合肥學(xué)院化工工藝學(xué)重點(diǎn).docx

1、化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)1：原料、生產(chǎn)方法和產(chǎn)品的多樣性與復(fù)雜性；2：向大型化、綜合化發(fā)展，精細(xì)化率也在不斷提高； 3：是多學(xué)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(rùn)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(wèn)題。國(guó)外的發(fā)展現(xiàn)狀1：現(xiàn)在，西方發(fā)達(dá)國(guó)家已將化學(xué)工業(yè)劃分為以通用化學(xué)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(diǎn)是開發(fā)，通過(guò)工藝過(guò)程和催化劑的開發(fā)不斷降低生產(chǎn)成本；:3：后者重點(diǎn)是研發(fā)，通過(guò)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。化工原料轉(zhuǎn)為石油和天然氣的原因分析1 石油和天然

2、氣開采、運(yùn)輸和加工方便，因而價(jià)廉、易得；2 石油和天然氣是由低相對(duì)分子量的有機(jī)化合物組成的混合物， 可以采用簡(jiǎn)單的物理 （例如蒸餾和萃取等）和化學(xué)（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(jī)化工產(chǎn)品。3 而煤是一種巨大的高相對(duì)分子量的化合物，必須經(jīng)過(guò)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(fù)雜的低相對(duì)分子量的化合物，想進(jìn)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)化

3、學(xué)工業(yè)的現(xiàn)狀1：建國(guó)以來(lái)，我國(guó)的化學(xué)工業(yè)也取得了舉世矚目的成績(jī)。 在 1953 1990 年期間，化學(xué)工業(yè)的年平均增長(zhǎng)率為 14.1，大大超過(guò)同期國(guó)民生產(chǎn)總值的年平均增長(zhǎng)率。2：在 20 世紀(jì) 80 年代以前，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是：基本無(wú)機(jī)化工原料、化肥和農(nóng)藥，3：在 80 年代后，發(fā)展重點(diǎn)轉(zhuǎn)向有機(jī)化工原料和合成材料。4：現(xiàn)在，我國(guó)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(guó)的化學(xué)工業(yè)已成為世界化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。高水平的化學(xué)工業(yè)必定要有高水平的化學(xué)工藝學(xué)作為支撐。我國(guó)化學(xué)礦資源分布特點(diǎn)如下：:1：資源比較

4、豐富，但是分布不均衡2：高品位礦儲(chǔ)量比較少。3： :選礦比較困難，利用較為復(fù)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(huì)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(duì)它稍加壓縮就有汽油析出來(lái)，故稱濕氣。其他化工資源目前發(fā)展存在的問(wèn)題和改進(jìn)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(zhēng)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(qiáng)企業(yè)管理。c.大力開發(fā)精細(xì)化工產(chǎn)品。只通過(guò)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(rèn)為“32”流程較好 :4 只通過(guò)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(xué)反應(yīng)可分為：非反應(yīng)浸取與反應(yīng)浸取兩類，2 反應(yīng)浸取中又可分為：絡(luò)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(duì)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(guò)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(guó)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(fèi)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(kuò)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(xì)化工的特點(diǎn)1、精細(xì)化工品種日益增多 2、商品化技術(shù)水平日益提高細(xì)化工生產(chǎn)裝置多為小型設(shè)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(xì)化學(xué)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(diǎn)下進(jìn)行反應(yīng)，而燒結(jié)需在高于爐內(nèi)物料的熔點(diǎn)下進(jìn)行反應(yīng)。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(guò)程，而燒結(jié)是物料配加還原劑、助熔劑的化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程。3 雖然都是高溫反應(yīng)過(guò)程，但燒結(jié)是在物料熔融狀態(tài)下的化學(xué)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(shí)， 所發(fā)生的一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過(guò)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(guò)程中發(fā)生的變化。第一階段(室溫 300 )：煤的外形無(wú)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(duì)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(shí)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)又分為固定床、移動(dòng)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(shí)可制取輕質(zhì)芳烴 (BTX) ，干餾殘?zhí)加糜谥茪洹S SRT 工藝的煤轉(zhuǎn)化率可達(dá)6065，其中 (甲烷，乙烷 ) 30， w(BTX) 8 10， (輕油 ) 1 3?；腔磻?yīng)和硝化反應(yīng)工藝分析烷基苯的磺化： 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(duì)水和油都有較高的親和力。對(duì)于一種洗滌劑的基本要求是：無(wú)毒、分子中既含有親水基團(tuán)，又含有親油基團(tuán)；烷基苯磺酸鈉中，烷基是親油的，磺酸基是親水的， 由 12 個(gè)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(lái)實(shí)現(xiàn)， 所得產(chǎn)品是含有三個(gè)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(yīng) 指在有機(jī)化合物中引入硝基(-NO2) 而生成硝基化合物的過(guò)程。作用： 1.作為制備氨基化合物的重要途徑；2.促進(jìn)親核取代反應(yīng)的進(jìn)行；3.制備各種有用的有機(jī)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(tuán) (-Cl ， -R， -SO3H ，-COOH,-N=N-) 被硝基取代1.硝化過(guò)程硝化過(guò)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(xué)法、色譜分析法、氣液相色譜法和紅外光譜法等。間接液化費(fèi)托（ F-T）合成 (1) 費(fèi)托合成反應(yīng)費(fèi)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(fù)雜反應(yīng)系統(tǒng)。烷烴生成反應(yīng)烯烴生成反應(yīng)醇類生成反應(yīng)醛類生成反應(yīng)生成碳的反應(yīng)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(guò)程也是一個(gè)十分復(fù)雜的反應(yīng)系統(tǒng)，甲醇在一定條件下通過(guò)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(yīng)式可表示如下：主要反應(yīng)及簡(jiǎn)單過(guò)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(yīng)：CH2CH2費(fèi)托（ F-T ）合成O+H2OCH 2-CH 2 298k=-81.2kJ/molOHOH副反應(yīng)：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(shí)間環(huán)氧乙烷水合是不可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率可接近100