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化工工艺学基础知识PPT课件( 30页)

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化工工艺学-第三章ppt课件

化工工艺学-第三章ppt课件
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急冷换热器
先进行油急冷，再发生高压蒸汽进一 步冷却裂解气的一种急冷锅炉。急冷油 由上部送入，部分沿内壁流下并形成油 膜，可防止结焦和污物粘附在器壁上。
.
管式炉的结焦与清焦
结焦 1.裂解炉辐射盘管管壁温度超过设计值； 2.裂解炉辐射段入口压力增加值超过设计值； 或急冷换热器出口温度、进出口压力超过设计值。 清焦方法 （1）停炉清焦 将进料及出口裂解气切断后，用惰性气体或水蒸 气清扫管线，逐渐降低炉管温度，然后通入空气和水蒸气烧焦。 反应为
.
表示裂解过程的几个常用指标
（1）转化率：
对于复杂的混合物如石脑油、轻柴油等，常选正戊烷为代表组分， 以正戊烷的转化率表示石脑油、轻柴油等反应进行的程度。
（2）动力学裂解深度函数：
动力学裂解深度函数义KSF是从原料性质和反应条件两个方面来 反映裂解深度的，以动力学的方法组合了原料的裂解反应动力学性 质、温度、停留时间的关系。
冷冻法、吸收法、吸附法。现在广泛采用的方法是吸附法，吸 附剂有硅胶、活性氧化铝、活性铁、钒土、分子筛等。
.
炔烃脱除
原因： 1.含量要求：裂解气中含有少量炔烃，如乙炔、丙炔以及丙二烯 等，在聚乙烯生产中，要求乙炔＜10-6、甲基乙炔＜5×10-6。2.工 艺要求：在高压聚乙烯生产中，由于乙炔的积累．使乙烯分压降 低，乙炔分压升高，当乙炔分压过高时可引起爆炸。 催化加氢脱炔法 反应原理：含有炔烃的裂解气，在催化剂的存在下进行选择加氢， 乙快转化为乙烯或乙烷从而达到脱除乙炔的目的。其反应为
.
(2)环烷烃热裂解 发生断链和脱氢，生成乙烯、丁烯、丁二烯、芳烃等
如环己烷裂解:
.
环烷烃侧链的断裂比烃环断裂容易：
环烷烃裂解反应规律： a侧链烷基比烃环易裂解，乙烯收率高。 b环烷烃脱氢比开环反应容易，生成芳烃可能性大。 c长侧链的环烷烃断侧链时，首先在侧链的中央断裂，至 烃环不带侧链为止；五元环比六元环较难开环。 d环烷烃裂解反应难易程度：侧链环烷烃＞烃环，脱氢 ＞开环。原料中环烷烃含量增加，则乙烯收率下降，丙烯 、丁二烯、芳烃收率增加。 .

化工工艺讲座PPT

化工工艺讲座PPT
采用焚烧、填埋、回收等 方法对废料进行处理，以 减少对环境的污染。
环保措施
加强环保意识，采取有效 的环保措施，确保化工生 产的可持续发展。
03
化工工艺设备
反应器
总结词
反应器是化工工艺的核心设备，用于实现化学反应的场所。
详细描述
反应器有多种类型，如釜式反应器、管式反应器、塔式反应器等，根据不同的化学反应类型和工艺要求选择合适 的反应器类型。反应器的设计和操作需充分考虑化学反应的机理、温度、压力、物料流动和混合等因素，以确保 化学反应的顺利进行和高效转化率。
废弃物处置
对化工生产过程中产生的固体废弃物进行妥善的处置和利用，减 少对环境的污染。
05
典型化工工艺案例分析
合成氨工艺
要点一
总结词
合成氨是化工行业的重要基础工艺，主要用于生产尿素、 硝酸等肥料和硝化剂，同时也是生产合成气和氢气的重要 来源。
要点二
详细描述
合成氨工艺主要包括原料气的制备、净化和压缩、氨的合 成以及尾气回收等步骤。在制备原料气时，通常采用天然 气或煤作为原料，通过蒸汽转化或部分氧化等方法将其转 化为合成气。合成气经过净化和压缩后，进入合成塔进行 氨的合成。在合成过程中，需要控制温度和压力等参数， 以确保较高的反应效率和较低的能耗。
发展趋势
未来化工工艺将朝着绿色化、智能化、高效化的方向发展，采用新型反应技术和 分离技术，降低能耗和物耗，减少环境污染，提高经济效益和社会效益。
02
化工工艺流程
原料准备与处理
1 2
原料选择
根据生产需要选择合适的原料，确保其质量和稳 定性。
原料预处理
对原料进行破碎、筛分、干燥、混合等预处理， 以满足后续工艺要求。
THANKS

化工工艺学 第一章PPT课件

化工工艺学 第一章PPT课件
32
10
原料
反应
分离
11
12
13
工艺流程图
各个生产单元按照一定的目的要求，有机地组合在 一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出 来。
14
生产工艺流程示意图 ： 生产工艺流程示意图是用文字或框图形式来 表明物料、设备的名称，并以箭头方式表明 物料的流向。它只是定性地标出由原料转化 成产品的路线、流向顺序以及生产中采用的 工艺过程和设备。
第一章 概 论
化学工业的发展简史
1
2
3
4
5
纯碱工业
近 代
硫酸工业
化
学
煤化工
工
业
染料
……
6
合成氨及化肥工业
现 代
农药工业
化
学
塑料工业
工
业
橡胶工业
……
7
化学工业的分类
无机化工
有机化工
高分子材料化工
精细化工 生物化工
8
化工装置的操作方式 连续操作 间歇操作 半连续操作
9
化工工艺设计 一、化工工艺设计的内容和要求 二、产品生产的反应工艺研究和设计 三、工艺流程设计方案
20
21
22
物料代号
代 号
物料名称
A 空气
AM 氨
BD 排污
BF 锅炉给水
BR 盐水
CS 化学污水
CW
循环冷却 水上水
DM 脱盐水
DR
排液、排 水
DW 饮用水
代
物料
号
名称
F 火炬排放气 FG 燃料气 FO 燃料油 FS 熔盐
G 填料油 O H氢
H 载热体 M HS 高压蒸汽 H 循环冷却水 W 回水 IA 仪表空气

化工工艺学——第一章绪论 ppt课件

化工工艺学——第一章绪论 ppt课件
氟乙烯
聚合
聚氟乙烯
补N2和变换
N2-H2
合成
氨、尿素等
改良的F-T合成
汽油、煤油、柴油等液体燃料
羰基合成 醋酸
合成气 合成
(CO+H2)
合成
29
氧化
甲醛
酚醛树脂、合成原料
甲醇 与异丁烯合成
甲基叔丁基醚（MTBE）
与CO合成 加CO、O2
同系化
甲酸甲酯 草酸二甲酯
乙醇
脱水
甲酸 乙二醇
草酸 乙烯
二甲醚
转化 转化
PPT课件
C2-C4烯烃 汽油
柴油机燃料
1.3 化工原料的变迁与化学工业发展趋势
一、化学工业的发展简史 1、古代化学工业 18世纪以前，化工生产均为作坊式手
工工艺。 例如，早期的制陶、酿造、冶炼等。
PPT课件
30
1.3 化工原料的变迁与化学工业发展趋势
2、近代化学工业
（1）纯碱工业
我们这里讲的化工，是当代化学工业 的说法。
PPT课件
13
1.1 化工工艺学的定义和范畴
2．什么是工艺学 （1）工艺：利用生产工具对各种原材料、
半成品进行加工或处理，使之成为产品的 方法。 （2）工艺学：根据技术上先进，经济上合 理的原则，研究各种原材料、半成品、成 品的加工方法和过程的学科称为工艺学 。
路布兰制碱法
2NaCl+2H2SO4=Na2SO4+2HCl
Na2SO4+4C= Na2S+4CO
Na2S+CaCO3= Na2CO3+ CaS 索尔维制碱法（氨碱法）
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3

化工工艺学-PPT课件

化工工艺学-PPT课件


尿素平衡转化率
Ｘ尿=(转化成尿素的CO2的物质的量/原料CO2的物质的量) ×100%
9
《化工工艺学》 第七章 尿素
2019/2/15
（三）动力学
从反应机理知，甲铵脱水(Ⅱ)是合成尿素
总过程的控制步骤。

通过控制反应温度和水碳比，可以减少
甲铵脱水时间，从而使总反应速度提高。
10
《化工工艺学》 第七章 尿素
适当Ｈ，可保持X平一定。
16
《化工工艺学》 第七章 尿素
2019/2/15
6﹒反应时间τ 、生产强度Ｑ
★ τ ↑ ，使ｘ转↑，Ｑ↓; ★ τ ↑， 而ｘ转↓，Ｑ↑。 工业上取
Ｑ：10-12t/dm3
t：0.6-0.8h即可。
17
《化工工艺学》 第七章 尿素
2019/2/15
二﹒合成反应液的分解与 分解气的冷凝回收

一段吸收塔气体（ＮＨ３、惰气)经氨冷器冷却，冷 下液氨送氨贮槽，不凝气(少量ＮＨ３、惰气）进惰气洗塔， 洗下的氨液返回一吸收塔。
30
《化工工艺学》 第七章 尿素
2019/2/15
2）尿素蒸发造粒系统 流程示意(图)
一段蒸发器在250mmHg(绝) 、
130℃下，尿液浓度达95-96%；
二段蒸发器在25mmHg、137--140℃
2019/2/15
（四）尿素合成工艺条件选择
1、温度
2、氨碳比
3、水碳比
4、压力 5、惰气含量、填充度 6、反应时间、生产强度
11
《化工工艺学》 第七章 尿素 2019/2/15
1﹒温度
由左图可知: 当Ｔ↑，X平↑ .在 １９０－２００℃时， 又Ｔ每升１０℃,Ｖ反 增加一倍.

化工工艺学之无机化工概述课件(ppt 31页)

化工工艺学之无机化工概述课件(ppt 31页)
体，当体系中的每种化学物质各自独立时， 称它们为体系的独立组分。
独立组分数：C = N -（s+r）
C——独立组分数 N——体系中的化学物质种类数 s ——体系中能进行的化学反应数 r ——限制条件数
3.1.1 概述
如N但a在 由2C于NOa存32·C7在HO2下3O-H面、2O三N体个a2系C化中O学3，·反10计应H有2：ON及a2HC2OO3等，5N中a物2C质O3，·HN2=O5、，
4、相律

相律是Gibbs用热力学原理推到出来的，其
数学表达式为：
F=C-P+n 由于影响相平衡的外界因素一般只有温度和
压力，故相律又可写为：
F=C-P+2 当压力和气相都不考虑时，相律可简化为：
F=C-P+1
3.1.1 概述
二、溶解度的表示方法及单位换算
溶解度数据是盐水体系相图绘制的基 础，在相图中应用的浓度可以是wt%、质 量%、mol%、g盐/100g水、mol盐/1000g 水、mol/mol干盐等单位，但不可用g/L、 mol/L等浓度单位，这是因为当溶液混合 时，体积没有加和性。
（1）自M点分别作两条直角 边的垂线，垂足分别为a和b， 则a点处的刻度即为a盐的百分 含量， b点处的刻度即为b盐 的百分含量，水含量可用 100%减去两盐的含量求出。
（2）如已知某一溶液两种盐的 百分含量，则可在两条直角边上 两盐浓度的刻度处引垂线，交点 即为该溶液在相图上的组成点。
3.1.2 二元盐水体系相图及应用
25.85
（g/100g
H2O）
NH4Cl
100

15.86 (17.28
15.86)

化工工艺学PPT-绪论

化工工艺学PPT-绪论
第二节专业资料第三节我国石油和化学工业的现状及未来发展趋势?我国石油和化学工业经过几十年的发展特别是近20多年的发展已经形成了包括石油天然气开采石油化工化学矿山化学肥料无机化学品纯碱氯碱基本有机原料农药染料涂料精细化学品橡胶加工新型材料等主要行业的石油和化学工业体系
Chemical Technology
第三节
我国石油和化学工业的现状及未来发展趋势
一、我国石油和化学工业的现状
成就
我国石油和化学工业经过几十年的发展，特别是近20 多年的发展，已经形成了包括石油天然气开采、石油 化工、化学矿山、化学肥料、无机化学品、纯碱、氯 碱、基本有机原料、农药、染料、涂料、精细化学品、 橡胶加工、新型材料等主要行业的石油和化学工业体 系。 我国不仅是世界石油和化工产品的生产大国，也是消 费大国。 我国大型石油化工装置和化肥装置等通过引进，生产 技术和装备水平已经达到或接近世界先进水平。 我国还建立了一批省级和国家级工程研究中心，这必 将促进我国石油和化学工业的发展。
第一节 概述
【化学工业过程开发】 化学工业过程开发】
化学工业过程开发是指把化学实验室的研究结果转变为工业 化学工业过程开发 化生产的全过程。 它包括实验室研究、模试、中试、设计、技术经济评价和试 生产等许多内容。 过程开发的核心内容是放大。 过程开发的核心内容 由于化学工程基础研究的进展和放大经验的积累，特别是化 学反应工程理论的迅速发展，使得过程开发能够按照科学的 方法进行。中间试验不再是盲目地、逐级地，而是有目的地 进行。化学工业过程开发的一个重要进展是，可以用电子计 算机进行数学模拟放大。中间试验不再像过去那样只是收集 或产生关联数据的场所，而是检验数学模型和设计计算结果 的场所。
第二节
第二节 国际化学工业发展趋势

《化工基础知识》课件

《化工基础知识》课件

根据原料性质、产品要求和生产规模等因 素，选择合适的工艺流程类型。
设计工艺流程
优化工艺流程
根据确定的工艺流程类型，设计各操作单 元及其组合方式，确保物料流动顺畅、能 量利用高效。
通过改进操作条件、采用新型设备和技术 等手段，降低能耗、物耗和提高生产效率 ，实现经济效益的最大化。
04
化工设备与装置
化工设备的分类与特点
化工设备的选择与维护
选择
根据工艺要求、生产规模、操作条件等因素，选择合适 的化工设备，确保其性能、效率、安全性等满足要求。
维护
定期对化工设备进行检查、保养、维修，及时发现并处 理设备故障，确保设备的正常运行和使用寿命。
05
化工安全与环保
化工生产过程中的危险因素
易燃易爆物质 化工生产中常常涉及到易燃易爆 物质，如石油、天然气、氢气等 ，一旦发生泄漏或反应失控，可 能导致火灾或爆炸。
化工在国民经济中的地位
总结词
化工是国民经济的重要支柱之一，为农业、能源、交通、机械、电子等产业提供重要原材料和中间体 。
详细描述
化工为农业提供化肥、农药等生产资料，提高农作物产量和质量；为能源产业提供燃料和添加剂；为 交通产业提供橡胶轮胎等材料；为机械和电子产业提供各种高分子材料和精细化学品。
化工技术的发展趋势
总结词
化工技术正朝着高效、环保、节能方向发展，新型反应技术、分离技术和过程强化技术 成为研究热点。
详细描述
随着科技的不断进步，新型反应技术如酶催化、光催化等在化工生产中的应用越来越广 泛；分离技术如膜分离、萃取等也在不断改进和优化；过程强化技术如微型化工、催化 强化等成为提高化工生产效率的重要手段。这些技术的发展将推动化工行业朝着更加高

化工工艺基础知识ppt课件

化工工艺基础知识ppt课件

3）蒸馏：分离液体混合物典型单元操作。此
操作是将液体混合物部分气化，利用其中各组分 挥发度不同的物性以实现分离的目的。
4）蒸发：利用加热的方法使溶液中一部分溶
剂气化并除去，以提高溶液中溶质的浓度或析出 固体溶质的操作。
5）气化：物质由液相变成气相的过程称为气
化过程。
6）冷凝：物质由气相变成液相的过程称为冷
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化工过程概念：
1 ）物质的形态：物质有三种聚集状态：固态
液态和气态。固态具有一定的形状和一定的体积， 液体虽有一定的体积，但可以取任意的形状，气体 可具有任意的形状和体积。
2） 物质的性质：物质有固态、液态、气态
三种聚集状态，一般物质都是受热时膨胀，冷却 时收缩。在同样条件下，气体膨胀量最大，液体 次之，固体最小。
2）计量控制 是化工生产最重要的控制手段之
一，化工生产中往往涉及到多种助剂，助剂的加 入量准确性是决定反应产物特性的主要因素，特 别参与化学反应过程的助剂对产物的特性具有决 定性作用。计量控制的稳定和准确直接影响产品 的质量指标和应用性能。
3）周期控制 是化工生产重要的控制手段之一，
反应周期是影响产品收率的主要因素之一，同时 也是影响装置产能的主要因素之一，对产品的成 本效益有很大影响。
物质由气相变成液相的过程称为冷化工生产门类多除化学反应外其步骤可归纳为一些基本加工过程如流体的输送不压缩沉降过滤传热蒸发结晶干燥蒸馏吸收萃取冷冻粉碎等这些基本的加工过程称为化工单元操作
化工工艺基础知识
化工生产的基本任务
① 研究产品生产的基本过程和反应的原理； ② 化工生产的工艺流程和最佳工艺条件； ③ 生产运用的主要设备的构造、工作原理及 强化生产的方法。
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5、按统计归口分 基本化工原料、化肥、农药、医药、有机化学品、日用化学品、 合成材料、化纤、橡胶制品、塑料制品和专用化学品等大宗门类。
1.2 化工工艺学范畴与作用
• 1.2.1 化工工艺学研究内容
• 生产工艺流程 • 生产工艺参数控制 • 安全和环保措施 • 贯穿以上内容的核心则是技术可行性和
经济性
2、按产品的用途和产品形态分 国防化工、环境化工、食品化工、日用化工、农用化工、能源化工、 信息化工、材料化工、皮革化工、冶金化工、药物化工、硅酸盐 化工、建筑化工
3、按产品归大类 无机化工、有机化工、高分子材料化工、精细化工
4、按产品行业和工业规模划分 硫酸、硝盐、无机酸纯碱、氯碱、无机盐、基本有机原料、农药、 医药、染料、涂料、胶粘剂、合成树脂、化学纤维、合成橡胶、 感光材料和磁性材料、日用化学品、表面活性剂、化学试剂、催 化剂、助剂、陶瓷和无机非金属材料、水泥、玻璃、生物化工、 专用精细化学品、塑料加工、橡胶加工、化学冶炼、化工机械等。
• 3、转化率、选择性、收率
• （1）转化率
某反应物的转化量 X该反应物的起始量
• （2）选择性
转 化 为 目 标 产 物 的 某 反 应 物 的 量 S 该 反 应 物 的 转 化 总 量
• （3）收率（产率）
转 化 为 目 标 产 物 的 某 反 应 物 的 量
Y
该 反 应 物 的 起 始 量
• 1 工艺流程
工艺流程是将原料转变为产品所需的功 能单元按加工顺序组合起来的。
流程表示方法有两类：
工艺流程图:如带控制点的工艺流程图，工 艺物料图、物料平衡图、公用工程流程图、 辅助管道流程图、施工图等
工艺流程简图：简单反映出物料流向、加 工步骤，了解操作单元，能量传递与利用， 副产物与三废等
工艺流程的组织：推论分析法、功能分析法、 形态分析法。
优点：产品质量均一，工艺控制指标容易实现自动化操作， 由计算机控制，设备能满负荷运转，劳动生产率高，劳 动强度小，生产过程稳定、安全。通常大型化工装置采 用连续式。
• 2、间歇操作
生产按照反应的周期来进行。优点：投料容易准确，反应 物便于控制，对生产小批量多品种比较方便，对复配型 精细化工产品也比较方便。缺点：劳动强度大，环保投 资高。
开 工 因 子 全 年 开 工 生 产 天 数 365
• 2、化学反应的效率——合成效率
• （1）、原子经济性
Pi Mi
AE i
100%
FjM j
j
Pi—目标产物分子中各 类原子数；
Fi—反应物原料中各 类原子数；
M—相应各类原子的相 对质量。
• （2）、环境因子
废物质量 E 目标产物质量
• 环保则是化工生产可持续发展的必须。 • 安全与环保也是工艺学研究的主要内容。
4 化工工艺的研究方法
• 一般来说工艺研究方法有两个： • A 、从个别到一般，即从已有的个别生产，通
过化学工程的相关理论，归纳得到一些共性结 论，并可形成理论。 • B、从理论到实践，即由归纳的结论出发用来 设计和指导化工生产。 • 研究一个生产过程可分为5个板块： 反应过程、原料、分离、产品后加工、三废治理
化工工艺学
Chemical engineering technics
化学工程与工艺专业
第一章 化工工艺学基础
• 1.1 化学工业发展状况与趋势 • 1.2 化工工艺学范畴与作用 • 1.3 化工基本概念 • 1.4 化工原料准备
1.1 化学工业发展状况与趋势
化学工业：泛指生产过程中化学方法占主要地 位的过程工业。
1.1.2现代化学工业发展趋势
• 现代化工特点
1、原料、生产方法和产品的多样性与复杂性 2、向大型化、综合化、精细化发展 3、多学科合作、技术密集型生产 4、能量合理利用与节能 5、资金密集投资回收快，利润高 6、安全与环保问题日益突出
• 发展趋势
1、开发新技术、缩短新技术新工艺工业化周期，加快产品更新升级 2、最充分、彻底地利用原料 3、大力发展绿色化工 4、化工过程要高效、节能、智能化 5、实施废物再生工程
1.1.3 化学工业的原料与主要产品
• 化学工业主要原料资源
1、 矿产资源 包括化学矿、煤炭、石油、天然气等
2、生物资源 主要是动植物资源
3、空气与水 4、海洋资源 常包括海水、海洋生物、海洋矿产等 5、工业副产品和废弃物
• 1.1.4 化学工业主要产品分类
1、按使用原料分 煤化工、石油化工、天然气化工、海洋化工、矿产化工、生物化工、 林产化工、天然药物和天然产物化工。
• 2 工艺参数
• 工艺参数是化工工艺中的灵魂，用模块表示为
工艺参数
工艺参数 工艺参数 工艺参数
原料准备 三废
反应
分离
三废
三废
பைடு நூலகம்
三废治理的“原料”
产品商品化 三废
反应
副产品
分离
工艺参数 工艺参数
无害化物质
• 3 安全与环保
• 安全是化工生产前提，必须保证人身安 全和设备正常运转，遵守卫生标准和要 求
化工工艺：指将原料物质经过化学反应转变 为产品的方法与过程，包括实现这种转变的全部 化学的和物理的措施。
化工工艺学：研究运用各种学科的知识，经 济地、先进地将各种原材料生产出化工产品的技 术、过程与方法，是化工产品生产的工程技术、 诀窍和艺术。
1.1.1化学工业的地位与作用
• 化学工业是国民经济的支柱产业之一 • 化学工业对人类影响深远 • 化学工业对其他行业的发展提供了基础 • 是国家规划重点产业之一
• 3、半连续操作
介于以上二者之间
1.3.2 化工过程主要效率指标
• 1、生产能力和生产强度 • （1）生产能力：指一个设备、一套装置或一个
工厂在单位时间内生产的产品量或单位时间内处 理的原料量。单位kg/h,kt/a,t/d等 • （2） 生产强度：设备单位特征几何量的生产 能力。单位kg/(h.m3),kg/(h.m2)等 • （3）有效生产周期
1.2.2 化工工艺学的地位作用
• 化工工艺学是研究和指导化工生产的 学科，所以化工工艺与化学工程的发展 紧密联系在一起，相互依存，相互促进。
• 任何化工企业都离不开懂化工工艺的技 术人员。由此可见化工工艺学在化工生 产中的地位和作用。
1.3 化工基本概念
• 1.3.1 化工装置操作方式
• 1、连续操作