化工過程與單元操作

緒論一、化工過程與單元操作化工過程包括：原料預(yù)處理過程、反應(yīng)過程和反應(yīng)產(chǎn)物后處理過程。200°C、150MPa常溫、常壓乙烯壓縮機預(yù)熱器反應(yīng)器分離器粒化器常溫、150MPa高壓聚乙烯成品單元操作：化工生產(chǎn)過程的共有操作；只改變物料的物理性質(zhì)（T、P等）的物理操作過程；某些單元操作作用于不同的化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程時，其基本原理并無不同，而且進行該操作的設(shè)備往往也時通用的。

根據(jù)各單元操作所遵循的基本規(guī)律，可將單元操作劃分為三大類，即：

動量傳遞過程流體輸送，沉降，過濾，固體流態(tài)化等

熱量傳遞過程加熱，冷卻，冷凝，蒸發(fā)等

物質(zhì)傳遞過程蒸餾，吸收，萃取，結(jié)晶，干燥，膜分離等

二、本課程的性質(zhì)及任務(wù)內(nèi)容：1、

性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課2、

任務(wù)：1）根據(jù)各單元操作在技術(shù)上和經(jīng)濟上的特點，進行“過程和設(shè)備”的選擇，以適應(yīng)指定物系的特性，經(jīng)濟而有效地滿足工藝的要求。2）進行過程的計算和設(shè)備的設(shè)計。3）進行操作和調(diào)節(jié)以適應(yīng)生產(chǎn)的不同要求。在操作發(fā)生故障時如何尋找故障的緣由。3、內(nèi)容這門課主要就是研究各個單元操作的基本原理及設(shè)備。

三、基本概念：1、

物料衡算根據(jù)質(zhì)量守恒定律，任何一個化工生產(chǎn)過程F=d+AF──輸入物料質(zhì)量的總和，kgd──輸出物料質(zhì)量的總和，kgA──積累在過程中的物料質(zhì)量，kg此式是物料衡算的通式，可對總物料或其中某一組成列出物料衡算式，進行求解。2、

能量衡算根據(jù)能量守恒定律，在任何一個化工生產(chǎn)過程中，凡向該過程輸入的能量必等于該過程輸出的能量。在許多化工生產(chǎn)中所涉及的能量僅為熱能，所以本課程中能量衡算簡化為熱量衡算：QF=QD+qQF––輸入該過程的各物料帶入的總熱量,JQD––輸出該過程的各物料帶出的總熱量,Jq––該過程與環(huán)境交換的總熱量，當(dāng)系統(tǒng)向環(huán)境散熱時為正，稱為熱損,J通過熱量衡算，可以了解在生產(chǎn)操作中熱量的利用和損失情況，而在生產(chǎn)過程與設(shè)備設(shè)計時，利用熱量衡算可以確定是需要從外界引入熱量或向外界輸出熱量的問題。3、

平衡關(guān)系物系在自然界發(fā)生變化時，其變化必趨于一定方向，如果任其發(fā)展，結(jié)果必達到平衡關(guān)系為止。平衡狀態(tài)表示的就是各種自然發(fā)生的過程可能達到的極限程度，除非影響物系的情況有變化，否則其變化的極限是不會改變的。一般平衡關(guān)系則為各種定律所表明，如熱力學(xué)第二定律，拉烏爾定律等。在化工生產(chǎn)過程中，可以從物系平衡關(guān)系來推知其能否進行以及進行到何種程度。平衡關(guān)系也為設(shè)備尺寸的設(shè)計提供了理論依據(jù)。4、過程速率：何一個不處于平衡狀態(tài)的物系，必然發(fā)生使物系趨向平衡的過程，但過程以什么速率趨向平衡，這不決定于平衡關(guān)系，而是由多方面的因素影響的，由于對這些因素有些還不清楚，目前過程速率是近似的采用除以阻力表示。這里的過程推動力，可依據(jù)具體過程而有不同的理解，但必要的條件是物系在平衡狀態(tài)時推動力必須等于零。至于過程的阻力則較為復(fù)雜，要具體情況具體分析。四、單位制和單位換算：1、單位制度任何物理量都是用數(shù)字和單位聯(lián)合表達的。基本單位：一般先選幾個獨立的物理量，以使用方便為原則規(guī)定出它們的單位。導(dǎo)出單位：根據(jù)物理本身的物理意義，由有關(guān)基本單位組合構(gòu)成的基本單位和導(dǎo)出單位構(gòu)成一個完整的體系，稱為單位制。2、單位換算：物理量的單位換算密度單位：g/cm3=10-3kg/10-6m3=103kg/m3流量單位：150L/min=150×10-3m3/60s=0.0025m3/s壓強單位：1atm=1.033kgf/cm2=1.033/[10-4m]