剂量配制，涉及易燃易爆挥发性物质、会产生有毒有害气体的，应设专用配制室（柜），采用仪器精确配置，其配制室（柜）应有机械通风并配备可燃有毒气体检测报警设施；相应生产设备的投料口附近应设局部排风设施。

涉及燃烧爆炸危险性物质的，应使用防爆设备。

8移动式罐（瓶）装烷基铝等自燃液体类别1的物料进料应设置独立的供料间。

供本厂房（装置）专用的自燃液体类别1供料间，当采用无门、窗、洞口的耐火极限为不低于4h的防火墙分隔时，可设置于本厂房(装置)首层一面贴邻，供料间门窗周围4m范围内相邻外墙应为防火墙。

供料间应配置相应的防液体泄漏、防流散、紧急切断、火焰探测及自动灭火等措施。

《精细化工专业综合实验》课程教学大纲英文名称：Experiments in Fine Chemical Engineering课程类型：实践教学课程要求：必修学时/学分：64/4适用专业：应用化学一、课程性质与任务1.课程性质本课程是应用化学(精细化工)专业的专业必修课。

通过实验，培养学生理论联系实际的工作作风、实事求是、严格认真的科学态度和良好的工作习惯，训练和提高学生对精细化学品合成工艺、复配技术的实验操作技能、实验设备仪器的使用能力，以及验证和巩固教材讲授的基础理论和基本知识，从而掌握主要类型精细化学品的合成方法，为培养学生分析问题、解决问题的能力奠定必要的技术基础。

2.课程任务通过本课程的学习，使学生熟悉精细化学品合成工艺的基本实验原理和技能，掌握精细化工工艺过程的操作方法，提高运用各种常见实验设备仪器的能力，掌握进行科学研究的实验过程和一些工艺参数的测试方法，使学生具有进行精细化学品产品开发、实验研究设计的能力。

并在进行实验过程中训练和培养学生严谨的科学素质和实事求是的工作作风。

(1)要求学生了解数据处理的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力。

(2)了解常用仪器的构造与性能，学会其使用方法。

如密度计、分光光度计、酸度计、熔点测定仪、电动搅拌、恒温水浴、阿贝折射仪、循环水真空泵、常用电源和光源等。

在进行以上各项基本训练的过程中，重视对实验现象的观察与分析，引导学生运用理论去指导实践，解决实验中出现的问题。

(3)通过实验的基本训练，要求学生做到：a.自行完成预习、实验操作与数据记录、独立撰写实验报告；b・能够安排常用实验装置和仪器，掌握基本的操作技术；c.熟悉实验中基本的实验方法和分析方法。

(4)开设一定数量的综合性实验，以提高学生进行综合性实验的能力。

(5)开设少量设计性实验，使学生在实验方法的选择、实验仪器的选配、实验条件的确定等方面受到初步的创新思维训练。

(6)贯彻因材施教，对学有余力的学生增加拓展内容和选作内容。

精细化工过程开发步骤详解精细化工过程开发的一般步骤是从一个新的技术思想的提出，再通过实验室试验、中间试验到实现工业化生产取得经济实效并形成一整套技术资料这一个全过程；或者说是把“设想”变成“现实”的全过程。

由于化工生产的多样性与复杂性，化工过程开发的目标和内容有所不同，如新产品开发、新技术开发、新设备开发、老技术及老设备的革新等。

但开发的程序或步骤则大同小异。

一般精细化工过程开发步骤示意如图。

综合起来看，一个新的精细化工过程开发可分为三大阶段，分述如下。

精细化工过程开发步骤示意图1.实验室研究(小试)实验室研究阶段包括根据物理和化学的基本理论、或从实验现象的启发与推演、信息资料的分析等出发，提出一个新的技术或工艺思路，然后在实验室进行实验探索，明确过程的可能性和合理性，测定基础数据，探索工艺条件等，具体事项说明如下。

(1)选择原料小试的原料通常用纯试剂(化学纯、分析纯级)。

纯试剂杂质少、能本质地显露出反应条件和原料配比对产品收率的影响，减少研制新产品的阻力。

在用纯试剂研制取得成功的基础上，逐一改用工业原料。

有些工业原料含有的杂质对新产品质量等影响很小，则可直接采用。

有些工业原料杂质较多，影响合成新产品的反应或质量，那就要经过提纯或别的方法处理后再用。

(2)确定催化体系催化剂可使反应速度大大加快，能使一些不宜用于工业生产的缓慢反应得到加速，建立新的产业。

近年来关于制取医药、农药、食品和饲料添加剂等的催化剂专利增长很快。

选择催化体系尽量要从省资源、省能源、少污染的角度考虑，尤其要注意采用生物酶作催化剂。

(3)提出和验证实施反应的方法、工艺条件范围、最优条件和指标包括进料配比和流速、反应温度、压力、接触时间、催化剂负荷、反应的转化率和选择性、催化剂的寿命或失活情况等，这些大部分可以通过安排单因素实验、多因素正交试验等来得出结论。

(4)收集或测定必要的理化数据和热力学数据包括密度、黏度、热导率、扩散系数、比热容、反应的热效应、化学平衡常数、压缩因子、蒸气压、露点、泡点、爆炸极限等。

化工单元过程与操作化工单元是指利用化学原理、物理原理和工程技术，对原材料进行加工，生产出一种特定的化学产品的过程。

这种过程通常包括多个步骤和操作，如反应器、分离塔、过滤等。

这些步骤和操作的设计和实施直接影响化工单元的效率和安全性。

一、反应器反应器是化工过程中最基本的单元，它通常是一个大型的容器，容器内充满了化学原料和反应产物。

反应器通常有三种主要类型：批量反应器、连续流反应器和半连续流反应器。

批量反应器是一种适用于小规模生产的反应器，它在一段时间内将原料加进去，然后进行反应，最后得到产物。

连续流反应器是一种适用于大规模生产的反应器，原料流过反应器，进行连续反应。

半连续流反应器则是介于两者之间的一种反应器，它将原料以固定间隔或在固定位置输入反应器。

反应器的设计和操作关键在于控制反应过程，化学反应过程是一个复杂的动态过程，它涉及到多个变量，如温度、压力、倒出与加入速率等。

因此，对反应器的操作需要有精细的计量、调节和控制方案。

二、分离塔分离塔是一种用于将混合物中的不同成分分离出来的设备，在化工流程中具有重要的地位。

分离塔常见的类型包括蒸汽塔、精馏塔、萃取塔、吸收塔等。

精馏塔是化工过程中最常用的分离塔，它基于不同物质在不同环境下的沸点差异，将混合物分离成更纯的成分。

萃取塔则是利用化学反应的差异性，采用溶剂分离法对混合物进行分离。

吸收塔则是采用气体-液体接触的方式，将气体中的污染物和液体中的吸收剂接触起来，从而达到去除污染物的效果。

分离塔的设计和操作基于物质的性质差异和分离条件的变化。

例如，在精馏塔中，设计者需要合理地设置塔板布局、塔板筒快和塔壳形状等因素，确保分离过程达到预期效果。

三、过滤过滤作为化工过程中的一个重要的操作步骤。

它的主要作用是在化学反应中分离出来的固体杂质。

过滤操作通常分为重力过滤、压力过滤、离心过滤和真空过滤等。

重力过滤是将混合物置于筛网上进行筛选。

重力过滤速度较慢，对过滤物料的杂质容忍度较高。

《化工过程与设备》教学大纲一、课程基本信息课程编码：0801043B中文名称：化工过程与设备英文名称：Chemical Engineering Process and Equipment课程类别：专业选修课总学时：32总学分：2适用专业：化学先修课程：无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、化工基础二、课程的性质、目标和任务化工过程与设备是化学专业的选修课。

本课程的任务是使学生在学习化工基础的基础上，进一步了解化工过程与设备，从而为化工产品的生产与开发打下必要的工程基础，同时了解化学工程学把科研成果转化为生产力的基本观点和方法。

通过本课程的学习，使学生掌握过滤、精馏、萃取等化工单元操作及反应过程的基本原理，熟悉化工工艺过程与设备的基本理论，培养学生具备多组分精馏塔设计、复杂反应器评选与设计的能力，初步具备开发新产品、新工艺路线的能力。

三、课程教学基本要求本课程的学习要以无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、化工基础课程为基础，教师的教学方式以讲授为主，而学生的作业则多以实践练习的形式出现。

本课程是一门实践性很强的学科，学生仅仅靠理论的传输和认同是不可靠的，必须靠他们自身在生产环境中去实践、去体验。

通过课堂教学，学生应掌握釜式反应器、管式反应器、固定床反应器的设计与计算，掌握过滤、精馏等单元操作的基本原理与计算，建议课堂教学学时不少于32学时。

四、课程教学内容及要求第一章绪论（6学时）【教学目标与要求】1、了解化工过程中的一些基本概念。

2、理解工业反应器放大问题。

【教学重点与难点】工业反应器放大。

【教学内容】1.1化工生产的特点及其对反应设备的要求。

1.2反应器类型。

1.3反应器操作方式。

1.4反应器计算基本方程式。

1.5理想反应器。

1.6工业反应器放大。

第二章釜式反应器（9学时）【教学目标与要求】1、了解搅拌器的类型与釜式反应器相关一些基本概念。

2、理解间歇釜式反应器与连续操作釜式反应器体积的计算。

第三章化工单元操作安全技术单元操作就是指化工生产过程中物理过程步骤少数包含化学反应,但其主要目的并不在反应本身,是化工生产中共有的操作;按其操作的原理和作用可分为：流体输送、搅拌、过滤、沉降、传热加热或冷却、蒸发、吸收、蒸馏、萃取、干燥、离子交换、膜分离等、按其操作的目的可分为：增压、减压和输送；物料的加热或冷却；非均相混合物的分离；均相混合物的分离；物料的混合或分散;单元操作在化工生产中占主要地位,决定整个生产的经济效益,在化工生产中单元操作的设备费和操作费一般可占到80%～90%,可以说没有单元操作就没有化工生产过程;同样,没有单元操作的安全,也就没有化工生产的安全;化工原理已对单元操作的原理及设备进行详细的介绍,本章主要从安全的角度,简要说明主要单元操作中应注意的安全问题;流体及固体输送概述化工生产中必然涉及流体包括液体和气体和或固体物料从一个设备到另一个设备或一处到另一处的输送;物料的输送是化工过程中最普遍的单元操作之一,它是化工生产的基础,没有物料的输送就没有化工生产过程;化工生产中流体的输送是物料输送的主要部分;流体流动也是化工生产中最重要的单元操作之一;由于流体在流动过程中：①有阻力损失；②流体可能从低处流向高处,位能增加；③流体可能需从低压设备流向高压设备,压强能增加;因此,流体在流动过程中需要外界对其施加能量,即需要流体输送机械对流体做功,以增加流体的机械能;流体输送机械按被输送流体的压缩性可分为：①液体输送机械,常称为泵,如离心泵等；②气体输送机械,如风机、压缩机等;按其工作原理可分为：①动力式叶轮式,利用高速旋转的叶轮使流体获得机械能,如离心泵；②正位移式容积式,利用活塞或转子挤压使流体升压排出,如往复泵；③其他,如喷射泵、隔膜泵等;固体物料的输送主要有气力输送、皮带输送机输送、链斗输送机输送、螺旋输送机输送、刮板输送机输送、斗式提升机输送和位差输送等多种方式;危险性分析流体输送1腐蚀化工生产中需输送的流体常具有腐蚀性,许多流体的腐蚀性甚至很强,因此需要注意流体输送机械、输送管道以及各种管件、阀门的耐腐蚀性;2泄漏流体输送中流体往往与外界存在较高的压强差,因此在流体输送机械如轴封等处、输送管道、阀门以及各种其他管件的连接处都有发生泄漏的可能,特别是与外界存在高压差的场所发生的概率更高,危险性更大;一旦发生泄漏不仅直接造成物料损失,而且危害环境,并易引发中毒、火灾等事故;当然,泄漏也包括外界空气漏入负压设备,这可能会造成生产异常,甚至发生爆炸等;3中毒由于化工生产中需损失的流体常具有毒性,一旦发生泄漏事故,往往存在人员中毒的危险;4火灾、爆炸化工生产中需损失的流体常具有易燃性和易爆性,当有火源如静电存在是容易发生火灾、爆炸事故;国内外已发生过很多输油管道,天然气管道燃爆等重大事故;5人身安全流体损失机械一般有运动部件,如转动轴,存在造成人身伤害的可能;此外,有些流体输送机械有高温区域,存在烫伤的危险;6静电流体与管壁或器壁的摩擦可能会产生静电,进而有引燃物料发生火灾、爆炸的危险;7其他如果输送流体骤然中断或大幅度波动,可能会导致设备运行故障,甚至造成严重事故;固体输送1粉尘爆炸这是固体输送中需要特别注意的;2人身伤害许多固体输送设备往返运转,还可能有连续加料、卸载等,较易造成人身伤害;3堵塞固体物料较易在供料处、转弯处或有错偏或焊渣突起等障碍处黏附管壁具有黏性或湿度过高的物料更为严重,最终造成管路堵塞；输料管径突然扩大,或物料在输送状态中突然停车,易造成堵塞;4静电固体物料会与管壁或皮带发生摩擦而使视同产生静电,高黏附性的物料也易产生静电,进而有引燃物料发生火灾、爆炸的危险;安全技术输送管路根据管道输送介质的种类、压力、湿度以及管道材质的不同,管道有不同的分类;①按设计压强可分为：高压管道、中压管道和真空管道;②按管内输送介质可分为：天然气管道、氢气管道、冷却水管道、蒸汽管道、原油管道等;③按管道的材质可分为：金属管道铸铁管、碳钢管、合金钢管、有色金属管等、非金属管道如塑料、陶瓷、水泥、橡胶等、衬里管吧耐腐蚀材料衬在管子内壁上以提高管道的耐腐蚀性能;④按管道所承受的最高工作压强、温度、介质和材料等因素综合考虑,将管道分为Ⅰ-Ⅴ五类详见相关设计手册化工生产中输送管道必须与所输送物料的种类、性质黏度、密度、腐蚀性、状态等以及温度、压强等操作条件相匹配;如普通铸铁一般用于输送压强不超过、温度不高于120℃的水、酸、碱性溶液,不能用于输送蒸汽,更不能输送有爆炸性或有毒性的介质,否则容易因泄漏或爆裂引发安全事故;管道与管道、管道与阀门及管道与设备的连接一般采用法兰连接、螺纹连接、焊接和承插连接四种连接方式;大口径管道、高压管道和需要经常拆卸的管道,常用法兰连接;用法兰连接管道时,必须采用垫片,以保证管道烦人密封性;法兰和垫片也是化工生产中最常见的连接管件,这些连接处往往是管路相对薄弱处,是发生泄漏或爆裂高发地,应加强日常巡检和维护;输送酸、碱等强腐蚀性液体管道的法兰连接处必须设置防止泄漏的防护装置;化工生产中使用的阀门很多,按其作用可分为调节阀、截止阀、减压阀、止逆阀、稳压阀和转向阀等；按阀门的形状和构造可分为闸阀、球阀、旋塞、蝶阀、针形阀等;阀门易发生泄漏、堵塞以及开启与调节不灵等故障,如不及时处理不仅影响生产,更易引发安全事故;管道的铺设应沿走向有3‰-5‰的倾斜度,含有固体颗粒或可能产生结晶晶体的物料管线的倾斜度应不小于1%;由于物料流动易产生静电,输送易燃、易爆、有毒及颗粒时,必须有防止静电累积的可靠接地,以防止燃烧或爆炸事故;管道排布时应注意冷热管道应有安全距离,在分层排布时,一般遵循热管在上,冷管在下,有腐蚀性介质的管道在最下的原则;易燃气体、液体管道不允许同电缆一起敷设；而可燃气体管道同氧气管一起敷设时,氧气管道应设在旁边,并保持以上的净距,并根据实际需要安装逆止阀、水封和阻火器等安全装置;此外,由于管道会产生热胀冷缩,在温差较大的管道热力管道等上应安装补偿器如弯管等;当输送管道温度与环境温差较大时,一般对管道做保温冷处理,这一方面可以减少能量损失,另一方面可以防止烫伤或冻伤事故;对于输送凝固点高于环境温度的流体或在输送中可能出现结晶的流体以及含有H2S、HCl、Cl2等气体,可能出现冷凝或形成水合物的流体,应采用加热保护措施;及时工艺不要求保温的管道,如果温度高于65℃,在操作人员可能触及的范围内也应予保温,作为防烫保护;噪声大的管道如排空管等,应加绝热层以隔声,隔声层的厚度一般不小于50mm;化工管道输送的流体往往具有腐蚀性,及时空气、水、蒸汽管道,也会受周围环境的影响而发生腐蚀,特别是在管道的变径、拐弯部位,埋设管道外部的下表面,以及液体或蒸汽管道在有温差的状态瞎使用,容易产生局部腐蚀;因此需要采取合理的防腐措施,如涂层防腐应用最广、电化学防腐、衬里防腐、使用缓蚀剂防腐等;这样可以降低泄漏放生的概率,延长管道的使用寿命;新投用的管道,在投用前应规定管道系统强度、严密性实验以及系统吹扫和清洗;在用管道要注意定期检查和正常维护,以确保安全;检查周期应根据管道的技术状况和使用条件合理确定;但一般一季度至少进行一次外部检查；Ⅰ-Ⅲ类管道每年至少进行一次重点检查；Ⅳ-Ⅴ类管道每两年至少进行一次重点检查；各类管道没六年至少进行一次全面检查;此外,对输送悬浮液或可能有晶体析出的溶液或高凝固点的熔融液的管道,应防止堵塞;冬季停运管道设备内的水应排净,以防止冻坏管道设备;液体输送设备1离心泵离心泵在液体输送设备中应用最为广泛,约占化工用泵的80%-90%;应避免离心泵发生汽蚀,安装高度不能超过最大安装高度;离心泵运转时,液体的压强随泵吸入口向叶轮入口而下降,叶片入口附近的压强为最低;如果叶片入口附近的压强低至输送条件下液体的饱和蒸汽压,液体将发生气化,产生的气泡随液体从低压区进入高压区,在高压区气泡会急剧收缩、冷凝,气泡的消失产生了局部真空,使其周围的液体以极高的流速冲向原气泡所占的空间,产生高强度的冲击波,冲击叶轮和泵壳,发出噪声,并引起震动,这种现象成为汽蚀现象;若长时间收到冲击力的反复作用,加之液体中微量溶解氧对金属的化学腐蚀作用,叶轮的局部表面会出现斑痕和裂纹,甚至呈海绵状损坏;当泵发生汽蚀时,泵内的气泡导致泵性能急剧下降,破坏正常操作;为了提高允许安装高度,即提高泵的抗汽蚀性能,应选用直径稍大的吸入管,且应尽可能的缩短吸入管长,尽量减少弯头等,以减少进口阻力损失;此外,为了避免汽蚀现象发生,应防止输送流体的温度明显升高特别是操作温度提高时更应注意,以保证其安全运行;安装离心泵时,应确保基础稳固,且基础不应与墙壁、设备或房柱基础相连接,以免产生共振;在靠近被告出口的排除管道上装有调节阀,供开车、停车和调节流量时使用;在启动前需要进行灌泵操作,即向泵壳内灌满泵输送液体;离心泵启动时,如果泵壳与吸入管路内没有充满液体,则泵内存在空气,由于空气的密度远小于液体的密度,产生的离心力小,因而叶轮中心处所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内,此时启动离心泵也不能输送液体,这种现象叫做气缚;这同时也说明离心泵没有自吸能力;若离心泵的吸入口位于被吸液储槽的上方,一般在吸入管路的进口处,应装一单向底阀以防止启动前所灌入的液体从泵内漏失,对不洁净或含有固体的液体,应安装滤网以阻拦液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳;启动前还要进行检查并确保泵轴与泵壳之间的轴封密封良好,以防止高压液体从泵壳内沿轴往外泄漏这是最常见的故障之一,同时防止外界空气从相反方向漏人泵壳内;同时还要进行盘泵操作,观察泵的润滑、盘动是否正常,进出口管道是否流畅,出口阀是否关闭,待确认可以启动时方可启动离心泵;运转过程中注意观察泵入口真空泵和出口压力表是否正常,声音是否正常,泵轴的润滑与发热情况、泄漏情况,发现问题及时处理;同时注意储槽或设备内的液位的变化,防止液位过高或过低;在输送可燃液体时,注意管内流速不应超过安全流速,却管道应有可靠的接地措施以防止静电危害;停泵前,关闭泵出口阀门,以防止高压液体倒冲回泵造成水锤而破坏泵体,为避免叶轮反转,常在出口管道上安装止逆阀;在化工生产中,若输送的液体不允许中断,则需要配置备用泵和备用电源;此外,由于电机的高速运转,泵与电机的联轴节处应加防护罩以防绞伤;2正位移泵正位移特性是指泵的输液能力只取决于泵本身的几何尺寸和活塞或转子等的运动频率,与管路情况无关,而所提供的压头则只取决于管路的特性,具有这种特性的泵成为正位移泵,也是一类容积式泵;化工生产中常用的正位移泵主要有往复泵和旋转泵如齿轮泵、螺杆泵等;这里主要强调与离心泵不同的安全技术要点;由于容积式泵只要运动一周,泵就排出一定体积的液体,因此应安装安全阀,且其流量调节不能采用出口阀门调节否则将造成泵与原动机的损坏甚至发生爆炸事故,常用调节方法有两种：①旁路调节如图3-1所示,这种方法方便,但不经济,一般用于小幅度流量调节;②改变转速较经济;正位移泵适用于高压头或高黏度液体的输送,但不能输送含有固体杂质的液体,否则易磨损和泄漏;由于吸液是靠容积的扩张造成低压进行的,因此启动时不必灌泵,即正位移泵具有自吸能力,但须开启旁路阀;气体输送设备按出口表压强或压缩比的大小可将气体输送机械分为：通风机出口表压强不大于15kPa,压缩比；鼓风机出口表压强15-300kPa,压缩比<4；压缩机出口表压强大于300kPa,压缩比>4；④真空泵出口压强为大气压或略高于大气压,它是将容器中气体抽出在容器或设备内造成真空;气体输送机械与液体诉输送机械的工作原理大致相同,如离心泵风机与离心泵、往复式压缩机与往复泵等;但与液体输送相比,气体输送具有体积流量大、流速高、管径粗、阻力压头损失大的特点,而且气体具有可压缩性,在高压下,气体压缩的同时温度升高,因此高压气体输送设备往往带有换热器,如压缩机;因此,从安全角度看气体输送机械有一些区别于液体输送机械须引起重视之处,现简要说明如下;1通风机和鼓风机在风机出口设置稳压罐,并安装安全阀；在风机转动部分安装防护罩,并确保完好,避免发生人身伤害事故；尽量安装隔音装置,减小噪声污染;2压缩机第一,应控制排除气体温度,防止超温;压缩比不能太大,当大于8时,应采用多压缩以避免高温；压缩机在运行中不能中断润滑油和冷却水同时应避免冷却水进入气缸产生水锤作用,损坏缸体引发事故,确保散热良好,否则也将导致温度过高;一旦温度过高,易造成润滑剂分解,摩擦增大,功耗增加,甚至因润滑油分解、燃烧,发生爆炸事故;第二,要防止超压;为避免压缩机气缸、储气罐以及输送管路因压力过高而引起爆炸,除要求它们要有足够的机械强度外,还要安装经校验的压力表和安全阀或爆破片;安全阀泄压应将其危险气体导至安全的地方;还可安装超压报警器、自动调节装置或超压自动停车装置;经常检查压缩机调节系统的仪表,避免因仪表失灵发生错误判断,操作失误引起压力过高,发生燃烧爆炸事故;第三,严格控制爆炸性混合物的形成,杜绝发生爆炸可能;压缩机系统中空气须彻底置换干净后才能启动压缩机；在输送易燃气体时,进气口应保持一定的余压,以免造成负压吸入空气；同时气体在高压下,极易发生泄漏,应经常检查垫圈、阀门、设备和管道的法兰、焊接处和密封等部位；对于易燃、易爆气体或蒸汽压缩设备的电机部分,应全部采用防爆型；易燃气体流速不能过高,管道应良好接地,以防止产生静电；雾化的润滑油或其分解产物与压缩空气混合,同样会产生爆炸性混合物;若压强不高,输送可燃气体,采用液环泵比较安全;此外,启动前,务必检查电机转向是否正常,压缩机个部分是否松动,安全阀工作、润滑系统及冷却系统是否正常,确定一切正常后方可启动;压缩机运行中,注意观察各运转部件的运作声音,辨别其工作是否正常；检查排气温度、润滑油温度和液位、吸气压强、排气压强是否在正常范围；注意电机温升,轴承温度和电流电压表是否正常,同时用手感触压缩机各部分温度是否正常;如发现不正常现象,应立即处理或停车检查;3真空泵应确保系统密封良好,否则不仅达不到工艺要求的真空度,更重要的事在输送易燃气体时,空气的吸入易引发爆炸事故;此外,输送易燃气体时应尽可能采用液环式真空泵;固体输送1机械输送①避免发生人身伤害事故输送设备的润滑、加油和清扫工作,时操作者在日常维护中致伤的主要原因;首先,应提倡安装自动注油和清扫装置,以减少这类工作的次数,降低操作者发生危险的概率;在设备没有安装自动注油和清扫装置的情况下,一律进行维护操作;其次,在输送设备的高危部位必须安装防护罩,即使这样操作者也要特别当心;例如,皮带同皮带轮接触的部位,齿轮与齿轮、齿条、链带相啮合的部位以及轴、联轴节、联轴器、键及固定螺钉等,对于操作者是极其危险的部位,可造成断肢伤害甚至危及生命安全;严禁随意拆卸这些部位的防护装置,因检修拆卸下的防护罩,事后应立即恢复;②防止传动机构发生故障对于皮带输送机,应根据输送物料的性质、负荷情况进行合理选择皮带的规格和形式,要有足够的强度,皮带胶接应平滑,并根据负荷调整松紧度;要防止在运行过程中,发生因高温物料烧坏皮带或因斜偏刮档撕裂皮带的事故;对于靠齿轮传动的输送设备,其齿轮、齿条和链条应具有足够的强度,并确保它们相互啮合良好;同时,应严密注意负荷的均匀,物料的粒度情况以及混入其中的杂物,防止因卡料而拉断链条、链板,甚至拉毁整个输送设备机架;此外,应防止链斗输送机下料器下料过多、料面过高而造成链带拉断；斗式提升机应有链带拉断而坠落的保护装置;③重视开、停车操作操作者应熟悉物料输送设备的开、停车操作规程;为保证安全,输送设备处应设有事故自动停车和就地手动事故按钮停车系统外,还应安装超负荷、超行程停车保护装置和设在操作者经常停留部位的紧急事故按钮停车开关;停车检修时,开关应上锁或撤掉电源;对长距离输送系统,应安装开停车联系信号,以及给料、输送、中转系统的自动联锁装置或程序控制系统;2气力输送气力输送就是利用气体在管内流动以输送粉粒状固体的方法,作为输送介质的气体常用空气;但在输送易燃易爆粉末时,应采用惰性气体;气力输送按输送气流压强可分为吸引式气力输送输送管中的压强低于常压的输送和压送式气力输送输送管中压强高于常压的输送；按气流中固相浓度又可分为稀相输送和密相输送;气力输送方法从19世纪开始就用于港口码头和工厂内的谷物输送,因与其他机械输送方法相比较具有系统密闭避免了物料的飞扬、受潮、受污染,改善了劳动条件,设备紧凑,易于实现连续化、自动化操作,便于同连续的化工过程相衔接以及可在输送过程中同时粉碎、分级、加热、冷却以及干燥等操作的优点,故其在化工生产上的应用日益增多;但也存在动力消耗大,物料易于破碎,管壁易磨损以及输送颗粒尺寸不大一般<30mm等缺点;从安全技术考虑,气力输送系统除设备本身因故障损坏外,还应注意避免系统的堵塞和由静电引起的粉尘爆炸;为避免堵塞,设计时应确定合适的输送速度,如果过高,动力消耗大,同时增加装置尾部气-固分离设备的负荷；过低,管线堵塞危险性增高;一般水平输送时应略大于其沉积速度；垂直输送时应略大于其噎噻速度;同时,合理选择管道的结构和布置形式,尽量减少弯管、接头等管件的数量,且管内表面尽量光滑、不准有皱褶或凸起;此外,气力输送系统应保持良好的严密性,否则,吸引式系统的漏风会导致管道堵塞压送式系统漏风,会将物料带出污染环境;为了防止产生静电,可采取如下措施;①根据物料性质,选取产生静电小而导电性较好的输送管道可以通过实验进行筛选,且直径要尽量大些,管内壁应平滑、不许装设网格之类的部件,管道弯曲和变径处要少且应尽可能平缓;②确保输送管道接地良好,特别是绝缘材料的管道,管外应采取可靠的接地措施;③控制好管道内风速,保持稳定的固气比;④要定期清扫管壁,防止粉料在管内堆积;事故案例如图3-2所示,为典型浮选精煤脱水加压过滤系统的进料部分,它主要包括加压仓操作压强、过滤机、进料泵、进料槽等;王立龙的论文报道了某选煤厂2011年4月发生加压过滤机进料泵的瞬间炸裂事故;当时该泵的叶轮、蜗壳都被炸成碎片；泵附近的水泥横梁、立柱被冲击出两个直径约为400mm的凹坑,露出钢筋；约7m高的二楼水泥顶被穿透,形成两个直径约为250mm的椭圆形洞；离泵约30m的防震玻璃被击碎,彩钢板和电茶炉被击穿,足见这起爆炸事故的威力巨大;经调查,事故发生时,加压过滤机进料桶的液位很低,事故发生前进料阀、回料阀工作正常,加压仓外进料管为安装止逆阀;事故的直接原因时进料阀的频繁启停,导致泵的进料阀门来不及关闭就又被打开,造成加压仓内的高压混合气体被反吹到进料泵内,泵内多余浆料被高压气体挤回入入料桶;而进料泵因频繁启动高速空转,温度迅速升高,将附着在叶轮上的精煤浆料干燥成精煤粉,精煤粉在泵内继续摩擦,形成高温;此时,引起燃爆几个条件都已具备：密闭有限空间、可燃的煤粉尘、充足的氧气及点燃温度;干燥的精煤粉瞬间燃烧,急剧膨胀,使泵腔无法承受巨大的燃爆力,使泵体炸裂;类似的事故,国内外已发生过数起;为了避免此类事故的再次发生,可采取如下措施：①在进料阀后面加装止逆阀,并定期检查进料阀门和止逆阀,保证其可靠工作；②加强进料泵和进口管路的清洗,以防止泵腔或进口处的淤积堵塞；③增设泵体防护罩可用8mm厚钢板,并在进料泵区域安装防护挡板,增设防护警戒区域,并悬挂禁止滞留警示牌；④生产过程中加强对加压进料泵岗位巡捡,发现异常及时处理;事故启示：该爆炸事故发生时同时具备了引起燃爆的所有条件,因此,在生产过程中应。

化工单元操作课后答案【篇一：《化工单元操作技术》知识点、习题解答】ss=txt>一、填空题1.解答：该题目主要考核流体粘度的物理意义。

液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。

粘度的物理意义是促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。

3流、和折流四种。

解答：该题目主要考核间壁式换热器中两流体流动的四种方式：并流、逆流、错流、和折流。

4．某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是传热壁面上形成污垢，产生附加热阻，使k值下降。

解答：该题目主要考核影响热量传递的因素，主要为污垢热阻的增大使得k值下降。

5解答：该题目主要考核离心泵及旋涡泵的正确开启方法。

6解答：该题目主要考核离心泵和往复泵常用的流量调节方法。

7．降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是气体在室内的停留时间?应≥颗粒的沉降时间?t。

解答：该题目主要考核降尘室中颗粒可被分离的必要条件。

8解答：该题目主要考核过滤操作的两种方式：恒压过滤和恒速过滤。

9解答：该题目主要考核精馏塔的作用：提供气液接触进行传热和传质的场所。

10．空气进入干燥器之前一般都要进行了预热，其目的是提高，而降低空气的相对湿度。

解答：该题目主要考核空气进入干燥器之前一般都要进行了预热目的：提高空气干球温度，而降低空气的相对湿度。

二、选择题1．单位体积的流体所具有的质量称为（ b）。

a．比容b．密度c．压强d．相对密度解答：该题主要考核密度的基本概念，即为单位体积的流体所具有的质量。

解答：该题主要考核流体流动中雷诺准数的计算方法，即re?du? ??0.1?2?1000?2?105?31?10。

3．某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmhg和p2（真空度）=700mmhg，当地大气压为750 mmhg，则两处的绝对压强差为（ d ）。

精细化工单元操作过程与设备一、引言精细化工指的是那些在纳米或微米等级上进行生产和操作的化工产品，它们被广泛应用于电子、医疗、航空航天、生物工程、新材料等领域。

在生产精细化工产品的过程中，需要使用精细化工设备，这些设备可以对反应介质、反应温度、反应时间和反应压力进行精确控制，并保证反应物料的纯度和产品的输出量。

为了实现高效和可控制性的生产，需要对精细化工单元的操作过程和设备进行深入了解。

二、精细化工单元操作过程2.1 反应过程精细化工反应过程是一个复杂和精密的化学反应系统。

它可以由多个阶段的反应组成，包括在恒温下进行的批量式反应、连续式反应以及生长反应等。

在这个过程中需要精确控制反应物的比例、混合速率、温度和pH等参数，设置合适的反应时间，以及实现过程中的气体、液体和固体等物料的输送和分离。

2.2 分离过程在化学反应过程中，需要对产生的产物和反应物进行分离。

这个过程是通过一系列的物理、化学反应和分离实现的，包括蒸发、结晶、沉淀、冷凝、过滤、离心、萃取和干燥等等。

在这个过程中需要使用一系列的设备，包括蒸发器、结晶器、冷凝器、离心机和干燥器等。

2.3 储存过程储存是化学过程中非常重要的一步，它直接影响下一步的操作和产品的质量。

化学物质的储存方式取决于其特性和用途，通常包括使用气体容器和液体容器等。

在储存过程中，需要将化学材料储存在密闭的环境中，防止与空气中的氧气、水和灰尘等发生反应。

三、精细化工设备3.1 反应器反应器是精细化工反应过程的核心部件，它有很多种不同类型的型号和体积，包括批量式反应器、连续式反应器和生产线反应器等。

反应器可以根据反应介质热平衡、搅拌、控制温度和压力等多种功能进行设置和操作。

3.2 蒸发器蒸发器是精细化工分离过程中的重要设备，可用于将溶解液或混合液中的少量固体物质蒸发掉，同时保留其他液态物质进行分离。

蒸发器包括单效蒸发器、多效蒸发器和薄膜蒸发器。

3.3 相整流塔相整流塔是精细化工分离过程中的另一个重要设备，可以对气体、液体和固体进行分离。

《化工单元过程及设备的选择与操作》课程标准课程名称：《化工单元过程及设备的选择与操作》总学时数：250学 分 数：12开课单位：化学工程系课程类别：必修课适用专业：应用化工技术、石油化工生产技术、有机化工生产技术、高分子材料应用技术、精细化学品生产技术一、课程的性质《化工单元过程及设备的选择与操作》是我院的应用化工技术、石油化工生产技术、有机化工生产技术、精细化学品生产技术、高分子材料应用技术等化学工程与工艺类高职专业的一门专业核心课程，是学生修完化学物料的识用与分析、化工识图与绘图等方面课程后学习的一门专业技术课程，目的是使学生获得今后从事化工生产过程操作与生产过程技术管理等方面必备技能。

课程内容是在专业调研的基础上，以化工生产企业中工段长以上岗位职工所需的知识结构、必需的职业能力为依据进行组织的，其功能是使学生掌握常用化工单元操作过程和反应过程的相关原理以及相应设备操作与维护技能；会进行单元过程方案的选择、设备的选用及部分设备的简单设计，并为今后学习《无机化工生产运行与操控》、《石油炼制运行与操控》、《有机化工生产运行与操控》、《精细化工生产运行与操控》、《高聚物生产与操控》等专业课程打下扎实的基础。

同时注重培养学生的方法能力、社会能力，最终形成化工生产的职业综合能力。

二、课程设计思路本课程总体设计思路是以应用化工技术专业的工程技术人员的相关工作任务和职业能力分析为依据, 以工作过程为导向，构建的行动体系的工作过程系统化的课程。

按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，该门课程以培养化工单元过程方案选择能力、设备选用与简单设计能力、装置的操作运行能力等为基本目标，打破学科课程的设计思路，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学习者在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学习者的就业能力。

精细化工工艺习题1. 什么是“精细化工〞? 它的生产特性和经济特性是什么 ? 生产特性:１.小批量２.多品种３.综合生产流程和多功能生产装置４.高技术密集度５.大量应用复配技术６.商品性能经济特性 :１.投资效率高2.利润率高３.附加价值率高2. 何谓精细化率？目前世界兴旺国家及我国的精细化率分别为多少？①精细化率=〔精细化工产值/化学工业总产值〕×100%②兴旺国家的精细化率达60-70%,我过目前可能已经到达35-45%3. 一个新的精细化工过程开发分为哪几个阶段？化学合成或复配、剂型(制剂)加工、商品化(标准化)一个新的精细化工过程开发可分为三大阶段：〔1〕实验室研究〔小试〕：①、选择原料；②、确定催化体系；③、提出和验证实施反响的方法、工艺条件范围、最优条件和指标；④、收集或测定必要的理化数据和热力学数据；⑤、动力学研究；⑥、传递过程研究；⑦、材料抗腐蚀性能研究；⑧、毒性试验；⑨、质量分析。

〔2〕中试放大：①、预设计及评价；②、中试的任务；③、中试放大方法：a经历放大法；b局部解析法；c数学模型放大法；d相似模拟法。

〔3〕工业化生产试验4. 何谓正交实验？L9〔34〕的含义是什么？①是以正交表来安排和分析多因素试验的一种数理统计方法②L9〔34〕是最简的正交表，正交表是正交试验的设计工具。

5. 简要说明精细化工新产品的开发程序。

答：①. 选择研究课题。

②.课题可行性分析和论证：课题的意义、是否重复研究；科学和技术上的可行性与合理性；经济效益和社会效益。

③.实验研究，即所谓小试，考察生产方法、生产流程；寻找适宜的工艺条件和操作条件。

④.中间试验。

⑤.性能、质量测定和鉴定，权威机构检测和用户试用6. 理解根本概念：限制反响物:以最小化学计量数存在的反响物。

、过量反响物:某种反响物的量超过〞限制反响物〞完全反响的理论量，那么该反响物为过量反响物。

过量百分数:Ne: 过量反响物的物质的量Nt: 与限制反响物完全反响所消耗的物质量转化率:NAR : 某反响物A反响掉的量NA,in：向反响器输入量NA,out:从反响器输出量、选择性:某反响物转化成目的产物，理论消耗摩尔数占该反响中实际消耗掉的总摩尔数的百分数。