《化工导论天津》课件

《化工导论天津》课程大纲化工概述定义、发展历程、地位化工原料分类、性质、来源、开发利用化工单元操作物料输送、热量交换、物质分离化学反应工程反应动力学、反应器设计1.化工概述石油化工涉及石油、天然气等烃类资源的加工利用，是现代化工的重要组成部分。精细化工以有机合成、生物技术等为基础，生产各种高附加值化学品。无机化工以无机矿物为原料，生产各种无机化工产品，例如酸、碱、盐等。1.1化工的定义和发展历程定义化工，是指利用化学原理和技术，将原料转化为产品，并进行加工、生产和应用的科学技术。发展历程化工的发展历程可以追溯到古代，从简单的冶金和酿造到现代的石油化工和生物化工，化工技术不断革新，推动了人类文明进步。1.2化工行业在经济社会中的地位支柱产业化工行业是国民经济的重要支柱产业，为国民经济发展提供重要的原材料和产品。基础性行业化工行业是许多其他行业的产业基础，为其他行业提供生产所需的原材料和中间产品。广泛应用化工产品广泛应用于日常生活、工业生产、农业生产等各个领域。2.化工原料基础原料石油、天然气、煤炭等，是重要的化工原料来源，可用于生产各种化工产品。无机原料盐、硫酸、碱等，广泛应用于化工生产，为多种化工产品的生产提供必要的原料。有机原料乙烯、丙烯、苯等，是重要的有机化工原料，可用于生产合成材料、医药、农药等。2.1常见化工原料的分类与性质石油化工原料原油、天然气等，用于生产塑料、橡胶、合成纤维等。煤化工原料煤炭，用于生产合成氨、甲醇、焦炭等。生物化工原料淀粉、糖蜜等，用于生产酒精、醋酸、生物柴油等。2.2原料来源及其开发利用1可再生资源生物质，太阳能，风能2矿物资源石油，天然气，煤炭3化工原料合成材料，医药，肥料3.化工单元操作物料输送将原料和产品在工厂内进行输送，涉及泵、管道、阀门等设备。热量交换利用热交换器实现热量传递，如加热、冷却、蒸发、冷凝等。物质分离通过蒸馏、萃取、结晶等方法将混合物分离成纯净物质。3.1物料输送与流动1输送方式物料输送方式多种多样，包括管道输送、带式输送、螺旋输送等，选择合适的输送方式至关重要。2流动特性不同物料具有不同的流动特性，如粘度、密度等，对输送设备的选择和设计有很大影响。3能量消耗物料输送过程中会消耗能量，需要考虑能量效率和节能措施，降低生产成本。3.2热量交换与传递传热方式热量交换涉及三种基本方式：传导、对流和辐射。传导是指热量通过物质直接接触传递，对流是指热量通过流体运动传递，辐射是指热量通过电磁波传递。传热设备常见传热设备包括热交换器、锅炉、冷凝器和蒸发器等。这些设备用于不同工艺过程中的热量交换。传热系数传热系数反映了传热速率，通常用W/(m2·K)表示。它取决于传热方式、传热表面积、热阻等因素。3.3物质分离与提纯蒸馏利用不同物质沸点差异进行分离。萃取利用不同物质在两种互不相溶溶剂中的溶解度差异进行分离。结晶利用不同物质在溶剂中的溶解度随温度变化的差异进行分离。吸附利用固体表面吸附不同物质的差异进行分离。4.化学反应工程化学反应动力学研究化学反应速率、反应机理和影响因素。化学反应器设计设计反应器类型、尺寸和操作条件，实现高效转化。4.1化学反应动力学反应速率反应速率是反应进行快慢程度的度量，描述了反应物消耗或产物生成的速度。影响因素温度、浓度、催化剂等因素会影响反应速率，理解这些因素对于优化反应条件至关重要。反应机理研究反应机理可以深入了解反应过程，为设计和优化反应器提供理论基础。4.2化学反应器设计搅拌釜反应器适用于多种反应，操作灵活，但搅拌效率会影响反应效率。管式反应器适用于气相反应，传热效果好，但操作比较复杂。流化床反应器适用于固体催化剂反应，传热效果好，但易磨损。化工安全与环保1安全生产化工生产涉及大量易燃易爆、有毒有害物质，安全生产至关重要。严格执行安全操作规程，定期检查设备设施，做好风险评估，及时消除安全隐患。2环境保护化工生产过程中会产生各种污染物，要加强环保管理，采用清洁生产技术，减少污染排放，保护环境。3应急预案制定完善的应急预案，应对突发事件，保障人员安全，减少损失。化工生产中的安全隐患火灾爆炸易燃易爆物质的泄漏、储存和运输过程都存在着巨大的安全隐患。中毒事故化工生产中会产生各种有毒有害气体，如果不注意防护，容易造成人员中毒。设备故障设备老化、维护不当，容易造成设备故障，导致安全事故。化工废弃物的处理与利用减量化通过工艺改进和清洁生产技术减少废弃物产生量。资源化将废弃物转化为可利用的资源，如回收利用、再生利用等。无害化通过处理方法降低废弃物的危害性，如焚烧、填埋等。天津化工产业概况天津港天津港作为中国北方重要的海港，为天津化工产业提供便捷的物流运输。滨海新区滨海新区是天津化工产业的重要发展区域，拥有良好的基础设施和产业集聚优势。天津化工产业发展历程1早期发展天津化工产业起源于20世纪初，以盐化工为主。2快速发展20世纪50年代后，天津化工产业进入快速发展阶段，形成了以石油化工、煤化工为主的产业体系。3转型升级近年来，天津化工产业积极进行转型升级，重点发展精细化工、新材料等高端化工产品。天津化工产业主要特点产业集中度高天津拥有多个大型化工园区，集中了大量的化工企业，形成了一定的规模优势。技术水平较高天津化工产业拥有较强的技术研发能力，引进了许多先进技术，推动产业升级。资源优势明显天津拥有丰富的石油、天然气等化工原料资源，为化工产业发展提供了坚实的基础。天津化工园区建设情况规模庞大天津拥有多个大型化工园区，集聚了众多化工企业，为产业发展提供了坚实的平台。基础设施完善园区内配套基础设施完善，包括港口、铁路、公路等交通设施，以及供水、供电、供热等公共服务设施。产业链完整天津化工园区注重产业链的完整性，涵盖了从原料生产到产品加工的各个环节。科技创新活跃园区内积极引进和培育高新技术企业，推动化工产业的科技进步。天津化工行业发展趋势绿色化工天津化工行业将持续向绿色环保转型，减少污染排放，提高资源利用率。智能化数字化和智能化将加速应用，提高生产效率和管理水平。精细化天津化工产业将更加注重精细化管理，提高产品质量和附加值。7.1新兴化工领域的发展方向1绿色化工可持续发展是化工产业的未来趋势，绿色化工注重环保和节能减排，开发绿色技术和产品。2精细化工精细化工涉及高附加值、高科技含量产品，满足现代社会对各种特殊功能材料的需求。3生物化工利用生物技术和生物催化剂生产化工产品，实现高效、环保和可持续发展。化工产业绿色转型的必要性环境保护减少污染排放，保护生态环境，促进可持续发展。资源节约提高资源利用效率，减少资源浪费，实现循环经济。节能降耗降低能源消耗，减少温室气体排放，实现低碳发展。案例分析天津化工企业生产实践案例分析可以深入了解天津化工企业的生产工艺，包括原料选择、生产流程、产品质量控制等方面。天津化工园区发展战略分析天津化工园区的产业布局、基础设施建设、环境保护措施等，揭示其发展战略的优劣势。8.1天津某化工企业生产实践天津某化工企业生产实践案例，展示了化工生产的实际流程和操作方法。案例重点强调了化工生产的安全规范和环保措施，体现了安全生产和环境保护的重要性。案例分析了化工生产流程的优化和改进，以及如何提高生产效率和产品质量。天津某化工园区发展战略绿色发展推进化工产业绿色转型，降低环境影响，实现可持续发展。科技创新鼓励企业进行技术研发，引进先进技术，提升化工产品附加值。基础设施完善优化园区基础设施，提升交通运输效率，促进物流体系建设。结语本次课程学习，我们深入了解了天津化工产业发展现状、面临的挑战以及未来发展方向。同时，也学习了化工安全与环保的重要性，以及化工行业绿色转型的必要性。学习心得与体会通过本课程的学习，我对化学工程的理论知识有了更深入的理解。课堂上的理论讲