第12学时工业化学基础绪论

工业化学基础第一章绪论1学习本课程的目的及作用2工业化学3化学工业4

化学实验与化工生产关系1学习本课程的目的及作用（1）目前就业形式与学好本课程的关系以工程化概念为主，以工业化实施为目的的技术贮备。

以产品为目的，理科化学也应该具备化工基本技能。（2）学习化学与学好本课程的关系四大化学，理科应化，用化学的基本知识解决工程实际。（3）现代化工业的发展对现代化学工程师的要求及具备业务知识。市场竞争对企业产生压力，体现对高技术人才的需求，储备足够的技术能力本课程建立的三个概念1、工程的概念；2、应用的概念；3、社会环境、环保意识。就业的三个能力1、业务能力；2、市场与技术结合能力；3、吃苦耐劳，团队合作。化学工程师的三个角色1、新产品的研发；2、促进开发新技术；3、实现可持续发展。2工业化学化学是研究物质结构与性质及其相互转化规律的科学；化学工业是综合利用化学和物理方法依照化学反应原理与规律实现由原料生产化学产品的加工工业；工业化学是研究化学工业实施及其规律的科学。融化学工程学与化学工艺学为一体的综合性实用学科。工业化学-化学工程与化学工艺化学工程：是研究化学工业相关领域“共性”的理论，具有一般普遍的适用性，偏理论些；化学工艺：是研究化学工业相关领域“个性”的理论，具有特殊的应用性，偏应用。研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。工业生产包括石油炼制工业、冶金工业、食品工业、造纸工业等。它们从石油、煤、天然气、盐、石灰石、其他矿石和粮食、木材、水、空气等基本的原料出发，借助化学过程或物理过程，改变物质的组成、性质和状态，使之成为多种价值较高的产品；化学过程是指物质发生化学变化的反应过程，物理过程系指物质不经化学反应而发生的组成、性质、状态、能量变化过程；所有这些过程，都可通过化学工程的研究，认识和阐释其规律性，并使之应用于生产过程和装置的开发、设计、操作，以达到优化和提高效率的目的。

化学工程上述工业生产的共同特点是，从实验室到大规模的工业生产，都要解决一个装置的放大问题。这种起源于放大过程的效应，长期以来被笼统地称作“放大效应”，它包含了很多已查明或未查明的物理因素（或称工程因素）的影响。化学工程的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应，特别是在放大中的效应，以解决关于过程开发、装置设计和操作的理论和方法等问题。它以物理学、化学和数学的原理为基础，广泛应用各种实验手段，与化学工艺相配合，去解决工业生产问题。化学工程-研究任务研究内容包括单元操作、化学反应工程、传递过程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等。

化学工程-研究内容化学工程以过程为研究对象，以系统的优化为主要要就目的。化学反应工程：化学反应是化工生产的核心部分，它决定着产品的收率，对生产成本有着重要影响；传递过程：是单元操作和反应工程的共同基础。在各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程不外乎三种传递：动量传递、热量传递和质量传递；化工热力学：是单元操作和反应工程的理论基础，研究传递过程的方向和极限，提供过程分析和设计所需的有关基础数据；单元操作：构成多种化工产品生产的物理过程都可归纳为有限的几种基本过程，如流体输送、换热（加热和冷却）、蒸馏、吸收、蒸发、萃取、结晶、干燥等；化学工程-研究内容化工系统工程：由于化工过程中，各个过程单元相互影响，相互制约，因此很有必要将化工过程看作一个综合系统，并建立起整体优化的概念。于是系统工程这一学科在化学工程中得到了迅速的发展；化学工程-研究内容过程动态学及控制：为了保持操作的合理和优化，过程动态特性和控制方法也是化学工程的重要内容。

单元操作、化学反应工程传递过程、化工热力学

化工系统工程、过程动态学及控制化学工程-研究内容直接面向工业实际面向基础研究化学工艺化学工艺，又称化工技术或化学生产技术，指将原料经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括实现这一转变的全部措施。化学生产技术通常是对一定的产品或原料提出的，例如氯乙烯的生产、甲醇的合成、硫酸的生产、煤气化等。因此，它具有个别生产的特殊性，是“个性”的理论。化学工艺以产品为核心，研究的主要内容是制备和分离产品的各种条件，目的在于研究制备产品时所需的条件。化学工艺研究的内容十分庞杂。化学工艺-研究内容包括原料的选择和预处理；生产方法的选择及方法原理；流程组织；所用设备的作用，结构和操作；催化剂的选择和使用；其他物料（杂质）的影响；操作条件的确定；生产控制；产品规格及副产品的分离和利用；能量的回收和利用；以及安全技术和技术经济等问题。化学工程与化学工艺的关系①原料处理为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格，根据具体情况，不同的原料需要经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎（对固体原料）等多种不同的预处理。②化学反应这是生产的关键步骤。经过预处理的原料，在一定的温度、压力等条件下进行反应，以达到所要求的反应转化率和收率。反应类型是多样的，可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等。通过化学反应，获得目的产物或其混合物。③产品精制将由化学反应得到的混合物进行分离，除去副产物或杂质，以获得符合组成规格的产品。以上每一步都需在特定的设备中，在一定的操作条件下完成所要求的化学的和物理的转变。化学生产过程一般概括为三个主要步骤：例如裂解石油气制备乙烯这个工程。化学工艺主要研究制备乙烯的最佳的反应压力，反应温度，对于进料组成的要求等等。而当这些工艺条件确定以后，剩下的工作主要由化学工程这一学科来进行，例如反应器的尺寸设计，停留时间设计，空气压缩机的选择，管道的设计等等。

化学工程与化学工艺的关系本课程讲授内容含四部分一化工基本计算二传质与分离过程三化工反应过程及反应器四典型化工产品的工艺学3化学工业

化学工业是又称化学加工工业，综合利用化学和物理方法依照化学反应原理与规律实现由原料生产化学产品的加工工业。泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。3化学工业-在国民经济中的地位与作由于化学工业在国民经济的重要地位与作用和较高的产出投入比，世界上发达国家竞相发展化学工业，以获取高额利润。近40年来化学工业与整个工业相比，其发展速度一直领先于整个工业，且经久不衰据统计，1992年发达国家其化学工业的产值均达到500亿美元以上，其中美国达2968亿美元，德国达1056亿美元，占本国工业总产值的比重，分别为10.1％和9.7％。3化学工业-在国民经济中的地位与作化学工业与科技进步的关系

科学技术进步，推动着化学工业日新月异的发展；而化学工业的发展又有力地促进了科学技术的进步。由于化学工业是技术密集型的工业，对合成、分离、测定、控制等技术要求都很高，这就对机械工业、冶金工业、电子工业等部门提出了相应的要求，从而促进了这些工业部门技术的发展；新技术革命正推动着化学工业向生物工程、微电子技术、新型化工材料迅速发展起来。朝着向新型材料、光导纤维、绿色化工等更新的领域发展。

综上所述，可见化学工业是生产与生活资料的源泉，资源充分开发与利用是化工工业发展必由之路，化学工业是各工业部门之间的纽带，化学工业是国民经济的重要支柱。化学工业随着科学技术的发展而发展，又在化工工业发展中促进了科学技术的进步化学工业既是一门传统工业，其历史悠久，又是一门新兴工业，其发展方兴未艾。古代化学工艺：代表技术（漆噐、造纸、火药、酿酒、炼丹）近代化学工业3化学工业-发展概况18世纪中叶至20世纪初是化学工业的初级阶段。在这一阶段无机化工已初具规模，有机化工正在形成，高分子化工处于萌芽时期。20世纪初至战后的60～70年代是化学工业的大发展时期，这是化学工业真正成为大规模生产的主要阶段，一些主要领域都是在这一时期形成的。可以按原料来源分为煤化工，石油化工及农副产品化工；按产量之多少分为基本化工和精细化工；按产品的用途分为医药、农药、肥料、食品化工等；一种是按产品不受现行管理体制的局限，将化工产品品种分成19大类，这种分类方式与国外化学工业的可比性较大；另一种是按照现行行业管理体制，将化学工业分为20个行业；3化学工业-分类及特点大宗化工产品及特点精细化学品及特点功能化学品及特点活性组分化学品及特点按产品应用特点可分为四类：3化学工业-分类及特点分子供应商（固定化学结构）问题解决者（非固定组分）与人类的生存和发展息息相关；原料路线、工艺路线和产品品种的多样性；技术密集型和能源密集型。3化学工业-分类及特点现代化学工业的特点：CE4L00026.swfCE4T00001.swfCE4T00002.swfNK羟乙基乙二胺生物丁醇生产精馏装置ProcessofDistillitionUnitActonecolumnButanolcolumnIEthanolcolumnABEseparationcolumnBeercolumnProcessofDistillitionUnitIntroductionofTianjinUniversitytechnologyDealdehydecolumnButanolcolumnⅡProcessofDistillitionUnit3化学工业-发展趋势及研究热点

化学工业是一个多行业、多品种、服务面广、配套性强的基础工业，同整个国民经济的发展关系极为密切。特别是随着科学技术的进步和新兴产业的兴起，如信息技术、生物工程、新材料、新能源、航天技术、核能技术、激光技术和海洋工程等，都向化学工业提出了新的要求，需要为它们提供更多的新型化工原料。而新技术革命的发展必将引起传统产业的一系列深刻变化，它在化学工业中的应用正日益显示其作用和生命力。化工创新受到社会发展需求拉动，市场需求拉动和技术发展需求拉动化学工业而迅速发展。生产规模大型化；原料和生产方法的多样化；产品的精细化和专用化；生产过程的节能与绿色化；现代化学工业的发展趋势：3化学工业-发展趋势

生物技术是当前产业革命的最新技术之一，这一新兴的技术，业已在近代社会生活领域中显示出巨大的经济潜力和社会效益，它有着诱人的发展前景，现在已引起许多工业发达国家的重视，竞相作为新兴产业加以培植。化学工业只有不断地吸收和并引入生物技术的新成就才能经受住新技术革命浪潮的冲击。生物技术对化学工业将产生巨大影响材料是工业发展的基础，现代新兴技术的兴起是以新材料作为支柱的，有的甚至以新材料的出现作为先导。新材料科学技术的突破，往往会开创高技术发展的新局面。因此，新材料是发展新技术和新兴产业的物质基础。发展新材料是化学工业的战略重任能源是人类从事物质资料生产的原动力，当今世界各国都十分重视新能源的开发研究，把合理开发和利用能源作为发展经济的前提之一。确保能源长期稳定供应是各个国家最重要的政策。我国的原油和天然气资源较少，能源结构以煤炭为主，它在一次能源中约占70％。因此，发展煤基石油替代能源，不仅是战略上的需要，也是急待解决的现实问题。开发新能源发展新一代煤化工技术4化学实验与化工生产关系

化学实验室的试验研究工作与化学工业的生产是密切相关的。可以说新产品新技术的问世和老产品生产工艺的改进及产品质量的提高都要通过实验研究提出依据与方案；实验研究过程是工业生产的基础与先导，是促进工业生产的有力因素，是第一生产力；然而，实验室研究的成果又不能直接搬到工业生产厂进行简单放大。因为，化学实验室研究成果与工业生产过程尚有许多不同之处，如何将化学实验室研究成果移植到工业生产是化学工作者重要研究内容

基础研究、应用研究、开发研究和工程技术四个阶段。

所谓开发研究是在应用研究成果的基础上，针对某个产品，某项技术进行的。其研究目的要比应用研究具体，它已脱离纯学术性质，直接为生产服务。

化工产品开发的基本程序：（l）调查研制阶段

该阶段的任务是：调查研究和收集情报；提出新产品的结构、性能、可靠性、经济性的总体设想，如采用新原理、新结构、新材料，必须进行机理研究与试验，掌握必需的参数；进行总的技术经济评价。（2）样品（或模拟产品）设计、试制和定型阶段

该阶段的任务