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1、绪论绪论1 1、化学工业产品、化学工业产品有很多:化学原料、化学肥料、三大合成材料、染料、香料、涂料、感光材料、橡胶材料、新型材料、医药、农药、炸药、各种试剂、助剂、日用化学品等等.2 2、通常化学工业化学工业可分为无机化学工业和有机化学工业即无机化工无机化工和有机化工有机化工.无机：基本无机化工（三酸、两碱、合成氨、化学肥料） 、精细无机化工（各种试剂、药剂、日化品、稀有元素等） 、电化学工业（氯碱工业、湿法电冶金、电石生产等） 、硅酸盐工业（玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等） 、矿物涂料和颜料等有机：基本有机化工（三烯三苯一炔一萘;甲醇、甲醛、乙烯系、丙烯系和芳香烃产品等） 、精细有机化工（各
2、种试剂、药剂、香料和杀虫剂、 染料工业和各种中间体(医药、农药、颜料)等） 、高分子化学工业（三大合成、成膜材料等的生产） 、燃料化学工业（石油、天然气、煤的化学加工等） 、食品工业（糖、油脂、饮料、生化产品等） 、其它（造纸、制革、橡胶等的加工）3 3、美国化学工业分类：、美国化学工业分类：按美国标准工业分类法(SIC)4 4、 化学工业的特点：化学工业的特点：在国民经济中占有重要地位；品种多、原料广、工艺路线多；装置大型化、具有规模经济性；综合利用率高、有联产品和副产品；先进科学技术化程度高,生产效率高；(催化剂,高温高压,反应速度快,材料,三废)5 5、化学工业、化学工业 ：“利用化学反
3、应改变物质结构、成分、形态等生产化学产品的工业部门。习惯上分为无机化学工业有机化学工业两类。 -1999 年版辞海 利用化学反应和化学工程的方法，改变物质结构、成分、形态而生产化学产品的工业部门 6 6、工艺：、工艺：“利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理，使之成为产品的方法” “工艺学工艺学”定义为“根据技术上先进，经济上合理的原则，研究各种原材料、半成品、成品的加工方法和过程的学科称为工艺学” 。 - 1999 年版辞海7 7、化学工艺学、化学工艺学 “亦称工业化学亦称工业化学” 。根据化学、物理和其它科学的成就，研究综合利用各种原料，加工成为产品的方法、原理、流程和设备，以寻求
4、在技术上最先进、经济上最合理的生产途径的学科。各种化学工业都有各自的工艺学，如研究无机酸、碱、盐和化学肥料等的制造过程的称无机物工(艺)学 ，研究石油加工过程的称石油工艺学 。- 1999 年版辞海 8 8、即化学工业产品工艺学、即化学工业产品工艺学 ：化工工艺学就是研究运用各种学科的知识，经济地、先进地将各种原材料生产出化工产品的技术、过程和方法，是化工产品生产的工程技术、诀窍和艺术。9 9、化工工艺学研究的主要内容包括三个方面：、化工工艺学研究的主要内容包括三个方面：（1）生产的工艺流程；（2）生产的工艺操作控制条件和技术管理控制；（3）安全和环境保护措施。 1010、化学工程学、化学工程
5、学是将生产化工产品或其它产品中出现的具有物理变化或化学变化的各种操作方法，加以归类概括、综合、提炼、升华，把这些操作方法划分为各种“单元操作“过程，如“化学反应” 、 “分离” 、 “系统”这些大的概括的过程，以及诸如“物料粉碎” 、 “结晶” 、 “蒸发” 、 “干燥“、 “精馏”这些小的过程，对这些过程中的物理变化和化学变化的规律加以探讨，用以指导这些过程的操作，改进设备，改进操作方式，使之更加合理、更加经济，从而也更加先进的一门学问。化学工程学的主要任务就是研究这些规律，设计出更加先进、合理、经济的生产流程和设备。 1111、化工工艺学的研究方法：、化工工艺学的研究方法：（1）化工产品数
6、以百万计，按大的类型来分，也可以分为上百个类型，每个类型中各个产品生产的方法、技术、流程、设备又是千差万别的，因此，我们不可能去熟悉这么多的产品生产过程，而是必须从理论的高度上解析化工产品的生产过程，这就是化工工艺学的学问和重要的研究方法。 （2） 任何一个复杂的化工产品生产过程，我们把它从工艺学上分为三个部分，第一部分是工艺流程，第二部分是工艺操作参数，第三部分是三废治理。第一部分是工艺流程，第二部分是工艺操作参数，第三部分是三废治理。这三个部分是既相对独立，又互相依存，互相联系的。 1212、研究一个生产过程的方法（分板块）：、研究一个生产过程的方法（分板块）：板块的核心：“反应过程” ；
7、第二个板块， “原料” 第三个板块， “分离” ；第四个板块， “产品后加工” ；第五个板块, “三废治理” 第一章第一章1、 纯碱工业：纯碱工业：（1）路布兰制碱法 （2）苏尔维法2、 化学工业的行业特征：化学工业的行业特征：(1)发展和更新速度快 ；(2)设备特殊，设备投资高、更新快 ；(3)知识技术密集，投资和资金密集；(4)能量消耗密集和物质消耗密集；(5)有一定的规模效益；(6)要求环境保护和防治，要求自动控制条件比较严格；(7)化工的市场竞争激烈，国际竞争也十分激烈；(8)市场经营注意用户开发和用户技术指导 3、 化工装置的操作方式：化工装置的操作方式：连续操作；间歇操作；半连续操
8、作 4、化工新技术开发、化工新技术开发就是把化工研究成果转化为生产力，产生经济效益。5、化工新技术开发的主要内容：、化工新技术开发的主要内容：(1)新生产工艺(过程)(包括环保、节能)的开发，老生产工艺(过程)(包括环保、节能)的革新。(2)新化学品(包括催化剂)的开发，老化学品(包括催化剂)的革新。(3)新材料和新大型化工装置的开发，老材料和老大型化工装置的革新。(4)新计算机应用软件和新生产控制系统的开发。(5)引进化工技术的消化吸收、创新和国产化。归纳起来，分为两类，一类是新产品开发，一类是老产品的进步。至于上述(4)、(5)两条是为上面这两类开发应用的预开发。工艺的先进性是重要的研究重
9、点，而工程研究则占主导地位 。6、化工技术开发研究的方法和程序：、化工技术开发研究的方法和程序：1逐级经验放大法（工艺小试一中间试验一工程设计）2，化工新技术开发环节工作程序（P37）7、化工工艺设计的内容：、化工工艺设计的内容：(1)研究产品的反应特点和反应工艺、设计反应过程，这是生产的关键。(2)设计工艺流程，这是全部工作的灵魂和核心。(3)工艺流程的落实，包括工艺流程中设备的选型和工艺设计、仪表的设置、管道管件阀门的选择设计和排布设置等。这是整个工艺设计的重点和要害，这部分工作做不好等于纸上谈兵。(4)车间和工艺设备的布置，这是工艺设计富有想像力的部分。(5)协调为工艺和操作服务的“公用
10、工程”和全部设计中“非工艺专业”的设计，提供工艺条件，这是工艺设计中协作的成果；(6)制定三废治理的措施和三废治理的工艺设计。(7)编制设计文件，这是工艺设计成果的汇总。8、作为工艺设计的总的原则是：、作为工艺设计的总的原则是：技术先进、设计合理、生产安全、经济有效、注意环境、为国为民。通常工艺设计分为两个阶段，第一阶段是初步设计，第二阶段是施工图设计。9、产品生产的反应工艺研究和设计：、产品生产的反应工艺研究和设计：1产品的原料和原料路线研究设计 2产品的合成路线和反应装置研究设计 3产品合成工艺条件的制定和设计 4反应工艺确定的一般原则10、反应工艺确定的一般原则：、反应工艺确定的一般原则
11、：(1)必须满足产品的性能和质量要求；(2)原材料消耗水平合理、原料资源、生产和市场供应可靠，储运方便； (3)尽量采用先进技术，利用可资利用的专利和技术诀窍，对反应过程中的关键技术必须可靠，或有可资借鉴的技术，尽量减少技术风险；(4)反应装置尽量要有一定的规模，尽量不要搞小而多，因为据有些专家研究，化工装置其生产能力扩大的倍数的 0.6 至 0.7 次方为投资扩大的倍数。假设生产能力扩大假设生产能力扩大 10 倍，则投资只扩大倍，则投资只扩大 45 倍倍；(5)操作控制的条件易于达到，并易于掌握，易于实现自动控制和强化自动化水平；(6)尽量减少有毒有害物质的使用和产生，尽量减少“三废”的排放
12、，已经产生的“三废”要易于治理；(7)消耗能量较少、较合理，使用的配套公用工程尽量简化,不要复杂化;(8)运转费用低，进行综合技术经济性能评价，投资和产值之比，投资和利润率之比值，产值和利润的比值等经济指标综合评价 11、工艺流程的评估：、工艺流程的评估：1装置的规模；2总投资费用，运行费用与利润评估；3原材料选用评估；4公用工程的设计评估；5单元操作技术的先进性和投资评估；6工艺操作参数和和相关技术指标评估；7全流程的设备台件数和生产步骤评估；8自动化和仪表水平评估；9新产品的时效和市场变化评估；10建筑物和建筑费用评估；11运转的机器设备的可靠性和备件安装评估；12管道阀门和管道附件的可靠
13、性分析12、安全操作规程：安全操作规程：产品主要原材料、中间体及产品的物化性质；正常生产时，操作中的安全注意事项；检修(包括安全停车)时，操作中的安全注意事项；突然停电、停水、停汽时安全停车注意事项；产品设备中受压容器安全操作注意事项；其它(包括环境保护)注意事项。13、化工技术经济：化工技术经济：（一）宏观指标：(1)产品成本 (2)建设投资(3)总投资 (4) 利润和税金(5)产值 (6)折旧（二） 、投资项目的经济评估：1静态评价法 （利润率与还本期）2动态投资回收期法：(1)累计现金流量图(2)动态还本期计算公式(3)等效最大投资周期14、化工节能的意义：化工节能的意义： 在国民经济的
14、各行业中化工是耗能比较高的一个行业，有些国家统计它仅次于钢铁和冶金工业的产值能耗。15、化工节能的途径：、化工节能的途径：(1)开发研究化工工艺流程，减少合成过程的复杂性，也就是说缩短流程的长度，减少设备和耗能装置的台件数，研究反应过程的优化条件。 (2)研究活性的反应催化剂以力求降低反应温度，提高原料的利用率。(3)研究高效的分离能力，缩短分离过程的长度，减少分离的设备。分离过程一般是耗能较多的地方，加热、冷却、压缩、输送的过程较多，力求将分离过程简化，以减少往复循环分离的量，是节能的重要途径，也是重点研究应当改进的流程。(4)改善装置的传热冷却效果，设计和使用先进装置，以提高能源的利用效率
15、。(5)减小设备和管道的阻力，合理利用动力，减少消耗。(6)充分利用化学能、利用反应放热或其它热交换装置，将废热合理利用，用于带动蒸汽透平或产生蒸汽。(7)使用高效新能源，节省燃料和其它能源。(8)以石油煤炭为原料的化工工业，除了充分利用能量之外，还要改进工艺，充分利用原料，减少无谓的损耗。16、计算机在化工工艺中应用：、计算机在化工工艺中应用：一、化工过程参数的控制(单片机控制参数)；二、计算机在化工生产系统中应用；三、计算机在化工开发和设计中应用；四、计算机在企业管理上的应用17、文献上关于绿色化工的概念和术语简介：、文献上关于绿色化工的概念和术语简介：1 “绿色绿色”设想的实现途径：设想
16、的实现途径：2原子经济性和原子经济反应原子经济性和原子经济反应：原子经济性是指原料分子的原子转化为产物的百分率。理想的原子经济反应，是原料中的原子百分之百地转化为目的产物，没有副产物和废弃物产生。并不是所有化学反应都是原子经济反应，生成无害的少量副产物(如水)，也是较为理想的。有一些理论上的原子经济反应，在实际反应中则必须研究催化剂，提高其选择性和改进工艺条件才能实现有工业意义的原子经济反应。3零排放：零排放：指化工产品的生产过程中不排放废弃物，也就是说，原子经济性达到百分之百的过程叫零排放过程。示意为下列式子原子经济反应： 原料 1+原料 2-产物+副产物(产物副产物)零排放过程：原料 1+原料 2-产物(无污染物和副产物排放)4原子利用率原子利用率 AU5清洁生产：清洁生产：归纳为 3R 原则，即减量(Reduce)、再利用(Reuse)和再循环(Recycle)。6绿色组装过程或无害系统过程：绿
