《化學(xué)工程基礎(chǔ)kj》課件

《化學(xué)工程基礎(chǔ)》PPT課件目錄CONTENTS化學(xué)工程基礎(chǔ)概述化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)化工熱力學(xué)基礎(chǔ)化工傳遞過程基礎(chǔ)化工分離工程基礎(chǔ)化學(xué)工程實驗與實踐01化學(xué)工程基礎(chǔ)概述CHAPTER古代化學(xué)工藝人類在長期的生產(chǎn)實踐中積累了豐富的化學(xué)知識，如陶瓷、冶金、釀造等。近代化學(xué)工程隨著工業(yè)革命的興起，化學(xué)工程逐漸從工藝走向工程科學(xué)化，出現(xiàn)了化學(xué)工程師這一職業(yè)。現(xiàn)代化學(xué)工程隨著科技的不斷進步，化學(xué)工程與其他學(xué)科交叉融合，形成了許多新的分支領(lǐng)域。化學(xué)工程的發(fā)展歷程研究各種物理過程和化學(xué)過程中所涉及的基本操作，如流體輸送、傳熱、蒸餾等。單元操作化學(xué)反應(yīng)工程化工熱力學(xué)化工系統(tǒng)工程研究化學(xué)反應(yīng)過程中的基本規(guī)律和工程問題，如反應(yīng)動力學(xué)、反應(yīng)器設(shè)計等。研究化學(xué)反應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)傳遞，為化工過程提供理論依據(jù)。將單元操作、化學(xué)反應(yīng)工程和化工熱力學(xué)等知識綜合起來，實現(xiàn)化工過程的優(yōu)化和自動化?；瘜W(xué)工程的研究內(nèi)容化學(xué)工程與化學(xué)化學(xué)工程與物理學(xué)化學(xué)工程與數(shù)學(xué)化學(xué)工程與生物學(xué)化學(xué)工程與其他學(xué)科的關(guān)系01020304化學(xué)工程是化學(xué)的一個重要分支，涉及化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)傳遞等基本規(guī)律。物理學(xué)為化學(xué)工程提供了理論基礎(chǔ)，如流體的性質(zhì)、熱力學(xué)定律等。數(shù)學(xué)是解決化學(xué)工程問題的有力工具，如計算流體力學(xué)、數(shù)值模擬等。生物學(xué)與化學(xué)工程在生物化工等領(lǐng)域有交叉，如生物發(fā)酵、酶催化等。02化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)CHAPTER化學(xué)反應(yīng)速率方程反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系由反應(yīng)速率方程描述，它反映了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。動力學(xué)常數(shù)動力學(xué)常數(shù)是反應(yīng)速率方程中的系數(shù)，它反映了反應(yīng)條件對反應(yīng)速率的影響?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的定義化學(xué)反應(yīng)速率描述了化學(xué)反應(yīng)的快慢程度，通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)

反應(yīng)器類型與操作方式反應(yīng)器類型根據(jù)不同的分類標準，反應(yīng)器可以分為多種類型，如連續(xù)流動反應(yīng)器、間歇反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器和攪拌釜式反應(yīng)器等。操作方式反應(yīng)器的操作方式包括恒溫操作、恒壓操作和絕熱操作等，不同的操作方式對反應(yīng)過程和結(jié)果有不同的影響。工業(yè)應(yīng)用不同類型的反應(yīng)器在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，如石油化工、制藥和食品加工等領(lǐng)域。反應(yīng)器的設(shè)計應(yīng)遵循一些基本原則，如能實現(xiàn)高效的化學(xué)反應(yīng)、具有合適的操作條件、能夠?qū)崿F(xiàn)良好的熱力學(xué)和動力學(xué)性能等。反應(yīng)器設(shè)計原則為了提高反應(yīng)器的性能和效率，可以采用多種優(yōu)化方法，如單因素優(yōu)化法、正交試驗法、響應(yīng)面法和遺傳算法等。反應(yīng)器優(yōu)化方法許多著名的化學(xué)工程企業(yè)在其生產(chǎn)過程中都采用了先進的反應(yīng)器設(shè)計和優(yōu)化技術(shù)，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)應(yīng)用案例反應(yīng)器設(shè)計與優(yōu)化03化工熱力學(xué)基礎(chǔ)CHAPTER熱力學(xué)研究熱力系統(tǒng)與外界之間能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)性質(zhì)變化的科學(xué)。熱力系統(tǒng)與外界有能量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)，可以是封閉或開放系統(tǒng)。平衡狀態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部各物理量達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)。狀態(tài)方程描述系統(tǒng)狀態(tài)關(guān)系的數(shù)學(xué)方程。熱力學(xué)基本概念能量不能憑空產(chǎn)生或消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。能量守恒定律系統(tǒng)中沒有物質(zhì)進出，只有能量交換。封閉系統(tǒng)系統(tǒng)中既有物質(zhì)進出，又有能量交換。開放系統(tǒng)封閉系統(tǒng)中所有物質(zhì)具有的能量。熱力學(xué)能熱力學(xué)第一定律熵增原理封閉系統(tǒng)中，自發(fā)反應(yīng)總是向著熵增加的方向進行。熱力學(xué)第二定律的表述不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響；不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零。熱力學(xué)第二定律04化工傳遞過程基礎(chǔ)CHAPTER描述流體流動與輸送的基本原理、影響因素和實際應(yīng)用。總結(jié)詞包括牛頓粘性定律、層流與湍流、流動類型等。流體流動的基本原理泵、壓縮機、管道等。流體輸送設(shè)備流體輸送過程中的壓力、流量、阻力等參數(shù)的計算和控制。流體輸送過程流體流動與輸送總結(jié)詞包括熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。傳熱的基本原理傳熱方式傳熱設(shè)備01020403包括換熱器、散熱器、加熱器等。描述傳熱的基本原理、傳熱方式以及傳熱設(shè)備。包括熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。傳熱過程傳質(zhì)過程描述傳質(zhì)的基本原理、傳質(zhì)方式以及傳質(zhì)設(shè)備?？偨Y(jié)詞包括分子擴散、對流傳質(zhì)和擴散與對流聯(lián)合傳質(zhì)。傳質(zhì)方式包括蒸餾塔、吸收塔、萃取塔等。傳質(zhì)設(shè)備包括質(zhì)量傳遞的基本概念、擴散和對流傳遞等。傳質(zhì)的基本原理05化工分離工程基礎(chǔ)CHAPTER分離過程的分類根據(jù)不同的原理和操作方式，分離過程可以分為蒸餾、萃取、吸附、過濾等。分離過程的特點不同的分離過程具有不同的適用范圍和優(yōu)缺點，適用于不同的原料和產(chǎn)品要求。分離過程的選擇根據(jù)實際需求，選擇合適的分離過程，以達到最佳的分離效果和經(jīng)濟性。分離過程的分類與特點030201蒸餾蒸餾是一種利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同，實現(xiàn)混合物分離的操作。通過加熱液體混合物，使其部分汽化，利用氣相和液相的相對揮發(fā)度不同，使輕組分從液相轉(zhuǎn)入氣相，重組分留在液相。精餾精餾是蒸餾的一種特殊形式，通過多次汽化和多次冷凝，使液體混合物得到較完全的分離。精餾過程需要使用塔設(shè)備，通過填料或塔盤的作用，使氣液兩相充分接觸，實現(xiàn)傳熱和傳質(zhì)過程。蒸餾與精餾的比較蒸餾適用于簡單的分離，而精餾可以用于更復(fù)雜的分離過程，得到高質(zhì)量的產(chǎn)品。但精餾過程需要更多的設(shè)備投資和操作費用。蒸餾與精餾010203萃取萃取是利用溶質(zhì)在兩種不互溶的液體中的溶解度差異，實現(xiàn)溶質(zhì)的分離操作。通過將原料液加入有機溶劑中，使溶質(zhì)從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中，從而實現(xiàn)分離。萃取操作常用于化學(xué)和石油工業(yè)中。吸附吸附是指固體從液體或氣體混合物中選擇性地吸收某些組分，使被吸附的組分濃集在固體表面上的現(xiàn)象。常用的吸附劑有活性炭、硅膠、分子篩等。吸附操作常用于氣體和液體的凈化和分離過程。萃取與吸附的比較萃取適用于大量物質(zhì)的分離，操作簡單，但可能會產(chǎn)生有機溶劑的廢棄物。吸附操作簡單，適用于少量物質(zhì)的分離和提純，但吸附劑的再生較困難。萃取與吸附06化學(xué)工程實驗與實踐CHAPTER實驗操作技能掌握實驗儀器的使用方法，熟悉實驗操作流程，能夠獨立完成實驗。數(shù)據(jù)處理與分析能力具備對實驗數(shù)據(jù)進行處理、分析和解釋的能力，能夠根據(jù)實驗結(jié)果得出結(jié)論。實驗設(shè)計與優(yōu)化能力能夠根據(jù)實驗?zāi)康倪M行實驗設(shè)計，運用優(yōu)化方法對實驗條件進行優(yōu)化。化學(xué)工程實驗基本技能了解實驗過程中的安全風險，掌握應(yīng)對突發(fā)情況的措施，始終保持安全意識。安全意識了解實驗廢棄物的處理方法，盡可能減少對環(huán)境的污染，具備環(huán)保意識。環(huán)保意識遵守實驗室安全與環(huán)保規(guī)定，保持實驗室整潔與安全。遵守實驗室規(guī)定化學(xué)工程實驗