石油化工基本理论知识

石油化工基本理论知识1．1物质的构成1．1．1分子、原子和元素世界是物质的，世界上的一切物体都是由物质组成的，如我们常见的水、空气、石油和钢铁等。物质的具体形态是千差万别的，它们通过相互联系和相互转化构成某一物体，如我们看到的厂房、塔、泵和换热器等。物质是由许多肉眼看不见的微粒构成的，这种微粒叫分子。分子是由一种叫化学键的相当强大的力维持在一起的原子小集团，是保持物质化学性质的最小微粒，例如，水是由元素的水分子组成的，石油是由元素的碳氢化合物分子组成的等等。分子是由更小的微粒构成，这种极小微粒叫做原子。原子是化学反应的基本微粒。如水分子（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子组成，甲烷（CH4）是由一个碳原子和四个氢原子组成的。同类的原子称为元素，如上述的氢原子称为氢元素。每种元素均由一个或两个拉丁字母作符号，如氢用H，碳用C，铁用Fe等。原子是一种极小的微粒，但每种原子均有一定相对的质量，这种原子的相对质量称为原子量，分子内各原子量之和叫分子量。1．1．2化合物和混合物物质分子由两种或两种以上元素的原子构成叫化合物，如硫化氢（H2S）、硫酸钠（Na2SO4）等，物质分子由一种元素的原子构成叫单质，如氢气（H2）、氧气（O2）等。由两种或两种以上的化合物或单质混合而成的物质叫混合物。如空气主要是由氧气、氮气、氢气等混合而成的气体混合物，石油和石油产品是由极其复杂的碳氢化合物混合而成的液体混合物。1．2物质的变化1．2．1物质的三种状态常见的物质存在状态有三种：固体、液体和气体。物质以什么状态存在是有一定条件的，如水在常压常温下是液态状态，但在常压下加热到100℃就变成气体（蒸汽）状态，在常压下冷却到0℃就变成固体（冰）状态。可见物质存在状态是可以互相转变的。物质由固态变为液态的过程叫熔化。熔化是在一定温度下并不断吸热的情况下进行的，这个温度叫熔点。物质由液态变为固态的过程叫凝固，凝固需要放热，凝固时的温度叫凝固点。对同一物质而言，凝固点和熔点是相同的。物质由液态变为气态的过程叫气化。气化是在一定温度下并不断吸热的过程。反之气态放出热量变为液态的过程叫液化或冷凝。1．2．2分子运动和物态变化组成物质的分子是在不停地运动的，分子与分子之间有一定的距离，分子之间既相互吸引又互相排斥，物质的不同状态是由组成物质的分子运动速度和分子间的相互作用力的不同特性决定的。因此，物质在物态的变化过程中，不但与温度有关，而且与物质所承受的压力有关。压力愈大，分子间的距离愈近，分子间的吸引力愈强，物质就较容易由气体转变为液体；反之，物质就容易由液体转变为气体。如我们日常使用的液化气，常温下在较高压力的钢瓶中是以液体状态存在，但通过减压降低压力就变成气体状态了。1．2．3蒸发和沸腾物质由液态变为气态的过程有两种方法：蒸发和沸腾。蒸发是一种只从液体表面进行的气化现象，它在任何温度和压强下都能发生，但温度愈高、压力愈低则愈容易蒸发。沸腾是一种从液体表面和内部同时进行的气化现象，它只在一定温度和压力下才能发生。在沸腾过程，液体不断地吸收热量，但温度不变，这个温度叫沸点，即液体的饱和蒸汽压与外界压力相等时的温度。液体的沸点随压力的不同而变，压力愈低沸点愈低，压力愈高沸点愈高。不同的物质具有不同的沸点，如常压下，水的沸点是100℃，酒精的沸点是78℃，对混合液来说，组成不同其沸点也不同。1．3传热与传质1．3．1物质的热性质表示物体冷热程度叫温度，它反映了物体内部分子无规则运动的一个物理参数。温度单位的表示方法有：摄氏温度（符号为t，单位为℃）、绝对温度（符号为T，单位为K）、华氏温度（单位℉）、兰氏温度（单位0R）。他们之间的关系为：T=（t+273）K；℉=1.8t+32；0R=1.8t+491.67。当两个温度不同的物体相接触时，由于无规则运动的混乱程度不同，它们就有可能通过分子的碰撞而交换能量，经由这种方式传递的能量就是热，物体吸收或放出的热叫热量，用符号Q表示，单位为J（焦耳）。若体系吸热，则Q>0，若体系放热，则Q<0。单位时间吸收或放出的热量叫功率，以符号W表示，单位为J/s（称为瓦）。单位质量的物质温度升高所需的热量叫做物质的比热，以符号C表示，单位为J.K-1.kg-1。物质发生相变时所吸收或放出的热量叫潜热。如将单位质量的水在一定温度下变为水蒸汽（或水蒸汽变成水）所放出（或吸收）的热量叫做气化潜热（或冷凝潜热），其单位为J/kg。把单位质量的物质在常压下基准温度（℃）加热到某温度（包括物态变化）所吸收的热量，叫该物质在某温度和压力下的热焓，其单位为J/kg。单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时所放出的热量叫燃烧发热值，其单位为J/kg或J/m3。1．3．2传热的概念在没有外功的作用下，传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。因此，凡有温度差存在时，必然会发生热量从高温处向低温处传递，故传热是自然界和工程技术中一种极普遍的现象。在石油化工生产和科学实验中，随时会遇到热量传递的问题。例如，为了保证化学反应在一定的温度下进行，对于吸热反应，就需要外界供给热量，对于放热反应，则要及时取走热量；在分离、提纯的操作中，发生了物相的变化，物质发生了相变，就要吸收或放出热量，也要及时供给或取走热量；在石油化工生产中的各种管道需要保温而阻止热量传递，这一类也属于传热的问题。1．3．3传热类型及一般计算方法根据传热机理的不同，传热有三种基本方式：1．热传导（又称导热）热量通过物体的内部由高温处向低温处传递，这种仅靠物体内部分子、原子和自由电子等微观粒子运动而引起的热量传递称为导热。如通过换热器和加热炉管壁的传热，就属于这种传热方式。单层平面壁的稳定热传导计算：q=Δt/R其中：Δt—单层平面壁温度差；q—单位时间内传导的热量，也称导热速率；R—热阻，且R=δ/（λA）δ—平面壁厚度；λ—流体的导热系数；A—平面壁的面积。导热系数λ是温度梯度为1[K/m]，导热面积为1[m2]情况下，单位时间内传递的热量。物质的导热系数值越大，说明该物质的导热能力越强。所以导热系数是物质导热能力的标志，为物质的物理性质之一。通常，需要提高导热速率时可选用导热系数大的材料，反之，要降低导热速率时，应选用导热系数小的材料。影响导热系数λ值的因素主要是：物质的化学组成、物理状态、湿度、压力和温度等。多层平面壁的稳定热传导计算：A.Δtq=nΣ(δi/λi)i=1其中：Δt为多层串联壁两边外表面的温度差；n为壁的层数；i为壁层的序数。单层圆筒壁的稳定热传导计算石油化工生产上最常采用圆筒形设备传热，如热交换器里的管壁就是最常遇到的圆筒壁。圆筒壁的传热面积随着圆筒半径的增加而增加（平面壁的传热面积是不变的）。单层圆筒壁的稳定热传导计算公式为：2πL(t1-t2)q=1r2lnλr1式中：L为圆筒的长度，t1、t2分别为内、外壁温度，r1、r2分别为内、外壁半径。多层圆筒壁的稳定热传导计算由单层圆筒壁的稳定热传导公式推导出多层圆筒壁热传导计算公式为：2πLΔtq=n1dn+1Σlni=1λndn式中：d为圆筒直径。2．对流传热（又称热对流）靠流体各部分之间的相对位移所引起的传热称为热对流（简称对流）。工业上所常遇到的对流传热，是将热量由流体传至固体壁（例如容器壁、导管壁等）或由固体壁传入周围的流体。热对流仅发生在流体的流动中，如加热炉对流段中烟道气与管壁的传热，换热器中热流体与管壁或管壁与冷流体的传热，都属于这种传热方式。对流传热是发生在流体对流的过程中，所以它与流体流动有密切关系。流体经过固体壁面时形成流动边界层，在边界层内有速度梯度存在；即使流体达到湍流时，在靠近壁面处总有一层层流底层存在，在此层内流体作层流流动。因而热量传递在此层内只能以导热方式进行。由于流体的导热系数小，层流底层的热阻很大，故其中温度差很大，即温度梯度较大。在层流底层以外，从过渡区、再到外流区（湍流主体），逐步依靠流体质点的位移和混合来传热，温度的变化也逐步减慢，至外流区后几乎不存在温度梯度了。所以，对流传热是层流底层的导热和层流底层外的以流体质点作相对位移和混合为主的传热的总称。温实际层流底层度t1传热边界层t2过渡区湍流主体流体膜层厚图1—1流体的对流给热壁面向冷流体传热的计算：q=αA(tw-t)热流体对壁面给热计算：q=αA(T-tw)式中α为给热系数（传热分系数），tw为壁面温度。α的单位是[W/m2.K]，其物理意义是单位时间单位传热面积上，温差为1K时所能传递的热量[J]，它也是对流给热强度的标志。以上两式为流体给热基本方程，又称牛顿（Newton）给热定律。壁面向冷流体传热计算公式用文字来说明即是：壁面温度为tw的固体给热于温度为t的周围流体时，传热速率q与壁面面积A和壁面与流体间的温度差(tw-t)成正比。3．辐射传热（又称热辐射）辐射传热也称热辐射，是一种以电磁波传递热量的方式。所有的物体（包括固体、液体和气体）都能将热能以电磁波的形式发射出去被另一种物体吸收为热能，而不需要任何介质，也就是说两物体并不需要直接接触而进行传热，如加热炉中辐射室的传热现象。物体只要其温度高于0K（绝对温标），都有热辐射，但只有当物体的温度大于400℃（673K）的时候，才发生明显的辐射传热。斯蒂芬-波尔兹曼（Stefan-Boltzmann）定律指出，黑体的辐射能力E0与绝对温度的四次方成正比。E0=C0(T/100)4式中：C0—黑体的辐射系数，其值为5.77，单位为W.m-2.K4。实际物体的辐射能力较低，因此固体在高温时热辐射放出的热量应按下式计算：E=εC0（T/100）4=5.77ε（T/100）4式中：E----固体的辐射能力，即固体在高温时单位时间、单位面积因辐射放出的热量（W/m2）；T----固体的热力学温度（K）；ε----物体的黑度。固体在高温下放出的热量一般不能被它所加热的固体完全吸收，而只能吸收一部分，因为一般的物体都不是黑体。这样，因辐射而传递的热量除了与热源的黑度ε1、温度T1有关外，还与被加热的固体的黑度ε2和温度T2有关，而且还与两者的相对位置有关。一般对这种辐射传热用下面计算式，计算由较高温度的物体1传给较低温度物体2的传热速率：q=C1-2Aψ[(T1/100)4-(T2/100)4]式中：C1-2—总辐射系数，包括两物体的黑度和相对位置的校正因素，其单位为W.m-2.K4；A—基准传热面积（m2）；ψ—角系数，表示第一个物体表面发射的辐射能投射到第二个物体表面上的百分数。如第一个物体表面被第二个物体完全包围，则ψ=1；T1、T2—分别为高温和低温的物体的温度（K）。实际上，传热很少以一种方式进行，而是以两种或三种传热方式联合传热，称为复杂传热。如在换热器中，传热是以对流和导热方式进行；在加热炉的辐射室内，是以三种方式进行，但以辐射为主，在对流室内也是以三种方式进行的，但以对流和导热为主。1．3．4传质概念及机理传质的概念当组成不同的两相接触时，可能有某个组分自一相传入另一相中，这种现象称为相间质量传递，简称传质。在传质过程中，组分是从高浓度区传至低浓度区。当两相接触的时间足够长时，组分在两相间的传递将达到平衡，此时两相的组成将维持恒定，但并不相同。在多数的传质操作中，互相接触的两相往往只能部分互溶。当达到平衡后，两相的组成和接触之前相比会有改变。把两相分开以后，组分就可获得一定的分离效果。如果将两相的接触与分离适当地组织起来使之反复进行，则有可能使组分之间几乎完全分离。这就是传质分离过程的物理基础。传质是一个速率过程，这个过程的推动力是化学位差，其中包括浓度差、温度差、压力差等等，但最常见的传质过程都是因浓度差而引起的。传质的阻力则须视具体情况而定。单相中物质的扩散物质在单相中的扩散方式有分子扩散和对流扩散两种。分子扩散是在单一相内存在组分的化学位梯度时，由分子运动而引起的质量传递，是物质分子在静止流体或层流流体中的扩散，相当于传热中的传导。对流扩散是伴随流体质点或微团的宏观运动而产生的传质，是物质在湍流流体中发生质点位移的结果。分子扩散当流体作为整体是处于相对静止状态（没有流体流动）时，只要流体内部组分在各部位上分布不均匀，也就是说有浓度差存在，则由于分子运动的结果，组分的分子将扩散开来，直到组分在流体内各处的浓度相等为止。工程上遇到的扩散过程，大多数是在流体处于流体流动状态中进行的，在作层流运动的流体中，与流动方向垂直的截面上如果存在浓度差，则在此平面上的物质也会借助于分子运动从浓度高的地方移向浓度低的地方。以上两种均为分子扩散。分子扩散的速率与物质的性质、传质面积、浓度差和扩散距离有关。这一关系可以用下列数学式，即费克（Fick）表示：在稳定情况下：GdcN分==-DAτdn式中：N分—扩散组分的分子传质速率kmol/s或kmol/hG—扩散物质量kmolτ—时间s或h等号右边的负号表明传质的方向与浓度增加的方向相反；传质面积m2c—扩散组分的浓度kmol/m2n—扩散距离mD—比例系数，称为物质的分子扩散系数cm2/s或m2/h分子扩散系数D是物质的特性常数之一，表示物质在介质中的扩散能力。在沿扩散方向的单位距离内，扩散组分浓度降低一个单位时，单位时间内通过单位面积的物理量，即为该物质的分子扩散系数，其数值的大小取决于扩散组分本身的性质、扩散组分所在的介质的性质、温度、压力、浓度等因素。对流扩散在静止或层流流体中进行的分子扩散，其速度非常缓慢，所以更具有实际意义的是在湍流流体中进行的扩散。湍流流体内物质的传递，既靠分子扩散，又靠涡流扩散，两者合称对流扩散。涡流扩散基本上是一种混合过程，它是由于旋涡中质点的强烈混合而进行传质的，传递的速度也与浓度梯度成正比，比例系数以εg表示，称为涡流扩散系数。涡流扩散速度除与流体的性质有关外，在很大程度上取决于流体的流动情况—湍动程度。在稳定情况下，对流扩散传质速率：dcN=-（D+εg）Adn相间传质化学工程中所有涉及气、液两相接触的单元操作（如精馏、吸收）都有物质在相间的转移。在一定的条件下，物质的转移具有一定的速度，也就是说需要一定的时间才能完成，这个转移过程一般是由以下三个具体阶段完成的：物质从一相主体转移到两相界面的一侧；物质从界面的一侧转移到另一相的一侧，并发生相应的物理化学变化；物质再从另一相界面一侧转移到另一相的主体中。第一与第三阶段属于单相中的扩散过程，第二阶段属于相间传质过程。相间传质比较复杂，目前有双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论、动力状态理论等理论模型解释其机理，但尚没有统一的成熟的理论足以完善地反映相间传质的内在规律。传质过程的分类质量传递过程因接触的两相相态的不同，可以有不同名称。互不相溶的两相接触互不相溶的两相接触是各种传质过程中最主要的也是应用最广的一类。除了气体之间可完全互溶以及两个固相接触因速度太慢，对传质过程无实用意义外，两相之间有四种接触类型是实际可能的，即气-液、气-固、液-液、液-固接触。在这几种传质过程中，总有一相是流体相，主要的传质过程都是发生在流体相内。传质机理可以是分子扩散或涡流扩散。为了提高传质速率，还可以通过改变物理结构，使两相接触的界面面积增加，例如把流体相分散成为气泡或液滴。膜过程在膜分离过程中，两个流体相被一层薄膜隔开，利用各组分在膜内的扩散速率的差别实现组分的分离。膜分离过程是速率控制过程，它不受平衡关系的限制。分离机理：对于具有微孔的膜，是由于过滤的作用；对于无孔膜而言，一般可解释为溶解-扩散的作用。互溶两相的直接接触这是一类在特殊场合下采用的分离过程，例如同位素分离是采用热扩散原理。热扩散是指在一个均匀的液相或气相中附加一个温度梯度，则溶液中的重分子和轻分子会分别向冷端和热端移动，从而建立浓度差，利用此原理有可能分离溶液中的各个组分。利用表面张力的变化而产生的传质分离例如泡沫分离、鼓泡分离、离子浮选、分子浮选及吸附胶体浮选等。1．4流体力学性质流体的特征是具有流动性，无一定的形状，因此将液体和气体统称为流体。在石油化工生产中所遇到的物体几乎都是流体，如制氢过程的原料石脑油、液化气和加氢裂化干气等。下面重点介绍流体在静止或运动时的一些性质。1．4．1流体的密度单位体积流体所具有的质量称为流体的密度，其表达式为：ρ=M/V（1-1）式中：ρ—流体的密度kg/m3M—流体的质量kgV—流体的体积m3流体的密度一般可在物理化学手册和有关资料中查到。工程单位制中的重度（r）数值与法定单位制中的密度数值相同。液体密度一般可用实验方法测定，工业上测定液体密度最简单的方法是用比重计，将比重计放在液体中即可在比重计上读出液体的相对密度。相对密度是流体在某一温度下的密度与水在4℃或15.6℃时的密度之比，也称比重，以dt4或dt15.6表示，相对密度是没有单位的。1．4．2压强流体垂直作用于单位面积上的力称为压强（习惯称压力），其表达式为：P=F/A（1-2）式中：P—流体压力N/m2F—流体垂直作用于面积A上的力NA—作用面积m2在法定单位制中，压力的单位是N/m2，称为帕斯卡（简称帕），代号为Pa。目前在生产现场和资料中常用制外压力单位，如atm（标准大气压），at（工程大气压），它们之间的关系为：1atm=101.3kPa=1.033kgf/cm2=760mmHg=10.33mH2O1at=98.1kPa=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O流体的压力除了可以用不同的单位来计算外，还可以用不同的压力基准来表示，。以绝对零压力为起点计算的压力，称为绝对压力，简称绝压，是流体的真实压力。工厂中测压仪表（压力表或真空表）上读得的数值是大于大气压或小于大气压的差值，这些差值叫做表压或真空度。它们之间的关系如下：绝对压=大气压+表压力1．4．3液体内部的压强流体内部的压强随液体的密度和所处的深度不同而变化，并且能将施加于液面上的压强以同样大小传递到液体任何地方，描述这一变化规律的数学表达式称为流体静力学基本方程式。距液面Z处的压强为：P=P0+ρgZ(1-3)式中：P—距液面Z处压强PaP0—液面压强Paρ—液体密度kg/m3Z—距液面距离mg—重力加速度9.81m/s2工业生产中常用的U形管压差计、玻璃管液面计、液封设备和液压机械原理就是根据这一规律进行设计制造的。如图1-2所示，现测量某流体流过某管段的压力差，玻璃管底部装有指示液，密度为ρ示，两测臂上部及连接管内均充满待测液体，密度为ρ。图中A、B两点都在连通着同一流体，且在同一水平面上，故这两点压力相等，即PA=PB，根据静力学基本方程式可得：PA=P1+ρg（m+R）PB=P2+ρgm+ρ示gR所以P1+ρg（m+R）=P2+ρgm+ρ示gR上式简化后得：P2-P1=（ρ示-ρ）gRP112P2mRAB图1-2U形管压差计在化工生产中，有时须将两种互不相容的混合液加以静止分离，所用分离器关键维持恒定的分离界面，其作用原理仍以流体静力学为依据。如某处理粗苯的苯水分离器如图1-2所示。已知在玻璃液面计上可观察到苯水分界面距苯出口h1=1.5m，试计算水出口处分界面间的距离h2。已知苯的密度为800kg/m3。解：由于A点在分界面上，B点在水出口管内，其高度与分界面平齐。故：PA=PB其中：PA=Pa+ρ苯gh1PB=Pb+ρ水gh2所以Pa+ρ苯gh1=Pb+ρ水gh2h2=ρ苯h1/ρ水=800╳1.5/1000=1.2m若h2<1.2m，即水出口管位置偏低，则PB值减小，即PA>PB,使分界面下移。当分界面降低到水出口管下边沿时，水出口便开始流出苯，分离器的操作遭到破坏。若h2>1.2m，根据同样道理，界面上移，严重时也会破坏分离器的操作，故实际操作中控制分界面的位置是关键的。BABA水h2h1AA液位计粗苯图1-3粗苯分离器1．4．4流体在管内的流动对于流动着的流体内部压强变化规律，液体从低位流到高位，需要输送设备对液体提供能量。从高位槽向设备输送一定量的料液时，高位槽安装的位置等，都是石油化工生产过程中常遇到的问题。要解决这些问题，必须找出流体在管内流动的规律，反映流体流动规律的有连续性方程和柏努利方程式。流量与流速单位时间内流经管道任一截面的流体量，称为流量。若流体量以体积计算，则称为体积流量，以VS表示，单位为m3/s；若流体量以质量计算，则称为质量流量，以GS表示，单位为kg/s。两者的关系为：GS=VS╳ρ(1-5)单位时间内流体在流动方向上所流过的距离，称为流速，以u表示，其单位为m/s。即：u=VS/A=GS/(ρA)(1-6)式中：A—与流动方向相垂直的管道截面积，m2。稳定流动的连续性方程式石油化工生产过程多属连续稳定的操作，流体通过不同直径的管道时，如图1-4所示。因流体是连续稳定的流动，所通过面1-1′和2-2′的质量是相等的，即：G1=G2=……=Gn(1-7)或ρ1A1u1=ρ2A2u2=……=ρAu（1-7a）对于不可压缩的流体（液体），ρ=常数，式（1-7a）可改写为：A1u1=A2u2=……=Au（1-7b）对于圆形管道，A=л/4╳d2,所以上式可写为：u1/u2=A2/A1=（d2/d1）2（1-7c）由此可见，体积流量一定时，流速与管径的平方成反比，也就是说管道直径越大流速越小。这就是流体流动的连续性。121′2′图1-4稳定流动示意图流体流动时的机械能计算与柏努利方程式在流体输送过程中，主要是考虑各种形式的机械能转换问题。在工业生产中我们将下述的三种形式能量称为机械能。动能。流体以一定的流速流动而具有的能量称为流体的动能，其表达式为：E动=1/2mu2位能。流体受重力的作用，因高出某基准水平面而具有的能量称为流体的位能，其表达式为：E位=mgZ静压能。流体由于外界对它做流动功而具有的能量，称为流体的静压能。其表达式为：E静=Pm/V=Pv对于液体，式中v是比容，它是密度的倒数，即v=1/ρ。故上式可写成：E静=P/ρ根据能量守恒定律，在实际流体的稳定流动过程中，能量计算若以1kg质量流体为基准，则其总机械能为：E=E动+E位+E静=u2/2+gZ+P/ρ如图1-4所示的流动系统，液体从1-1′截面流至2-2′截面，除了上述三种机械能被流体带进和带出流动系统外，流体还有两种能量进入和离开这个系统。22′Z21Z11′图1-5实际输送系统示意图若管道中安装有输送机械（如泵），这种机械能把机械能输入流体中。1kg质量流体从输送机械所获得的能量称为外加能量，以We表示。此外，流体从1-1′截面流至2-2′截面必然产生摩擦，使得部分机械能变成热量，这部分热量就不能转化为其它形式的机械能，从输送角度来看就成为损失能量，1kg质量流体所损失的能量以Σhf表示，故上述流动系统的机械能计算式为：u12/2+gZ1+P1/ρ+We=u22/2+gZ2+P2/ρ+Σhf1-2（1-9）式中：We为输送设备对单位质量流体所作的有效功，称为外加能量，单位为J/kg。是决定输送设备的重要数据。单位时间输送设备所作的有效功称为有效功率，以Ne表示，即：Ne=WeGSJ/s(瓦)式中：GS–流体的质量kg/s若以1kg质量流体为计算基准，将式1-9各项除以g，则得：Z1+u12/(2g)+P1/(ρg)+We/g=Z2+u22/(2g)+P2/(ρg)+Σhf/g令He=We/gHf=Σhf/g则：Z1+u12/(2g)+P1/(ρg)+He=Z2+u22/(2g)+P2/(ρg)+Hf（1-10）上式各项的单位为m，表示单位重量流体所具有的能量，故He为输送设备对流体所提供的有效压头，称为泵的扬程或压头。式（1-9）和式（1-10）称为实际流体的柏努利方程式。例1-1为了能以均匀的速度向精馏塔加料，用高位槽使料液自动流入塔内，如1-6图所示。高位槽中液面维持不变，塔内表压为40kPa，若欲维持料液量为10m3/h，试求高位槽中的液面须高出塔的进料口多少米？已知料液密度为900kg/m3，损失能量为20J/kg，管道选用Φ57╳3.5mm钢管。11′Z22′图1-6解：取高位槽液面为1-1′，精馏塔进料口截面为2-2′，并以2-2′为基准水平面。因无输送设备，故We=0，高位槽液面截面较大，故u1≈0。故柏努利方程式可写成：Z1g+P1/ρ=Z2g+u22/2+P2/ρ+Σhf1-2故：Z=Z1-Z2=（P2-P1）/ρg+u22/（2g）+Σhf1-2/g式中：u2=4Vh/(3600╳π╳d2)=10/(3600╳0.785╳0.052)=1.42m/sP1=0，P2=4000Pa代入上式得：Z=4000/（900╳9.81）+1.422/（2╳9.81）+20/9.81=6.67m由上述计算可知，高位槽液面距精馏塔进料口的距离最低为6.67m，方能满足工艺要求。1．5绘图与识图1．5．1投影的概念及投影的特性投影采用投影法绘制图时，设想把图纸平面作为地面或墙面，我们称它为投影面。光源为投影中心，光线称为投射线（亦称投影线）并假定它是可以透过物体的，光源的射向称为投射方向（即投影方向），物体处于光源和投影面之间，物体遮光部分的影子，便落在投影面（图纸）上，而落在投影面（图纸）上的图形称为投影图或简称为投影。投影法可分为中心投影法和平行投影法两类。中心投影法：当投影中心为一点，而且投影线从这一点出发都互不平行，这种对物体进行投影的方法称为中心投影法。平行投影法：当投射线都相互平行向前投射，这种对物体进行投影的方法称为平行投影法。平行投影法按它们的投射线与投射面的位置关系可分为正投影和斜投影。正投影法：当投射线相互平行且垂直于投影面所得到的投影称正投影，这种投影法称正投影法，利用正投影法绘制的图样称为正投影图（简称正投影）。由于用正投影法所得到的投影图最能真实表达空间物体的形状和大小，所以工程图主要是采用正投影法绘制。画正投影图时，将空间物体的可见轮廓画为实线，不可见的轮廓画为虚线。斜投影法：当投射线相互平行但倾斜于投影面所得到的投影称斜投影。三面正投影图及其投射规律将物体置于三个相互垂直的投影面之间，用三组分别垂直于三个投影面的平行投射线进行投影，就能得到这个空间物体的三个方面的正投影。将这三个正投影图结合起来就能反映出这个物体的全部形状和大小，从而达到工程建设各有关方面的需要。三面正投影的投射规律：主视图和俯视图长对正，主视图和左视图高平齐，俯视图和左视图宽相等。简称“长对正，高平齐，宽相等”的“三等”关系。这“三等”关系是绘制和识读正投影工程图的基本规律。点、直线和平面的正投影特性点的正投影特性：对于一个点，无论从哪一个方向进行投影，所得到的投影图仍然是一个点。直线的正投影特性：直线平行于投影面时，它的投影是直线，且反映实长；直线垂直于投影面时，它的投影是一个点；直线倾斜于投影面时，它的投影是缩短了的直线；直线上某一点的投影，必定在这条直线的投影上。平面的正投影特性：平面平行于投影面时，它的投影反映平面的真实形状，即大小和形状不变；平面垂直于投影面时，它的投影积聚成为一条直线；平面倾斜于投影面时，它的投影不反映实形而是缩小了的类似形平面。平面上的点和直线的正投影特性重合：长度相等相互平行的两条线段，如果其位置在平行于投影面的平面内，那么，这两条线段的投影就重合在一起，这两条线段的任意一点的投影也落在这条线段的投影上。两个或两个以上的点，处在垂直于投影面的同一直线上进行投影时，其投影都重合在一起。积聚：垂直于投影面的直线，其投影是一个点。而且，在这条直线上的任意一点的投影都落在这一点上。平面垂直于投影面时，其投影是一条直线，这个面上的任意一点、一条直线或其它图形的投影也都积聚在这一条直线上。1．5．2剖视图和轴测投影图剖视图剖视图的概念用投影原理表达工程形体的图形称为视图。为了清楚地反映管线的真实形状以及管件阀件的内部或被遮盖部分的结构形状，可以采用一个假想平面，把需要表达清楚的部位用假想平面剖切开来，并把处在观察者和剖切平面之间的部分物体移去，再把留下来的那部分物体向投影面重新进行投影，所得到的图形称为剖视图。剖视图的分类按照剖切平面对水平投影面的位置不同来分，可分为垂直和水平剖视两种。垂直剖视：当剖切平面垂直于水平投影面时，这种剖视称为垂直剖视。水平剖视：当剖切平面平行于水平投影面时，这种剖视称为水平剖视。按照物体被剖切的情况不同来分，可分为全剖视、半剖视和局部剖视三种。全剖视图：只用一个剖切平面把物体完全切开后，重新投影所画出的剖视图。全剖视图适用于表示一般外形较简单或不对称的管件及阀件，这样能把管件或阀件的内部形状表示清楚。半剖视图：把具有对称平面的物体向垂直于这一对称平面的投影面投影，并将所得到的图形以对称中心线为界，一半画成视图，以显外形，另一半画成全剖视图，以示内形。这种以对称中心线为界，由半个视图反映物体的外部形状，半个全剖视图表示内部形状的图形称为半剖视图。半剖视图既可表明构件内部结构也可表示外部形状，具有内外兼顾的特点。局部剖视图：假想用剖切平面把管件、阀件或设备中的某一局部部分剖开后投影所得的图形。局部剖视图是施工图设计中使用最多、最灵活的一种剖视，它的特点是剖视部分与视图以波浪线为界，波浪线表示剖切的部位和范围。轴测投影图轴测投影图的概念用一组平行的投影线，把物体连同它的三个坐标轴一起投射在一个投影面上所得到的立体图形称轴测投影图，俗称透视图或空视图。轴测投影图的分类轴测图根据投影线与投影面的不同位置可分为两大类。当投影方向垂直于轴测投影面时，得到的投影是正轴测图。当投影方向倾斜于轴测投影面时，得到的投影是斜轴测图。1．5．3工艺管道施工图常用符号、代号及图形图例常用符号工艺管道施工图常用符号主要有以下几种。剖切符号：用以表示剖面图剖切位置及剖视方向的符号，称为剖面图剖切符号。索引符号：用以表明施工图中的某一局部管道组成件及安装件，需另见详图时所用的符号。对称符号：用以表示中心垂直细点划线两侧的物体形状或构件构造完全相同且相对称时，为减少图样绘制，只画出物体或构件相对称的一侧，另一侧不画出，而用对称符号表示。连接符号：由于管线很长或其他构、配件很大，因图幅所限或管线及构、配件中间的部分又相同而没有必要将它们都全部绘画出来时，将中间略去不画的部分则用连接符号表示。该符号以折断线表示需连接的部位，两个被连接的图样或部位，必须在折断线两端靠图样（部位）的一侧用相同大写拉丁字母（A、B、C……）编号来表示。指北针：是表明工程坐落朝向的符号，北向可用字母“N”或文字“北”表示。常用代号工艺管道施工图中输送各种介质的管道很多，为了区分输送各种不同介质的管道，设计人员在每一条管线的始端及中间都标注有汉语拼音字母或英语缩写字母代号。这些字母代号国家没有统一规定，均由各部门根据本部门生产特点，自己作出统一规定。A、施工图中工艺管道的标注方法：╳╳╳╳介质代号隔热代号管段编号管段等级代号管道公称直径B、介质代号及图例见施工图说明。1．5．4施工图的识图方法识图步骤施工图的识图步骤可用程序式表示为：阅视图纸目录→清点图纸张数→阅视设计说明→阅视流程图→阅视管道（设备）平面布置图→阅视剖面图→阅视节点大样图及相关专业图纸等。工艺流程图的识读工艺流程图主要是用来表明一个工厂、车间或某一装置（系统）生产过程概况的图样。工艺施工图设计阶段的流程图一般分为带控制点流程图、辅助管道系统图和公用工程管道系统图三类。识读工艺流程施工图的主要目的是要了解和掌握物料介质的工艺流程，设备的数量、名称和编号、代号，所有管线的编号、材质、规格、管件、阀件及控制点（测压、测温、分析点）的部位和名称等。这样，对在识读管道的平、立面布置图时能起到重要的指导作用。识读工艺流程施工图的方法应根据图面管线的起迄点的布置情况确定。一般来说，每条管线的起点是布置在图面的左方，终点在图面的右方或下方等。因此，识读时应从图纸的左上方开始，从左至右、从上至下按顺时针转动方向，一条一条管线阅视。工艺管道安装图的识读工艺管道安装图包括平面布置图、剖视图、向视图三种。管道平面布置图。管道平面布置图是表达厂房内各种机器设备、自控仪表之间管路的空间走向和主要管、配件及控制点施工安装位置的图样。因此，管道布置图又叫管道安装图或简称配管图，应主要了解和掌握如下内容：整个厂房的结构尺寸，机器设备的平面布置、定位尺寸、编号和名称，管道的尺寸、介质、材质，管件、阀件、仪表的平面位置及定位尺寸，管道剖切位置、剖切视向及剖切编号和向视图的视向及编号，管架或管墩的平面布置及定位尺寸等。其他图纸的识读可参照以上方法进行。1．6电学知识1．6．1电路电路就是电流通过的路径。它由电流、负载、连接导线和开关等组成。电路在电力系统中主要起输送与转换电能的作用。1．6．2电流强度在电场力的作用下，自由电子或离子所发生的有规则的运动称为电流。为了衡量电流的强弱，引用了电流强度这个物理量。它的定义为单位时间内通过导体某一截面的电荷量，其表达式为：I=Q/tI—电流强度，AQ—通过导体截面的电荷量，Ct—通过电荷量Q所用的时间，s1．6．3电位、电压和电场强度电场中某一点的电位，在数值上等于单位正电荷沿任意路径从该点移至无限远处的过程中电场力所做的功，其单位为V。在电场中，将单位正电荷由高电位移向低电位时电场力所做的功称为电压。电压又等于高低两点之间的电位差，其表达式为：U=A/Q式中：A—电场力所做的功，JQ—电荷量，CU—电位差（又称电压），V电场强度是用来表示电场中各点的电场强弱和方向的一个物理量，它的定义是：试验电荷在电场某一点所受到的电场力F与试验电荷量q的比值，称为该点的电场强度。其表达式为：E=F/q式中：E—电场强度，N/CF—电磁力，Nq—试验电荷量，C电场强度又称电场梯度，表示单位距离内的电压降，即：E=U/d式中：U—电压降，Vd—距离，cm1．6．4电阻在电场力作用下，电流在导体中流动时所受到的阻力，称为电阻。用符号R或r表示。其表达式为：R=V/I式中：R—电阻，ΩV—电压（即电动势），VI—电流，A1．6．5安全用电常识电流对人体的危害电流危害的程度与通过人体的电流强度、频率、通过人体的途径及持续时间等因素有关。电流强度对人体的危害不同电流强度对人体的作用如表1-1所示。表1-1电流对人体的作用电流（mA）作用的特征交流电（50~60Hz）直流电0.6~1.5开始有感觉，手轻微颤抖没有感觉2~3手指强烈颤抖没有感觉5~7手部痉挛感觉痒和热8~10手部剧痛，勉强可摆脱电源热感觉增加20~35手迅速剧痛麻痹，不能摆脱带电体，呼吸困难热感觉更大，手部轻微痉挛50~80呼吸困难麻痹，心室开始颤动手部痉挛，呼吸困难90~100呼吸麻痹，心室经三秒即发生麻痹而停止跳动呼吸麻痹电流频率对人体的影响在相同的电流强度下，不同频率的电流对人体影响程度不同。一般频率为28~300Hz的电流对人体影响较大，最为严重的是频率为40~60Hz的电流。当电流频率大于20000Hz时，所产生的损害作用明显减小。电流通过人体的路径对人体的危害关系电流通过人体的头部，会使人昏迷而死亡；电流通过脊髓，会导致截瘫及严重损伤；电流通过中枢神经或有关部位，会引起中枢神经系统强烈失调而导致死亡；电流通过心脏，会引起心室颤动，致使心脏停止跳动，造成死亡。实践证明，从左手到脚是最危险的电流途径，因为心脏直接处在电路中。从右手到脚途径危险性相对小一些，但一般也能引起剧烈痉挛而摔倒，导致电流通过人体全身。电流的持续时间对人体的危害由于人体出汗和电流对人体组织的电解作用，电流通过人体的时间越长，使人体电阻逐渐降低，在电源电压一定的情况下，会使电流增大，对人体组织的破坏更大，后果更严重。安全电压我国的安全电压，以前多采用36V或12V。国家新的标准GB3805-83，对频率为50~500Hz的交流电，安全电压的额定值分为42V、36V、24V、12V和6V等五级。安全电压等级和选用如表1-2所示。表1-2安全电压等级及选用举例安全电压（交流有效值）V选用举例额定值空载上限值4250在有触电危险的场所使用的手持式电动工具3643潮湿场所，如矿井、多导电粉尘及类似场所使用行灯等2429工作面积狭窄，操作者易大面积接触带电体的场所，如锅炉、容器内1215人体需要长期触及器具上带电体的场所68几种常见的触电形式发生触电的原因大致有：违章作业；电气线路和设备存在缺陷、绝缘体损坏；电气设备的接地（零）线折断，锈蚀损坏；偶然的意外事故，如电线断落接触人体等。表1-3常见的触电形式触电情况危险程度低压中性点接地的单相触电人碰到一根相线时，电流从相线经人体再经大地流回到中性点，这时加在人体的电压是相电压，其危险程度取决于人体与地面的接触电阻。两相触电电流从一根导线经过人体流至另一根导线，在电流回路中只有人体电阻，其电压为线电压或相电压。在这种情况下，触电者即使穿上绝缘靴或站在绝缘台上也起不了保护作用，所以两相触电是最危险的。低压中性点不接地的单相触电在1000V以下，人碰到任何一相后电流通过人体经另外两根相线对地绝缘电阻和分布电容而形成回路，如果相线对地绝缘电阻较高，一般不会发生危险。当电气设备、导线绝缘损坏或老化，其对地绝缘电阻降低时，同样会发生电流通过人体流入大地的单相触电事故。在6~10kV系统，由于电压高，所以触电电流大，几乎是致命的，加上电弧灼伤，情况更严重。跨步电压触电当某相导线断线碰地或运行中的电气设备因绝缘损坏漏电时，电流向大地流散，以碰地点或接地体为圆心，半径为20米的圆面积内形成分布电位。如有人在碰地故障点周围走过时，其两脚之间（按0.8米计算）的电位差称为跨步电压。跨步电压触电时，电流从人的一只脚流经下身，通过另一只脚流入大地形成回路，触电者先感到两脚麻木，然后跌到后，由于头与脚之间的距离加大，电流将在人体内脏重要器官通过，人就有生命危险。当发觉被跨步电压威胁时，应立即合拢双脚或用另一只脚跳着离开危险区。接触电压触电人与电气设备的带电外壳接触而引起的触电，称为接触电压触电。触电的预防措施知道触电的原理后，只要采取和遵守安全预防措施，触电是可以避免的。触电的预防措施见表1-4。表1-4触电的预防措施引起触电的原因预防措施电气设备的金属构件、外壳带电可采用保护接零、保护接地等安全措施（同一系统中，不宜一些设备保护接零，而另一些设备保护接地）携带式和移动式用电设备A、用电设备可靠接地（接零）B、使用触电保安器（即漏电开关）C、采用24V以下的安全电压裸露的带电体A、应按规定架空B、设置警告牌、遮拦C、利用联锁装置，当人进入危险区时能自动切断电源带电操作必须有专人监护，人体站在绝缘板上或穿绝缘鞋，对周围导电体接地体都应用绝缘物遮盖及使用绝缘手柄的工具高压配电设备办理工作票、操作票和实行监护制度设备停电检修对拉闸后的开关要加锁或挂上有关的警告牌临时线路办理申请手续，定期检查，严禁将在接线的两头都装插头，严禁使用一线一接地对用电者加强用电安全教育1．7无机化学知识1．7．1元素与原子元素、原子、同位素元素是具有相同核电荷（质子数）的同一类原子的总称。原子是一般化学反应中的最小微粒。具有相同质子数和不同中子数的粒子互称同位素。原子的组成：原子是一种处于中心位置的带正电荷的原子核及其周围的脉动荷负电的电子波所构成的微粒。原子核是由带正电荷的质子和电中性的中子组成。原子的组成可表示如下：质子（Z个）原子核原子（AZX）中子（A-Z）个核外电子Z个其中：A为原子的质量数，Z为质子数。原子的核外电子是按能量高低分层的，能量从低到高（从内到外）顺序为K、L、M、N、O、P、Q层，对应的能容纳2、8、18、32…个电子。每层最多可容纳的电子数为2n2，但是，最外层最多为8个，次外层最多为18个电子。1．7．2元素周期律和周期表元素周期律：元素的单质和化合物的性质随原子序数的递增呈周期性的变化。周期表是元素周期律的表达形式。周期表有七个周期，十八个纵行分成ⅠA~ⅦA、ⅠB~ⅦB、0、Ⅷ共16个族。非金属（除H外）和稀有气体元素集中在表的右上方，金属元素集中在表的左下方。同周期元素的原子电子层数相同，同一主族元素原子最外层的电子数相等。元素性质的周期性：同周期元素由左向右（稀有气体除外）金属性、原子半径、元素最高价氧化物的碱性、最高价氧化物水化物的碱性变小或减弱；非金属性、电离能、电负性、最高正价、元素的最高价氧化物的酸性、最高价氧化物水化物的酸性变大或增强。同一主族从上向下金属性、原子半径、元素最高氧化物的碱性、最高氧化物水化物的碱性变大或增强，非金属性、电离能、电负性、元素的最高氧化物的酸性、最高氧化物的水化物的酸性变小或减弱。同一主族最高正化合价相同且等于族序数。1．7．3分子和化学键原子是通过化学键结合成分子或晶体，分子是保持物质基本化学性质的最小微粒。离子键：阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键。共价键：原子间通过共用电子所形成的化学键，包括非极性共价键和极性共价键。1．7．4物质的计量物质的量（n）：计量物质含微观粒子及其特定组合数的物理量。常用单位是摩尔（mol）。1mol任何物质都含有组成它的微观粒子或微观粒子的特定组合（或叫基本单元）NA个。NA叫阿伏加德罗常数。NA=6.02╳1023。这个数与0.012kg碳-12中的原子数目相等。摩尔质量（M）：某物质的质量除以物质的量，称为该物质的摩尔质量，用符号M表示，常用单位是g/mol。M=m/n式中m—物质的质量，常用单位为g；n—物质的量，常用单位为mol。从摩尔的定义知道，1mol碳-12的质量为12g。12这个数值恰恰是碳-12的相对原子质量。推而广之，物质的摩尔质量，在以g/mol为单位时数值上等于其化学式量（含相对原子质量、相对化学质量）。气体的摩尔体积（Vm）：0℃（273.15K）、101.325kPa的气体状态叫气体的标准状况。在标准状况下，1mol任何气体的体积都约占22.4L，这个体积叫气体的摩尔体积。物质的量与质量、摩尔质量、摩尔体积的关系nB=mB/MBn=N/NAn=V/Vm(只适用于标准状况下的气体)物质的量浓度（CB）：以单位体积溶液中所含溶质B的物质的量来表示的溶液组成，叫做溶质B的物质的量浓度。CB=nB/V溶液1．7．5化学反应速率和化学平衡化学反应的热效应化学反应总是伴随着能量的变化，通常表现为热效应。反应过程中吸收热量的反应称吸热反应，放出热量的反应称放热反应。当生成物的总能量高于反应物的总能量时，反应就表现为从周围环境中吸收热量；相反，当生成物的总能量比反应物的总能量低时，反应就表现为向周围环境放出热量。所以，反应过程中吸收或放出的热量称该反应的反应热，用符号Q表示。在化学反应方程的右端“+”Q，表示放热反应，在化学反应方程的右端“-”Q，表示吸热反应，单位为kJ/mol。标明物质的集聚状态和反应所放出或吸收热量的化学反应方程，叫热化学方程式。在热化学反应式中，反应热与方程式的写法和物质的状态有关。为书写方便，常用英文的固体、液体、气体第一个小写字母s、l、g，分别表示固体、液体、气体。例如：H2（g）+1/2O2（g）→H2O(g)+241.6kJ/mol可逆反应和不可逆反应按反应进行的程度不同，化学反应可分为可逆反应和不可逆反应。在一定条件反应物几乎完全转化为生成物的反应叫不可逆反应。例如强酸和强碱的中和反应。另一类反应，例如合成氨反应：3H2+N22NH3在同一条件下、同一时间既有氢和氮合成氨，又有氨分解成氢和氮，反应物不能完全转化成生成物。这类在一定条件下，不能进行到底的化学反应，称可逆反应。在化学反应式中通常用双箭头来表示可逆反应。一般把从左到右进行的反应叫正反应，从右向左进行的反应叫逆反应。化学反应速率A、化学反应速率的概念：在一定条件下，衡量反应物转化为生成物快慢的物理量，称化学反应速率。可用单位时间内任何一种反应物或生成物浓度的改变来表示。化学反应速率（υ）=±（浓度变化量/时间变化量）浓度改变以mol/L表示，时间单位可以是秒(s)、分(min)、小时(h)。这里的速率不代表某一时刻的速率，而是一定时间间隔内的平均值。为使反应速率总是一个正值，当用生成物浓度变化量表示时，上式右边取正号，当用反应物浓度变化量表示时，则取负号。B、影响化学反应速率的因素反应物浓度：当其他条件不变时，增加（减小）反应物的浓度，可使反应速率增大（减小）。对于只有固态、液态物质参加的反应，压力没有多大影响。有气体参加的反应，在其他条件相同时，增大压力，气体的体积减小，相当于增大了浓度，反应速率加快；降低压力，气体体积增大，相当于减小了浓度，反应速率减慢。温度：温度升高相当于加入能量，分子的运动速率加快，使相同的时间内反应物分子碰撞的次数增多，导致反应速率加快。由范特荷夫经验性的近似规则可知，一般反应温度每升高10℃，反应速率增大到原来的2~4倍。催化剂：催化剂是一种能改变化学反应速率，而本身的质量、组成和化学性质在反应前后基本保持不变的物质。能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。其他因素的影响：有固体参加的反应，固体颗粒的大小对反应速率也有影响。颗粒愈细，表面积愈大，反应速率愈快。固体和溶液的反应发生在界面上，强化搅拌促使分子扩散加快，反应物分子接触机会增多，也能提高反应速率。有些反应光线照射下大大加快，如照相底片“感光”完全是光照控制反应。其他如超声波、激光、电磁波等对某些反应的速率也产生影响。化学平衡化学平衡及平衡常数在一定条件下，可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再随时间而改变的状态称化学平衡状态。化学平衡是一种动态平衡。在化学平衡时各物质的浓度叫平衡浓度。对于一般的可逆反应：aA+bBcC+dD在一定温度下，反应达到平衡时：Kc=[cc(C)cd(D)]/[ca(A)cb(B)]上式为化学平衡常数表达式。它表明在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物平衡浓度的乘积与反应物平衡浓度的乘积（其方程式中物质化学式前的系数为浓度的方次）之比是一个常数。平衡常数表达了可逆反应达到平衡状态时，各反应物和生成物物质的量浓度之间的关系。Kc值愈大，产物的浓度就愈大，说明正反应进行得愈“完全”。平衡常数只受温度影响，与浓度无关。若温度变化，化学平衡常数也将改变。需要强调的是，平衡常数表达式中的浓度是平衡浓度，而不是其他状态时的浓度。对于有纯固体、纯液体参加的反应，平衡常数表达式中不用写出这些组分，只写反应方程式中的气体和溶液。化学平衡的特点可逆性：化学平衡是可逆反应的特征，是可逆反应在指定条件下进行的限度。化学平衡既可以从正方向达到，也可以从逆方向达到。动态和相对性：化学反应达到化学平衡时表面上看似乎是“静止”了，实际上反应并没有停止，只不过是在同一时间内各生成物生成了多少，就有多少又转化成相应数量的反应物。化学平衡是在一定条件下建立起来的，某个条件（温度、压力、浓度）一旦改变了，平衡就遭破坏。不变性：可逆反应一旦达到平衡，各反应物和生成物的浓度分别为确定值，只要平衡条件没有变化，各物质的平衡浓度保持不变。影响化学平衡的因素当反应的条件（温度、压力、浓度）改变时，平衡就被破坏，反应立即按新的条件进行，直到建立新条件下的新平衡。因外界条件变化导致可逆反应从原来的平衡状态转变到新的平衡状态的过程，叫化学平衡移动。浓度的影响：增大反应物（或减少生成物）的浓度，平衡向减小反应物（或增大生成物）浓度的方向移动；减小反应物（或增大生成物）的浓度，平衡向增大反应物（或减小生成物）浓度的方向移动。压力的影响：对于有气体参加的反应，在其他条件不变时，增大压力，平衡向气体分子总数减少的方向移动；减小压力，平衡向气体分子总数增多的方向移动。没有气体参加的反应，压力改变，对平衡几乎没什么影响。温度的影响：其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。温度对平衡的影响是改变了平衡常数值，这与浓度、压力的影响有本质区别。常数K叫做平衡常数。1．8有机化学知识1．8．1有机化合物的特点和分类有机化合物都含有碳元素和氢元素，一些有机物中除C、H元素之外，还含有O、P、N、卤素等元素。这类由碳原子和氢原子以共价键连接成的碳氢化合物及其衍生物称有机化合物，简称有机物。研究有机物的化学称为有机化学。有机化合物的特点碳原子处于周期表的第二周期，恰在电负性极强的卤素和电负性极弱的碱金属之间，这个特殊的位置决定了有机化合物的一些特殊性质。一般地讲，有机化合物具有下列特点。分子组成复杂。很多有机物质在组成上与无机物质相比要复杂得多。例如从自然界分离出来的维生素B12，它的组成是C63H90N14O14PCo，而无机物往往是由几个原子所组成。容易燃烧。除少数外，一般的有机物都容易燃烧。假如分子中只含有碳和氢而不含其他元素，最终的产物是二氧化碳和水。熔点、沸点低，易挥发。有机物在室温下常为气体、液体或低熔点固体。难溶于水。绝大多数有机化合物是共价化合物，难溶于水，易溶于汽油等有机溶剂。绝大多数有机物是非电解质，不易导电。反应速度比较缓慢。相对于无机反应，有机物的反应往往是缓慢的，需要一定的时间。反应复杂，常伴有副反应产生。有机化合物的分类按碳链结合方式分类分子中只含有碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，简称烃。烃类化合物中的氢原子被其他原子或原子团所取代的产物，称为烃的衍生物。有机化合物按碳链结构分类如下：饱和烃烷烃开链烃