化工原理绪论电子教案.pptVIP

第1章 绪论 化学工业的作用： 机械工业 电子工业 国防工业 农业 日用品 (3）在结构参数和设计参数都已固定的条件下，为避免干扰,使生产过程能在外界条件变化及各干扰因素出现的情况下，保证过程系统的经济性，对操作参数和控制参数进行优化，称为最优操作或最优控制。 (2）在给定过程结构的条件下，确定各单元及整个系统的最优参数的优化计算，叫最优设计。 过程优化涉及技术和经济两方面。 技术优化是使各项指标达到最优，经济优化是以最小费用获得最大利润,达到高的经济效益为目标。 * * 1.1化学工业概况 1.2化工生产过程概述 1.3化学工程学简介 1.4单位与单位制 1.1化学工业概况 化学工业是国民经济的重要部门之一，在各国经济发展中举足轻重。一般占GDP的5-7%，占工业产值的7-10%甚至更高。过去十年，世界化学工业以高于世界经济增长率的20%-30％的速度发展。我国化工产业占GDP的12-15%左右。 化学工业的发展反映了人类对化工产品日益增加的需求，显示出其在人类社会生活中的作用愈来愈重要。 1．化学工业在国民经济中的地位与作用 机械工业 切割用的电石、成型剂、粘合剂、表面处理、化学镀、防锈涂料、合成纤维、合成树脂、橡胶、涂料、石棉、玻璃、建材等。 电子工业 超高材料、超导材料；如气体、试剂、半导体、荧光屏及其他溶剂。 国防工业 炸药、助推剂、复合材料、陶瓷、核燃料等。 农业 合成纤维代替棉花、合成橡胶代替天然橡胶；如，生产1万t合成纤维相当于200 km2棉田所产棉花，制造1万t合成橡胶相当于166.5 km2橡胶园所产的天然橡胶。农药、化肥、农用地膜、人工降雨等。 日用品 衣、食、住、行、医疗及文体用品等。 2．化学工业行业范畴与产品分类 化学工业门类复杂，是一个包含多个行业的工业部门。 按4类分： 原料工业 （煤、石油、天然气等） 基本无机化工 （酸、碱、盐） 基本有机化工 （合成材料、加工业） 合成工业 （制药、精细化工） 石油炼制和裂解工业、煤焦化及煤焦油工业、基本有机合成工业、合成高分子工业、氯碱工业、制酸工业、肥料工业以及精细化学工业。 b．按8类分： c．按产品分类（25类）： 如：工业、农业、天然产品、生活用品等 ① 通用化学品：以煤、石油、天然气、农副产品为原料经简单加工而成的三烯三苯一炔一萘、三酸二碱等。 d．按技术密集程度和附加值大小分类： ② 精细化工品：以通用化学品为原料，深加工，高附加值，小批量，大利润，高纯度的产品。 3．化学工业的原料及选择原则 根据物质来源分，有无机原料和有机原料两大类。前者主要有空气、水和化学矿物；后者主要是煤、石油、天然气和生物物质。 空气经液化和精馏为化工生产提供氧气和氮气。 氧气与诸多化工原料反应生成含氧产品；氮气既可 作为原料，也可用于洗涤、分离气体混合物。水主要用做原料、溶剂、冷却剂、蒸汽(热源或动力)。化学 矿物有制硫酸的黄铁矿和硫，制磷酸盐的磷灰石等。 (1)无机化工原料 a．煤 煤焦油、焦碳、苯、焦炉气（CH4）、硫等。 (2)有机化工原料 d．农林作物 油料、药用、纤维作物、橡胶、染料等。 c．石油 油品、炼厂气、裂解、重整。 b．天然气 甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。 (3)原料选择原则 在选择原料路线和技术路线时，应全面权衡技术、经济、社会和环保等方面的利弊。要考虑原料的来源、种类，路线是否可行，技术上是否合理，分析原料的经济性。 4．化学工业的特点 (1)化学工业是独特的、不可取代的工业部门 化学工业以化学加工为主要特征，是创造新物质的工业。 (2)化工产品品种繁多，工艺复杂 (3)化学工业是装置型工业，具有规模经济性 化工生产的主要设备大多是塔、罐、槽、器及管道，一般装置的投资费用与其生产能力的2/3次方呈正比。 (4)化学工业是资金密集，技术密集的工业部门 以机械工业的技术密集指数为100，化学工业则达到2480。以医药和农药新品种开发为例，开发成功率为万分之一，完成一个新品种研制，在美国需10年左右时间，耗资6000万美元。 (5)化学工业是能源消耗的大户 (6)化学工业是易污染、重污染的工业部门 5．化学工业的发展与现状 化学工业历史悠久，最初的化工可追溯到公元前2000多年前的制陶、冶炼、酿造、漂染、揉革等行业。自18世纪中期工业革命兴起，机器的出现使棉纺织业实现机械化，硫酸的铅室法出现，路布兰制碱法出现。19世纪中叶，出现了氨碱法制碱的索尔维法。随后，电解法制碱技术问世，为造纸、染