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化工工艺学 第一章PPT课件

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化工工艺学1章合成氨.ppt

化工工艺学1章合成氨.ppt
质烃类转化。其中以天然气为原料的气态烃类转化过程 经济效益最高，因此本节重点介绍气态烃类蒸汽转化过 程。
• 天然气中主要成份为甲烷，还含有乙烷、丙烷及其他少
量烯烃等，其中也有极少量的S等对催化剂有害的元素。 一般以甲烷为代表来讨论气态烃类蒸汽转化的主要反应 及其控制条件。
工段一之化学原理
1 转化的化学原理 P3
一、 概述 Introduction
• 空气中含有大量的游离氮，但是只有极少数农作物才能
直接吸收空气中的氮。大多数作物只能吸收化合态氮来 供给生长所需主要养分。将空气中的氮转化为氮化合物 的过程称为固定氮，它是化学化工研究中既古老又前沿 的课题。
• 目前已投入工业生产的主要固定氮方法：
1.合成氨法 2. 氰氨法 3.电弧法
• 本门课学习方法
✓ 化学原理
✓ 生产方法
✓ 工艺条件（T、P、catalyst……)
✓ 工艺流程
✓ 关键设备
①用什么原料？②用什么方法？ ③具体如何实现？
（化学原理）
H2 NH3
N2 3H2+N2=2NH3
（生产方法） （工艺流程、工艺条件、关键设备）
H2如何得？ N2如何得？ 如何合成NH3？
+Q
CO(g) + H2(g) = C(s) + H2O(g) + Q
（4） （5） （6）
工段一之工艺条件
2 转化的工艺条件
2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析 P3
热力学解决的是：是否有推动力-△B，反应可 否进行的问题。（参见《物化上册》）
2.2 甲烷蒸汽转化反应的动力学分析 P5
动力学解决的是：如何提高反应速率，减少反应 阻力，缩短达到平衡的时间的问题。（参见 《物化下册》）

化工工艺学第一章绪论.pptx

化工工艺学第一章绪论.pptx
煤化工单元主要讲授煤的热分解、干馏、气 化及液化。
四、课程主要内容
通过该课程的学习要求学生能掌握这 些有代表性的化工过程的化学原理、过程 热力学特征、动力学特征、催化剂应用、 工艺设计要求与工程考虑，使学生对基本 化学工业典型过程的共性和特性有深入的 了解，并具有综合应用大学前二年所学知 识对工业化实际化工过程进行分析的能力。
H2SO4钢无机化工的重要料1.2 由原料到化工产品
（2）基本有机化工产品 ①由石油、天然气、煤加工时生成的副产
肥料，各种有机酸及其盐类、醇、醛、酮和酯等。
用途：①直接作为商品出售。 ②作为原料继续参与化学反应
化工原料
有机原料： 包括石油、天然气、煤 和生物质。
无机原料： 包括空气、水、盐、无机 非金属矿物和金属矿物。
基本有机化工产品 基本无机化工产品
1.2 由原料到化工产品
2、化工产品 （1）基本无机化工产品 最重要的基本无机化工产品可用空气、
例如：
（1）矿石冶炼成金属(如铜、铁、锌、铝等)或非金属(如硅 等) ——冶金工业。
（2）动物的皮用化学反应使蛋白质固定——制革工业。 （3）植物的纤维改变其“形态”——造纸工业。 （4）酿酒、制药这些通常又不称为化学工业。 （5）把石油这种混合物，利用精馏的方法(这是一个物理方
法或物理化学方法)把它的各个组分分离出来，通常是 “石油化工”的一个范畴。
1.1 化工工艺学的定义和范畴
3、什么是化工工艺学 化工工艺学是研究由化工原料加工成
化工产品的化工生产过程的一门科学，内 容包括生产方法、原理、流程和设备。
1.2 由原料到化工产品
1、化工原料 用做化工生产的原料，称为化工原料，可以
是自然资源，也可以是化工生产的阶段产品。 例如： （1）由食盐生产纯碱、烧碱、氯气和盐酸。 （2）由硫铁矿生产硫酸。

精细化工工艺学第1章精选 课件

精细化工工艺学第1章精选 课件

60%
总成绩 = 平时成绩 + 期末考试成绩
出席率 10%
平时成绩
课前演示 20%
期末考试成绩
课堂表现 10% 考场纪律 10% 卷面成绩 50%
从第二周开始，每 节课上课前，都由1 人给大家讲述相关的 知识。（按照学号顺 序）
主题内容由自选， 只要与教材有关的即 可。
题材建议使用大量 的图片、视频。
从原料、反应原理再到工艺过程的组合均不相同 力消耗以及技术开发等费用，附加价值高反映出产
品加工中，所需要的劳动，技术利用情况，以及利
润等
投资效率高 100变成10600的故事
投资效率为附加价值与固定资产的比值。由于精细化 学品的产量小，所以固定资产投资比例相对较少，同 时精细化工产品的附加价值较高，所以精细化工产品 投资效率高。
第第一一章章绪论绪论
1.1 精细化工的形成与发展
精细化工，即精细化学工业，是当今世界务国发展化学工业的战略重点，也是一 个国家综合技术水平的重要标志之一。其基本特征是以高新技术为依托，为全球经 济和人民生活生产提供高质量、多品种、专用或多功能的精细化学品。
何谓大宗化学品？
精细化学品是与大宗化学品相对应的一类化工产品，是指对化学工业生产的初级 或次级产品进行深加工而制成的具有某些或某些种特殊功能的化学品。
这些功能可以是自身具有或赋予他物具有，突出功能可以是化学功能、物理 功能或生物活性。
它可以是单一组份的纯物质，也可以是多元复配的产物。一般其产量相对较 小的、附加价值相对较高。
第第一一章章绪论绪论
精细化学品十九世纪以前即已有，如药物、油
漆、肥皂、农药等等。天然物为原料。
在20世纪初，随着石油化工的发展，以合成化

化工工艺学基础知识PPT课件( 30页)

化工工艺学基础知识PPT课件( 30页)
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

化学工艺学概论ppt课件

化学工艺学概论ppt课件
.
(2)原子衡算
在一般化学反中，原子本身不生化，故可用元素的 原子的物的量来做衡算。可以不涉及化学反式中的化 学量关系，故于复反体系的算是很方便的。
Ø 于定流程有
人物料中所有原子的 = 出物料中所有原子的
物的量 (mol)之和
物的量 (mol)之和
.
1.3.1.1 物理化程
化工工学 Chemical Engineering Technics
教材及参考： [1] 刘勤，化学工学，化学工出版社， 2013年 [2] 米涛，化学工学，化学工出版社， 2005年 [3] 五平，无机化工工学，化学工出版社， 2004年 [4] 田春云，有机化工工学，石化出版社， 1998年
气化 合成气 高加液
合成 .
氨、甲醇、低碳混合 醇、汽油、柴油等
汽油、煤油、柴油等
1.2.4 化学及其加工工
n 一、化学的种
我国共有20多个种。硫、自然硫、硫化气藏、磷 、、石、明石、蛇石、化工用石灰岩、硼、 芒硝、天然碱、石膏、硝石、、沸石、重晶石、碘、 溴、砷、硅藻土、天青石等。
石油 天然气 煤 化学 林副物 海洋源
.
Ø 基本有机化学工和部分无机化学工的原料主要是 煤和天然气
Ø 我国的ห้องสมุดไป่ตู้学工原料以煤主 Ø 化学工：
将原料物主要化学反品的方法和 程，其中包括种的全部化学和物理的措 施。
.
特殊反程的物料和量衡算
n 具有旁路的反， 利用点行衡算 n 具有循物流的反程的物料衡算，
金属有机化合物 胶和青
稠 稠芳香
.
4、油品的概念
根据沸程的不同，将石油分
石油（汽油） 50－140℃
汽油
140－200℃

化学工艺学PPT教学课件-第一章 绪论

化学工艺学PPT教学课件-第一章 绪论
Chemical Technology
化学工艺学
教材：
米镇涛主编，化学工艺学，化学工业出版社
参考教材：
《化学工艺学》，黄仲九、房鼎业编著，高等教育出版社年。 《化工工艺学》，徐绍平、殷德宏编，大连理工大学出版社。 《化工工艺学》，曾之平、王扶燕主编，化学工业出版社
第1章 绪论
主要内容： 1.1 化学工艺学的研究范畴 1.2 化学工业的发展、作用和地位 1.3 现代化学工业的特点和发展方向 1.4 化学工业的原料资源和主要产品
地位 发展迅速，经济效益显著，国民经济的支柱产业之一。
1.2 化学工业的发展、作用和地位 无机化学工业
1）无机酸工业：硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、硼酸等； 2） 氯碱工业：烧碱、氯气、漂白粉、纯碱； 3） 化肥工业：氮肥、磷肥、钾肥、复合肥料、微量
元素； 4） 无机精细化工：无机盐、试剂、助剂、添加剂等。
1.1 化学工艺学的研究范畴
化学工业 (chemical industry)
化学工艺
化学工程
chemical technology chemical engineering
1.1 化学工艺学的研究范畴
化学工业（chemical industry)
是利用化学反应改变物质的组成及结构以获得 化工原料和化学产品的生产部门。
基本情况
一批大型有机原料和精细化工装置也达到或接近国 际先进水平。全行业特大型、大型企业540多家。
建立起了门类比较完整的科研开发和工程设计队伍 化学工业共有独立的科研院所245家，从事研究的 科技人员达5万多人，建立了一批部级和国家级工程 中心。 主要化工产品产量表
产品名称
主要化工产品产量表 单位：万吨
发展方向

化工工艺学第1章合成氨

化工工艺学第1章合成氨

n
Kp
i
(1 ) 2 3.76 4.76
pCO
2 2
pCO 2
2P 4 2 P 4.76 (1 ) P (4.76 )(1 ) 4.76
4P 2 整理得： (1 Kp ) 3.76 4.76 0 3

C-CO2反应 ｒC-CO2 ＝ k· CO2／1+KCO2· CO2 P P
KCO2 ─ CO2吸附位平衡常数 反应控制区：ｔ＜2000℃，动力学控制。 生产中：①炉温远低于2000℃，处于动力学控制区。 ②空气作气化剂的主要目的是提高炉温，吹风气放 空。为减少吹风气中CO含量和热损失(此反应吸热)，应 抑制此反应。根据C-O2反应为扩散控制(t＞900℃)，CCO2反应为动力学控制，因此，增大吹风速度，强化了CO2反应， 减少了还原层中CO2的浓度，使C-CO2反应得 以抑制。
第四节 氨的合成
第一节 概述
1.早期固氮方法

Introduction


空气中含有大量的游离氮，但是只有极少数农作 物才能直接吸收空气中的氮。大多数作物只能吸 收化合态氮来供给生长所需主要养分。固氮是化 学化工研究中既古老又前沿的课题。 工业生产的主要固氮方法： 1. 电弧法 2. 氰氨法 3. 合成氨法 目前最重要最经济的方法是合成氨法。 首例合成 氨厂是1912年在德国建立的日产30吨合成氨的工 厂。目前先进合成氨厂的规模已达到 1000~1500T/日。
2.2.1 费克Fick扩散定律 ｒ扩散 ＝ kg· △y ＝ D/z · (y0-ys) F· F· 气膜厚度 z＝ 1/0.23 · Re-0.863＝1/0.23 · (Vd·d/ν)d· d·

化学工艺学课件第一、二章

化学工艺学课件第一、二章
汇报人：PPT
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01
02
03
04
化学工艺学：研究化学工业生产过程中化学反应、物质分离、产品合成等过程的科学
研究对象：化学工业生产过程中的化学反应、物质分离、产品合成等过程
研究内容：化学反应原理、物质分离方法、产品合成技术等
实验前准备：熟悉实验流程，了解实验危险性
实验中操作：遵守实验操作规程，注意安全防护
实验后处理：妥善处理实验废弃物，确保实验室安全
实验事故处理：熟悉实验事故处理流程，及时报告和处理事故
实验步骤：原料准备、反应器设置、温度控制、压力控制等
实验目的：了解合成氨工艺的基本原理和操作流程
实验材料：氨气、氢气、氮气、催化剂等
化学反应动力学：研究化学反应速率和反应机理
热力学函数：如内能、焓、熵、吉布斯自由能等，描述系统状态和变化
热力学平衡：系统达到平衡状态，各物理量保持恒定
化学反应热力学：研究化学反应的热力学性质，如反应焓变、熵变等
热力学第一定律：能量守恒定律，描述能量转换和守恒关系
热力学第二定律：熵增原理，描述系统自发过程和热力学平衡
热力学第三定律：绝对零度，描述系统在绝对零度下的性质
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
传递方式：扩散、对流、传导、辐射等
传递过程：物质、能量、信息的传递过程
传递速率：与温度、浓度、压力等因素有关
传递效率：影响因素包括传递方式、传递介质等
Байду номын сангаас
流体力学基本概念：流体、流速、压力、流量等
流体力学基本定律：伯努利方程、连续性方程等
实验准备：了解实验目的、原理、步骤和注意事项

化工工艺操作培训教材(PPT64页)

化工工艺操作培训教材(PPT64页)

化工工艺操作培训教材(PPT64页)
方埠化工厂
化工工艺操作培训教材(PPT64页)
2.化工生产的基本任务 研究化工生产的基本过程和反应原理 确认化工生产的工艺流程和最佳工艺条件。 生产中运用的主要设备的构造、工作原理及强
化生产的方法。
化工工艺操作培训教材(PPT64页)
方埠化工厂
化工工艺操作培训教材(PPT64页)
温度变化率很小的情况下，也可将气体当作不可压缩流体来处理。 当气体的压力不太高，温度又不太低时，可近似按理想气体状
态方程来计算密度。由
p -------- 气体的绝对压强，kPa或kN/m2； M -------- 气体的摩尔质量，kg/kmol； T -------- 气体的绝对温度，K； R -------- 气体常数，8.314 kJ/(kmol K)。
方埠化工厂
化工工艺操作培训教材(PPT64页)
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1.2.1 流量
单位时间内流过管道任一截面的流体量称为 流量。若流体量用体积来计算，称为体积流量， 以Vs表示，其单位为m3/s；若流体量用质量来 计算，则称为质量流量，以ws表示，其单位为 kg/s。
计算
化工工艺操作培训教材(PPT64页)
方埠化工厂
化工工艺操作培训教材(PPT64页)
1.1.2 流体的静压强
一. 静压强
流体垂直作用于单位面积上的力，称为压强， 或称为静压强。其表达式为
式中
N；
p -------- 流体的静压强，Pa； FV------- 垂直作用于流体表面上的力，
A -------- 作用面的面积，m2。
方埠化工厂
化工工艺操作培训教材(PPT64页)

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
（4）由石油和天然气生产低级烯烃、芳烃、 乙炔、甲醇和合成气。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
1.2 由原料到化工产品
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
1.1 化工工艺学的定义和范畴
例如： （1）矿石冶炼成金属(如铜、铁、锌、铝等)或非金属(如硅
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
1.1 化工工艺学的定义和范畴
如果把化学工业定义为利用化学反应 和化学工程的方法，改变物质结构、成分、 形态而生产化学产品的工业部门，那范围 就更宽广。因此，我们只能根据历史上形 成化学工业的概念和人们的习惯来大体界 定它的范畴。
空气 焦炭等
水
空分
气化
O2
N2 H2
HNห้องสมุดไป่ตู้3
NH3
石灰石 煅烧
CO2 Na2CO3 CaO
NaCl 电解
磷石灰 分解
NaOH Cl2
磷酸盐
黄铁矿
无
机
煅烧
化
工
硫
SO2
Fe2O3
的 重
要
H2SO4
钢
原
料
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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
代号
物料 名称
LO 润滑油 LS 低压蒸汽 MS 中压蒸汽 NG 天然气
N氮
O氧
PA 工艺空气
PG 工艺气体
PL 工艺液体
PW 工艺水
代
物料
号
名称
R 冷冻剂 RO 原料油 RW 原水 SC 蒸汽冷凝水
SL 泥浆
SO 密封油
SW 软水
TS 伴热蒸汽
VE 真空排放气 VT 放空气 23
工艺流程施工图： 工艺流程施工图的内容 接近于工艺流程草图，但是比工艺流程草图更 加全面、完整和合理。一般来说，在设备设计 和工艺流程草图设计完成后，按程序就可开始 车间的设备布置设计。这时往往需要对工艺流 程草图设计中的某些设备的空间位置，或对个 别设备的选型等进行修改或完善，重新确认设 计的合理性，待多次反复确认设计无误后，可 以正式绘制生产工艺流程图。
You Know, The More Powerful You Will Be
31
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
15
16
17
18
设备类别代号(摘自HG/T2051.35一1992)
设 备 类 别
塔
泵
工 业 炉
换 热 器
反 应 器
起 重 设 备
压 缩 机
火 炬 烟 囱
容 器
其 他 机 械
其 他 设 备
计 量 设 备
代
号T P F E R L C S VMXW
19
带控制点的生产工艺流程示意图：是 表示全部工艺设备、物料管道、阀门、设 备附件以及工艺和自控仪表的图例、符号 等的工艺流程图。它是设备布置设计、仪 表测量和控制设计的基本资料，并可供施 工安装和生产操作时参考。
24
25
管路交叉的表示法
管路重叠的表示法
26
27
管道标注
PG1309 100 BIOF12-E2
28
29
30
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More