內容簡介第一章前言第二章化工單元操作第三章各類化工工藝第四章化工可持續發展戰略第五章

“十一五”化工發展目標內容簡介第一章前言1第一章前言化學工業:以石化基礎原材料為加工對象的延伸化工、煤化工、鹽化工、生物化工及精細化工等領域。(1)為工農業生產提供重要的原料保障，其質量、數量以及價格上的相對穩定，對農業生產穩定與發展至關重要；(2)肩負著為國防生產配套高技術材料的任務，并提供常規戰略物資。(3)化學工業在很大程度上滿足農業對化肥農藥的需要。(4)塑料和合成橡膠滲透到國民經濟的所有部門，在材料工業中已占據主導地位。(5)醫藥合成不僅在數量上而且在品種和質量上都有了較大發展。化學工業的發展速度已顯著超過國民經濟的平均發展速度，化工產值在國民生產總值中所占的比例不斷增加，化學工業已發展成為國民經濟的支柱產業。第一章前言化學工業:以石化基礎原材料為加工對象的延伸化工、21.1化工的發展概況現代化學工業始于18世紀的法國，隨后傳人英國。19世紀，以煤為基礎原料的有機化學工業在德國迅速發展起來。現代化學工業的發展時期是在美國開始的。19世紀末20世紀初，石油的開采和大規模石油煉廠的興建為石油化學工業的發展和化學工程技術的產生奠定了基礎。20世紀20年代石油化學工業的崛起推動各種單元操作的研究。

30年代以后，化學機械從純機械時代進入以單元操作為基礎的化工機械時期。40年代，因戰爭需要，三項重大開發同時在美國出現：流化床催化裂化制取高級航空燃料油、丁苯橡膠的乳液聚合以及制造首批原子彈的曼哈頓工程。50年代中期提出了傳遞過程原理60年代初，新型高效催化劑的發明，新型高級裝置材料的出現，以及大型離心壓縮機的研究成功，開始了化工裝置大型化的進程，把化學工業推向一個新的高度。此后，化學工業過程開發周期已能縮短至4～5年，放大倍數達500～20000倍。

1.1化工的發展概況現代化學工業始于18世紀的法國，隨后傳人320世紀70年代后，現代化學工程技術滲入到了各個加工領域，生產技術面貌發生了顯著變化。化學工業還同時面臨來自能源、原料和環保三大方面的挑戰，進入一個新的更為高級的發展階段。

在原料和能源供應日趨緊張的條件下，化學工業正在通過技術進步盡量減少其對原料和能源的消耗；為了滿足整個社會日益增長的能源需求，化學工業正在努力提供新的技術手段，用化學的方法為人類提供更新更多的能源；為了自身的發展，化學工業正在開辟新的原料來源，為以后的發展奠定豐富的原料基礎；隨著電子計算機的發展和應用，化學工業正在進入高度自動化的階段；一些高新技術，如激光、模擬酶的應用，正在使化學工業生產的效率顯著提高，技術面貌發生根本性的變化；由于有了更新的技術手段，化學工業對環境的污染進一步得到控制，并將為改善人類的生存條件做出新的貢獻。20世紀70年代后，現代化學工程技術滲入到了各個加工領域，生41.2現代化學工業過程開發1．利用現有的情報資料、技術數據、同類過程的成熟經驗、小試或模試的實驗結果和化學化工知識，把化學工業過程抽象為理論模型；2．進行工業裝置的概念設計，并根據概念設計相似縮小為中試裝置；3．比較電子計算機的數學模擬和中試結果，反復比較，不斷修正數學模型，使其達到一定精度，用于放大設計。

1.2現代化學工業過程開發1．利用現有的情報資料、技術數據、51.3化工行業簡單分類

1、無機化學工業（1）基本無機化學工業:無機酸（HCl、H2SO4、HNO3）；氨和銨鹽（合成氨、液態氨、氨水、銨鹽）；氯堿（純Na2CO3、NaHCO3、燒堿NaOH、鉀堿KOH,K2CO3）；無機鹽；工業氣體（O2、N2、H2、CO2）等。（2）非金屬元素及其無機化合物：鹵素、H、O等（3）電化學工業：電解、電鍍（4）金屬元素的無機化學工業（5）電熱工業、高溫制品工業：高溫電爐；電石（CaC）；Ca(CN)2；人造超硬度材料的生產；人造寶石、合成寶石；人造石墨。（6）硅酸鹽工業

1.3化工行業簡單分類1、無機化學工業62、有機化學工業:

有機化合物；脂肪；碳環化合物、脂環化合物；芳香化合物；雜環化合物；元素化合物；含同位素化合物；天然有機化合物3、高分子化合物:（1）合成樹脂與塑料;（2)橡膠;（3)橡膠

4、生物化工（1）纖維素質的化學加工：木材、纖維素、植物纖維水解。（2）制藥：抗菌素、激素、磺胺類等（3）釀造：葡萄酒、啤酒等（4）其他：生物能源、生物材料、有機酸、氨基酸、功能食品添加劑2、有機化學工業:7第二章化工單元操作化工生產過程是由許多個化工單元操作串聯而成的，根據其所遵循的基本規律，

可將單元操作劃分為三大類，即：遵循流體動力基本規律的單元操作

包括流體輸送、沉降、過濾、固體流態化等。遵循傳熱基本規律的單元操作

包括加熱、冷卻、冷凝、蒸發等。遵循傳質基本規律的單元操作

包括蒸餾、吸收、萃取、結晶、干燥、膜分離等。第二章化工單元操作化工生產過程是由許多個化工單元操作串82.1流體輸送流體輸送操作必須采用可為流體提高能量的輸送設備，以便克服輸送沿程的機械能損失、提高位能、提高流體的壓強。輸送液體的設備離心泵（化工生產中最常見）正位移泵(往復式、旋轉式)）通風機輸送氣體的設備鼓風機壓縮機。則按其所產生的壓強的高低工作原理:依靠高速旋轉的葉輪，使流體在離心力的作用下獲得能量提高壓強，具有較高壓強的流體從流體輸送設備的排出口進入排出管道，被輸送到所需場所。2.1流體輸送流體輸送操作必須采用可為流體提高能量的輸送設備9泵與風機

計量泵

離心風機泵與風機102.2非均相物系的分離

均相：物系各處均勻且無相界面，如混合氣體和溶液。非均相：物系內部有個開不同相的界面存在，且界面兩側的物料性質有差別（如：懸浮液、乳濁液及泡沫液以及含塵氣體、含霧氣體等）。分散相：處于分散狀態的物質（分散于流體中德固體顆粒、液滴或氣泡）連續相：包圍著分散物質而處于連續狀態的流體（如：氣態非均相物系的氣體、液態非均相物系中的連續液體）該過程目的：收集分散物質，凈化分散介質，環境保護2.2非均相物系的分離均相：物系各處均勻且無相界面，如混合112.2.1重力沉降在某種力場中利用分散相和連續相之間的密度差異，使之發生相對運動而實現分離的操作過程。其設備有：

降塵室含塵氣體進入降塵室后，因流道截面積擴大而速度減慢，只要顆粒能夠在氣體通過沉降室的時間內降至室底，便可從氣流中分離出來。沉降槽用來提高懸浮液濃度并同時得到澄清液體的重力沉降設備。需要處理的懸浮料漿在槽內靜置足夠長的時間后，增濃的沉渣由槽底排出，清夜則由槽上部排出管抽出。2.2.1重力沉降在某種力場中利用分散相和連續相之間的密度差12化工工藝講座課件13化工工藝講座課件142.2.2離心沉降離心沉降

依靠慣性離心力的作用而實現的沉降過程（兩相密度差較小、顆粒粒度較細的非均相物系）得2.2.2離心沉降離心沉降

152.2.3過濾過濾

以某種多孔物質為介質，在外力作用下，使懸浮液中的液體通過介質的孔道，而固體顆粒被截留在介質上，從而實現固、液分離的操作。過濾操作采用的多孔物質稱為過濾介質，所處理的懸浮液稱為濾漿或料漿，通過多孔通道的液體稱為濾液，被截留的固體物質稱為濾餅或濾渣

過濾介質①織物介質：即棉、毛、麻或各種合成材料制成的織物，也稱為濾布。②粒狀介質：細紗、木炭、碎石等。③多孔固體介質（一般要能夠再生的才行）：多孔陶瓷、多孔塑料、多孔玻璃等。

2.2.3過濾過濾以某種多孔物質為介質，在外力作用下，使16過濾原理過濾原理17

過濾設備——壓濾機

懸浮液從框右上角的通道1（位于框內）進入濾框，固體顆粒被截留在框內形成濾餅，濾液穿過濾餅和濾布到達兩側的板，經板面從板的左下角旋塞排出。待框內充滿濾餅，即停止過濾。如果濾餅需要洗滌，先關閉洗滌板下方的旋塞，洗液從洗板左上角的通道2（位于框內）進入，依次穿過濾布、濾餅、濾布，到達非洗滌板，從其下角的旋塞排出。如果將非洗滌板編號為1、框為2、洗滌板為3，則板框的組合方式服從1—2—3—2——1—2—3之規律。組裝之后的過濾和洗滌原理如圖所示。過濾設備——壓濾機懸浮液從框右上角的通道1（182.3傳熱傳熱：指由于溫度差引起的能量轉移，其方式有3種：傳導、對流、輻射。換熱器：（按用途）：加熱、冷卻、蒸發、再沸、冷凝、分凝（按方法）：間壁式（夾套式、蛇管式、噴淋式、套管式）、混合式（氣體冷卻、蒸汽冷凝）及蓄熱式（耐熱材料），列管式主要特點：冷熱兩種流體間的熱交換，是依靠熱流體和冷流體直接接觸和混合過程實現的。廢蒸汽熱水冷水混合式換熱器2.3傳熱傳熱：指由于溫度差引19

空調的制冷循環、太陽能供熱設備、熱管式換熱器等均屬此類。

蓄熱式換熱器高溫流體蓄熱體低溫流體中間載熱體式換熱器此類換熱過程廣泛應用于核能工業、冷凍技術及工廠余熱利用

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2.4蒸發蒸發：使含有不揮發溶質的溶液沸騰氣化并移出蒸汽，從而使溶液中溶質濃度提高的單元操作。其中，加熱蒸汽稱為生蒸汽，蒸出的蒸汽稱為二次蒸汽。2.4蒸發蒸發：使含有不揮發21化工工藝講座課件222.5蒸餾（應用于均相物系）原理：將液體混合物部分氣化，利用混合物中各組分的揮發度不同使各組分得以分離。輕組分：沸點低的組分為易揮發組分重組分：沸點高的組分為難揮發組分餾出液：蒸出冷凝液釜殘液：蒸出后剩余的混合液傳質過程（分離操作）：物質在相間的轉移過程。其中，蒸餾是分離液體混合物的典型單元操作。按操作流程：間歇、連續蒸餾(主要)按蒸餾方式：簡單蒸餾、平衡蒸餾（閃蒸）、精餾（最廣泛）和特殊精餾。按操作壓強：常壓、加壓或減壓

2.5蒸餾（應用于均相物系）原理：將液體混合物部分氣化，利用231、分類：板式塔：泡罩塔、浮閥塔、篩板塔。填料塔：塔內充填一定高度的填料。2、塔板的作用：氣液兩相傳質，傳熱的場所。3、篩板塔中n層板上的操作情況

（二）精餾塔1、分類：（二）精餾塔24鞍環填料階梯環填料鮑爾環填料鞍環填料階梯環填料鮑爾環填料252.5.1精餾流程C簡化流程由于溫度較高的蒸汽與溫度低的X3確接觸，使液體部分氣化，蒸汽自身被冷凝，省去了中間加熱器與冷凝器。將每一中間產品返回到下一級中，不僅可以提高產品的收率；而且是過程必不可少的條件。回流是保證精餾過程能連續穩定操作的必不可少的條件。再沸器是保證精餾過程連續穩定操作的必不可少的條件。xFx2x1y1x3y2y3

y3(或xD)y1冷凝器分離器加熱器2.5.1精餾流程C簡化流程xFx2x1y1x3y2y326簡單蒸餾流程蒸汽原料液冷卻水冷凝器蒸餾釜收集器簡單蒸餾流程蒸汽原料液冷卻水冷凝器蒸餾釜收集器27萃取精餾1-萃取精餾塔2-萃取劑回收段3-苯回收塔4-冷凝器1342苯+環己烷脫溶劑基頂產品循環糠醛補充糠醛脫溶劑基底部產品萃取精餾1-萃取精餾塔2-萃取劑回收段28恒沸精餾原料和苯酒精和水

1-恒沸精餾塔2-苯回收塔3-乙醇回收塔4-全凝器5-分層器123445無水乙醇水恒沸精餾123445無水乙醇水29吸收：使混合氣體與適當的液體接觸，氣體中的一個或幾個組分便溶解于該液體內而形成溶液，不能溶解的組分則保留在氣相中,即利用各組分溶解度不同而實現分離氣體混合物的操作。

溶質：能夠溶解的組分

溶劑：即吸收劑，用來溶解氣體的液體

溶液：即吸收液，吸收操作所得到的液體吸收尾氣：排出的氣體吸收操作的意義：（1）原料氣的凈化。（2）有用組分回收。（3）制備有用溶液。（4）廢氣治理。2.6吸收吸收塔混合氣體溶液尾氣吸收劑吸收：使混合氣體與適當的液體接觸，氣體中的一個或幾個組分便溶30

吸收塔平面圖化工工藝講座課件312.7萃取

萃取操作的原理萃取：分離液體（或固體）混合物的一種單元操作，即選擇一種溶劑使混合物中易分離的組分溶解于其中，其余組分則不溶或少溶而獲得分離。亦稱溶劑萃取，簡稱萃取或抽提。萃取劑:選用的溶劑，以S表示；溶質:原料液中易溶于S的組分，以A表示；原溶劑（或稀釋劑）:難溶于S的組分,以B表示。將一定量萃取劑加入原料液中，然后加以攪拌使原料液與萃取劑充分混合，溶質通過相界面由原料液向萃取劑中擴散，所以萃取操作與精餾、吸收等過程一樣，也屬于兩相間的傳質過程。攪拌停止后，兩液相因密度不同而分層：一層以溶劑S為主，并溶有較多的溶質，稱為萃取相，以E表示；另一層以原溶劑（稀釋劑）B為主，且含有未被萃取完的溶質，稱為萃余相，以R表示。若溶劑S和B為部分互溶，則萃取相中還含有少量的B，萃余相中亦含有少量的S。2.7萃取萃取操作的原理32

一般地，在下列情況下采用萃取方法更為有利。

（1）原料液中各組分間的沸點非常接近，也即組分間的相對揮發度接近于1，若采用蒸餾方法很不經濟；（2）料液在蒸餾時形成恒沸物，用普通蒸餾方法不能達到所需的純度；（3）原料液中需分離的組分含量很低且為難揮發組分，若采用蒸餾方法須將大量稀釋劑汽化，能耗較大；（4）原料液中需分離的組分是熱敏性物質，蒸餾時易于分解、聚合或發生其它變化。一般地，在下列情況下采用萃取方法更為有利。（1）原料液33萃取設備萃取設備的工業應用實例萃取設備的類型很多。按萃取設備的構造特點大體上可以分為三類：一是單件組合式；二是塔式；三式離心式。

萃取設備

生產能力/m3/(m2·h)理論級數或級效率或理論級當量高度典型應用混合－澄清器噴淋塔填料塔篩板塔轉盤塔離心萃取器變動范圍大15～756～453～63～604～9575％～95％he=3~6mhe=1.5~6m對HT＝100～300mm時微30％

3.4～12.5級潤滑油工藝，核燃料加工用氨水從NaOH中萃取NaC1回收苯酚糠醛處理潤滑油工藝廢水中脫酚萃取設備萃取設備的工業應用實例

生產能力理論級數或級效34

萃取設備一、混合清澄器混合清澄器是一種組合式萃取設備，每一級均由一混合器與一澄清器組成二、塔式萃取設備萃取設備二、塔式萃取設備35三、離心式萃取設備三、離心式萃取設備362.8干燥

2.8.1固體去濕方法和干燥過程物料的去濕方法（1）機械去濕

物料帶水較多時，可先用離心過濾等機械分離方法以除去大量的水；（2）吸附去濕用某種平衡水汽分壓很低的干燥劑（如CaCl2、硅膠等）與濕物料并存，使物料種的水分相繼經氣相而轉入干燥劑內；（3）供熱干燥工業干燥操作多是用熱空氣或其它高溫氣體為介質，使之掠過物料表面，介質向物料供熱并帶走汽化的濕分，此種干燥常稱為對流干燥，是本章討論的主要內容；2.8干燥

2.8.1固體去濕方法和干燥過程物料的去濕方法372.8.2對流干燥流程及經濟性2.8.2對流干燥流程及經濟性38(1)干燥過程的傳熱、傳質

傳熱傳質方向從氣相到固體從固體到氣相推動力溫度差水汽分壓差(2)干燥過程進行的必要條件①濕物料表面水汽壓力大于干燥介質水汽分壓；②干燥介質將汽化的水汽及時帶走。

(1)干燥過程的傳熱、傳質

傳熱傳質方向從氣相到固392.8.3干燥設備1干燥器的分類按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；2.8.3干燥設備1干燥器的分類按操作壓強分：常壓干燥40一、箱式干燥器優點：構造簡單、制造容易、適應性強。缺點：干燥不均勻，干燥時間長，勞動強度大，操作條件差。適用于干燥粒狀、片狀和膏狀物料，批量小、干燥程度要求高、不允許粉碎的脆性物料，以及隨時需要改變風量、溫度和濕度等干燥條件的情況。一、箱式干燥器優點：構造簡單、制造容易、適應性強。41二、帶式干燥器帶式干燥器是使用環帶作為輸送物料的干燥器。運輸帶通常用帆布、橡膠、金屬絲網制成，以金屬絲網居多。濕物料進口干燥產品熱空氣廢氣二、帶式干燥器帶式干燥器是使用環帶作為輸送物料的干燥器。42三、氣流干燥器濕物料氣流式干燥系統干燥管干物料旋風分離器蒸汽冷凝水冷空氣熱空氣板式換熱器廢氣風機三、氣流干燥器濕物料氣流式干燥系統干燥管干物料旋風分43四、沸騰床干燥器（流化床干燥）a.單室流化床b.多室流化床四、沸騰床干燥器（流化床干燥）a.單室流化床44

五、噴動床干燥器干物料廢氣風機旋風分離器噴動床干燥器五、噴動床干燥器干物料廢氣風機旋風分離器噴動床干燥器45

六、噴霧干燥器（spraydryer）廢氣干物料旋風分離器蒸汽冷凝水冷空氣熱空氣板式換熱器六、噴霧干燥器（spraydryer）廢氣干物料旋風分46離心式噴霧器壓力式噴霧器氣流式噴霧器離心式噴霧器壓力式噴霧器氣流式噴霧器47第三章幾種化工工藝簡介1，硫酸的工業制法2，合成氨工業3,石油和煤4，其他硬水的軟化漂白粉第三章幾種化工工藝簡介1，硫酸的工業制法483.1硫酸的工業制法

一、原理與裝置原理裝置4FeS2+11O2====

2Fe2O3+8SO22SO2+O2

====

2SO3SO3+H2O===H2SO4

沸騰爐接觸室吸收塔3.1硫酸的工業制法一、原理與裝置4FeS2+11O249二、硫酸的工業生產沸騰爐接觸室吸收塔凈化冷卻二、硫酸的工業生產沸騰爐接觸室吸收塔凈化冷卻50三、以硫鐵礦為原料的工藝流程三、以硫鐵礦為原料的工藝流程51三、設備實物圖沸騰爐三、設備實物圖沸騰爐52接觸室接觸室53沉降室沉降室54化工工藝講座課件553.2合成氨工業原理：N2+3H22NH3+92.4KJ原料：N2的制法——分離液態空氣。H2的制法——水煤氣法。C+H2O(g)===CO+H2CO+H2O(g)===CO2+H2合成裝置：氨合成塔和水冷分離器。氨的分離原理：高壓下氨的沸點較高，在水冷的條件下氨就轉化為液態氨而與氮氣和氫氣分離。

催化劑3.2合成氨工業原理：N2+3H256條件選擇：從反應速率、反應物的轉化率、設備的制造和動力的提供幾個角度考慮壓強相對大，約200—500大氣壓溫度較高，500度催化劑鐵觸媒。在實際生產過程中需將氨及時分離和不斷向混合氣體中補充氮氣、氫氣。條件選擇：從反應速率、反應物的轉化率、設備的制造和動力的提供57合成氨工業流程圖合成氨工業流程圖583.3石油和煤的綜合利用

3.3.1石油的定義天然石油：（從地下開采出來未加工時稱原油）是一種可燃性粘稠液體，多為黑褐色或暗綠色。石油是由各種烴（碳氫化合物）類（烷烴、環烷烴、芳香烴等）組成的復雜混和物，含有少量硫、氮、氧等有機化合物和微量金屬。

原油的理化性質因產地而異。如按密度分為輕質原油（＜0.86＝和重質原油；按化學組成分為石蠟基、環烷基和中間基；按含硫量分為低硫（＜0.5%＝、含硫和高硫（＞2.0%）。3.3石油和煤的綜合利用

3.3.1石油的定義天然石油：（59

3.3.2石油產品石油產品可分為：石油燃料、石油溶劑與化工原料、潤滑劑、石蠟、石油瀝青、石油焦等6類。其中，各種燃料產量最大，約占總產量的90%；各種潤滑劑品種最多，產量約占5%。各國都制定了產品標準，以適應生產和使用的需要。3.3.2石油產品石油產品可分為：石油燃料、石油603.3.3石油工藝

石油的分餾：根據石油各成分沸點的不同把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產物（餾分）。每一種餾分仍然是多種烴的混合物。石油分餾為常、減壓聯合分餾裝置。產品如直餾汽油等。

裂化：是在一定條件下，把分子量大、沸點高的烴斷裂為分子量小，沸點低的烴的過程。目的是把重油制取類似汽油的飽和烴和不飽和烴的混合物。裂化有熱裂化和催化裂化。

裂解：采用比裂化更高的溫度，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈氣態烴和少量氣態烴的操作。裂解氣的主要成分有乙烯、丙烯、丁二烯等。3.3.3石油工藝石油的分餾：根據石油各成分沸點的不同613.3.4煤化工

煤：主要含C，還含有少量的H、N、S、O等元素。煤主要由有機物和無機物組成的復雜混合物。煤化工：以煤及其有效成份為原料的深加工工業。煤變油是以煤炭為原料，通過化學加工過程，生產油品和石油化工產品。根據化學加工過程的不同路線，煤制油可分為間接液化和直接液化兩大類。間接液化是先把煤炭在高溫下氣化成合成氣，然后再在催化劑的作用下合成為液體油品或石化產品；直接液化是把煤炭先磨成煤粉與溶劑配成油煤漿，然后在高溫、高壓和催化劑的作用下直接轉化成液體油品。

煤的干餾：是把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程，其產品有焦碳、煤焦油、粗氨水和焦爐氣等。煤焦油經分餾后可得苯、甲苯等方香族化合物。焦爐氣的成分主要是H2、CH4，還含有CO、CO2、CH2=CH2等。以它們為原料，又可分別衍生出若干化工產品，廣泛應用于塑料、農藥、醫藥、染料、冶金輔料、化工原料等。3.3.4煤化工煤：主要含C，還含有少62化工工藝講座課件633.4其它

3.4.1硬水的軟化硬水：含Ca2+、Mg2+較多的水，即Ca2+、Mg2+的濃度達一定的數值。分類暫時硬度：陰離子為HCO3-永久硬度：陰離子為SO4-、Cl-、NO3-硬水的軟化：藥劑法，離子交換法。離子交換法：離子交換劑為磺化煤Ca2+(Mg2+)+2NaR===2Na++Ca2+(Mg2+)R2磺化煤再生：CaR2+2Na+===Ca2++2NaR水垢的成分：Ca(OH)2、Mg(OH)23.4其它

3.4.1硬水的軟化硬水：含Ca2+、Mg2+643.4.2漂白粉制取：2Ca(OH)2+2Cl2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O原料：消石灰和氯氣。成分：CaCl2、Ca(ClO)2有效成分：Ca(ClO)2使用：Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO2HClO===2HCl+O23.4.2漂白粉制取：2Ca(OH)2+2Cl2=65第四章化工可持續發展戰略

進入20世紀后，化學工業迅速發展，環境污染和重大工業事故相繼發生。（1）1930年12月比利時“馬斯河谷事件”。（2）1948年10月美國賓夕法尼亞州的多諾拉煙霧事件。（3）1952年11月“倫敦煙霧事件”。（4）1961年9月14日“氯氣外泄事件”。（5）日本九州南部“水俉事件”（6）日本富山神通川“富山事件”（7）四日事件（8）米糠油事件等4.1化工與環境問題第四章化工可持續發展戰略進入661960年到1977年的18年中，美國和西歐發生重大火災和爆炸事故360余起，死傷1979人，損失數十億美元。我國化學工業事故也頻繁發生，從1950年到1999年的50年中，發生各類傷亡事故23425起，死傷25714人，其中因火災和爆炸事故死傷4043人。

許許多多的環境問題，危及了人類的生存，破環這人類賴以生存的環境，使人類蒙受了重大損失。在環保成為當今世界的一大主題的今天，化工生產過程的環境問題引起了人們的極大關注，所以，實行可持續發展戰略也就成了世界的一大課題。目前，高耗能、高污染仍然是制約我國化學工業發展的“瓶頸”，發展循環經濟、建立節約型工業是當前我國化學工業的重點任務之一。1960年到1977年的18年中，美國和西歐發674.2可持續發展戰略——綠色化工綠色化工：（1）、工業排放為零，或者污染極小（2）、反應物和生成物對人類健康和環境無毒或毒性很小；（3）、使用可再生資源（4）、可回收利用資源的再生產綠色化工工業案例：（1）、DuPont和GenecorInternational等合作建成由玉米生產1，3―丙二醇(PDO)裝置，成本比化學法低15％（2）、生物柴油的制造：植物油與甲醇（乙醇）酯交換制得

棉籽油、棕櫚油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等目前，歐共體、德國、法國、哥本哈根、里斯本、美國生產和使用著生物柴油4.2可持續發展戰略——綠色化工綠色化工：68第五章“十一五”化工發展目標5.1中國化學工業未來發展要點

(1)化肥。發展高濃度化肥，包括DAP,NPK復合肥等DAP，NPK復合肥等。改造一批中型化肥企業向西靠近，有天然氣或硫、磷資源的地方建設大型化肥裝置。支持國外企業投資中國建設高濃度化肥廠。(2)乙烯。力爭到2005年將乙烯產能提高到900×104t，乙烯的自足率由43%提高到6O%左右，中國政府鼓勵中外合資建設大型乙烯裝置。對現有乙烯裝置將通過擴產使之優化產品結構，對乙烯原料也將進一步優化以提高收率降低成本。(3)合成材料。提高高性能樹脂的比例，提高通用樹脂中高附加值、高檔次專用樹脂比例，大力發展環氧樹脂、不泡和聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、有機硅樹脂、聚甲醛樹脂等短缺產品。第五章“十一五”化工發展目標5.1中國化學工業未來發69(4)有機原料。淘汰陳舊落后的老工藝，促進有機原料向石油化工技術路線轉移的同時，也重視現代煤化工技術對有機化學工業的貢獻，如采用水煤漿氣化制合成氣大規模生產甲醇、甲醇低壓羰基化生產醋酸。重視生物工程法利用可再生資源大規模生產酒精，l，3一丙二醇等。(5)精細化工。加快精細化工產品發展，提高化工的精細化率。涂料工業在解決高檔涂料所用的關鍵原料的同時，大力發展節能、環保型和耐久性涂料。染料重點發展符合國際紡織品環保法規要求的分散、活性、酸性、直接等染料及有害顏料代用品。(4)有機原料。淘汰陳舊落后的老工藝，促進有機原料向石油化工705.2“十一五”化工領域重點開發的六項技術1．新催化技術。重點發展煉油催化技術、精細化工催化技術、合成氨工業催化技術、碳-化工催化技術、高分子聚合物催化技術、納米催化技術、生物催化技術、光催化技術以及催化新材料等。2．新分離技術。重點是開發石油煉制、石油化工、大宗有機化工產品生產過程的精餾技術；酯化、酯交換、皂化、胺化、水解、異構化、烴化、鹵化、乙酰化和硝化等過程的催化精餾技術；工業氣體凈化分離、化工廢水處理的膜分離技術；熱敏性化工產品分離的分子蒸餾技術；精細化工生產過程的超重力技術；無機鹽、化肥、純堿生產的高效結晶技術等。3．生物化工技術。重點是研究生物反應器、高效生物分離技術與設備、生物反應與分離耦聯技術，擴大生物催化劑的來源，擴大酶原等。重點開發的產品有：生物能源、生物材料、有機酸、氨基酸、功能食品添加劑等。5.2“十一五”化工領域重點開發的六項技術1．新催化技術。重714．自動控制與信息技術。具體內容為：計算機控制、故障診斷、仿真技術；計算機分子設計技術；計算機人工智能技術；發展化工行業的電子商務，開展國內外電子商務網絡活動等。5．納米技術。納米催化技術，納米材料在涂料，高分子材料改性，能源、環境、資源和水處理領域的應用技術。6．清潔生產技術與節能技術。“十一五”優先發展大宗化工產品及精細化學品清潔生產技術，高濃度難降解有機廢水處理技術，固體廢棄物的資源化技術，工業尾氣的凈化回收技術；在節能方面重點開發和推廣高效燃燒技術、高效蒸發和噴霧干燥技術、蒸汽冷凝水回收技術、熱管技術、熱泵技術等。4．自動控制與信息技術。具體內容為：計算機控制、故障診斷、仿725.3“十一五”云南化工發展六大目標

一是發展壯大磷化工。從加快磷礦資源勘探和保護性綜合開發利用著手，重點發展高濃度磷復肥和專用肥，依靠龍頭企業建設好國家級高濃度磷復肥生產基地；以黃磷產品為原料，發展磷酸鹽阻燃劑、水處理劑、紡織助劑、食品添加劑、化學合成農藥等領域內的精細化工產品，逐步形成系列精細化工產銷中心。

二是突出發展以能源轉化型、替代型為主的煤化工。以煤化工基地園區建設為支撐，以循環經濟為模式，發展煤制合成氨、焦碳、煤氣、甲醇、二甲醚及下游的醋酸系列、稀烴系列等化工產品和褐煤液化產油及煤焦油深加工為一體的煤化工體系，逐步形成煤焦化、煤氣化、燃料化工、合成材料、甲醇制稀烴五大煤化工產業鏈。

5.3“十一五”云南化工發展六大目標73

三是發展氯堿工業、乙炔化工及無機鹽化工。在確保食用鹽生產的同時，加快鹽化工的發展，特別是氯堿工業的發展。規劃好電石生產基地，大力推動乙炔化工發展，與氯堿工業結合快速發展聚氯乙稀、氯化聚乙稀和聚偏二氯乙稀等產品，開發乙炔化工產品，把醋酸乙烯等列為發展重點項目。積極發展錫化工，適時發展鈦白粉、紅釩鈉、銅鹽、氧化鋅、白炭黑等無機鹽類產品。四是培育發展生物化工。以資本為紐帶逐步建立集研究、開發、種植、生產、銷售、服務為一體的生物化工企業群體和龍頭企業，依托先進技術提取煙草廢棄物和規模種植的特色植物中的生物中間體，積極培育發展生物醫藥、生物農藥及其它生物產品。

三是發展氯堿工業、乙炔化工及無機鹽化工。在確74

五是引進發展橡膠加工業。按照優勢資源“就地加工升值”的基本思路，積極創造條件引進資金、技術、裝備和人才，積極發展以力車胎、膠鞋、膠管、帶等產品的橡膠加工業。努力拓展工程塑料及橡膠加工的產業鏈。

六是發展石油和天然氣化工。發揮云南省作為我國連接東南亞、南亞國際大通道的區位優勢，承擔國家能源安全戰略建設的戰略任務，全力協助國家建設相關國際輸油、輸氣管道及配套工程，在省內建設煉油廠并相應發展石油和天然氣化工。五是引進發展橡膠加工業。按照優勢資源“就地加工升值”75謝謝大家！謝謝大家！76內容簡介第一章前言第二章化工單元操作第三章各類化工工藝第四章化工可持續發展戰略第五章

“十一五”化工發展目標內容簡介第一章前言77第一章前言化學工業:以石化基礎原材料為加工對象的延伸化工、煤化工、鹽化工、生物化工及精細化工等領域。(1)為工農業生產提供重要的原料保障，其質量、數量以及價格上的相對穩定，對農業生產穩定與發展至關重要；(2)肩負著為國防生產配套高技術材料的任務，并提供常規戰略物資。(3)化學工業在很大程度上滿足農業對化肥農藥的需要。(4)塑料和合成橡膠滲透到國民經濟的所有部門，在材料工業中已占據主導地位。(5)醫藥合成不僅在數量上而且在品種和質量上都有了較大發展。化學工業的發展速度已顯著超過國民經濟的平均發展速度，化工產值在國民生產總值中所占的比例不斷增加，化學工業已發展成為國民經濟的支柱產業。第一章前言化學工業:以石化基礎原材料為加工對象的延伸化工、781.1化工的發展概況現代化學工業始于18世紀的法國，隨后傳人英國。19世紀，以煤為基礎原料的有機化學工業在德國迅速發展起來。現代化學工業的發展時期是在美國開始的。19世紀末20世紀初，石油的開采和大規模石油煉廠的興建為石油化學工業的發展和化學工程技術的產生奠定了基礎。20世紀20年代石油化學工業的崛起推動各種單元操作的研究。

30年代以后，化學機械從純機械時代進入以單元操作為基礎的化工機械時期。40年代，因戰爭需要，三項重大開發同時在美國出現：流化床催化裂化制取高級航空燃料油、丁苯橡膠的乳液聚合以及制造首批原子彈的曼哈頓工程。50年代中期提出了傳遞過程原理60年代初，新型高效催化劑的發明，新型高級裝置材料的出現，以及大型離心壓縮機的研究成功，開始了化工裝置大型化的進程，把化學工業推向一個新的高度。此后，化學工業過程開發周期已能縮短至4～5年，放大倍數達500～20000倍。

1.1化工的發展概況現代化學工業始于18世紀的法國，隨后傳人7920世紀70年代后，現代化學工程技術滲入到了各個加工領域，生產技術面貌發生了顯著變化。化學工業還同時面臨來自能源、原料和環保三大方面的挑戰，進入一個新的更為高級的發展階段。

在原料和能源供應日趨緊張的條件下，化學工業正在通過技術進步盡量減少其對原料和能源的消耗；為了滿足整個社會日益增長的能源需求，化學工業正在努力提供新的技術手段，用化學的方法為人類提供更新更多的能源；為了自身的發展，化學工業正在開辟新的原料來源，為以后的發展奠定豐富的原料基礎；隨著電子計算機的發展和應用，化學工業正在進入高度自動化的階段；一些高新技術，如激光、模擬酶的應用，正在使化學工業生產的效率顯著提高，技術面貌發生根本性的變化；由于有了更新的技術手段，化學工業對環境的污染進一步得到控制，并將為改善人類的生存條件做出新的貢獻。20世紀70年代后，現代化學工程技術滲入到了各個加工領域，生801.2現代化學工業過程開發1．利用現有的情報資料、技術數據、同類過程的成熟經驗、小試或模試的實驗結果和化學化工知識，把化學工業過程抽象為理論模型；2．進行工業裝置的概念設計，并根據概念設計相似縮小為中試裝置；3．比較電子計算機的數學模擬和中試結果，反復比較，不斷修正數學模型，使其達到一定精度，用于放大設計。

1.2現代化學工業過程開發1．利用現有的情報資料、技術數據、811.3化工行業簡單分類

1、無機化學工業（1）基本無機化學工業:無機酸（HCl、H2SO4、HNO3）；氨和銨鹽（合成氨、液態氨、氨水、銨鹽）；氯堿（純Na2CO3、NaHCO3、燒堿NaOH、鉀堿KOH,K2CO3）；無機鹽；工業氣體（O2、N2、H2、CO2）等。（2）非金屬元素及其無機化合物：鹵素、H、O等（3）電化學工業：電解、電鍍（4）金屬元素的無機化學工業（5）電熱工業、高溫制品工業：高溫電爐；電石（CaC）；Ca(CN)2；人造超硬度材料的生產；人造寶石、合成寶石；人造石墨。（6）硅酸鹽工業

1.3化工行業簡單分類1、無機化學工業822、有機化學工業:

有機化合物；脂肪；碳環化合物、脂環化合物；芳香化合物；雜環化合物；元素化合物；含同位素化合物；天然有機化合物3、高分子化合物:（1）合成樹脂與塑料;（2)橡膠;（3)橡膠

4、生物化工（1）纖維素質的化學加工：木材、纖維素、植物纖維水解。（2）制藥：抗菌素、激素、磺胺類等（3）釀造：葡萄酒、啤酒等（4）其他：生物能源、生物材料、有機酸、氨基酸、功能食品添加劑2、有機化學工業:83第二章化工單元操作化工生產過程是由許多個化工單元操作串聯而成的，根據其所遵循的基本規律，

可將單元操作劃分為三大類，即：遵循流體動力基本規律的單元操作

包括流體輸送、沉降、過濾、固體流態化等。遵循傳熱基本規律的單元操作

包括加熱、冷卻、冷凝、蒸發等。遵循傳質基本規律的單元操作

包括蒸餾、吸收、萃取、結晶、干燥、膜分離等。第二章化工單元操作化工生產過程是由許多個化工單元操作串842.1流體輸送流體輸送操作必須采用可為流體提高能量的輸送設備，以便克服輸送沿程的機械能損失、提高位能、提高流體的壓強。輸送液體的設備離心泵（化工生產中最常見）正位移泵(往復式、旋轉式)）通風機輸送氣體的設備鼓風機壓縮機。則按其所產生的壓強的高低工作原理:依靠高速旋轉的葉輪，使流體在離心力的作用下獲得能量提高壓強，具有較高壓強的流體從流體輸送設備的排出口進入排出管道，被輸送到所需場所。2.1流體輸送流體輸送操作必須采用可為流體提高能量的輸送設備85泵與風機

計量泵

離心風機泵與風機862.2非均相物系的分離

均相：物系各處均勻且無相界面，如混合氣體和溶液。非均相：物系內部有個開不同相的界面存在，且界面兩側的物料性質有差別（如：懸浮液、乳濁液及泡沫液以及含塵氣體、含霧氣體等）。分散相：處于分散狀態的物質（分散于流體中德固體顆粒、液滴或氣泡）連續相：包圍著分散物質而處于連續狀態的流體（如：氣態非均相物系的氣體、液態非均相物系中的連續液體）該過程目的：收集分散物質，凈化分散介質，環境保護2.2非均相物系的分離均相：物系各處均勻且無相界面，如混合872.2.1重力沉降在某種力場中利用分散相和連續相之間的密度差異，使之發生相對運動而實現分離的操作過程。其設備有：

降塵室含塵氣體進入降塵室后，因流道截面積擴大而速度減慢，只要顆粒能夠在氣體通過沉降室的時間內降至室底，便可從氣流中分離出來。沉降槽用來提高懸浮液濃度并同時得到澄清液體的重力沉降設備。需要處理的懸浮料漿在槽內靜置足夠長的時間后，增濃的沉渣由槽底排出，清夜則由槽上部排出管抽出。2.2.1重力沉降在某種力場中利用分散相和連續相之間的密度差88化工工藝講座課件89化工工藝講座課件902.2.2離心沉降離心沉降

依靠慣性離心力的作用而實現的沉降過程（兩相密度差較小、顆粒粒度較細的非均相物系）得2.2.2離心沉降離心沉降

912.2.3過濾過濾

以某種多孔物質為介質，在外力作用下，使懸浮液中的液體通過介質的孔道，而固體顆粒被截留在介質上，從而實現固、液分離的操作。過濾操作采用的多孔物質稱為過濾介質，所處理的懸浮液稱為濾漿或料漿，通過多孔通道的液體稱為濾液，被截留的固體物質稱為濾餅或濾渣

過濾介質①織物介質：即棉、毛、麻或各種合成材料制成的織物，也稱為濾布。②粒狀介質：細紗、木炭、碎石等。③多孔固體介質（一般要能夠再生的才行）：多孔陶瓷、多孔塑料、多孔玻璃等。

2.2.3過濾過濾以某種多孔物質為介質，在外力作用下，使92過濾原理過濾原理93

過濾設備——壓濾機

懸浮液從框右上角的通道1（位于框內）進入濾框，固體顆粒被截留在框內形成濾餅，濾液穿過濾餅和濾布到達兩側的板，經板面從板的左下角旋塞排出。待框內充滿濾餅，即停止過濾。如果濾餅需要洗滌，先關閉洗滌板下方的旋塞，洗液從洗板左上角的通道2（位于框內）進入，依次穿過濾布、濾餅、濾布，到達非洗滌板，從其下角的旋塞排出。如果將非洗滌板編號為1、框為2、洗滌板為3，則板框的組合方式服從1—2—3—2——1—2—3之規律。組裝之后的過濾和洗滌原理如圖所示。過濾設備——壓濾機懸浮液從框右上角的通道1（942.3傳熱傳熱：指由于溫度差引起的能量轉移，其方式有3種：傳導、對流、輻射。換熱器：（按用途）：加熱、冷卻、蒸發、再沸、冷凝、分凝（按方法）：間壁式（夾套式、蛇管式、噴淋式、套管式）、混合式（氣體冷卻、蒸汽冷凝）及蓄熱式（耐熱材料），列管式主要特點：冷熱兩種流體間的熱交換，是依靠熱流體和冷流體直接接觸和混合過程實現的。廢蒸汽熱水冷水混合式換熱器2.3傳熱傳熱：指由于溫度差引95

空調的制冷循環、太陽能供熱設備、熱管式換熱器等均屬此類。

蓄熱式換熱器高溫流體蓄熱體低溫流體中間載熱體式換熱器此類換熱過程廣泛應用于核能工業、冷凍技術及工廠余熱利用

96

2.4蒸發蒸發：使含有不揮發溶質的溶液沸騰氣化并移出蒸汽，從而使溶液中溶質濃度提高的單元操作。其中，加熱蒸汽稱為生蒸汽，蒸出的蒸汽稱為二次蒸汽。2.4蒸發蒸發：使含有不揮發97化工工藝講座課件982.5蒸餾（應用于均相物系）原理：將液體混合物部分氣化，利用混合物中各組分的揮發度不同使各組分得以分離。輕組分：沸點低的組分為易揮發組分重組分：沸點高的組分為難揮發組分餾出液：蒸出冷凝液釜殘液：蒸出后剩余的混合液傳質過程（分離操作）：物質在相間的轉移過程。其中，蒸餾是分離液體混合物的典型單元操作。按操作流程：間歇、連續蒸餾(主要)按蒸餾方式：簡單蒸餾、平衡蒸餾（閃蒸）、精餾（最廣泛）和特殊精餾。按操作壓強：常壓、加壓或減壓

2.5蒸餾（應用于均相物系）原理：將液體混合物部分氣化，利用991、分類：板式塔：泡罩塔、浮閥塔、篩板塔。填料塔：塔內充填一定高度的填料。2、塔板的作用：氣液兩相傳質，傳熱的場所。3、篩板塔中n層板上的操作情況

（二）精餾塔1、分類：（二）精餾塔100鞍環填料階梯環填料鮑爾環填料鞍環填料階梯環填料鮑爾環填料1012.5.1精餾流程C簡化流程由于溫度較高的蒸汽與溫度低的X3確接觸，使液體部分氣化，蒸汽自身被冷凝，省去了中間加熱器與冷凝器。將每一中間產品返回到下一級中，不僅可以提高產品的收率；而且是過程必不可少的條件。回流是保證精餾過程能連續穩定操作的必不可少的條件。再沸器是保證精餾過程連續穩定操作的必不可少的條件。xFx2x1y1x3y2y3

y3(或xD)y1冷凝器分離器加熱器2.5.1精餾流程C簡化流程xFx2x1y1x3y2y3102簡單蒸餾流程蒸汽原料液冷卻水冷凝器蒸餾釜收集器簡單蒸餾流程蒸汽原料液冷卻水冷凝器蒸餾釜收集器103萃取精餾1-萃取精餾塔2-萃取劑回收段3-苯回收塔4-冷凝器1342苯+環己烷脫溶劑基頂產品循環糠醛補充糠醛脫溶劑基底部產品萃取精餾1-萃取精餾塔2-萃取劑回收段104恒沸精餾原料和苯酒精和水

1-恒沸精餾塔2-苯回收塔3-乙醇回收塔4-全凝器5-分層器123445無水乙醇水恒沸精餾123445無水乙醇水105吸收：使混合氣體與適當的液體接觸，氣體中的一個或幾個組分便溶解于該液體內而形成溶液，不能溶解的組分則保留在氣相中,即利用各組分溶解度不同而實現分離氣體混合物的操作。

溶質：能夠溶解的組分

溶劑：即吸收劑，用來溶解氣體的液體

溶液：即吸收液，吸收操作所得到的液體吸收尾氣：排出的氣體吸收操作的意義：（1）原料氣的凈化。（2）有用組分回收。（3）制備有用溶液。（4）廢氣治理。2.6吸收吸收塔混合氣體溶液尾氣吸收劑吸收：使混合氣體與適當的液體接觸，氣體中的一個或幾個組分便溶106

吸收塔平面圖化工工藝講座課件1072.7萃取

萃取操作的原理萃取：分離液體（或固體）混合物的一種單元操作，即選擇一種溶劑使混合物中易分離的組分溶解于其中，其余組分則不溶或少溶而獲得分離。亦稱溶劑萃取，簡稱萃取或抽提。萃取劑:選用的溶劑，以S表示；溶質:原料液中易溶于S的組分，以A表示；原溶劑（或稀釋劑）:難溶于S的組分,以B表示。將一定量萃取劑加入原料液中，然后加以攪拌使原料液與萃取劑充分混合，溶質通過相界面由原料液向萃取劑中擴散，所以萃取操作與精餾、吸收等過程一樣，也屬于兩相間的傳質過程。攪拌停止后，兩液相因密度不同而分層：一層以溶劑S為主，并溶有較多的溶質，稱為萃取相，以E表示；另一層以原溶劑（稀釋劑）B為主，且含有未被萃取完的溶質，稱為萃余相，以R表示。若溶劑S和B為部分互溶，則萃取相中還含有少量的B，萃余相中亦含有少量的S。2.7萃取萃取操作的原理108

一般地，在下列情況下采用萃取方法更為有利。

（1）原料液中各組分間的沸點非常接近，也即組分間的相對揮發度接近于1，若采用蒸餾方法很不經濟；（2）料液在蒸餾時形成恒沸物，用普通蒸餾方法不能達到所需的純度；（3）原料液中需分離的組分含量很低且為難揮發組分，若采用蒸餾方法須將大量稀釋劑汽化，能耗較大；（4）原料液中需分離的組分是熱敏性物質，蒸餾時易于分解、聚合或發生其它變化。一般地，在下列情況下采用萃取方法更為有利。（1）原料液109萃取設備萃取設備的工業應用實例萃取設備的類型很多。按萃取設備的構造特點大體上可以分為三類：一是單件組合式；二是塔式；三式離心式。

萃取設備

生產能力/m3/(m2·h)理論級數或級效率或理論級當量高度典型應用混合－澄清器噴淋塔填料塔篩板塔轉盤塔離心萃取器變動范圍大15～756～453～63～604～9575％～95％he=3~6mhe=1.5~6m對HT＝100～300mm時微30％

3.4～12.5級潤滑油工藝，核燃料加工用氨水從NaOH中萃取NaC1回收苯酚糠醛處理潤滑油工藝廢水中脫酚萃取設備萃取設備的工業應用實例

生產能力理論級數或級效110

萃取設備一、混合清澄器混合清澄器是一種組合式萃取設備，每一級均由一混合器與一澄清器組成二、塔式萃取設備萃取設備二、塔式萃取設備111三、離心式萃取設備三、離心式萃取設備1122.8干燥

2.8.1固體去濕方法和干燥過程物料的去濕方法（1）機械去濕

物料帶水較多時，可先用離心過濾等機械分離方法以除去大量的水；（2）吸附去濕用某種平衡水汽分壓很低的干燥劑（如CaCl2、硅膠等）與濕物料并存，使物料種的水分相繼經氣相而轉入干燥劑內；（3）供熱干燥工業干燥操作多是用熱空氣或其它高溫氣體為介質，使之掠過物料表面，介質向物料供熱并帶走汽化的濕分，此種干燥常稱為對流干燥，是本章討論的主要內容；2.8干燥

2.8.1固體去濕方法和干燥過程物料的去濕方法1132.8.2對流干燥流程及經濟性2.8.2對流干燥流程及經濟性114(1)干燥過程的傳熱、傳質

傳熱傳質方向從氣相到固體從固體到氣相推動力溫度差水汽分壓差(2)干燥過程進行的必要條件①濕物料表面水汽壓力大于干燥介質水汽分壓；②干燥介質將汽化的水汽及時帶走。

(1)干燥過程的傳熱、傳質

傳熱傳質方向從氣相到固1152.8.3干燥設備1干燥器的分類按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；2.8.3干燥設備1干燥器的分類按操作壓強分：常壓干燥116一、箱式干燥器優點：構造簡單、制造容易、適應性強。缺點：干燥不均勻，干燥時間長，勞動強度大，操作條件差。適用于干燥粒狀、片狀和膏狀物料，批量小、干燥程度要求高、不允許粉碎的脆性物料，以及隨時需要改變風量、溫度和濕度等干燥條件的情況。一、箱式干燥器優點：構造簡單、制造容易、適應性強。117二、帶式干燥器帶式干燥器是使用環帶作為輸送物料的干燥器。運輸帶通常用帆布、橡膠、金屬絲網制成，以金屬絲網居多。濕物料進口干燥產品熱空氣廢氣二、帶式干燥器帶式干燥器是使用環帶作為輸送物料的干燥器。118三、氣流干燥器濕物料氣流式干燥系統干燥管干物料旋風分離器蒸汽冷凝水冷空氣熱空氣板式換熱器廢氣風機三、氣流干燥器濕物料氣流式干燥系統干燥管干物料旋風分119四、沸騰床干燥器（流化床干燥）a.單室流化床b.多室流化床四、沸騰床干燥器（流化床干燥）a.單室流化床120

五、噴動床干燥器干物料廢氣風機旋風分離器噴動床干燥器五、噴動床干燥器干物料廢氣風機旋風分離器噴動床干燥器121

六、噴霧干燥器（spraydryer）廢氣干物料旋風分離器蒸汽冷凝水冷空氣熱空氣板式換熱器六、噴霧干燥器（spraydryer）廢氣干物料旋風分122離心式噴霧器壓力式噴霧器氣流式噴霧器離心式噴霧器壓力式噴霧器氣流式噴霧器123第三章幾種化工工藝簡介1，硫酸的工業制法2，合成氨工業3,石油和煤4，其他硬水的軟化漂白粉第三章幾種化工工藝簡介1，硫酸的工業制法1243.1硫酸的工業制法

一、原理與裝置原理裝置4FeS2+11O2====

2Fe2O3+8SO22SO2+O2

====

2SO3SO3+H2O===H2SO4

沸騰爐接觸室吸收塔3.1硫酸的工業制法一、原理與裝置4FeS2+11O2125二、硫酸的工業生產沸騰爐接觸室吸收塔凈化冷卻二、硫酸的工業生產沸騰爐接觸室吸收塔凈化冷卻126三、以硫鐵礦為原料的工藝流程三、以硫鐵礦為原料的工藝流程127三、設備實物圖沸騰爐三、設備實物圖沸騰爐128接觸室接觸室129沉降室沉降室130化工工藝講座課件1313.2合成氨工業原理：N2+3H22NH3+92.4KJ原料：N2的制法——分離液態空氣。H2的制法——水煤氣法。C+H2O(g)===CO+H2CO+H2O(g)===CO2+H2合成裝置：氨合成塔和水冷分離器。氨的分離原理：高壓下氨的沸點較高，在水冷的條件下氨就轉化為液態氨而與氮氣和氫氣分離。

催化劑3.2合成氨工業原理：N2+3H2132條件選擇：從反應速率、反應物的轉化率、設備的制造和動力的提供幾個角度考慮壓強相對大，約200—500大氣壓溫度較高，500度催化劑鐵觸媒。在實際生產過程中需將氨及時分離和不斷向混合氣體中補充氮氣、氫氣。條件選擇：從反應速率、反應物的轉化率、設備的制造和動力的提供133合成氨工業流程圖合成氨工業流程圖1343.3石油和煤的綜合利用

3.3.1石油的定義天然石油：（從地下開采出來未加工時稱原油）是一種可燃性粘稠液體，多為黑褐色或暗綠色。石油是由各種烴（碳氫化合物）類（烷烴、環烷烴、芳香烴等）組成的復雜混和物，含有少量硫、氮、氧等有機化合物和微量金屬。

原油的理化性質因產地而異。如按密度分為輕質原油（＜0.86＝和重質原油；按化學組成分為石蠟基、環烷基和中間基；按含硫量分為低硫（＜0.5%＝、含硫和高硫（＞2.0%）。3.3石油和煤的綜合利用

3.3.1石油的定義天然石油：（135

3.3.2石油產品石油產品可分為：石油燃料、石油溶劑與化工原料、潤滑劑、石蠟、石油瀝青、石油焦等6類。其中，各種燃料產量最大，約占總產量的90%；各種潤滑劑品種最多，產量約占5%。各國都制定了產品標準，以適應生產和使用的需要。3.3.2石油產品石油產品可分為：石油燃料、石油1363.3.3石油工藝

石油的分餾：根據石油各成分沸點的不同把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產物（餾分）。每一種餾分仍然是多種烴的混合物。石油分餾為常、減壓聯合分餾裝置。產品如直餾汽油等。

裂化：是在一定條件下，把分子量大、沸點高的烴斷裂為分子量小，沸點低的烴的過程。目的是把重油制取類似汽油的飽和烴和不飽和烴的混合物。裂化有熱裂化和催化裂化。

裂解：采用比裂化更高的溫度，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈氣態烴和少量氣態烴的操作。裂解氣的主要成分有乙烯、丙烯、丁二烯等。3.3.3石油工藝石油的分餾：根據石油各成分沸點的不同1373.3.4煤化工

煤：主要含C，還含有少量的H、N、S、O等元素。煤主要由有機物和無機物組成的復雜混合物。煤化工：以煤及其有效成份為原料的深加工工業。煤變油是以煤炭為原料，通過化學加工過程，生產油品和石油化工產品。根據化學加工過程的不同路線，煤制油可分為間接液化和直接液化兩大類。間接液化是先把煤炭在高溫下氣化成合成氣，然后再在催化劑的作用下合成為液體油品或石化產品；直接液化是把煤炭先磨成煤粉與溶劑配成油煤漿，然后在高溫、高壓和催化劑的作用下直接轉化成液體油品。

煤的干餾：是把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程，其產品有焦碳、煤焦油、粗氨水和焦爐氣等。煤焦油經分餾后可得苯、甲苯等方香族化合物。焦爐氣的成分主要是H2、CH4，還含有CO、CO2、CH2=CH2等。以它們為原料，又可分別衍生出若干化工產品，廣泛應用于塑料、農藥、醫藥、染料、冶金輔料、化工原料等。3.3.4煤化工煤：主要含C，還含有少138化工工藝講座課件1393.4其它

3.4.1硬水的軟化硬水：含Ca2+、Mg2+較多的水，即Ca2+、Mg2+的濃度達一定的數值。分類暫時硬度：陰離子為HCO3-永久硬度：陰離子為SO4-、Cl-、NO3-硬水的軟化：藥劑法，離子交換法。離子交換法：離子交換劑為磺化煤Ca2+(Mg2+)+2NaR===2Na++Ca2+(Mg2+)R2磺化煤再生：CaR2+2Na+===Ca2++2NaR水垢的成分：Ca(OH)2、Mg(OH)23.4其它

3.4.1硬水的軟化硬水：含Ca2+、Mg2+1403.4.2漂白粉制取：2Ca(OH)2+2Cl2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O原料：消石灰和氯氣。成分：CaCl2、Ca(ClO)2有效成分：Ca(ClO)2使用：Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO2HClO===2HCl+O23.4.2漂白粉制取：2Ca(OH)2+2Cl2=141第四章化工可持續發展戰略

進入20世紀后，化學工業迅速發展，環境污染和重大工業事故相繼發生。（1）1930年12月比利時“馬斯河谷事件”。（2）1948年10月美國賓夕法尼亞州的多諾拉煙霧事件。（3）1952年11月“倫敦煙霧事件”。（4）1961年9月14日“氯氣外泄事件”。（5）日本九州南部“水俉事件”（6）日本富山神通川“富山事件”（7）四日事件（8）米糠油事件等4.1化工與環境問題第四章化工可持續發展戰略進入1421960年到1977年的18年中，美國和西歐發生重大火災和爆炸事故360余起，死傷1979人，損失數十億美元。我國化學工業事故也頻繁發生，從1950年到1999年的50年中，發