化学工艺学绪论

化学工艺学.绪论化学工艺学的研究范畴工艺学的对象：化学工业：生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。化学工艺的内涵：源头：基础科学（物理、化学、生物等）的最新成就内容：综合利用各种原料生产化工产品的原理、方法、流程和设备目标：创立技术先进、经济合理、生产安全、环境无害的生产过程。化学工艺学的研究内容化学工艺：把产品生产过程里所需要的各个生产单元里的设备如何有机的串联在一起，把它们集成在一起，这样组成一个完整的系统。.原料选择和预处理.生产方法的选择及其原理.反应过程研究（催化剂、工艺参数）.流程的组织.设备的选择、结构与操作.生产控制要求.产品规格、副产品的分离和利用.能量的回收和利用.不同工艺流程的技术、经济和环境评价化学工程学与化学工艺学两者相辅相承，密不可分，构成了一级学科的两翼。化学工程学：化学工业中的共性问题物理一传递现象（传热、传质、动量传递）反应一反应工程，放大效应单元操作为过程提供技术基础化学工艺学：以产品为目标的过程技术，对过程的组织、优化根据产品需求，将单项化工技术组织集成优化，构成一个过程系统，实现系统优化化学工业的发展、地位和作用.历史贡献创造现代物质文明一核心科学（渗透衣食住行、无所不在）人口爆炸下的农业革命（1930年，全球20亿；2000年，60亿。耕地有限，靠化肥、农药解决粮食问题。）医药革命——新药物的出现（寿命1900年，47岁；2000年，72岁。）.新技术革命中的化学工业国民经济发展的支柱产业（化学工业增长速度高于整个工业平均增长速度。中国的增长速度超过发达国家。）高新技术产业的支撑和保障（生物、航天、信息、材料都离不开化学工业和化学工艺学。）.可持续发展中的化学工业负面效应：环境恶化、生物破坏十大污染行业中化工居首位（〜40%）.可持续发展中的化学工业绿色循环的生态社会＞可持续的科学发展，人口、资源、环境协调发展＞支撑：高新技术、多学科交叉、多技术集成.化学工艺在可持续发展中需解决的问题：降低自身的能耗、物耗实现环境友好的清洁生产工艺1.5现代化学工业的特点.大型化、综合化、精细化.节能工业发展.安全和环境保护原料、过程和产品的绿色（原料绿色化：无毒无害原料，可再生资源。反应绿色化：原子经济性反应，绿色催化剂，绿色溶剂。产品绿色化：安全，可降解）.资金密集和技术密集口资金密集投资大产值高、利润率大、回收周期短口技术密集多学科相互结合开发新技术需求开拓性、创新性人才.6化学工业的原料资源和主要产品.化学工业的原料资源口化石资源煤、石油、天然气、无机化学矿口可再生资源生物质、其它废物口其它空气、水（海水 卤水 K、Li、Br2）.化学工业的主要产品无机化工产品重要产品：“三酸”（硫酸、硝酸、盐酸）“两碱”（烧碱、纯碱）合成氨还有无机盐、无机酸、工业气体等。可用无机原料来制得：有机化工产品八大基本有机化工产品：〃三烯三苯一炔一萘”乙烯、丙稀、丁二烯、乙炔、苯、甲苯、二甲苯、萘。原料 枷工 基本化工产品石油 炼制 低段烷蜂.烯母、芳是天然气，—■■天燃气处理 C「J烷炷煤 焦化 K芳煌高分子化工产品、精细化工产品、生物化工产品1.7化学工业的发展趋势一、一碳化工（C1）：以含有一个碳原子的物质（CO、CO2、CH4、CH3OH等）为原料合成化工产品或液体燃料的有机化工工艺。二、以可再生资源为主要化工原料生物质：泛指木材、农作物（秸杆、稻草、麦杆、豆杆、棉花杆、谷壳等）、杂草、藻类、有机废弃物等。生物质氢气、合成气；生物质甲醇、乙醇；生物质汽油、柴油；天然气的化工利用途径弱化或部分转化一碳牝学品C]〜保混合静人造液体燃料氢气合成气CO+H2甲烷弱化或部分转化一碳牝学品C]〜保混合静人造液体燃料氢气合成气CO+H2甲烷氧化率-裂解一氨氧化一氯化一硝比一一碳化学品甲弋一乙烘 乙烘化学品碳黑一氢匍酸一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷 四氯甲烷一硝基甲烷甲烷一乙烷丙烷乙烷丙烷丁烷r-丁烷r-裂解—乙第^氧化^一雷酸,期丁第二酸舒—■脱氢丁二第乙烯系列产品L高压聚乙庸-薄膜成型制品聚合^一低压乙烯系列产品L高压聚乙庸-薄膜成型制品聚合^一低压聚乙庸-薄膜成型制品^线性低密度聚乙庸^薄膜成型制品乙烯— I一乙4「纶抗冻剂炸药氧化一环!乙垸一「表面活性剂II-乙醇胺乙醛-醋酸—酯类维尼纶制药 -合成原料增塑剂原料

水合^乙醇^溶剂合成原料氯化—二氯乙垸—氯乙烯「聚氯乙烯E塑料薄膜合成纤维丁打y田打 合成纤维乙酰氧基化^醋酸乙烯―I-涂料、粘合剂L聚苯乙烯塑料革的烷基化一乙第一苯乙庸—I-丁苯橡胶二聚丁炜—聚丁烯线性低密度聚乙庸齐聚、水合一高碳醇一表面活性剂 增塑剂芳烃系列产品乙群垸基化_ 脱氢-7*厂一再明L—不酚 乙奉厂一再明L—不酚・异丙基十二懦或卤代十二垸 十二垸基苯一合成洗藤剂氧化 氯苯—染料中间体，医药加冕―环己信—聚酰屐纤维氧化 凝丁谛二酸SF甲基二异富酸酯一匚聚氨酯泡沫塑料聚氨酯橡胶甲基二异富酸酯一匚聚氨酯泡沫塑料聚氨酯橡胶氧