1、化工工藝學課件第一章第1頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二總學時：40學時主講教師： 王泉清Email:第2頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二教材：米鎮濤主編，化學工藝學，化學工業出版社。參考教材：化學工藝學，黃仲九、房鼎業編著，高等教育出版社。化工工藝學，徐紹平、殷德宏編，大連理工大學出版社?；すに噷W，曾之平、王扶燕主編，化學工業出版社.第3頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二主要內容：1.1 化學工藝學的研究范疇1.2 化學工業的發展、地位和作用1.3 現代化學工業的特點和發展方向1.4 化學工業的原料資源和主要產品 第一章

2、 緒論第4頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二了解化學工藝學的研究范疇，與化學工程的關系；了解化學工業的構成；了解常用的化工原料及產品；掌握化學工業的特點和發展方向。第1章 緒論本章學習要求第5頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二化工熱力學 傳遞過程原理分離工程反應工程化學工藝學化工專業實驗化學工程與工藝核心課程群的基本框架第6頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二 化學工業 (chemical industry) 化學工藝 化學工程 chemical technology chemical engineering 1.1 化學工藝學的

3、研究范疇第7頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二1.1 化學工藝學的研究范疇化學工業（chemical industry) 是利用化學反應改變物質的組成及結構以獲得化工原料和化學產品的生產部門。化學工藝 (chemical technology or chemical processing) 將原料物質主要經過化學反應轉變為產品的方法和過程。技術先進 經濟合理 生產安全 環境無害第8頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二化學工藝 (chemical technology) 以過程為研究目的，重點解決整個生產過程（流程）的組織、優化；將各單項化學工程技術在以

4、產品為目標的前提下集成，解決各單元間的匹配、鏈接；在確保產品質量條件下，實現全系統的能量、物料、環保及安全諸因素的最優化。化學工藝學 是一門按照化學工業的不同產品種類，分別研究生產過程中的原料特點、生產原理、工藝流程、最適宜生產條件、產品質量以及所用的設備類型及其結構材料等內容的課程。1.1 化學工藝學的研究范疇第9頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二原料：選擇和預處理；其它物料的影響。生產方法：生產方法的選擇及生產原理； 催化劑的選擇和使用。工藝流程：流程組織設備：設備結構、材質和操作控制：生產控制；操作條件的影響和選定質量：產品的規格和副產物的分離與利用能量：能量的回收

5、和利用效益：對不同工藝路線和流程的技術經濟評價化學工藝學的研究范疇：第10頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二1.1 化學工藝學的研究范疇化學工程 （chemical engineering） 主要研究化學工業和其他過程工業生產中所進行的化學過程和物理過程的共同規律，它的一個重要任務是研究有關工程因素對過程和裝置的效應，特別是放大中的效應。 化學工藝和化學工程相配合，可以解決化工過程開發、裝置設計、流程組織、操作原理及方法等方面的問題；也可以解決化工生產實際中的問題。第11頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二 化學工藝個性研究具體過程從原料到產品 化學工

6、程共性單元操作等工程因素尤其是放大中的效應 兩者相輔相承，密不可分1.1 化學工藝學的研究范疇第12頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二1.1 化學工藝學的研究范疇通過本課程的學習應做到：在化工生產的理論與實踐方面獲得較為完整而清晰 的概念；對化學工業概況有所了解，掌握化學工業與其它各 工業部門之間的關系；了解化學工業的生產情況和發展趨勢；熟悉物理學、無機化學、有機化學和物理化學的某 些基本理論和知識在化工生產中的應用；初步學會運用化學工程的基本理論和知識分析和解 決化工生產中的實際問題。第13頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二1.2 化學工業的發展、

7、地位和作用制堿、制酸、煤化學、合成氨石油化工高分子化工：合成材料新興的化學工業制陶、釀造、冶煉第14頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二1.2 化學工業的發展、地位和作用為工農業、現代交通運輸業、國防軍事、尖端科技 等領域提供必不可少的化學品和能源，保證并促進 這些部門的發展和技術進步。與人類生活的衣、食、住、行、健康及休閑娛樂密 切相關，對提高人類生活水平起著重要作用。作用地位發展迅速，經濟效益顯著，國民經濟的支柱產業之一。第15頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二無機化學工業1）無機酸工業：硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、硼酸等；2）氯堿工業：燒堿、氯氣、漂

8、白粉、純堿；3）化肥工業：氮肥、磷肥、鉀肥、復合肥料、微量 元素；4）無機精細化工：無機鹽、試劑、助劑、添加劑等。分類1.3 現代化學工業的特點和發展方向第16頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二 有機化學工業1）石油煉制工業：汽油、煤油、柴油、潤滑油；2）石油化學工業：有機原料（有機酸、酯、醚、酮、醛等） 合成塑料及樹脂、合成纖維、合成橡膠；3) 煤炭化學工業：煤氣、焦炭及煤化學產品；4）有機精細化工：染料、農藥、醫藥、涂料、顏料、香料、 試劑、表面活性劑、化學助劑、感光材料、催化劑等；5）食品工業：飲料、生物化學制品；6）油脂工業：油脂、肥皂、硬化油。1.3 現代化學工

9、業的特點和發展方向第17頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二 原料、方法和產品的多樣性與復雜性 大型化、綜合化、精細化率提高 多學科、生產技術密集型 能量合理利用，節能工藝和方法 資金密集，投資回收速度快，利潤高 安全和環境保護1.3 現代化學工業的特點和發展方向特點第18頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二1.3 現代化學工業的特點和發展方向 發展現狀基本情況存在的問題第19頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二 高新技術，縮短開發周期 最充分、最徹底地利用原料 大力發展綠色化工 化工過程要高效、節能和智能化 實施廢棄物再生利用工程1

10、.3 現代化學工業的特點和發展方向發展方向第20頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二 近期的主攻方向和優選研究領域主要有：新型綠色化學工藝（高效潔凈化工新工藝，生物技術，膜技術）： 設計環境友好新分子和新材料，使用無公害的原材料路線，開發潔凈、高效的新型反應、分離技術以及反應與分離集成技術，最終實現零排放的綠色化學工藝，達到用新的反應與分離技術實現化學工業的低能耗、無污染，同時研究天然產物分離純化與合成。高新技術用功能化學品的合成： 研制信息產業微電子用各類高純化學品、航空航天用高能量密度燃料，高效、高選擇性催化材料，高性能膜材料，特種材料用單體等，確保高新技術領域的發展需

11、求。探索新型催化過程及機理，研究界面反應與傳遞。過程科學與工程技術： 開展分子熱力學、過程系統工程、過程模擬放大等基礎研究，解決原型技術的工業放大。第21頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二本學科五個穩定的研究方向：重質油化學與加工工藝清潔燃料化學與生產工藝綠色催化新材料裂解工藝與高級潤滑油開發研究化工分離新技術的研究與開發第22頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二非自然資源 生物資源 礦物原料 1.4 原料資源及產品金屬礦、非金屬礦化石燃料礦動、植物體“廢料” “垃圾”第23頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二高分子化工產品有機化工

12、產品無機化工產品精細化工產品生物化工產品1.4 原料資源及產品第24頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二本章小節1.化學工藝學的研究范疇；2.化學工業的發展、作用及地位；3.化學工業特點和發展方向；4.化工原料及產品。課后作業：閱讀教材第1-10頁第25頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二第26頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二已形成門類比較齊全、品種大體配套并基本滿足國 內需要的化學工業體系。包括化學礦山、化肥、無 機化學品、純 堿、氯堿、基本有機原料、農藥、染 料、涂料、新領域精細化工、橡膠加工、新材料等 12個主要行業。建成了

13、一批具有先進水平的大型生產裝置?，F有年 產30萬噸以上合成氨廠30個，60萬噸以上純堿廠5 個，200萬條以上輪胎廠10余個，30萬噸以上硫酸廠 5個，10萬噸以上的燒堿廠15個。基本情況第27頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二一批大型有機原料和精細化工裝置也達到或接近國 際先進水平。全行業特大型、大型企業540多家。建立起了門類比較完整的科研開發和工程設計隊伍 化學工業共有獨立的科研院所245家，從事研究的 科技人員達5萬多人，建立了一批部級和國家級工程 中心。 基本情況第28頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二1）結構性矛盾突出企業規模小而散，集中

14、度低，難以形成規模效益。化工產品在品種和質量上不適應市場快速變化的要 求。一些產品的原料技術路線落后。相當一部分化工產 品的生產仍采用高能耗、高消耗、高污染的原料技術 路線。存在問題第29頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二2）科研基礎薄弱，技術創新能力弱，自有技術少； 科技開發與技術創新能力不能滿足生產發展的要求，與國際化工科技水平有較大差距。缺少自主開發的核心技術，大部分產品的生產和裝備技術長期落后于發達國家。科研投入少，基礎差，缺乏創新和對引進技術的消化能力，工程化能力也較差，成套技術的開發能力弱。存在問題第30頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二

15、 3）環保 總體上，化工“三廢”治理率較低，污染仍然十分嚴重。4）機制轉換速度慢 化工行業進行股份制改造的企業只占企業總數的30%。機制轉換速度慢。多數化工企業人員多，負擔重，缺乏活力，生產效率低，沒有建立起對市場快速反應的運行機制，競爭能力差。存在問題第31頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二乙烯與丙烯共聚乙丙橡膠電纜、電線材料氧化乙醛縮合醋酸辛醇、季戊四醇2-羥基丁醛丁醇酯化丁酯溶劑、增塑劑溶劑藥物、酯類、醋酸乙烯纖維（維尼龍）增塑劑齊聚、水合高碳直鏈醇（C11C18）合成洗滌劑水合乙醇酯化乙酸乙酯、其它酯類溶劑及合成原 料加氫脫水丁二烯合成橡膠氫甲?；┍徇€原正丙

16、醇溶劑第32頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二丙烯聚合聚丙烯合成纖維、塑料氨氧化合成纖維、ABS樹脂、AS樹脂、丁腈橡膠丙烯酰胺絮凝劑、水增稠劑、紙張處理劑丙烯腈與乙烯共聚乙丙橡膠次氯酸化氯丙醇環氧丙烷丙二醇聚酯塑料聚氨酯塑料、表面活性劑過氧化物環氧化環氧丙烷、苯乙烯或異丁烯高溫氯化氯丙烯丙烯醇1，4-丁二醇聚酯甘油醫藥、炸藥環氧氯丙烷水解環氧樹脂第33頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二丁二烯與苯乙烯共聚丁苯橡膠與丙烯腈共聚丁腈橡膠聚合順丁橡膠與苯乙烯、丙烯腈共聚ABS塑料氯化2-氯丁二烯 氯丁橡膠與順酐反應四氫鄰苯二甲酸酐與HCN反應己二腈己二胺尼

17、龍66三聚環化1，5，9-環十二碳三烯十二碳內酰胺（尼龍12的單體）香料、增塑劑、阻燃劑、聚酯原料乙酰氧基化、加氫、水解1，4-丁二醇聚酯樹脂農藥和醫藥中間體、醇酸樹脂改性劑第34頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二異丁烯與異戊二烯共聚丁基橡膠氧化甲基丙烯酸甲基丙烯酸酯有機玻璃與甲醛反應異戊二烯異戊橡膠水合叔丁醇香料原料、溶劑、醫藥中間體與甲醇反應甲基叔丁基醚（MTBE）（汽油添加劑）聚合聚異丁烯粘合劑、密封膠第35頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二正丁烯聚合聚丁烯合成塑料氧化順丁烯二酸酐1，4-丁二醇、增強塑料、農藥氧化甲乙酮溶劑水合仲丁醇脫氫或氧化

18、脫氫丁二烯第36頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二正丁烷脫氫正丁烯深加工產品見上異構化異丁烷氧化順酐、醋酸、乙醛、甲乙酮蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等烷基化烷基化汽油脫氫異丁烯深加工產品見上蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等異丁烷第37頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二苯加乙烯烷基化乙苯脫氫苯乙烯聚苯乙烯、丁苯橡膠、ABS樹脂加丙烯烷基化異丙苯苯酚酚醛樹脂、苯胺、壬基酚等丙酮雙酚A聚碳酸酯、環氧樹脂加十二烯十二烷基苯合成洗滌劑加氫環己烷己內酰胺聚酰胺纖維氯化氯苯染料中間體、醫藥氧化順丁烯二酸酐四氫呋喃、1，4-丁二醇醫藥、聚氨酯硝化硝基苯苯胺二苯基甲烷二異氰酸酯、橡膠助劑、染料、醫藥、農藥聚氨酯纖維第38頁，共43頁，2022年，5月20日，0點58分，星期二甲苯硝化硝基