第三章 精细化工单元操作过程与设备

化工单元过程及操作化工单元是在化工生产过程中完成特定化学转化或物质分离的设备或系统。

不同的化工单元在化工生产中扮演着不同的角色，包括反应器、分离器、转化器等。

以下是一些常见的化工单元及其基本操作：1. 反应器（Reactor）：•功能：用于进行化学反应或物质转化，通常在高温高压或特定催化条件下进行。

•操作：操作员需要控制温度、压力、反应物料的供给和搅拌速度等参数，确保反应的进行和安全。

2. 分离器（Separator）：•功能：用于将混合物中的不同成分分离，例如蒸馏塔、萃取器和结晶器等。

•操作：调节温度、压力和物料流动速度，以便分离出所需的产品或组分。

3. 蒸馏塔（Distillation Column）：•功能：用于分离液体混合物中不同沸点的成分。

•操作：控制塔内不同层次的温度和压力，调整进料速率和提取出不同沸点成分的出口流量。

4. 搅拌罐（Mixing Tank）：•功能：用于混合不同原料或化学物质，使其均匀混合。

•操作：控制搅拌速度、温度和加料速率，确保充分混合并达到所需的反应或混合效果。

5. 反应器控制与监测：•自动化控制系统：使用PLC、DCS或SCADA系统实现对反应器的自动化控制，包括温度、压力、搅拌速度等的监测与调节。

•在线监测：使用传感器、仪器或在线分析仪器监测反应物料的质量、组分和反应进程。

这些是常见的化工单元及其基本操作方式。

在化工生产过程中，操作员需要严格遵循工艺流程，确保操作安全，并根据实验室数据和控制系统指示进行操作。

化工生产往往需要高度的技术要求和严格的安全标准，操作人员需要接受专业的培训和指导。

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。

精细化工反应过程与设备大纲《精细化工反应过程与设备》课程教学大纲英文名称：Reaction Processes and Equipment for Fine Chemicals Production课程类别：学科基础课学时学分：48，3适用专业：应用化学（精细化工）一、本课程的性质、目的和任务精细化工过程与设备是我校应用化学专业精细化工方向的学科基础课。

目的是使学生在化工原理的基础上，进一步了解化工过程与设备，从而为精细化学品的生产和开发打下必要的工程基础。

它是培养精细化工工程技术人才和复合型人才的整体知识结构及能力结构的重要组成部分，同时也为学生走向工作岗位打下坚实的基础。

通过该课的学习，使学生在完成物理化学、化工原理、精细化学品合成原理、等基础和专业基础课的基础上学习精细化工产品生产的主要单元反应过程对反应器的要求及反应器的类型，进一步学习精细化工反应器的设计与分析。

掌握反应器设计与分析的最基本原理和处理方法，了解化学反应工程的发展趋势和方向，初步具备对工业反应器进行设计与分析之能力。

二、教学的基本要求第一章概述了解该课程的性质、反应器的操作方式、反应器设计的基本方程和工业反应器的放大方法。

第二章均相反应动力学基础了解化学反应速率的不同表示方式及其相互关系，及其在反应器设计计算中的应用；理解复合反应体系中任一组分总的消耗速率和生成速率的表达方法以及瞬时选择性的概念；掌握化学反应速率的浓度效应和温度效应以及化学反应速率方程的变换与应用。

第三章间歇釜式反应器了解釜式反应器的的特点及应用，半间歇反应器的计算方法和分析；理解不同的反应类型对正确地选择釜式反应器的加料方式、连接方式、原料配比及操作温度的影响，理解变温间歇釜的计算；掌握等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算方法和应用。

第四章釜式反应器的搅拌与传热了解搅拌器型式及其液体流型，搅拌过程的种类；理解搅拌机理，反应釜传热系数的计算；掌握搅拌器的选型、搅拌功率的确定、釜式反应器的传热结构的方式、高温热源以及搅拌系统传热时间的计算。

《精细化工单元操作》课程标准一、课程性质本课程是中等职业学校化工类精细化工技术专业必修的一门专业核心课程，是在《基础化学》《物理》等课程基础上，开设的一门理论与实践相结合的专业课程。

其任务是让学生掌握化工单元操作中液体输送、传热、蒸储、吸收、干燥、结晶等基础知识和基本技能，为后续《精细化工工艺》《化学制药工艺》等课程的学习奠定基础。

二、学时与学分126学时+实训2周，11学分。

三、课程设计思想本课程按照立德树人的要求，突出核心素养、必备品格和关键能力，兼顾中高职课程衔接，高度融合精细化工单元操作的职业技能学习和职业精神的培养。

1.依据《中等职业学校化工类精细化工技术专业指导性人才培养方案》中确定的培养目标、综合素质、职业能力要求，按照知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，突出精细化工单元操作等专业素养及创实的职业精神培养，结合本课程的性质和职业教育课程教学的最新理念，确定课程目标。

2.根据“中等职业学校精细化工技术专业'工作任务与职业能力’分析表”，依据课程目标和化工总控工等工作的岗位需求，围绕精细化工单元操作的关键能力，反映精细化工行业发展的新知识、新技术，体现科学性、适用性原则，确定课程内容。

3.以精细化工操作单元为主线，设置模块和教学单元。

将化工液体输送、传热、吸收、干燥操作单元等基础知识、专业技能和职业素养有机融入。

遵循学生认知规律和职业成长规律，参考职业岗位的单元操作模块，序化学习内容。

四、课程目标学生通过学习本课程，掌握精细化工的基础知识和基本技能，形成良好的职业道德和职业习惯。

1.掌握各类典型精细化工单元操作的基本原理和物料衡算，了解化工单元操作中有关热量衡算。

2.了解常见的化工单元操作设备的构造、性能，能按操作规程进行液体输送、传热、吸收、干燥等单元操作。

3.能规范操作常见化工单元设备，按操作规程进行设备的开、停车及运行。

4.能发现生产过程中一些异常现象及故障，并能排除常见的故障。

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。