01 绪论3_精细化工配方设计原理
- 格式:ppt
- 大小:5.87 MB
- 文档页数:26
一、绪论精细化工的概念:生产精细化学品的工业精细化工产品:以大体无机、有机原料或产品为起始物,通过深度加工后能增进或给予一种(类)产品以特定功能,或本身拥有特定功能的小批量、高纯度的化学品生产特性:一、小批量、多品种二、综合生产流程和多功能生产装置3、技术密集度高、垄断性强4、大量应用配方技术五、商品性能经济特性:一、投资效率高投资效率=附加价值/固定资产×100%二、利润率高3、附加价值率高附加价值率=附加价值/产值×100%原材料费率=原材料费/产值×100%精细化学品的作用:一、给予各类材料以特殊的性能和功能二、增进农林牧副渔各行业的优质高产3、提高人类的生活质量4、增进科学技术的不断进步五、高经济收益精细化率=精细化工产值/化学工业总产值×100% 其表征精细化工的进展程度精细化学品的种类(11类):农药、染料、涂料、颜料、试剂及高纯物、信息用化学品、食物及饲料添加剂、粘合剂、催化剂及各类助剂、化工生产的化学药品及日用化学品、功能高分子材料二、操作单元物料的输送:将物料从一个地方输送到另一个地方、一个设备到另一个设备,一个生产进程到另一个进程的操作液体输送设备固体输送设备气体输送设备物料的反映:悬浮液的分离:使固体颗粒和液体相分离的操作称为悬浮液的液固分离1、过滤:使悬浮通过量孔的过滤介质,将固体粒子截留其推动力为重力或压力差影响因素:悬浮液粘度过滤介质压强差滤饼阻力(反比)2、沉降:利用重力或离心力使固体粒子下沉而与液体分离物料的结晶:结晶是溶液中的溶质在必然条件下原子、离子或分子进行排列形成晶体的进程结晶进程的关键是溶液的过饱和度吸湿性:指不同物质从空气中吸收水分的性质温度、微量杂质可使吸湿性增加结块性(原因):○1粒子之间在压力作用下附着在一路○2晶体表面易潮解的物质易结块○3颗粒小的物质比大颗粒晶体易结块制备过饱和溶液的方式:一、冷却法,降温冷却溶液的方式制备过饱和溶液,适用于溶解度随温度转变敏感的体系二、蒸发法,采用加热蒸发除去部份溶剂而制备过饱和溶液的方式,适用于…. 不….3、真空蒸发冷却法,在除去部份溶剂的同时降低溶液温度而制备过饱和溶液4、化学反映结晶法,通过调节溶液PH值或加入反映试剂,使溶质生成新的物质而析出结晶的方式五、盐析法,向物系中加入一些物质,使溶质在溶剂中的溶解度降低而形成过饱和溶液的方式(优)回收率高,结晶温度较低,适用于热敏物质(缺)常需处置母液和分离盐析溶剂物料的蒸发:将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行浓缩的进程原理:不断地向溶液供给热能,并使之维持沸腾状态,其中的溶剂就不断被汽化并除去而达到浓缩的目的沸腾蒸发(效率高,具有生产价值,是精细化工生产常常利用的溶液浓缩方式)自然蒸发常压蒸发减压蒸发(效率高,热量损失小,能够利用低压蒸汽、对于热敏性的溶液也很适用)蒸发进程是一个传热进程,物料溶液的性能及热能的有效利用是蒸发进程的关键单效蒸发流程多效蒸发流程物料的干燥:干燥是在加热条件下,利用热能除去固体物料中溶剂的操作进程保证干燥进程进行的物理条件:湿物料表面所产生的水蒸气压力必需大于空气中的水蒸气分压去除湿物料中溶剂的方式:○1机械法(压滤、抽吸、过滤、离心分离等):只适用于不需要将水分完全除去的场合○2化学去湿法:(缺)费用高、操作麻烦、只适用于小批量固体物料去湿或除去气体中的水分○3干燥法:除湿较为完全、规模灵活、干燥器投资和维修费用小、便于操作,生产中常常和机械去湿法结合利用,可达到经济有效的目的干燥分类:(热能供给方式)传导干燥、辐射干燥、介电加热干燥、对流干燥干燥进程:预热阶段、恒速阶段、降速阶段固体的粉碎:将固体物料在外力作用下割裂为更小尺寸的小块或粉粒的操作,是破碎和磨碎的总称原理:抗拒固体的内聚力,使其割裂成细粒,从而增大固体物质单位质量的表面积目的:减小固体的粒度(100~300目占多数) 作用:增加固体物料的表面积,提高反映速度或溶解、浸取速度和有利于干燥加工,可提高多组分物料混合的均匀度,可知足某些产品的利用需要粉碎度(粉碎比):固体物料在一次粉碎前后最大物块直径之比,检查粉碎操作效果的一个重要指标分类:一、干法粉碎:指物料在粉碎进程中完全处于干燥的状态而没有任何液体参加(缺)在粉碎进程中产生大量污染环境、有损健康的粉尘粉碎度低于湿法二、湿法粉碎:指物料在有水、油或其他具有润滑性的液体存在时进行的粉碎萃取与浸取物料的混合:混合的进程实际是物料被不断地分割成大量局部的小区域,使不同的物料之间不断地扩散和融合的进程,可通过混合的均匀性来判断物料混合的程度目的:降低混合的分离尺度和分离强度物料混合均匀性的查验标准:一、分离尺度:物料在混合进程中被分割成的众多小区域体积的平均值越小越好分离尺度从物料分散程度的方面反映了混合物的均匀性二、分离强度:物料在混合进程中被分割成的众多小区域,其体积分数可能高于或低于物料的平均体积分数,在高体积分数区和低体积分数区之间物质在不断地传递和分派,局部区域的体积分数与平均体积分数之间误差的平均值,称为分离强度混合的设备:搅拌混合设备、捏合设备(高粘度流体介质)、粉粒体混合设备物料的乳化:乳化是使一种液体分散在另一种互不相溶的液体中,组成乳状分散体系的进程乳液:由乳化产生的分散体系分散开来的液珠滴即是分散相(内相)包围液珠的液体系持续相(外相)乳状液类型:○1水包油:油分散在水中,以O/W表示○2油包水:水分散在油中,以W/O表示影响乳液稳固性的因素:界面张力、界面电荷、界面膜、体系粘度、相的密度差要制备特定体系的乳液,第一要选择适合的乳化剂,能够说没有乳化剂就没有乳液三、工艺流程掌握工艺流程框图的画法,能按照已知条件熟练画出产品的工艺流程框图四、表面活性剂表面活性剂的概念:把极少量存在于溶剂中就可以显著降低溶剂的表面张力,改变体系的界面状态,从而产生润湿或防水、乳化或破乳、分散或聚集、起泡或消泡、增溶等作用,即能显著降低溶剂的表面张力和界面张力的物质称为表面活性剂表面活性剂分子中既有亲水基又有亲油基,为两亲分子,其分子在结构上处于极性不对称状态。
精细化工生产中的化学原理精细化工生产是指在化工生产过程中利用化学原理进行精细化的生产方式。
在精细化工生产中,化学原理起着至关重要的作用,影响着产品的质量、产量和生产成本。
本文将从反应原理、催化原理和分离原理三个方面探讨精细化工生产中的化学原理。
一、反应原理在精细化工生产中,反应原理是至关重要的。
反应原理包括反应动力学、热力学和化学平衡等方面。
在反应动力学方面,我们需要了解反应速率、活化能以及反应机理等内容。
通过对反应速率的控制,可以实现反应过程的合理调控,提高产品的纯度和产率。
同时,通过降低反应的活化能,可以降低反应温度,减少能耗,提高生产效率。
在热力学方面,我们需要掌握反应的热力学参数,如焓变、熵变和自由能变等内容。
通过对反应热力学参数的分析,可以确定反应的可行性、热力学平衡常数以及最优反应条件。
这对于提高反应的选择性和产率至关重要。
另外,化学平衡也是精细化工生产中的关键环节。
在反应过程中,化学平衡的达成将直接影响到产品的产率和纯度。
通过对化学平衡的控制,可以最大限度地提高产品的质量,并减少不必要的废物产生。
二、催化原理在精细化工生产中,催化原理是不可或缺的。
催化剂可以提高反应速率、降低反应温度、改善产物选择性,从而显著提高生产效率。
在催化原理方面,我们需要了解催化剂的种类、作用机制以及反应条件等内容。
催化剂可以分为均相催化剂和异相催化剂。
均相催化剂指催化剂与反应物处于相同的物相,例如溶液中的催化剂;异相催化剂指催化剂与反应物处于不同的物相,例如固体催化剂。
通过选择合适的催化剂,可以实现反应条件的优化,提高产品的产率和选择性。
催化剂的作用机制主要包括表面反应和扩散过程。
在表面反应中,反应物吸附在催化剂表面,发生化学变化;在扩散过程中,反应物在催化剂内部扩散,与活性位点发生反应。
通过对催化剂的表面性质和结构的调控,可以实现催化剂的优化设计,提高催化效率。
三、分离原理在精细化工生产中,分离原理是必不可少的。
《精细化工合成原理》教学大纲课程名称:精细化工合成原理英文名称:Synthesis Principle of Fine Chemical课程编号:课程类别:专业必修课学时/学分:51学时/3学分;理论学时:51学时开设学期:六开设单位:化学化工学院适用专业:应用化学说明一、课程性质与说明1.课程性质专业方向必修课2.课程说明精细化学品合成原理是研究精细化学品开发和生产过程中所涉及的重要单元反应的反应历程、主要影响因素以及实际应用的一门学科。
本课程系统地讨论了精细化学品开发和生产过程中所涉及的有机合成单元反应的基本理论及生产工艺。
使学生系统地理解和掌握精细化学品生产和研究开发过程中所涉及的重要单元反应的基本原理和基本知识,获得运用这些理论和知识分析、处理精细化学品合成中出现的一些实际问题的能力,为后续专业课的学习及将来从事精细化学品生产和新品种开发奠定必要的理论基础。
本课程是在《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》等课的基础上开课。
二、教学目标通过本课程的学习,使学生达到以下目标:1.能掌握精细有机化工产品合成的基本原理和基本方法;2.提高在精细有机化工产品合成方面分析问题、解决问题的技能;3.能为后续课程学习及将来从事相应的专业工作奠定必要的基础。
三、学时分配表四、教学教法建议教学方式以课堂讲授为主,注重互动、交流,注意知识性与趣味性的结合。
教学方法采用每学时配2-3题作业并实行全批全改以配合课堂教学,课后教师辅导答疑,学生做作业。
介绍一些与精细有机合成有关的书籍和杂志供学生自学。
五、课程考核及要求1.考核方式:考试(√)2.成绩评定:计分制:百分制(√)成绩构成:总成绩= 平时考核10% + 中期考核30% + 期末考核60%六、参考书目[1] 唐培堃.《精细有机合成化学及工艺学》.北京:化学工业出版社. 2006.[2] 姚蒙正,程侣柏,王家儒.《精细化工产品合成原理》.北京:中国石化出版社,2003.[3] 何敬文.《药物合成反应》.北京:中国医药科技出版社,1995.本文第一章绪论教学目标:了解精细化学品的含义、特点、范围和精细化工在国民经济中的地位。