第12學(xué)時(shí)工業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)緒論

工業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)第一章緒論1學(xué)習(xí)本課程的目的及作用2工業(yè)化學(xué)3化學(xué)工業(yè)4

化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化工生產(chǎn)關(guān)系1學(xué)習(xí)本課程的目的及作用（1）目前就業(yè)形式與學(xué)好本課程的關(guān)系以工程化概念為主，以工業(yè)化實(shí)施為目的的技術(shù)貯備。

以產(chǎn)品為目的，理科化學(xué)也應(yīng)該具備化工基本技能。（2）學(xué)習(xí)化學(xué)與學(xué)好本課程的關(guān)系四大化學(xué)，理科應(yīng)化，用化學(xué)的基本知識解決工程實(shí)際。（3）現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展對現(xiàn)代化學(xué)工程師的要求及具備業(yè)務(wù)知識。市場競爭對企業(yè)產(chǎn)生壓力，體現(xiàn)對高技術(shù)人才的需求，儲備足夠的技術(shù)能力本課程建立的三個(gè)概念1、工程的概念；2、應(yīng)用的概念；3、社會環(huán)境、環(huán)保意識。就業(yè)的三個(gè)能力1、業(yè)務(wù)能力；2、市場與技術(shù)結(jié)合能力；3、吃苦耐勞，團(tuán)隊(duì)合作?；瘜W(xué)工程師的三個(gè)角色1、新產(chǎn)品的研發(fā)；2、促進(jìn)開發(fā)新技術(shù)；3、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。2工業(yè)化學(xué)化學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)；化學(xué)工業(yè)是綜合利用化學(xué)和物理方法依照化學(xué)反應(yīng)原理與規(guī)律實(shí)現(xiàn)由原料生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的加工工業(yè)；工業(yè)化學(xué)是研究化學(xué)工業(yè)實(shí)施及其規(guī)律的科學(xué)。融化學(xué)工程學(xué)與化學(xué)工藝學(xué)為一體的綜合性實(shí)用學(xué)科。工業(yè)化學(xué)-化學(xué)工程與化學(xué)工藝化學(xué)工程：是研究化學(xué)工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域“共性”的理論，具有一般普遍的適用性，偏理論些；化學(xué)工藝：是研究化學(xué)工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域“個(gè)性”的理論，具有特殊的應(yīng)用性，偏應(yīng)用。研究化學(xué)工業(yè)和其他過程工業(yè)生產(chǎn)中所進(jìn)行的化學(xué)過程和物理過程共同規(guī)律的一門工程學(xué)科。工業(yè)生產(chǎn)包括石油煉制工業(yè)、冶金工業(yè)、食品工業(yè)、造紙工業(yè)等。它們從石油、煤、天然氣、鹽、石灰石、其他礦石和糧食、木材、水、空氣等基本的原料出發(fā)，借助化學(xué)過程或物理過程，改變物質(zhì)的組成、性質(zhì)和狀態(tài)，使之成為多種價(jià)值較高的產(chǎn)品；化學(xué)過程是指物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的反應(yīng)過程，物理過程系指物質(zhì)不經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生的組成、性質(zhì)、狀態(tài)、能量變化過程；所有這些過程，都可通過化學(xué)工程的研究，認(rèn)識和闡釋其規(guī)律性，并使之應(yīng)用于生產(chǎn)過程和裝置的開發(fā)、設(shè)計(jì)、操作，以達(dá)到優(yōu)化和提高效率的目的。

化學(xué)工程上述工業(yè)生產(chǎn)的共同特點(diǎn)是，從實(shí)驗(yàn)室到大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，都要解決一個(gè)裝置的放大問題。這種起源于放大過程的效應(yīng)，長期以來被籠統(tǒng)地稱作“放大效應(yīng)”，它包含了很多已查明或未查明的物理因素（或稱工程因素）的影響?；瘜W(xué)工程的一個(gè)重要任務(wù)就是研究有關(guān)工程因素對過程和裝置的效應(yīng)，特別是在放大中的效應(yīng)，以解決關(guān)于過程開發(fā)、裝置設(shè)計(jì)和操作的理論和方法等問題。它以物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)的原理為基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用各種實(shí)驗(yàn)手段，與化學(xué)工藝相配合，去解決工業(yè)生產(chǎn)問題。化學(xué)工程-研究任務(wù)研究內(nèi)容包括單元操作、化學(xué)反應(yīng)工程、傳遞過程、化工熱力學(xué)、化工系統(tǒng)工程、過程動態(tài)學(xué)及控制等。

化學(xué)工程-研究內(nèi)容化學(xué)工程以過程為研究對象，以系統(tǒng)的優(yōu)化為主要要就目的?；瘜W(xué)反應(yīng)工程：化學(xué)反應(yīng)是化工生產(chǎn)的核心部分，它決定著產(chǎn)品的收率，對生產(chǎn)成本有著重要影響；傳遞過程：是單元操作和反應(yīng)工程的共同基礎(chǔ)。在各種單元操作設(shè)備和反應(yīng)裝置中進(jìn)行的物理過程不外乎三種傳遞：動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞；化工熱力學(xué)：是單元操作和反應(yīng)工程的理論基礎(chǔ)，研究傳遞過程的方向和極限，提供過程分析和設(shè)計(jì)所需的有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；單元操作：構(gòu)成多種化工產(chǎn)品生產(chǎn)的物理過程都可歸納為有限的幾種基本過程，如流體輸送、換熱（加熱和冷卻）、蒸餾、吸收、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶、干燥等；化學(xué)工程-研究內(nèi)容化工系統(tǒng)工程：由于化工過程中，各個(gè)過程單元相互影響，相互制約，因此很有必要將化工過程看作一個(gè)綜合系統(tǒng)，并建立起整體優(yōu)化的概念。于是系統(tǒng)工程這一學(xué)科在化學(xué)工程中得到了迅速的發(fā)展；化學(xué)工程-研究內(nèi)容過程動態(tài)學(xué)及控制：為了保持操作的合理和優(yōu)化，過程動態(tài)特性和控制方法也是化學(xué)工程的重要內(nèi)容。

單元操作、化學(xué)反應(yīng)工程傳遞過程、化工熱力學(xué)

化工系統(tǒng)工程、過程動態(tài)學(xué)及控制化學(xué)工程-研究內(nèi)容直接面向工業(yè)實(shí)際面向基礎(chǔ)研究化學(xué)工藝化學(xué)工藝，又稱化工技術(shù)或化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，指將原料經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過程，包括實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的全部措施?；瘜W(xué)生產(chǎn)技術(shù)通常是對一定的產(chǎn)品或原料提出的，例如氯乙烯的生產(chǎn)、甲醇的合成、硫酸的生產(chǎn)、煤氣化等。因此，它具有個(gè)別生產(chǎn)的特殊性，是“個(gè)性”的理論。化學(xué)工藝以產(chǎn)品為核心，研究的主要內(nèi)容是制備和分離產(chǎn)品的各種條件，目的在于研究制備產(chǎn)品時(shí)所需的條件?；瘜W(xué)工藝研究的內(nèi)容十分龐雜?；瘜W(xué)工藝-研究內(nèi)容包括原料的選擇和預(yù)處理；生產(chǎn)方法的選擇及方法原理；流程組織；所用設(shè)備的作用，結(jié)構(gòu)和操作；催化劑的選擇和使用；其他物料（雜質(zhì)）的影響；操作條件的確定；生產(chǎn)控制；產(chǎn)品規(guī)格及副產(chǎn)品的分離和利用；能量的回收和利用；以及安全技術(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等問題。化學(xué)工程與化學(xué)工藝的關(guān)系①原料處理為了使原料符合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所要求的狀態(tài)和規(guī)格，根據(jù)具體情況，不同的原料需要經(jīng)過凈化、提濃、混合、乳化或粉碎（對固體原料）等多種不同的預(yù)處理。②化學(xué)反應(yīng)這是生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟。經(jīng)過預(yù)處理的原料，在一定的溫度、壓力等條件下進(jìn)行反應(yīng)，以達(dá)到所要求的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和收率。反應(yīng)類型是多樣的，可以是氧化、還原、復(fù)分解、磺化、異構(gòu)化、聚合、焙燒等。通過化學(xué)反應(yīng)，獲得目的產(chǎn)物或其混合物。③產(chǎn)品精制將由化學(xué)反應(yīng)得到的混合物進(jìn)行分離，除去副產(chǎn)物或雜質(zhì)，以獲得符合組成規(guī)格的產(chǎn)品。以上每一步都需在特定的設(shè)備中，在一定的操作條件下完成所要求的化學(xué)的和物理的轉(zhuǎn)變?；瘜W(xué)生產(chǎn)過程一般概括為三個(gè)主要步驟：例如裂解石油氣制備乙烯這個(gè)工程。化學(xué)工藝主要研究制備乙烯的最佳的反應(yīng)壓力，反應(yīng)溫度，對于進(jìn)料組成的要求等等。而當(dāng)這些工藝條件確定以后，剩下的工作主要由化學(xué)工程這一學(xué)科來進(jìn)行，例如反應(yīng)器的尺寸設(shè)計(jì)，停留時(shí)間設(shè)計(jì)，空氣壓縮機(jī)的選擇，管道的設(shè)計(jì)等等。

化學(xué)工程與化學(xué)工藝的關(guān)系本課程講授內(nèi)容含四部分一化工基本計(jì)算二傳質(zhì)與分離過程三化工反應(yīng)過程及反應(yīng)器四典型化工產(chǎn)品的工藝學(xué)3化學(xué)工業(yè)

化學(xué)工業(yè)是又稱化學(xué)加工工業(yè)，綜合利用化學(xué)和物理方法依照化學(xué)反應(yīng)原理與規(guī)律實(shí)現(xiàn)由原料生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的加工工業(yè)。泛指生產(chǎn)過程中化學(xué)方法占主要地位的過程工業(yè)。3化學(xué)工業(yè)-在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作由于化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)的重要地位與作用和較高的產(chǎn)出投入比，世界上發(fā)達(dá)國家競相發(fā)展化學(xué)工業(yè)，以獲取高額利潤。近40年來化學(xué)工業(yè)與整個(gè)工業(yè)相比，其發(fā)展速度一直領(lǐng)先于整個(gè)工業(yè)，且經(jīng)久不衰據(jù)統(tǒng)計(jì)，1992年發(fā)達(dá)國家其化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)值均達(dá)到500億美元以上，其中美國達(dá)2968億美元，德國達(dá)1056億美元，占本國工業(yè)總產(chǎn)值的比重，分別為10.1％和9.7％。3化學(xué)工業(yè)-在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作化學(xué)工業(yè)與科技進(jìn)步的關(guān)系

科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，推動著化學(xué)工業(yè)日新月異的發(fā)展；而化學(xué)工業(yè)的發(fā)展又有力地促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。由于化學(xué)工業(yè)是技術(shù)密集型的工業(yè)，對合成、分離、測定、控制等技術(shù)要求都很高，這就對機(jī)械工業(yè)、冶金工業(yè)、電子工業(yè)等部門提出了相應(yīng)的要求，從而促進(jìn)了這些工業(yè)部門技術(shù)的發(fā)展；新技術(shù)革命正推動著化學(xué)工業(yè)向生物工程、微電子技術(shù)、新型化工材料迅速發(fā)展起來。朝著向新型材料、光導(dǎo)纖維、綠色化工等更新的領(lǐng)域發(fā)展。

綜上所述，可見化學(xué)工業(yè)是生產(chǎn)與生活資料的源泉，資源充分開發(fā)與利用是化工工業(yè)發(fā)展必由之路，化學(xué)工業(yè)是各工業(yè)部門之間的紐帶，化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱?；瘜W(xué)工業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，又在化工工業(yè)發(fā)展中促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步化學(xué)工業(yè)既是一門傳統(tǒng)工業(yè)，其歷史悠久，又是一門新興工業(yè)，其發(fā)展方興未艾。古代化學(xué)工藝：代表技術(shù)（漆噐、造紙、火藥、釀酒、煉丹）近代化學(xué)工業(yè)3化學(xué)工業(yè)-發(fā)展概況18世紀(jì)中葉至20世紀(jì)初是化學(xué)工業(yè)的初級階段。在這一階段無機(jī)化工已初具規(guī)模，有機(jī)化工正在形成，高分子化工處于萌芽時(shí)期。20世紀(jì)初至戰(zhàn)后的60～70年代是化學(xué)工業(yè)的大發(fā)展時(shí)期，這是化學(xué)工業(yè)真正成為大規(guī)模生產(chǎn)的主要階段，一些主要領(lǐng)域都是在這一時(shí)期形成的?？梢园丛蟻碓捶譃槊夯ぃ突ぜ稗r(nóng)副產(chǎn)品化工；按產(chǎn)量之多少分為基本化工和精細(xì)化工；按產(chǎn)品的用途分為醫(yī)藥、農(nóng)藥、肥料、食品化工等；一種是按產(chǎn)品不受現(xiàn)行管理體制的局限，將化工產(chǎn)品品種分成19大類，這種分類方式與國外化學(xué)工業(yè)的可比性較大；另一種是按照現(xiàn)行行業(yè)管理體制，將化學(xué)工業(yè)分為20個(gè)行業(yè)；3化學(xué)工業(yè)-分類及特點(diǎn)大宗化工產(chǎn)品及特點(diǎn)精細(xì)化學(xué)品及特點(diǎn)功能化學(xué)品及特點(diǎn)活性組分化學(xué)品及特點(diǎn)按產(chǎn)品應(yīng)用特點(diǎn)可分為四類：3化學(xué)工業(yè)-分類及特點(diǎn)分子供應(yīng)商（固定化學(xué)結(jié)構(gòu)）問題解決者（非固定組分）與人類的生存和發(fā)展息息相關(guān)；原料路線、工藝路線和產(chǎn)品品種的多樣性；技術(shù)密集型和能源密集型。3化學(xué)工業(yè)-分類及特點(diǎn)現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)：CE4L00026.swfCE4T00001.swfCE4T00002.swfNK羥乙基乙二胺生物丁醇生產(chǎn)精餾裝置ProcessofDistillitionUnitActonecolumnButanolcolumnIEthanolcolumnABEseparationcolumnBeercolumnProcessofDistillitionUnitIntroductionofTianjinUniversitytechnologyDealdehydecolumnButanolcolumnⅡProcessofDistillitionUnit3化學(xué)工業(yè)-發(fā)展趨勢及研究熱點(diǎn)

化學(xué)工業(yè)是一個(gè)多行業(yè)、多品種、服務(wù)面廣、配套性強(qiáng)的基礎(chǔ)工業(yè)，同整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展關(guān)系極為密切。特別是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和新興產(chǎn)業(yè)的興起，如信息技術(shù)、生物工程、新材料、新能源、航天技術(shù)、核能技術(shù)、激光技術(shù)和海洋工程等，都向化學(xué)工業(yè)提出了新的要求，需要為它們提供更多的新型化工原料。而新技術(shù)革命的發(fā)展必將引起傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的一系列深刻變化，它在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用正日益顯示其作用和生命力?；?chuàng)新受到社會發(fā)展需求拉動，市場需求拉動和技術(shù)發(fā)展需求拉動化學(xué)工業(yè)而迅速發(fā)展。生產(chǎn)規(guī)模大型化；原料和生產(chǎn)方法的多樣化；產(chǎn)品的精細(xì)化和專用化；生產(chǎn)過程的節(jié)能與綠色化；現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢：3化學(xué)工業(yè)-發(fā)展趨勢

生物技術(shù)是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)革命的最新技術(shù)之一，這一新興的技術(shù)，業(yè)已在近代社會生活領(lǐng)域中顯示出巨大的經(jīng)濟(jì)潛力和社會效益，它有著誘人的發(fā)展前景，現(xiàn)在已引起許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重視，競相作為新興產(chǎn)業(yè)加以培植?；瘜W(xué)工業(yè)只有不斷地吸收和并引入生物技術(shù)的新成就才能經(jīng)受住新技術(shù)革命浪潮的沖擊。生物技術(shù)對化學(xué)工業(yè)將產(chǎn)生巨大影響材料是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，現(xiàn)代新興技術(shù)的興起是以新材料作為支柱的，有的甚至以新材料的出現(xiàn)作為先導(dǎo)。新材料科學(xué)技術(shù)的突破，往往會開創(chuàng)高技術(shù)發(fā)展的新局面。因此，新材料是發(fā)展新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。發(fā)展新材料是化學(xué)工業(yè)的戰(zhàn)略重任能源是人類從事物質(zhì)資料生產(chǎn)的原動力，當(dāng)今世界各國都十分重視新能源的開發(fā)研究，把合理開發(fā)和利用能源作為發(fā)展經(jīng)濟(jì)的前提之一。確保能源長期穩(wěn)定供應(yīng)是各個(gè)國家最重要的政策。我國的原油和天然氣資源較少，能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，它在一次能源中約占70％。因此，發(fā)展煤基石油替代能源，不僅是戰(zhàn)略上的需要，也是急待解決的現(xiàn)實(shí)問題。開發(fā)新能源發(fā)展新一代煤化工技術(shù)4化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化工生產(chǎn)關(guān)系

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)研究工作與化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)是密切相關(guān)的?？梢哉f新產(chǎn)品新技術(shù)的問世和老產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的改進(jìn)及產(chǎn)品質(zhì)量的提高都要通過實(shí)驗(yàn)研究提出依據(jù)與方案；實(shí)驗(yàn)研究過程是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)與先導(dǎo)，是促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的有力因素，是第一生產(chǎn)力；然而，實(shí)驗(yàn)室研究的成果又不能直接搬到工業(yè)生產(chǎn)廠進(jìn)行簡單放大。因?yàn)椋瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室研究成果與工業(yè)生產(chǎn)過程尚有許多不同之處，如何將化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究成果移植到工業(yè)生產(chǎn)是化學(xué)工作者重要研究內(nèi)容

基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、開發(fā)研究和工程技術(shù)四個(gè)階段。

所謂開發(fā)研究是在應(yīng)用研究成果的基礎(chǔ)上，針對某個(gè)產(chǎn)品，某項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行的。其研究目的要比應(yīng)用研究具體，它已脫離純學(xué)術(shù)性質(zhì)，直接為生產(chǎn)服務(wù)。

化工產(chǎn)品開發(fā)的基本程序：（l）調(diào)查研制階段

該階段的任務(wù)是：調(diào)查研究和收集情報(bào)；提出新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性的總體設(shè)想，如采用新原理、新結(jié)構(gòu)、新材料，必須進(jìn)行機(jī)理研究與試驗(yàn)，掌握必需的參數(shù)；進(jìn)行總的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)。（2）樣品（或模擬產(chǎn)品）設(shè)計(jì)、試制和定型階段

該階段的任務(wù)