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化学工艺学 主 讲：郭栋才 博士、教授 电 话： 13017391002 Email: dcguo2001@hnu 2013.09

化学工艺学 主 讲：郭栋才 博士、教授 电 话： 13017391002 Email: dcguo2001@hnu.edu.cn 2013.09. 教 材 1 、化学工艺学 黄仲九、房鼎业主编， 高等教育出版社 参 考 书 1 、基本有机化学工艺学 吴指南主编， 化学工业出版社 2 、化工工艺学，梁仁杰等编著，重庆大学出版社 3 、化工工艺学，徐绍平 , 殷德宏 , 仲剑初编著，大连理工大学 出版社. 第一篇 绪论 第一节 化学工艺学的范畴 一、化学工业的范围和分类

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化学工艺学 主 讲：郭栋才 博士、教授 电 话： 13017391002 Email: dcguo2001@hnu 2013.09

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Presentation Transcript

  1. 化学工艺学 主 讲：郭栋才 博士、教授 电 话：13017391002 Email: dcguo2001@hnu.edu.cn 2013.09

  2. 教 材 1、化学工艺学 黄仲九、房鼎业主编， 高等教育出版社 参 考 书 1、基本有机化学工艺学 吴指南主编， 化学工业出版社 2、化工工艺学，梁仁杰等编著，重庆大学出版社 3、化工工艺学，徐绍平, 殷德宏, 仲剑初编著，大连理工大学 出版社

  3. 第一篇 绪论 第一节 化学工艺学的范畴 一、化学工业的范围和分类 • 无机化工 • 有机化工 • 高分子化工 • 精细化工 • 生物化工

  4. 二、 化学工业的现状和发展方向 现状:（1）生产规模大型化 （2）原料和生产方法的多样化 （3）产品的精细化、专用化和功能化 （4）重视环境保护和综合利用 发展方向： a、生物技术对化学工业将产生巨大影响（生物基因技术，对化学药物合 成和疾病治疗；高效生物催化技术等）。b、发展新材料是化学工业的战略重任（如纳米材料）c、开发新能源发展新一代煤化工技术 （1）煤矿气化  (2)醇类替代能源  （3）合成油（用甲醇制汽油）d、信息化程度是化工现代化的重要标志。

  5. 三、化学工艺学与化学工业的关系 化学工业：化学加工工业或制造工业，是依照化学原理与规律实现化学品生产的工业。 化学工艺学（chemical technology）：将原料物质经化学反应转变为产品的方法和过程。 • 原料的选择和预处理； • 生产方法的选择及方法原理； • 设备（反应器和其他）的作用、结构和操作； • 催化剂的选择和使用； • 其他物料的影响； • 操作条件的影响和选定； • 流程组织； • 生产控制； • 产品规格和副产品的分离与利用； • 能量的回收和利用； • 对不同工艺路线和流程的技术经济评比等问题。

  6. 第二节 怎样学好化学工艺学 一、学习目的： 1．了解化工产品的生产方法： 基本有机化工，即重有机化工，是为有机化工（精细化工）提供原料。 2．掌握组织化工生产过程的方法： 不仅是有机化工，一切化工生产（有机，无机）均可通用。

  7. CH≡CH + HCl (乙炔法) (acetylene) CH2=CHCl (Vinyl chloride) CH2=CH2 + HCl + 1/2O2(乙烯氯氧化法) (ethylene) 二、学习内容 1、确定生产路线 ①用什么原料： CH2=CH2 + HCl +

  8. CH2=CH2 + O2 (直接氧化法) CH2-CH2 ethylene oxide O CH2-CH2 ← CH2=CH2 + Cl2 + H2O (氯乙醇法) || Cl OH ②用什么方法

  9. 产品精制 原料处理 反应 2、确定操作条件 T，P，SV(空速)，配料比，cat，主要设备。 3、确定工艺流程： 4、进行物料及热量衡算。 据此才可以完成设备设计(化工原理，反应工程、分离工程内容)及确定水、电、汽消耗。 5、对环境保护提出要求及治理方法

  10. 三、学习方法 1．运用有机化学、物理化学(热力学、动力学)，化学工程(化工原理，反应工程，分离工程)的知识。 2．掌握新技术、新工艺的信息。 3．举一反三。 4．结合毕业实习进行，灵活应用。

  11. 四、学习要求 1．常识，会查书 2．重要产品的生产方法(甲醇、苯乙烯、醋酸等) 3．物料平衡及热量平衡的计算 4．分析问题的方法：流程组织、工艺条件的选定，…

  12. 化学工业术语 一、时空产量： 单位时间、单位量(体积或重量)催化剂，获得产物的量(重量或体积或mol)。 用来描述Cat的生产能力

  13. 二、空速SV（ hr-1, min-1, S-1） 单位时间、单位反应体积(反应器空体积或Cat体积)投入的原料物A的体积。 注意： 若原料A是气体，体积取1atm 的标准体积。 若原料A是液体，则取1atm 的体积(T，P影响小)。 若是反应投料状态下，需将标明P.T GHSV＝gas hourly space Velocity 　（气体时空速度） LHSV＝Liquid hourly space Velocity （液体时空速度）

  14. 三、接触时间 （ hr, min, S） 表征反应物A通过反应器的停留时间。

  15. 四、反应物的mol 比 加入反应器中的几种反应物之间的mol 比，可以和化学反应式的mol 比相同，即相当于化学计量比。 对大多数有机反应，各种反应物的投料 mol 比不等于化学计量比。 五、限制反应物和过量反应物 限制反应物：以最小化学计量数存在的反应物。 过量反应物：超过与限制反应物完全反应的理论量。

  16. 六、过量百分数： Ne——过量反应物的mol 数 Nt——它与限制反应物完全反应所消耗的mol数。 • 例：ClC6H5 + 2HNO3 → ClC6H3(NO2)2 + 2H2O

  17. 反应器 NA, in NA, out 七、转化率（x） 化学反应：aA + bB → pP + qQ N AR ——反应物A反应掉的量; N A，in ——反应物向反应器输入的量; N A，out ——反应物从反应器输出的量.

  18. A循环量 反应器

  19. 八、选择性(S)

  20. 九、理论收率（Y）

  21. 十、重量收率（Yw）

  22. 十一、产气率： 液体油品作裂解原料时所得气体产物总质量与原料质量之比。 十二、原料消耗定额 • 每生产1吨产品需消耗多少吨(或kg)各种原料。 • 对于主要反应物：消耗定额=重量收率的倒数。

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