第1章-化工工藝學(xué)基礎(chǔ)-PPT幻燈片

1.1化學(xué)工業(yè)發(fā)展狀況與趨勢

化學(xué)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)。

化工工藝：指將原料物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法與過程，包括實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的全部化學(xué)的和物理的措施。

化工工藝學(xué)：研究運用各種學(xué)科的知識，經(jīng)濟地、先進地將各種原材料生產(chǎn)出化工產(chǎn)品的技術(shù)、過程與方法，是化工產(chǎn)品生產(chǎn)的工程技術(shù)、訣竅和藝術(shù)。1.1.1化學(xué)工業(yè)的地位與作用化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一化學(xué)工業(yè)對人類影響深遠化學(xué)工業(yè)對其他行業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)是國家規(guī)劃重點產(chǎn)業(yè)之一1.1.2現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展趨勢現(xiàn)代化工特點

1、原料、生產(chǎn)方法和產(chǎn)品的多樣性與復(fù)雜性

2、向大型化、綜合化、精細化發(fā)展

3、多學(xué)科合作、技術(shù)密集型生產(chǎn)

4、能量合理利用與節(jié)能

5、資金密集投資回收快，利潤高

6、安全與環(huán)保問題日益突出發(fā)展趨勢

1、開發(fā)新技術(shù)、縮短新技術(shù)新工藝工業(yè)化周期，加快產(chǎn)品更新升級

2、最充分、徹底地利用原料

3、大力發(fā)展綠色化工

4、化工過程要高效、節(jié)能、智能化

5、實施廢物再生工程1.2化工工藝學(xué)范疇與作用1.2.1化工工藝學(xué)研究內(nèi)容生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝參數(shù)控制安全和環(huán)保措施貫穿以上內(nèi)容的核心則是技術(shù)可行性和經(jīng)濟性

1工藝流程

工藝流程是將原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品所需的功能單元按加工順序組合起來的。流程表示方法有兩類：

工藝流程圖:如帶控制點的工藝流程圖，工藝物料圖、物料平衡圖、公用工程流程圖、輔助管道流程圖、施工圖等工藝流程簡圖：簡單反映出物料流向、加工步驟，了解操作單元，能量傳遞與利用，副產(chǎn)物與三廢等工藝流程的組織：推論分析法、功能分析法、形態(tài)分析法。

2工藝參數(shù)工藝參數(shù)是化工工藝中的靈魂，用模塊表示為原料準備工藝參數(shù)反應(yīng)工藝參數(shù)分離工藝參數(shù)產(chǎn)品商品化工藝參數(shù)三廢治理的“原料”三廢三廢三廢三廢反應(yīng)工藝參數(shù)分離副產(chǎn)品無害化物質(zhì)工藝參數(shù)

3安全與環(huán)保

安全是化工生產(chǎn)前提，必須保證人身安全和設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，遵守衛(wèi)生標準和要求環(huán)保則是化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的必須。安全與環(huán)保也是工藝學(xué)研究的主要內(nèi)容。4化工工藝的研究方法一般來說工藝研究方法有兩個：A、從個別到一般，即從已有的個別生產(chǎn)，通過化學(xué)工程的相關(guān)理論，歸納得到一些共性結(jié)論，并可形成理論。B、從理論到實踐，即由歸納的結(jié)論出發(fā)用來設(shè)計和指導(dǎo)化工生產(chǎn)。研究一個生產(chǎn)過程可分為5個板塊：反應(yīng)過程、原料、分離、產(chǎn)品后加工、三廢治理1.2.2化工工藝學(xué)的地位作用

化工工藝學(xué)是研究和指導(dǎo)化工生產(chǎn)的學(xué)科，所以化工工藝與化學(xué)工程的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起，相互依存，相互促進。任何化工企業(yè)都離不開懂化工工藝的技術(shù)人員。由此可見化工工藝學(xué)在化工生產(chǎn)中的地位和作用。1.3化工基本概念1.3.1化工裝置操作方式1、連續(xù)操作優(yōu)點：產(chǎn)品質(zhì)量均一，工藝控制指標容易實現(xiàn)自動化操作，由計算機控制，設(shè)備能滿負荷運轉(zhuǎn)，勞動生產(chǎn)率高，勞動強度小，生產(chǎn)過程穩(wěn)定、安全。通常大型化工裝置采用連續(xù)式。2、間歇操作生產(chǎn)按照反應(yīng)的周期來進行。優(yōu)點：投料容易準確，反應(yīng)物便于控制，對生產(chǎn)小批量多品種比較方便，對復(fù)配型精細化工產(chǎn)品也比較方便。缺點：勞動強度大，環(huán)保投資高。3、半連續(xù)操作介于以上二者之間1.3.2化工過程主要效率指標1、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強度（1）生產(chǎn)能力：指一個設(shè)備、一套裝置或一個工廠在單位時間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量或單位時間內(nèi)處理的原料量。單位kg/h,kt/a,t/d等

（2）生產(chǎn)強度：設(shè)備單位特征幾何量的生產(chǎn)能力。單位kg/(h.m3),kg/(h.m2)等

（3）有效生產(chǎn)周期

2、化學(xué)反應(yīng)的效率——合成效率（1）、原子經(jīng)濟性

Pi—目標產(chǎn)物分子中各類原子數(shù)；

Fi—反應(yīng)物原料中各類原子數(shù)；

M—相應(yīng)各類原子的相對質(zhì)量。

（2）、環(huán)境因子

3、轉(zhuǎn)化率、選擇性、收率（1）轉(zhuǎn)化率（2）選擇性（3）收率（產(chǎn)率）

4、平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率

可逆反應(yīng)平衡時達到的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率，是可逆反應(yīng)的極限值，工業(yè)實際產(chǎn)率都要低于平衡產(chǎn)率。工藝學(xué)任務(wù)之一是通過熱力學(xué)分析尋找提高平衡產(chǎn)率的有利條件并計算平衡產(chǎn)率。這也是實際工藝參數(shù)確定的因素之一。1.3.3化工工藝管理化工工藝管理內(nèi)容：組織制定、執(zhí)行化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)規(guī)程及其他以此為重心的各項規(guī)章制度；督促和檢查以生產(chǎn)工藝技術(shù)規(guī)程為重心的各項技術(shù)規(guī)程的執(zhí)行情況，總結(jié)經(jīng)驗，改進生產(chǎn)技術(shù)；開展合理化建議活動，組織技術(shù)措施的實施。具體是：工藝操作規(guī)程、安全操作規(guī)程、全面質(zhì)量管理、技術(shù)管理、標準和計量管理。這都是化工工藝人員在企業(yè)所從事的主要工作1.3.4化工技術(shù)經(jīng)濟

化工技術(shù)經(jīng)濟指標生產(chǎn)經(jīng)濟指標和宏觀指標生產(chǎn)經(jīng)濟指標有設(shè)備、原材料、燃料動力利用程度的各項指標。宏觀指標有產(chǎn)品成本、利稅、利潤等

宏觀指標（1）產(chǎn)品成本產(chǎn)品成本利潤稅收銷售成本銷售費用工廠成本管理費用車間費用原料消耗公用工程費人工工資車間費基本折舊費

（2）建設(shè)投資費用包括工程費、工程建設(shè)其他費用、預(yù)備費。（3）總投資

包括建設(shè)投資費用、流動資金、建設(shè)期利息（4）產(chǎn)值產(chǎn)值=單價×產(chǎn)量（5）折舊年折舊費1.3.5化工節(jié)能

化工行業(yè)屬高能耗行業(yè)，消耗的大部分是一次性能源。節(jié)能是世界工業(yè)發(fā)展方向，化工節(jié)能勢在必行。節(jié)能也是提高化學(xué)品經(jīng)濟效益的有效手段。1.4化工原料的準備

化工原料與輔助材料會直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平和生產(chǎn)能力。原料品位、輔料等會影響產(chǎn)品成本、性能，甚至產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。原料對工藝路線、反應(yīng)過程、分離過程、三廢處理等具有決定性作用。對原料需要進行一定的預(yù)處理以滿足工藝要求，并盡可能做要能量合理利用。不同形態(tài)的原料預(yù)處理的方式不同。1.4.1固體原料處理1、粉碎和團聚2、固體物料的凈化純化3、固體干燥4、固體混合和混料5、粉塵防護1.4.2氣體原料處理原料氣除塵氣體凈化精制氣體干燥輸送與計量安全衛(wèi)生1.4.3液體原料處理純化與凈化液體原料干燥液體原料輸送與計量液體原料混合汽化和預(yù)熱安全防護1.4.4催化劑準備催化劑基本特征催化劑分類工業(yè)催化劑使用中的有關(guān)問題工藝學(xué)學(xué)習(xí)要求本課程主要著眼