合肥學院化工工藝學重點.docx

1、化學工業(yè)的特點1：原料、生產(chǎn)方法和產(chǎn)品的多樣性與復雜性；2：向大型化、綜合化發(fā)展，精細化率也在不斷提高； 3：是多學科合作，生產(chǎn)、技術(shù)密集型的生產(chǎn)部門；4：重視能量合理利用，積極采用節(jié)能新工藝和方法；5：資金密集，投資回收速度快，利潤高；:6：化工生產(chǎn)中易燃、易爆、有毒仍然是現(xiàn)代化工企業(yè)首先要解決的問題。國外的發(fā)展現(xiàn)狀1：現(xiàn)在，西方發(fā)達國家已將化學工業(yè)劃分為以通用化學品為主和以高附加值產(chǎn)品為主的兩大部類。 2：前者的重點是開發(fā)，通過工藝過程和催化劑的開發(fā)不斷降低生產(chǎn)成本；:3：后者重點是研發(fā)，通過研究、發(fā)明和開發(fā)，不斷推出新的具有高附加值的產(chǎn)品?；ぴ限D(zhuǎn)為石油和天然氣的原因分析1 石油和天然

2、氣開采、運輸和加工方便，因而價廉、易得；2 石油和天然氣是由低相對分子量的有機化合物組成的混合物， 可以采用簡單的物理 （例如蒸餾和萃取等）和化學（例如催化裂解、催化重整等）加工方法，將它們彼此分離或改變它們的結(jié)構(gòu)，從而制得大量的有機化工產(chǎn)品。3 而煤是一種巨大的高相對分子量的化合物，必須經(jīng)過深度加工 （例如焦化、 汽化和液化等）才能打破它們的分子鍵，獲得組成及其復雜的低相對分子量的化合物，想進一步制得純品，將是十分困難的。4 因此，從前的乙炔路線生產(chǎn)化工產(chǎn)品， 生產(chǎn)成本比以石油和天然氣為原料制得的產(chǎn)品要高得多，缺乏商業(yè)競爭力，所以，煤化工的發(fā)展緩慢。煤液化技術(shù)將是化工領(lǐng)域新的研究方向。我國化

3、學工業(yè)的現(xiàn)狀1：建國以來，我國的化學工業(yè)也取得了舉世矚目的成績。 在 1953 1990 年期間，化學工業(yè)的年平均增長率為 14.1，大大超過同期國民生產(chǎn)總值的年平均增長率。2：在 20 世紀 80 年代以前，化學工業(yè)的發(fā)展重點是：基本無機化工原料、化肥和農(nóng)藥，3：在 80 年代后，發(fā)展重點轉(zhuǎn)向有機化工原料和合成材料。4：現(xiàn)在，我國有10 多種主要化工產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界前列。5：其中，化肥、合成氨和染料位居世界第一，硫酸、純堿、農(nóng)藥位居世界第二，由此可見，我國的化學工業(yè)已成為世界化學工業(yè)的重要組成部分。高水平的化學工業(yè)必定要有高水平的化學工藝學作為支撐。我國化學礦資源分布特點如下：:1：資源比較

4、豐富，但是分布不均衡2：高品位礦儲量比較少。3： :選礦比較困難，利用較為復雜。天然氣的分類1：干氣：主要成分是CH4，其次是乙烷、丙烷、丁烷，并含有少量的C5 以上重組分，及CO2、 N2、 H2S、 NH3 等。它稍加壓縮不會有液體產(chǎn)生，故被稱作干氣。:2：濕氣：除上述成分外，還含有少量的較多的輕汽油C5 以上，對它稍加壓縮就有汽油析出來，故稱濕氣。其他化工資源目前發(fā)展存在的問題和改進辦法a.原料和產(chǎn)品的質(zhì)量比大。b.有些產(chǎn)品，如溶劑等與人爭糧。c.生產(chǎn)成本難以與石油化工或煤化工匹敵，有不少生產(chǎn)廠家被迫關(guān)閉。a.改變產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。b.加強企業(yè)管理。c.大力開發(fā)精細化工產(chǎn)品。只通過一次轉(zhuǎn)化的

5、工藝稱為“一轉(zhuǎn)一吸”工藝，名詞解釋1：采用二次轉(zhuǎn)化，二次吸收的工藝稱為“二轉(zhuǎn)二吸”工藝，:2：在“二轉(zhuǎn)二吸”工藝中，有的第一次轉(zhuǎn)化分三段，第二次轉(zhuǎn)化分二段，這種流程稱為“3 2”流程 :3：工業(yè)上還有“31，“ 2 十 2”、“ 4+1”流程等，現(xiàn)在一般認為“32”流程較好 :4 只通過一次轉(zhuǎn)化的工藝稱為“一轉(zhuǎn)一吸”工藝，浸取方法：1 浸取按是否發(fā)生化學反應可分為：非反應浸取與反應浸取兩類，2 反應浸取中又可分為：絡合浸取、氧化浸取、還原浸取、氯化浸取等。3 按浸取條件可將浸取分為：常溫或高溫浸取，常壓或加壓浸取。煤液化的途徑煤炭液化有兩種完全不同的技術(shù)路線，一種是直接液化，另一種是間接液化。

6、煤炭間接液化所謂間接液化是相對于被稱為直接液化的煤高壓加氫路線而言， 指的是先將煤氣化制成合成氣，然后通過催化合成，得到以液態(tài)烴為主要產(chǎn)品的技術(shù)。此法由德國皇家煤炭研究所的F.Fischer 和H.Tropsch發(fā)明，所以又稱為FischerTropsch （F-T ）合成或費托合成。隨著碳一化工的發(fā)展，間接液化的范疇也在不斷擴大，如由合成氣甲醇汽油的MTG技術(shù)，由合成氣直接合成二甲醚和低碳醇燃料的技術(shù)也屬于煤間接液化之列。精細化工的特點1、精細化工品種日益增多 2、商品化技術(shù)水平日益提高細化工生產(chǎn)裝置多為小型設備， 產(chǎn)量少，生產(chǎn)周期短。3、產(chǎn)品的質(zhì)量水平不斷提高4、精5 大多數(shù)的精細化學品為

7、間歇式生產(chǎn)。焙燒、煅燒和燒結(jié)的差異性1 燒結(jié)也是一種化工單元工藝。燒結(jié)與焙燒不同，焙燒在低于固相爐料的熔點下進行反應，而燒結(jié)需在高于爐內(nèi)物料的熔點下進行反應。2 燒結(jié)也與煅燒不同，煅燒是固相物料在高溫下的分解過程，而燒結(jié)是物料配加還原劑、助熔劑的化學轉(zhuǎn)化過程。3 雖然都是高溫反應過程，但燒結(jié)是在物料熔融狀態(tài)下的化學轉(zhuǎn)化，這是它與焙燒、燃燒的不同之處。工藝分析：煤的干餾煤的干餾是煤在隔絕空氣條件下加熱至較高溫度時， 所發(fā)生的一系列物理變化和化學反應的復雜過程，稱為煤的熱解，或稱熱分解和干餾。煤炭熱分解指煤在加熱過程中發(fā)生的變化。第一階段(室溫 300 )：煤的外形無變化第二階段 (300600

8、)：煤黏結(jié)成半焦第三階段 (600 1000 ) ：形成焦炭煤熱解的影響因素煤化程度隨煤化程度增加，熱解開始溫度逐漸升高加熱終溫隨最終溫度的升高，焦炭和焦油產(chǎn)率下降，煤氣產(chǎn)率增加，但煤氣熱值降低升溫速率升溫速率對煤的黏結(jié)性有明顯的影響，可增加煤氣與焦油的產(chǎn)率熱解壓力液體產(chǎn)物數(shù)量及停留時間隨壓力增加而增加熱解氣氛氫氣下熱解的氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物總量比常壓下高得多煤炭低溫干餾低溫干餾的方法和類型很多:按加熱方式有外熱式、內(nèi)熱式和內(nèi)外熱結(jié)合式；按煤料的形態(tài)有塊煤、型煤與粉煤三種；按供熱介質(zhì)不同又有氣體熱載體和固體熱載體兩種；按煤的運動狀態(tài)又分為固定床、移動床、流化床和氣流床等。加氫干餾工藝加氫熱解可明顯增

9、加烴類氣體和輕油的產(chǎn)率，為此已開發(fā)的工藝有Coalcon 加氫干餾工藝與 CS SRT 加氫干餾工藝。 CS SRT 加氫干餾工藝是以生產(chǎn)高熱值合成天然氣為目的，同時可制取輕質(zhì)芳烴 (BTX) ，干餾殘?zhí)加糜谥茪?。CS SRT 工藝的煤轉(zhuǎn)化率可達6065，其中 (甲烷，乙烷 ) 30， w(BTX) 8 10， (輕油 ) 1 3?；腔磻拖趸磻に嚪治鐾榛降幕腔?烷基苯經(jīng)磺化制得的烷基苯磺酸鈉是目前合成洗滌劑中最重要的一種，即對水和油都有較高的親和力。對于一種洗滌劑的基本要求是：無毒、分子中既含有親水基團，又含有親油基團；烷基苯磺酸鈉中，烷基是親油的，磺酸基是親水的， 由 12 個碳

10、原子的烷基生成的烷基苯磺酸具有最好的洗滌性能。烷基苯的磺化可在3060 的范圍內(nèi)，用硫酸或發(fā)煙硫酸來實現(xiàn)， 所得產(chǎn)品是含有三個異構(gòu)體的混合物，它們都具有良好的洗滌性能， 因此不必分離。硝化反應 指在有機化合物中引入硝基(-NO2) 而生成硝基化合物的過程。作用： 1.作為制備氨基化合物的重要途徑；2.促進親核取代反應的進行；3.制備各種有用的有機化合物或中間體；4.利用硝基的極性，加深染料的顏色硝化方法 1 直接硝化氫原于被硝基直接取代2 間接硝化原于或基團 (-Cl ， -R， -SO3H ，-COOH,-N=N-) 被硝基取代1.硝化過程硝化過程有間歇與連續(xù)兩種方式由于生產(chǎn)方式和被硝化物的

11、性質(zhì)不同，一般有三種加料順序，即正加法、反加法、并加法。2.硝化物的分析硝化物的分析有化學法、色譜分析法、氣液相色譜法和紅外光譜法等。間接液化費托（ F-T）合成 (1) 費托合成反應費托合成是 CO 和 H2在催化劑作用下，以液態(tài)烴類為主要產(chǎn)品的復雜反應系統(tǒng)。烷烴生成反應烯烴生成反應醇類生成反應醛類生成反應生成碳的反應甲醇轉(zhuǎn)化制汽油MTG 技術(shù)（ 1）甲醇轉(zhuǎn)化為烴類的基本原理由甲醇轉(zhuǎn)化為烴類的過程也是一個十分復雜的反應系統(tǒng)，甲醇在一定條件下通過ZSM-5型沸石分子篩催化劑，發(fā)生脫水、低聚合和異構(gòu)化作用轉(zhuǎn)化成汽油，其總反應式可表示如下：主要反應及簡單過程：2CH3OHCH3OCH3 + H2O

12、輕烯烴類+ H2OC5 烯烴類脂肪烴環(huán)烷烴芳烴熱裂解工藝流程環(huán)氧乙烷合成乙二醇工藝原理（ 1 ）主反應：CH2CH2費托（ F-T ）合成O+H2OCH 2-CH 2 298k=-81.2kJ/molOHOH副反應：CH2CH2OCH 2 -CH 2-O-CHOH+CH 2-CH 2CH 2 -CH 2 -O-CH2-CH 2 + 146.8kJ/molOH OHOHOH（二甘醇）2-CH2 + CH2CH2CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2OHOOHOH（三甘醇）環(huán)氧乙烷水合工藝條件的選擇1）原料配比2）水合溫度由水合速率確定，通常為150220。3）水合壓力由水合溫度決定，通常為1.02.5MPa 。4）水合時間環(huán)氧乙烷水合是不可逆反應，轉(zhuǎn)化率可接近100