化工原理--绪论

1、石油加工单元过程原理,(化工原理）,中国石油大学（华东）化学化工学院,王云芳,手机E-mail：,课程简介,重要性 学习方法 作业、实验 成绩评定 参考书,1.化工原理（第二版） 谭天恩等. 化学工业出版社,2.化工原理（第二版）. 陈敏恒等。 化学工业出版社,3.化工原理例题与习题 （第三版） 姚玉英主编。 化学工业出版社,4.化工原理例题与习题 李发永等 石油大学出版社,本节思考题,1.本课程的研究对象是什么？,2.“三传” 指的是什么？,3.物料衡算和能量衡算的基本原理是什么？,5.什么是单位制？常见的单位制有哪些？,4.研究单元操作的基本工具有哪些？,6.熟练

2、掌握不同单位制之间的换算。,绪 论,一、化学工程简介,二、本课程的研究对象、内容及任务,三、研究本学科的基本方法,四、研究单元过程的基本工具,五、单位制及单位换算,1.化学工程的诞生,1819世纪 典型化工产品的生产工艺出现,一、化学工程简介,1901年,化学工程手册,1908年 美国化学工程师协会诞生 利特尔任主席,1915年,利特尔提出“单元操作”概念,1922年,建立“化学工程”的的报告,G.E.戴维斯,美国化学工程师协会,1923年,刘易斯和W.H.麦克亚当斯 化工原理出版,2.化学工程的发展,一、化学工程简介,化工热力学,化学反应工程,化工系统工程,分离工程,化工控制工程,化学工程,

3、一、化学工程简介,3.化学工程的拓展与深化,进入20世纪后叶 ,化学工程学科发展的主要趋势是 : 化学工程与相关学科结合，形成新的边缘与交叉学科。,生物化学工程 精细化学工程 材料化学工程 微电子化学工程 环境化学工程,一、化学工程简介,国外将化学工程的发展从1905年起每十年分一个阶段，具体如下：,第一阶段：19051915年 标志性成果：工业化学,第二阶段：19151925年 标志性成果：单元操作,第三阶段：19251935年 标志性成果：物料和能量衡算,第四阶段：19351945年 标志性成果：化工热力学,第五阶段：19451955年 标志性成果：化学反应工程,第六阶段：19551965

4、年 标志性成果：传递过程 和系统工程,一、化学工程简介,从1965年以后至今，化学工程与相关学科结合，形成新的边缘与交叉学科。,化学工程,二、本课程的研究对象、内容及任务,1.研究对象：,单元操作,在石油加工和石油化工生产中,重要的单元操作约有20多种,按其理论基础可归纳为以下三类：,动量传递过程,热量传递过程,质量传递过程,：流体输送、气体压缩、沉降、过滤、 离心分离、搅拌、固体流态化、气力输送,：加热、冷凝和冷却、蒸发,：蒸馏、吸收、萃取、吸附、干燥、结晶,二、本课程的研究对象、内容及任务,研究各单元操作的基本原理、计算方法及设备的设计、操作和选型等。,2.研究内容：,3.研究任务：,研究

5、新的工艺过程及设备。,设计工业生产过程（工艺条件、设备等）。,对现有设备进行改造计算或操作条件优化。,二、本课程的研究对象、内容及任务,三、研究本学科的基本方法,1.实验研究方法（经验的方法）,2.数学模型法（半经验半理论的方法）,四、研究单元操作的基本工具,1.物料衡算,理论基础：质量守恒定律,在一个单元过程中，进入的物料量等于排出的物料量与积累的物料量之和。,对于连续、稳定的操作过程，各物料量不随时间变化，则过程中不应有物料的积累。,作物料衡算应注意的问题：,1.确定衡算范围； 2.明确衡算对象； 3.统一计算单位； 4.选定计算基准。,四、研究单元操作的基本工具,例0-1 某容器内装10

6、00L质量分数为0.95的乙醇水溶液，其密度为840kg/m3。现用纯水以100kg/min的速率进入容器置换，并以同样的速率放出乙醇溶液，假设容器内混合良好。试求要使容器内乙醇溶液的质量分数变为0.05，需要多少时间？,四、研究单元操作的基本工具,2.能量衡算,理论基础：能量守恒定律。,四、研究单元操作的基本工具,对于连续、稳定的操作过程，各过程能量不随时间变化，则过程中不应有能量的积累。,能量输入=能量输出+能量积累,能量输入=能量输出,四、研究单元操作的基本工具,1.确定衡算范围； 2.明确衡算对象； 3.统一计算单位； 4.选定计算基准。,注意的问题：,3.系统的平衡关系,两大平衡：相

7、平衡与化学平衡。,任何过程都是由不平衡状态向平衡状态进行。,平衡态：自然过程所能达到的极限程度，用来判断过程进行的方向及限度。,四、研究单元操作的基本工具,4.过程速率,系统从不平衡状态向平衡状态转化的速率。,过程推动力：系统与平衡态相差的程度。相差程度越大，推动力越大，当过程达到平衡时，推动力为0。,过程阻力：比较复杂，影响因素很多。,过程速率是计算设备尺寸的基本工具。,四、研究单元操作的基本工具,五、单位制及单位换算,1.单位与单位制,物理量的大小以数值加单位表示。,压力p=100kPa,数值,单位,单位有基本单位和导出单位之分。,基本单位一般人为规定，数量不多；导出单位可以由基本单位推导

8、而得。,物理量数字单位,单位物理量数字,单位制：基本单位与导出单位的组成的单位体系。,常用的单位制有：国际单位制（SI）、工程单位制、物理单位制、英制、美制等。,国际单位制的基本单位,五、单位制及单位换算,五、单位制及单位换算,2.单位换算,正是由于存在着不同的单位和单位制，在很多情况下，我们需要对一些单位进行单位换算。,化学工程中常用的单位制及其基本单位间的换算见附录。,如工程中常用的压力单位就有Pa、atm、kgf/cm2、mmHg、mH2O等，常用的温度单位就有、K、 、 oR等。在遇到不同的场合时使用的单位也不一样。,五、单位制及单位换算,五、单位制及单位换算,例0-1 将30水的比热Cp=0.997cal/(g)换算成以SI单位表示的值。,作业,第8页 3题、5题,他指出：“化学工业中所面临的许多问题往往是工程问题，各种化工工艺生产都是由为数不多的基本操作如蒸馏、蒸发、干燥、过滤、吸收、萃取等构成的，因此可以对他们进行综合的研究和分析