1、緒論任務一緒論任務一 有機化工生產技術有機化工生產技術 化學工業指利用化學工業指利用改變物質結構、成分、形改變物質結構、成分、形態而生產化學品的制造工業。態而生產化學品的制造工業。一、化學工業一、化學工業古代的化學加工古代的化學加工化學工業的初級階段化學工業的初級階段1818世紀中葉世紀中葉- -遠古時期遠古時期制陶、釀造、冶煉制陶、釀造、冶煉化學工業大發展時期化學工業大發展時期1818世紀中葉世紀中葉-20-20世紀初世紀初硫酸、純堿硫酸、純堿2020世紀初至世紀初至40405050年代年代合成氨、石油化工、高分子、精細合成氨、石油化工、高分子、精細 現代化學工業現代化學工業2020世紀世紀

2、60607070年代以來年代以來超純物質、新型材料超純物質、新型材料一、化學工業一、化學工業化學工業分類有機化工產品化學工業又稱化學加工工業，指利用化學反應改變物質結構、成分、形態而生產化學品的制造工業。廣義的化學加工工業包括加工過程主要表現為化學反應過程的所有生化學工業又稱化學加工工業，指利用化學反應改變物質結構、成分、形態而生產化學品的制造工業。廣義的化學加工工業包括加工過程主要表現為化學反應過程的所有生產部門。狹義的化學工業則是指“化學工業部”所管轄的那部分行業和企業的整體。隨著行政管理體制的變更，化學工業部所管轄的范圍時大時小，那么這樣劃分是不科學的。一般認為化學工業應介于上述廣義和狹

3、義的定義之間?；瘜W工業按產品產品的元素構成大體可分為兩大類：無機物化學工業和有機物化學工業，簡稱無機化工和有機化工。雖然組成有機化合物的元素品種并不多，但有機化合物的數量卻十分龐大。有機化工涉及的范圍較廣，如石油煉制工業、石油化學工業、有機精細化工、高分子化工、食品化工等等。如果考慮原料原料的來源和加工特點，化學工業則可分為石油化工、煤化工、天然氣化工等。從石油、天然氣、煤等自然資源出發，經過化學加工得到的以碳氫化合物及其衍生物為主的基本有機化工產品，如乙烯、丙烯、丁乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、甲醇（乙炔、萘）二烯、苯、甲苯、二甲苯、甲醇（乙炔、萘）等產品，此類產品是有機化工的基礎原

4、料，產量很大。由這些烴類產品經過各種化學合成過程可以生產出種類繁多、品種各異、用途廣泛的有機化工產品，如由乙烯為原料進一步合成生產氯乙烯、環氧乙烷，由丙烯為原料生產丙烯腈等產品。被束縛的普羅米修斯古代的化古代的化學加工業學加工業化學工業出版社硅酸鹽礦石硅酸鹽礦石古代陶器古代陶器現代陶器現代陶器化學工業出版社石英砂石英砂古代意大利玻璃制品古代意大利玻璃制品現代玻璃制品現代玻璃制品化學工業出版社（2）金屬冶煉技術）金屬冶煉技術孔雀石孔雀石木炭木炭冶煉加工成飾品加入加入化學工業出版社元代周權元代周權蒲萄酒蒲萄酒,記載了當時的自然發酵法。記載了當時的自然發酵法。 翠虬天橋飛不去，頷下明珠脫寒露。翠虬天

5、橋飛不去，頷下明珠脫寒露。 壘壘千斛晝夜春，列甕滿浸秋泉紅。壘壘千斛晝夜春，列甕滿浸秋泉紅。 數霄醞月清光轉，濃腴芳髓蒸霞暖。數霄醞月清光轉，濃腴芳髓蒸霞暖。 酒成快瀉宮壺香，春風吹凍玻璃光。酒成快瀉宮壺香，春風吹凍玻璃光。 甘逾瑞露濃欺乳，曲生風味難通譜。甘逾瑞露濃欺乳，曲生風味難通譜。 縱教典卻鹔鹴裘縱教典卻鹔鹴裘 ，不將一斗博涼州。，不將一斗博涼州。 古代釀酒工藝古代釀酒工藝 釀造是利用發酵的方法，使有機物質發生化學變化的加釀造是利用發酵的方法，使有機物質發生化學變化的加工技術。發酵是在微生物所分泌的酶的影響下進行的化學變工技術。發酵是在微生物所分泌的酶的影響下進行的化學變化?；?葡萄

6、酒無需酒曲也能自然發酵成酒的。從西域學來的葡葡萄酒無需酒曲也能自然發酵成酒的。從西域學來的葡萄釀酒法應是自然發酵法。萄釀酒法應是自然發酵法。 化學工業出版社西方葡萄酒酒窖西方葡萄酒酒窖驗驗酒酒（3）釀造技術）釀造技術品品 酒酒化學工業出版社化學工業出版社近代化學加工業近代化學加工業 化學工業出版社化學工業出版社v1825年英國建成第一個水泥廠，它標志著現代硅酸鹽的開始。1860年在美國建成第一個煉油廠。v1890年德國建成第一座隔膜電解制氯氣和燒堿的工廠。v1891年法國建成第一個人造纖維素（硝酸纖維）工廠。 近代化近代化學加工學加工業發展業發展化學工業出版社現代化學加工業現代化學加工業 化學

7、工業出版社現代化學加工業現代化學加工業 化學工業出版社合成氨生產主控室年產300kt合成氨廠的氮氫氣透平壓縮機現代化學加工業現代化學加工業 化學工業出版社吉化化肥廠吉化化肥廠30萬噸合成氨萬噸合成氨 由傳由傳統型蒸汽統型蒸汽轉化制氨轉化制氨生產技術，生產技術，到低能耗到低能耗制氨生產制氨生產技術，發技術，發展為裝置展為裝置單系列產單系列產量最大化量最大化等三個階等三個階段。段?，F代化學加工業現代化學加工業 化學工業出版社1920年美國新澤西標準石油公司年美國新澤西標準石油公司 采用丙烯水合制異丙醇生產技術，采用丙烯水合制異丙醇生產技術，這是大規模發展石油化工的開端。這是大規模發展石油化工的開端

8、。1939年美國標準油公司開發了臨氫催化重整技術，成為芳烴的重年美國標準油公司開發了臨氫催化重整技術，成為芳烴的重要來源。要來源。1941年美國建成第一套以煉廠氣為原料的管式裂解爐制乙烯的技年美國建成第一套以煉廠氣為原料的管式裂解爐制乙烯的技術裝置，使烯烴等基本有機化工原料有了豐富、廉價的來源。由于術裝置，使烯烴等基本有機化工原料有了豐富、廉價的來源。由于基本有機原料及高分子材料單體都以石油化工為原料，所以人們以基本有機原料及高分子材料單體都以石油化工為原料，所以人們以乙烯的產量作為衡量有機化工的標志。乙烯的產量作為衡量有機化工的標志。20世紀世紀80年代，年代，90%以上的有機化工產品來自石

9、油化工。例如，以上的有機化工產品來自石油化工。例如，氯乙烯、丙烯晴等，由以電石乙炔為原料，改用氧氯化法生產技術，氯乙烯、丙烯晴等，由以電石乙炔為原料，改用氧氯化法生產技術，以乙烯生產氯乙烯，用丙烯氨氧化法生產丙烯腈。以乙烯生產氯乙烯，用丙烯氨氧化法生產丙烯腈。現代化學加工業現代化學加工業 化學工業出版社20世紀世紀30年代，建立了高分子化學體系，合成高分子材料得到迅速發展。年代，建立了高分子化學體系，合成高分子材料得到迅速發展。1931年氯丁橡膠在美國實現工業化。年氯丁橡膠在美國實現工業化。1937年德國法本公司開發丁苯橡膠獲得成功。年德國法本公司開發丁苯橡膠獲得成功。1937年聚己二酰己二胺

10、年聚己二酰己二胺(尼龍尼龍66)合成工藝誕生。合成工藝誕生。隨著高分子化工生產技術的蓬勃發展，滌綸、維尼綸、腈綸等陸續投產，隨著高分子化工生產技術的蓬勃發展，滌綸、維尼綸、腈綸等陸續投產，也因為有石油化工作為原料保證，人造纖維逐漸占據了天然纖維的大部也因為有石油化工作為原料保證，人造纖維逐漸占據了天然纖維的大部分市場。分市場。1939年高壓聚乙烯用于海底電纜及雷達，低壓聚乙烯，等規聚丙烯的開年高壓聚乙烯用于海底電纜及雷達，低壓聚乙烯，等規聚丙烯的開發成功，為民用塑料開辟廣泛的用途，這是齊格勒、納塔研制的催化劑發成功，為民用塑料開辟廣泛的用途，這是齊格勒、納塔研制的催化劑為高分子化工所作出的極大

11、貢獻。這一時期還出現耐高溫，抗腐蝕的材為高分子化工所作出的極大貢獻。這一時期還出現耐高溫，抗腐蝕的材料，如聚四氟乙烯。料，如聚四氟乙烯。20世紀世紀40年代實現了腈綸、滌綸纖維的生產年代實現了腈綸、滌綸纖維的生產50年代形成了大規模生產塑料、合成橡膠和合成纖維的產業，人類進入年代形成了大規模生產塑料、合成橡膠和合成纖維的產業，人類進入了了“三大合成三大合成”材料新時代，進一步推動了工農業生產和科學技術的發材料新時代，進一步推動了工農業生產和科學技術的發展，人類生活水平得到了顯著的提高。展，人類生活水平得到了顯著的提高?，F代化學加工業現代化學加工業 化學工業出版社 在石油化工和高分子化工在石油化

12、工和高分子化工發展的同時，為滿足人們生活發展的同時，為滿足人們生活的更高需求，產品批量小、品的更高需求，產品批量小、品種多、性能優良、附加值高的種多、性能優良、附加值高的精細化工也很快發展起來。如精細化工也很快發展起來。如在染料、農藥、醫藥、涂料等在染料、農藥、醫藥、涂料等行業發展迅猛。行業發展迅猛。 化學工業的發展重點之一化學工業的發展重點之一就是進一步綜合利用資源，充就是進一步綜合利用資源，充分、合理、有效地利用能源，分、合理、有效地利用能源，提高化工生產的精細化率和綠提高化工生產的精細化率和綠色化水平。色化水平?，F代化學加工業現代化學加工業 化學工業出版社化學工業出版社銅鑄編鐘銅鑄編鐘黑

13、火藥黑火藥蔡倫造紙蔡倫造紙化學工業出版社永利堿廠永利錏廠化學工業出版社化學工業出版社上海吳涇化工廠上海吳涇化工廠 改革開放以后，我國相繼引進了一大批先進技術和裝改革開放以后，我國相繼引進了一大批先進技術和裝置，并通過對原用裝置進行技術挖潛和技術改造、節能減置，并通過對原用裝置進行技術挖潛和技術改造、節能減耗，使化學工業得到突飛猛進的發展。耗，使化學工業得到突飛猛進的發展。1996年尿素產量年尿素產量已居世界首位；已居世界首位；1998年化學纖維產量已超過美國，居世年化學纖維產量已超過美國，居世界首位；界首位；2007年我國乙烯總產量已突破年我國乙烯總產量已突破1000萬噸，擁有萬噸，擁有18個

14、規模在個規模在60萬噸以上的乙烯裝置。萬噸以上的乙烯裝置。 目前，我國化學加工業需要進一步優化產業結構，努目前，我國化學加工業需要進一步優化產業結構，努力提高產品質量，節能減排，降低生產成本，強化環境保力提高產品質量，節能減排，降低生產成本，強化環境保護，高度重視安全生產，建立現代企業制度，培養大批的護，高度重視安全生產，建立現代企業制度，培養大批的技術人才，繼續走引進、消化、吸收、創新，重在創新上技術人才，繼續走引進、消化、吸收、創新，重在創新上下功夫的化學工業發展的思路，努力趕超世界先進水平。下功夫的化學工業發展的思路，努力趕超世界先進水平。 化學工業出版社化學工業的剪影化學工業的剪影化學

15、工業出版社大型石化企業廠區大型石化企業廠區生產中的煉油廠生產中的煉油廠化工企業的塔設備化工企業的塔設備煉油裝置夜景煉油裝置夜景PTA裝置罐罐 區區儲儲 罐罐管管 線線管管 線線機機 泵泵煉油裝置夜景煉油裝置夜景n生產連續化，且工藝條件苛刻。n原料、半成品和成品多是易燃易爆、有毒有害、有腐蝕的危險化學品。n物質和能量消耗密集，環境保護和防治要求嚴格n生產規模大型化，生產方式自動化。n發展和更新速度快，多學科、知識和高新技術密集一、化學工業一、化學工業高分子化工高分子化工有機精細化工有機精細化工生物化工生物化工 煤化工煤化工天然氣化工天然氣化工一、化學工業一、化學工業無機化學工業無機化學工業四、有

16、機化工生產技術四、有機化工生產技術裝置或車間裝置或車間基本概念化工生產從原料開始到制成目的產物，要經過化工生產從原料開始到制成目的產物，要經過一系列物理的和化學的加工處理步驟，這一系一系列物理的和化學的加工處理步驟，這一系列加工處理步驟，總稱為化工過程。列加工處理步驟，總稱為化工過程。指各化工生產過程中以化學為主的處理方法，指各化工生產過程中以化學為主的處理方法，概括為具有共同化學反應特點的基本過程。概括為具有共同化學反應特點的基本過程。如氧化過程、加氫過程等。如氧化過程、加氫過程等。指各化工生產過程中以物理為主的處理方法，指各化工生產過程中以物理為主的處理方法，概括為具有共同物理變化特點的基

17、本過程。概括為具有共同物理變化特點的基本過程。如精餾操作、吸收操作等。如精餾操作、吸收操作等。工藝是指利用生產工具對各種原材料、半成品工藝是指利用生產工具對各種原材料、半成品進行加工處理，使之成為產品的方法。進行加工處理，使之成為產品的方法。工藝除指技術外，還應包括過程的理論、工藝除指技術外，還應包括過程的理論、系統、各環節的安排，所以工藝是工程和技術、系統、各環節的安排，所以工藝是工程和技術、藝術的結合。藝術的結合。原料經化學加工制取產品的過程，是由單元過原料經化學加工制取產品的過程，是由單元過程和單元操作組合而成的。程和單元操作組合而成的。工藝流程就是按物料加工的先后順序將這工藝流程就是按

18、物料加工的先后順序將這些單元表達出來。些單元表達出來。如果以方框來表達各單元，則稱為如果以方框來表達各單元，則稱為流程框圖；流程框圖；如果以設備外形或簡圖表達的流程圖則稱為如果以設備外形或簡圖表達的流程圖則稱為工藝工藝（原理）流程圖。（原理）流程圖。核心核心保證保證二、有機化工生產技術二、有機化工生產技術是以是以為目標，研究為目標，研究的學科。目的是實現化學生產：的學科。目的是實現化學生產： 原料和生產方法的選擇原料和生產方法的選擇 生產原理（化學反應式、化工熱力學、動力學）生產原理（化學反應式、化工熱力學、動力學） 操作條件的確定操作條件的確定 工藝流程的組織工藝流程的組織 典型設備的結構和

19、作用典型設備的結構和作用 開停車與正常操作開停車與正常操作 異?，F象的分析與處理異?，F象的分析與處理 二、有機化工生產技術二、有機化工生產技術（二）本門課的研究內容及學習方法（二）本門課的研究內容及學習方法 運用基礎理論解決實際問題運用基礎理論解決實際問題 ，做一名適應現代化工，做一名適應現代化工發展的優秀人才。發展的優秀人才。有機化學有機化學 物理化學物理化學 化工原理化工原理 分離工程分離工程反應工程反應工程 有機有機二、有機化工生產技術二、有機化工生產技術 煤及其煤及其利用利用 天然氣天然氣及利用及利用 石油及石油及利用利用三、有機化工的原料來源三、有機化工的原料來源化學工業出版社焦炭焦

20、爐氣粗苯氨煤焦油酚油、萘油、洗油、蒽油、瀝青三、有機化工的原料來源三、有機化工的原料來源苯、甲苯、二甲苯H2、CH4、CO、N2 C2H4 、CO2三、有機化工的原料來源三、有機化工的原料來源合成氨甲醇甲烷直接液化間接液化合成氣合成氣H2,10-20MPa,420-480二甲醚、烯烴、醋酸1.煤的焦化（或高溫干餾）煤的焦化（或高溫干餾）在隔絕空氣的條件下加熱煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、在隔絕空氣的條件下加熱煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦爐氣。其中在煤焦油中可獲得萘，在粗苯中可得到苯、粗苯和焦爐氣。其中在煤焦油中可獲得萘，在粗苯中可得到苯、甲苯、二甲苯等。甲苯、二甲苯等。2.煤的氣化煤

21、的氣化煤氣化是以煤或煤焦為原料，以氧氣、水蒸汽等做氣化劑在煤氣化是以煤或煤焦為原料，以氧氣、水蒸汽等做氣化劑在高溫下通過化學反應把煤或煤焦油轉化為含氫、一氧化碳等氣體高溫下通過化學反應把煤或煤焦油轉化為含氫、一氧化碳等氣體的過程。的過程。由氫和一氧化碳等氣體組成的混合物稱為合成氣。由氫和一氧化碳等氣體組成的混合物稱為合成氣。合成氣是一種重要的化工原料，除用于生產合成氨外，還可生產合成氣是一種重要的化工原料，除用于生產合成氨外，還可生產有機化工產品，如甲醇等。有機化工產品，如甲醇等。利用 煤化工的利用的化工產品的網絡見教材圖所示。煤化工的利用的化工產品的網絡見教材圖所示。 根據我國基本國情，以煤

22、為主的能源格局在相當長時根據我國基本國情，以煤為主的能源格局在相當長時期內難以改變，如何清潔高效利用好煤炭資源，是解決我期內難以改變，如何清潔高效利用好煤炭資源，是解決我國能源問題、減少二氧化碳排放的關鍵。在煤的清潔高效國能源問題、減少二氧化碳排放的關鍵。在煤的清潔高效利用中，煤制烯烴是公認和可行的發展方向，而甲醇制烯利用中，煤制烯烴是公認和可行的發展方向，而甲醇制烯烴是其中的關鍵技術。烴是其中的關鍵技術。“新一代煤（能源）化工產業技術創新戰略聯盟新一代煤（能源）化工產業技術創新戰略聯盟”自自籌籌1.81.8億多元資金開發了甲醇制烯烴技術。經過中國化學工億多元資金開發了甲醇制烯烴技術。經過中國

23、化學工程集團公司、清華大學、安徽淮化集團有限公司等單位三程集團公司、清華大學、安徽淮化集團有限公司等單位三年的艱苦攻關，年的艱苦攻關，20092009年年1010月月9 9日，日，“流化床甲醇制丙烯流化床甲醇制丙烯（FMTPFMTP）工業技術開發項目）工業技術開發項目”工業試驗裝置在安徽淮南開工業試驗裝置在安徽淮南開車成功，裝置經過車成功，裝置經過470470小時滿負荷連續運行，獲得了預期成小時滿負荷連續運行，獲得了預期成果，并于果，并于1111月月2727日通過了由中國石油和化學工業協會組織日通過了由中國石油和化學工業協會組織的成果鑒定。這標志著煤的化工利用有了新的發展前景。的成果鑒定。這標

24、志著煤的化工利用有了新的發展前景?；瘜W工業出版社化學工業出版社（二）石油（二）石油 三、有機化工的原料來源三、有機化工的原料來源 石油石油(oil)(oil)是一種有氣味的粘稠液體，色澤有黃色、是一種有氣味的粘稠液體，色澤有黃色、褐色或黑褐色，色澤深淺一般與其密度大小、所含組分褐色或黑褐色，色澤深淺一般與其密度大小、所含組分有關。石油是由眾多碳氫化合物組成的混合物，成分復有關。石油是由眾多碳氫化合物組成的混合物，成分復雜，隨產地不同而異。石油中所含的化合物可分為烴類、雜，隨產地不同而異。石油中所含的化合物可分為烴類、非烴類、膠質和瀝青四大類，幾乎沒有烯烴和炔烴。石非烴類、膠質和瀝青四大類，幾乎沒有烯烴和炔烴。石油中含量最高的兩種元素是油中含量最高的兩種元素是C C和