(2024年)专题07化学工艺流程教案

专题07化学工艺流程教案12024/3/26引言化学工艺流程基础知识典型化学工艺流程分析化学工艺流程中的反应原理与操作要点实验设计与操作技能培养化学工艺流程中的安全与环保问题contents目录22024/3/2601引言32024/3/26专题背景与意义化学工艺流程是化学工程的重要组成部分，涉及原料的选取、加工、生产等环节，对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。随着化学工业的快速发展，化学工艺流程的优化与创新成为行业关注的焦点，对于培养高素质的化学工程人才具有重要作用。42024/3/26

教学目标与要求掌握化学工艺流程的基本概念和原理，了解流程设计的基本方法和步骤。能够分析和解决化学工艺流程中的实际问题，具备初步的设计和优化能力。培养学生的创新意识和实践能力，提高综合素质和适应行业发展的能力。52024/3/26采用课堂讲授、案例分析、实验操作等多种教学方法，注重理论与实践的结合。利用多媒体、仿真软件等现代化教学手段，提高教学效果和学生的学习兴趣。鼓励学生参与课外科技活动和实践项目，培养学生的创新能力和团队协作精神。教学方法与手段62024/3/2602化学工艺流程基础知识72024/3/26工艺流程图是用图形符号和文字说明，表示工艺流程中所用设备和工艺管道的流程、配置和相互关系的图样。定义形象地表达了化工生产过程中的物料流程、设备、管道、阀门、仪表控制等内容，是化工工艺设计的重要组成部分。作用根据表达内容的不同，工艺流程图可分为全厂总工艺流程图、物料流程图（MBD）、管道和仪表流程图（P&ID）等。分类工艺流程图概述82024/3/26添加仪表控制点在需要控制或测量的位置，添加相应的仪表控制点，如温度计、压力表、流量计等。连接管道和阀门根据工艺流程的要求，将设备和管道连接起来，并标注管道规格、阀门类型和位置。绘制设备示意图按照设备的形状和大小，绘制出设备的简单示意图，并标注设备名称和位号。确定工艺流程的路线根据生产要求和原料、产品的性质，确定生产过程中的主要操作和流程路线。选择适当的图形符号根据设备和管道的类型、规格，选择相应的图形符号进行表示。工艺流程图绘制方法92024/3/26在化学工艺流程中，关键设备通常包括反应器、塔器、换热器、压缩机等，这些设备的选择和配置对生产过程的效率和安全性至关重要。关键设备关键操作是指对生产过程有重大影响或需要特别注意的操作，如反应条件的控制、原料的预处理、产品的后处理等。这些操作的正确执行对于保证产品质量和生产安全具有重要意义。关键操作关键设备与操作102024/3/2603典型化学工艺流程分析112024/3/26原料气的制备原料气的净化氨的合成氨的分离和提纯合成氨工艺流程以煤、天然气或重油为原料，通过气化或重整反应制备合成气（H2和CO的混合气）。在铁触媒催化剂作用下，将净化后的原料气在高温高压下合成氨。通过变换反应将CO转化为H2，同时通过脱硫、脱碳等工艺去除原料气中的杂质。通过冷凝、分离等工艺将合成气中的氨分离出来，并通过精馏等方法提纯。122024/3/26石油化工工艺流程对石油进行脱盐、脱水、脱硫等预处理，以去除杂质。将预处理后的石油进行常减压蒸馏，分离出不同沸点的烃类组分。将重质烃类组分在催化剂作用下进行裂化反应，生成轻质烃类和少量烯烃。对裂化产物进行加氢处理，以去除不饱和烃和杂质，提高产品质量。原料预处理常减压蒸馏催化裂化加氢处理132024/3/26将原盐溶解在适量水中形成粗盐水，然后通过过滤、沉淀等工艺去除杂质，得到精制盐水。盐水精制电解食盐水氯氢处理烧碱制备将精制盐水通入电解槽中，在直流电作用下发生电解反应，生成氯气、氢气和氢氧化钠溶液。将氯气和氢气分别进行冷却、干燥和压缩处理，得到液氯和液氢产品。将氢氧化钠溶液蒸发浓缩后得到固体烧碱（NaOH），或者通过进一步加工得到其他形态的烧碱产品。氯碱工业工艺流程142024/3/2604化学工艺流程中的反应原理与操作要点152024/3/26阐述化学工艺流程中涉及的主要化学反应原理，包括反应方程式、反应条件、反应热力学和动力学等方面的内容。解释催化剂在化学工艺流程中的作用，包括提高反应速率、降低反应活化能、改变反应路径等，以及催化剂的选择和使用注意事项。反应原理及催化剂作用催化剂作用反应原理162024/3/26详细介绍化学工艺流程中的关键操作要点，包括原料准备、反应条件控制、产物分离纯化等方面的内容。操作要点强调化学工艺流程中需要注意的安全事项和环保要求，如防止泄漏、控制温度压力、处理废气废水等。注意事项操作要点与注意事项172024/3/26常见故障列举化学工艺流程中可能出现的常见故障，如反应不完全、产物不纯、设备堵塞等。处理方法针对每种故障，提供相应的处理方法和解决方案，包括调整反应条件、改进设备结构、优化操作程序等。同时，强调预防故障的措施和重要性。常见故障及处理方法182024/3/2605实验设计与操作技能培养192024/3/26掌握化学工艺流程的基本原理和实验方法培养实验设计和操作技能，提高分析问题和解决问题的能力熟悉常见化学工艺流程的操作要点和注意事项实验目的和要求202024/3/26了解实验原理、目的、步骤和注意事项，准备所需仪器和试剂。实验准备实验操作实验后处理按照实验步骤进行操作，注意观察和记录实验现象和数据。清洗仪器、整理实验台面和记录实验数据。030201实验步骤和操作要点212024/3/26对实验结果进行分析，比较实验数据与理论值的差异，并解释原因。讨论实验过程中遇到的问题和解决方法，提出改进意见和建议。总结实验经验和教训，加深对化学工艺流程的理解和掌握。实验结果分析与讨论222024/3/2606化学工艺流程中的安全与环保问题232024/3/26确保员工熟悉并掌握化学工艺流程中的安全操作规程，包括正确使用设备、佩戴个人防护用品、遵守防火、防爆等安全规定。严格遵守安全操作规程在工艺流程中设置必要的安全防护设施，如防火墙、防爆门、安全阀、泄压装置等，以降低事故发生的概率和减轻事故后果。配备安全防护设施针对可能发生的化学事故，制定相应的应急预案，明确应急组织、通讯联络、现场处置、医疗救护等方面的措施，确保在紧急情况下能够迅速、有效地应对。制定应急预案安全防护措施及应急处理242024/3/26合理利用资源对于可回收利用的废弃物，如废催化剂、废溶剂等，应优先考虑进行资源回收利用，减少资源浪费。分类收集废弃物根据废弃物的性质、成分和危害程度，对其进行分类收集，避免不同性质废弃物相互混合产生更大的危害。无害化处理对于无法回收利用的废弃物，应采取无害化处理措施，如焚烧、填埋等，确保废弃物不会对环境和人类健康造成危害。废弃物处理与资源回收利用252024/3/26123通过优化工艺流程、提高设备效率等方式，降低能源消耗和污染物排放，实现节能减排。改进工艺流程