化工工藝基礎第1章2024/3/29化工工藝基礎第1章第一章化工工藝學基礎

1.1化學工業發展狀況與趨勢1.2化工工藝學范疇與作用1.3化工基本概念1.4化工原料準備化工工藝基礎第1章1.1化學工業發展狀況與趨勢

化學工業：泛指生產過程中化學方法占主要地位的過程工業。

化工工藝：指將原料物質經過化學反應轉變為產品的方法與過程，包括實現這種轉變的全部化學的和物理的措施。

化工工藝學：研究運用各種學科的知識，經濟地、先進地將各種原材料生產出化工產品的技術、過程與方法，是化工產品生產的工程技術、訣竅和藝術。化工工藝基礎第1章1.1.1化學工業的地位與作用化學工業是國民經濟的支柱產業之一化學工業對人類影響深遠化學工業對其他行業的發展提供了基礎是國家規劃重點產業之一化工工藝基礎第1章1.1.2現代化學工業發展趨勢現代化工特點1、原料、生產方法和產品的多樣性與復雜性2、向大型化、綜合化、精細化發展3、多學科合作、技術密集型生產4、能量合理利用與節能5、資金密集投資回收快，利潤高6、安全與環保問題日益突出發展趨勢1、開發新技術、縮短新技術新工藝工業化周期，加快產品更新升級2、最充分、徹底地利用原料3、大力發展綠色化工4、化工過程要高效、節能、智能化5、實施廢物再生工程化工工藝基礎第1章1.1.3化學工業的原料與主要產品化學工業主要原料資源1、礦產資源包括化學礦、煤炭、石油、天然氣等2、生物資源主要是動植物資源3、空氣與水4、海洋資源常包括海水、海洋生物、海洋礦產等5、工業副產品和廢棄物化工工藝基礎第1章

1.1.4化學工業主要產品分類

1、按使用原料分

煤化工、石油化工、天然氣化工、海洋化工、礦產化工、生物化工、林產化工、天然藥物和天然產物化工。

2、按產品的用途和產品形態分

國防化工、環境化工、食品化工、日用化工、農用化工、能源化工、信息化工、材料化工、皮革化工、冶金化工、藥物化工、硅酸鹽化工、建筑化工

3、按產品歸大類

無機化工、有機化工、高分子材料化工、精細化工

4、按產品行業和工業規模劃分

硫酸、硝鹽、無機酸純堿、氯堿、無機鹽、基本有機原料、農藥、醫藥、染料、涂料、膠粘劑、合成樹脂、化學纖維、合成橡膠、感光材料和磁性材料、日用化學品、表面活性劑、化學試劑、催化劑、助劑、陶瓷和無機非金屬材料、水泥、玻璃、生物化工、專用精細化學品、塑料加工、橡膠加工、化學冶煉、化工機械等。

5、按統計歸口分

基本化工原料、化肥、農藥、醫藥、有機化學品、日用化學品、合成材料、化纖、橡膠制品、塑料制品和專用化學品等大宗門類。化工工藝基礎第1章1.2化工工藝學范疇與作用1.2.1化工工藝學研究內容生產工藝流程生產工藝參數控制安全和環保措施貫穿以上內容的核心則是技術可行性和經濟性化工工藝基礎第1章

1工藝流程

工藝流程是將原料轉變為產品所需的功能單元按加工順序組合起來的。流程表示方法有兩類：

工藝流程圖:如帶控制點的工藝流程圖，工藝物料圖、物料平衡圖、公用工程流程圖、輔助管道流程圖、施工圖等工藝流程簡圖：簡單反映出物料流向、加工步驟，了解操作單元，能量傳遞與利用，副產物與三廢等工藝流程的組織：推論分析法、功能分析法、形態分析法。化工工藝基礎第1章

2工藝參數工藝參數是化工工藝中的靈魂，用模塊表示為原料準備工藝參數反應工藝參數分離工藝參數產品商品化工藝參數三廢治理的“原料”三廢三廢三廢三廢反應工藝參數分離副產品無害化物質工藝參數化工工藝基礎第1章

3安全與環保

安全是化工生產前提，必須保證人身安全和設備正常運轉，遵守衛生標準和要求環保則是化工生產可持續發展的必須。安全與環保也是工藝學研究的主要內容。化工工藝基礎第1章4化工工藝的研究方法一般來說工藝研究方法有兩個：A、從個別到一般，即從已有的個別生產，通過化學工程的相關理論，歸納得到一些共性結論，并可形成理論。B、從理論到實踐，即由歸納的結論出發用來設計和指導化工生產。研究一個生產過程可分為5個板塊：反應過程、原料、分離、產品后加工、三廢治理化工工藝基礎第1章1.2.2化工工藝學的地位作用化工工藝學是研究和指導化工生產的學科，所以化工工藝與化學工程的發展緊密聯系在一起，相互依存，相互促進。任何化工企業都離不開懂化工工藝的技術人員。由此可見化工工藝學在化工生產中的地位和作用。化工工藝基礎第1章1.3化工基本概念1.3.1化工裝置操作方式1、連續操作優點：產品質量均一，工藝控制指標容易實現自動化操作，由計算機控制，設備能滿負荷運轉，勞動生產率高，勞動強度小，生產過程穩定、安全。通常大型化工裝置采用連續式。2、間歇操作生產按照反應的周期來進行。優點：投料容易準確，反應物便于控制，對生產小批量多品種比較方便，對復配型精細化工產品也比較方便。缺點：勞動強度大，環保投資高。3、半連續操作介于以上二者之間化工工藝基礎第1章1.3.2化工過程主要效率指標1、生產能力和生產強度（1）生產能力：指一個設備、一套裝置或一個工廠在單位時間內生產的產品量或單位時間內處理的原料量。單位kg/h,kt/a,t/d等

（2）生產強度：設備單位特征幾何量的生產能力。單位kg/(h.m3),kg/(h.m2)等

（3）有效生產周期

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2、化學反應的效率——合成效率（1）、原子經濟性

Pi—目標產物分子中各類原子數；Fi—反應物原料中各類原子數；M—相應各類原子的相對質量。

（2）、環境因子化工工藝基礎第1章

3、轉化率、選擇性、收率（1）轉化率（2）選擇性（3）收率（產率）化工工藝基礎第1章

4、平衡轉化率和平衡產率

可逆反應平衡時達到的轉化率和產率，是可逆反應的極限值，工業實際產率都要低于平衡產率。工藝學任務之一是通過熱力學分析尋找提高平衡產率的有利條件并計算平衡產率。這也是實際工藝參數確定的因素之一。化工工藝基礎第1章1.3.3化工工藝管理化工工藝管理內容：組織制定、執行化工產品的生產工藝技術規程及其他以此為重心的各項規章制度；督促和檢查以生產工藝技術規程為重心的各項技術規程的執行情況，總結經驗，改進生產技術；開展合理化建議活動，組織技術措施的實施。具體是：工藝操作規程、安全操作規程、全面質量管理、技術管理、標準和計量管理。這都是化工工藝人員在企業所從事的主要工作化工工藝基礎第1章1.3.4化工技術經濟化工技術經濟指標生產經濟指標和宏觀指標生產經濟指標有設備、原材料、染料動力利用程度的各項指標。宏觀指標有產品成本、利稅、利潤等化工工藝基礎第1章

宏觀指標（1）產品成本產品成本利潤稅收銷售成本銷售費用工廠成本管理費用車間費用原料消耗公用工程費人工工資車間費基本折舊費化工工藝基礎第1章

（2）建設投資費用包括工程費、工程建設其他費用、預備費。（3）總投資

包括建設投資費用、流動資金、建設期利息（4）產值產值=單價×產量（5）折舊年折舊費化工工藝基礎第1章1.3.5化工節能化工行業屬高能耗行業，消耗的大部分是一次性能源。節能是世界工業發展方向，化工節能勢在必行。節能也是提高化學品經濟效益的有效手段。化工工藝基礎第1章1.4化工原料的準備化工原料與輔助材料會直接影響到產品的生產技術水平和生產能力。原料品味、輔料等會影響產品成本、性能，甚至產品結構。原料對工藝路線、反應過程、分離過程、三廢處理等具有決定性作用。對原料需要進行一定的預處理以滿足工藝要求，并盡可能做要能量合理利用。不同形態的原料預處理的方式不同。化工工藝基礎第1章1.4.1固體原料處理1、粉碎和團聚2、固體物料的凈化純化3、固體干燥4、固體混合和混料5、粉塵防護化工工藝基礎第1章1.4.2氣體原料處