化工基礎(chǔ)培訓(xùn)1課件

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)2022/12/16化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化工基礎(chǔ)培訓(xùn)2022/12/11化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]1化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)，包括以煤、石油和天然氣等資源作為原材料加工的石油化工、煤化工、鹽化工、天然氣化工、生物化工及精細(xì)化工等領(lǐng)域。1.1化學(xué)工業(yè)概況化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)，包括以煤、2化學(xué)工程中具有共性的主要過(guò)程1、三傳一反動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)工程流體動(dòng)力過(guò)程：流體流動(dòng)及輸送、沉降過(guò)濾、固體流態(tài)化等。傳熱過(guò)程：熱傳導(dǎo)、蒸發(fā)、冷凝、熱交換、加熱。傳質(zhì)過(guò)程：氣體吸收、蒸餾、萃取、吸附、干燥等?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]化學(xué)工程中具有共性的主要過(guò)程1、三傳一反化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]32、化工單元操作化工生產(chǎn)過(guò)程可視為物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程組成。由于被加工物料的相態(tài)不同、過(guò)程原理和采用方法的差異，將物理過(guò)程可進(jìn)一步細(xì)分為一系列遵循不同物理定律，有某種功用的基本操作過(guò)程，稱之為單元操作，每一種單元操作都概括了化工生產(chǎn)中一類有共性的操作，從本質(zhì)上歸納為動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞三種傳遞過(guò)程。

。化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]2、化工單元操作化工生產(chǎn)過(guò)程可視為物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程組成。由4化工單元操作基本包括五個(gè)方面流體流動(dòng)過(guò)程:包括流體輸送、過(guò)濾、固體流態(tài)化等。

傳熱過(guò)程:包括熱傳導(dǎo)、蒸發(fā)、冷凝等。

傳質(zhì)過(guò)程:即物質(zhì)傳遞，包括氣體吸收、蒸餾、萃取、

吸附、干燥等熱力過(guò)程:即溫度和壓力變化的過(guò)程，包括液化、冷凍等。機(jī)械過(guò)程:包括固體輸送、粉碎、篩分等。

?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]化工單元操作基本包括五個(gè)方面流體流動(dòng)過(guò)程:包括流體輸送5表1-1單元操作單元操作目的物態(tài)原理傳遞過(guò)程流體輸送輸送液或氣輸入機(jī)械能動(dòng)量傳遞攪拌混合或分離氣-液輸入機(jī)械能動(dòng)量傳遞液-液,固-液過(guò)濾非均相混合物分離氣-固,固-液尺度不同的截留動(dòng)量傳遞沉降非均相混合物分離氣-固,固-液密度差引起的動(dòng)量傳遞沉降運(yùn)動(dòng)加熱,冷卻升溫,降溫,改變氣或液利用溫差傳入熱量傳遞相態(tài)或移出熱量蒸發(fā)溶劑與不揮發(fā)性液供熱汽化溶劑熱量傳遞溶質(zhì)的分離化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]表1-1單元操作單元操作目的物態(tài)6化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]71.2化工生產(chǎn)過(guò)程概述

1．化工生產(chǎn)過(guò)程分析化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)流程千差萬(wàn)別，共同之處是都有原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)物的分離三部分。

生產(chǎn)中，原料預(yù)處理和產(chǎn)物分離，缺一不可。化學(xué)反應(yīng)這一步是整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程的核心，起主導(dǎo)作用，其要求和結(jié)果決定著原料預(yù)處理的程度和產(chǎn)物分離的任務(wù)，直接影響到其它兩部分的設(shè)備投資和操作費(fèi)用?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]1.2化工生產(chǎn)過(guò)程概述

1．化工生產(chǎn)過(guò)程分析化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[82．化工生產(chǎn)過(guò)程的工業(yè)特征

(5)化工生產(chǎn)涉及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。如原料供應(yīng)、設(shè)備投資、能耗、銷售、投入、工時(shí)及生產(chǎn)管理等。經(jīng)濟(jì)效益是評(píng)價(jià)化工生產(chǎn)過(guò)程是否能實(shí)施的重要指標(biāo)。

(1)化工過(guò)程是大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，物料處理量大，與實(shí)驗(yàn)研究相差懸殊。(2)化工生產(chǎn)多為連續(xù)化生產(chǎn)過(guò)程。(3)化工生產(chǎn)處理的物料從原料的純度到產(chǎn)品的收率都與化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究不盡相同。(4)化工生產(chǎn)需要設(shè)置專用供水、供電、動(dòng)力、貯存、運(yùn)輸?shù)仍O(shè)施?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]2．化工生產(chǎn)過(guò)程的工業(yè)特征(5)化工生產(chǎn)涉及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。如原93．化工生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制

在任何化工生產(chǎn)過(guò)程中，需要檢測(cè)和控制的指標(biāo)有溫度、壓力、流量、液面、組成等幾類。

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]3．化工生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制在任何化工生產(chǎn)過(guò)程中，104．化工生產(chǎn)過(guò)程的研究與開發(fā)

任何一個(gè)新的化工生產(chǎn)過(guò)程，都是從最初的創(chuàng)意或設(shè)想開始，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室研究、中間試驗(yàn)、工業(yè)化試驗(yàn)、放大設(shè)計(jì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等諸多環(huán)節(jié)，最后建成工業(yè)生產(chǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。在放大設(shè)計(jì)過(guò)程中,大小裝置之間會(huì)產(chǎn)生工藝結(jié)果的差別，歸結(jié)于“放大效應(yīng)”，尋求其產(chǎn)生因由和改善的方法是過(guò)程開發(fā)一項(xiàng)中心任務(wù)?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]4．化工生產(chǎn)過(guò)程的研究與開發(fā)任何一個(gè)新的化工生產(chǎn)過(guò)程，115．化工生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

化工生產(chǎn)過(guò)程的工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有：

①物料和能量的綜合利用。④生產(chǎn)的投資費(fèi)用。③生產(chǎn)強(qiáng)度。②產(chǎn)品的產(chǎn)率及質(zhì)量。化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]5．化工生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析化工生產(chǎn)過(guò)程的工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指126．化工生產(chǎn)過(guò)程的資源和能源綜合利用

生產(chǎn)規(guī)模的大型化是化工生產(chǎn)過(guò)程資源和能源綜合利用的保障。生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大使單位產(chǎn)品的原材料和能源消耗大大降低；勞動(dòng)效率高，產(chǎn)品的總成本低，因而在市場(chǎng)和資源條件具備的情況下，生產(chǎn)規(guī)模大型化是化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

化工生產(chǎn)中，物料循環(huán)和熱量回流，并達(dá)到多種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，是節(jié)能降耗的主要途徑?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]6．化工生產(chǎn)過(guò)程的資源和能源綜合利用生產(chǎn)規(guī)模的大型137．化工生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化

按具體的生產(chǎn)任務(wù)，確定合理的工藝路線(原料、方法)，選擇合適的反應(yīng)器，配置相適宜的單元操作及設(shè)備，適當(dāng)組合構(gòu)成一個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程的整體，成為化工過(guò)程系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱化工系統(tǒng)?；は到y(tǒng)的諸多不確定性，決定了化工生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜性?；どa(chǎn)過(guò)程自身的特點(diǎn)和復(fù)雜性，使其存在大量的過(guò)程最優(yōu)化問(wèn)題，涉及過(guò)程研究中的開發(fā)和設(shè)計(jì)及過(guò)程運(yùn)行中的操作、管理和控制等各個(gè)方面。

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]7．化工生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化按具體的生產(chǎn)任務(wù)，確定合理的14化工系統(tǒng)優(yōu)化包含三個(gè)層次：

(1)化工工藝路線的最優(yōu)化。即系統(tǒng)總體方案的最優(yōu)化設(shè)計(jì)和選擇。(2)流程結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。即流程最優(yōu)化設(shè)計(jì)和選擇。(3)流程工藝參數(shù)和操作參數(shù)的最優(yōu)化?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]化工系統(tǒng)優(yōu)化包含三個(gè)層次：(1)化工工藝路線的最優(yōu)化。15化工生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化任務(wù)分為三個(gè)階段

(1)為完成某類產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)，將分散的單元遵循一定的法則，組織成對(duì)給定的性能指標(biāo)來(lái)說(shuō)是最優(yōu)的過(guò)程系統(tǒng)，這個(gè)階段稱為最優(yōu)綜合。在給定過(guò)程結(jié)構(gòu)的條件下，確定各單元及整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)參數(shù)的優(yōu)化計(jì)算，叫最優(yōu)設(shè)計(jì)?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]化工生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化任務(wù)分為三個(gè)階段

(1)為完成某類產(chǎn)品的16

(3）在結(jié)構(gòu)參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)都已固定的條件下，為避免干擾,使生產(chǎn)過(guò)程能在外界條件變化及各干擾因素出現(xiàn)的情況下，保證過(guò)程系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)操作參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，稱為最優(yōu)操作或最優(yōu)控制。

過(guò)程優(yōu)化涉及技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面

技術(shù)優(yōu)化是使各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，經(jīng)濟(jì)優(yōu)化是以最小費(fèi)用獲得最大利潤(rùn),達(dá)到高的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)。

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1](3）在結(jié)構(gòu)參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)都已固定的條件下，為避免干178．化工生產(chǎn)過(guò)程的流程圖

為描述化工生產(chǎn)過(guò)程，工程上通常用形象的圖形、符號(hào)和代號(hào)表示設(shè)備，用箭頭表示物料流動(dòng)方向，將化工過(guò)程從原料到最終產(chǎn)品經(jīng)過(guò)的所有設(shè)備和相互關(guān)系以及物料流動(dòng)順序，以圖示的方式表達(dá)出來(lái)，這種表示整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程全貌的圖形稱為工藝流程圖。

工藝流程圖是工廠設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是操作和檢修的指南。一般分為生產(chǎn)工藝流程圖、物料流程圖和帶控制點(diǎn)的工藝流程圖?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]8．化工生產(chǎn)過(guò)程的流程圖為描述化工生產(chǎn)過(guò)程，工程上通18

工藝流程圖中的設(shè)備的圖形和符號(hào)已標(biāo)準(zhǔn)化。生產(chǎn)工藝流程圖常將設(shè)備的大致幾何形狀畫出，或以方框表示。無(wú)論采用那種流程圖表達(dá)工藝流程，從左向右展開，有必要的文字進(jìn)行說(shuō)明，如設(shè)備名稱(符號(hào)代號(hào))、物料流向、物料名稱、圖名、圖號(hào)、設(shè)計(jì)階段等?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]工藝流程圖中的設(shè)備的圖形和符號(hào)已標(biāo)準(zhǔn)化。生產(chǎn)工藝流程19化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]201.3化學(xué)工程學(xué)簡(jiǎn)介

1．化學(xué)工程學(xué)及其研究對(duì)象和任務(wù)

化學(xué)反應(yīng)是它的核心，化學(xué)學(xué)科是它的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)工業(yè)在大型設(shè)備中大批量連續(xù)化的生產(chǎn)所提出的技術(shù)間題，僅靠化學(xué)學(xué)科的知識(shí)是遠(yuǎn)不夠的，它需要機(jī)械、電氣、儀表、控制等工程學(xué)科的理論支持和技術(shù)上的應(yīng)用，因此便誕生了一門源自化學(xué)、又不同于化學(xué)，綜合了諸多工程技術(shù)學(xué)科的新學(xué)科—化學(xué)工程學(xué)?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]1.3化學(xué)工程學(xué)簡(jiǎn)介1．化學(xué)工程學(xué)及其研究對(duì)象和任務(wù)21

化學(xué)工程學(xué)始于19世紀(jì)末。20世紀(jì)初，明確認(rèn)識(shí)到各行各業(yè)通用的物理操作的共性，提出了單元操作的概念，形成化工過(guò)程與設(shè)備課程，后多稱為化工原理。50年代形成了化學(xué)反應(yīng)工程分支。70年代以后，化工生產(chǎn)日趨大型化、連續(xù)化以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，化學(xué)工程學(xué)的研究已不再局限于單個(gè)單元操作或化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，形成了化學(xué)系統(tǒng)工程，主要是研究系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制和管理。

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化學(xué)工程學(xué)始于19世紀(jì)末。20世紀(jì)初，明確認(rèn)識(shí)到各行222．化學(xué)工程的研究方法

數(shù)學(xué)模型法：將復(fù)雜的研究對(duì)象合理地簡(jiǎn)化為某個(gè)模型，簡(jiǎn)化的模型與原過(guò)程近似而等效?；瘜W(xué)方面的問(wèn)題歸納為研究反應(yīng)對(duì)象，提出反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型；傳遞方面的問(wèn)題歸納為研究不同類型反應(yīng)器，提出反應(yīng)器的傳遞模型；而兩者的結(jié)合方面的問(wèn)題，則是將各種反應(yīng)模型和各種傳遞模型相結(jié)合的問(wèn)題。

在化學(xué)工程學(xué)的歷史發(fā)展中形成了兩種基本的研究方法經(jīng)驗(yàn)歸納法和數(shù)學(xué)模型法。經(jīng)驗(yàn)歸納法：借助物理學(xué)的相似論和因次分析法的指導(dǎo)。例熱交換中的傳熱系數(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定歸納成量綱為一的相似特征數(shù)的關(guān)系式確定?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]2．化學(xué)工程的研究方法數(shù)學(xué)模型法：將復(fù)雜的研究對(duì)象233．化學(xué)工程的幾個(gè)基本概念

在從事化學(xué)工程研究、進(jìn)行化工過(guò)程開發(fā)及設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作時(shí)，經(jīng)常運(yùn)用物料衡算、能量衡算、平衡關(guān)系和過(guò)程速率等概念。

(1)物料衡算

物料衡算基于物質(zhì)守恒定律，是對(duì)任一化工生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)入物料量、排出物料量和累積物料量進(jìn)行衡算，其衡算式為：

輸入物料量-輸出物料量＝累積物料量物料衡算是化工計(jì)算的最基本、最重要的計(jì)算，也是化工計(jì)算的基礎(chǔ)。化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]3．化學(xué)工程的幾個(gè)基本概念在從事化學(xué)工程研究、進(jìn)行24(2)能量衡算

能量衡算依據(jù)于能量守恒定律。指出進(jìn)入系統(tǒng)的能量與排出系統(tǒng)能量之差等于系統(tǒng)內(nèi)積累能量。

熱量衡算以物料衡算為基礎(chǔ)，它可確定有熱傳遞設(shè)備的熱負(fù)荷，確定傳熱面積以及加熱和冷卻載體的消耗量；還可以考察過(guò)程能量損耗情況，尋求節(jié)能和綜合利用熱量的途徑。

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1](2)能量衡算能量衡算依據(jù)于能量守恒定律。指出進(jìn)入25

平衡是在一定條件下物系變化可能達(dá)到的極限。不論傳熱、傳質(zhì)還是反應(yīng)過(guò)程，在經(jīng)過(guò)足夠的時(shí)間后，最終均能達(dá)到平衡狀態(tài)。（3）平衡關(guān)系化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]平衡是在一定條件下物系變化可能達(dá)到的極限。26(4）過(guò)程速率

動(dòng)量傳遞過(guò)程的推動(dòng)力是壓力差，阻力為摩擦阻力;熱量傳遞過(guò)程的推動(dòng)力是溫度差，阻力為熱阻；質(zhì)量傳遞過(guò)程(傳質(zhì)過(guò)程)的推動(dòng)力是濃度差，阻力則為擴(kuò)散阻力。自然界任何過(guò)程的速率都可表示為：過(guò)程速率＝過(guò)程推動(dòng)力／過(guò)程阻力過(guò)程速率是決定設(shè)備尺寸的重要因素?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1](4）過(guò)程速率動(dòng)量傳遞過(guò)程的推動(dòng)力是壓力差，阻力為摩擦27(5)經(jīng)濟(jì)核算

在設(shè)計(jì)具有一定生產(chǎn)能力的設(shè)備時(shí)，選用不同的材料，不同的設(shè)備型式以及操作條件，可以提出多種不同的設(shè)計(jì)方案。但是最終應(yīng)該從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行比較，即從設(shè)備的造價(jià)、操作的難易、人力、水電和燃料的消耗、耐用年限等多方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從中選擇經(jīng)濟(jì)上最有利的方案。在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)，設(shè)備造價(jià)和耐用年限折算成設(shè)備費(fèi)（攤派到單位產(chǎn)品上的設(shè)備折舊費(fèi)），而消耗的人力、水電和燃料的費(fèi)用則總括為操作費(fèi)?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1](5)經(jīng)濟(jì)核算化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]28演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain2022/12/16化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain202229化工基礎(chǔ)培訓(xùn)2022/12/16化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化工基礎(chǔ)培訓(xùn)2022/12/11化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]30化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)，包括以煤、石油和天然氣等資源作為原材料加工的石油化工、煤化工、鹽化工、天然氣化工、生物化工及精細(xì)化工等領(lǐng)域。1.1化學(xué)工業(yè)概況化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)，包括以煤、31化學(xué)工程中具有共性的主要過(guò)程1、三傳一反動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)工程流體動(dòng)力過(guò)程：流體流動(dòng)及輸送、沉降過(guò)濾、固體流態(tài)化等。傳熱過(guò)程：熱傳導(dǎo)、蒸發(fā)、冷凝、熱交換、加熱。傳質(zhì)過(guò)程：氣體吸收、蒸餾、萃取、吸附、干燥等?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]化學(xué)工程中具有共性的主要過(guò)程1、三傳一反化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]322、化工單元操作化工生產(chǎn)過(guò)程可視為物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程組成。由于被加工物料的相態(tài)不同、過(guò)程原理和采用方法的差異，將物理過(guò)程可進(jìn)一步細(xì)分為一系列遵循不同物理定律，有某種功用的基本操作過(guò)程，稱之為單元操作，每一種單元操作都概括了化工生產(chǎn)中一類有共性的操作，從本質(zhì)上歸納為動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞三種傳遞過(guò)程。

。化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]2、化工單元操作化工生產(chǎn)過(guò)程可視為物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程組成。由33化工單元操作基本包括五個(gè)方面流體流動(dòng)過(guò)程:包括流體輸送、過(guò)濾、固體流態(tài)化等。

傳熱過(guò)程:包括熱傳導(dǎo)、蒸發(fā)、冷凝等。

傳質(zhì)過(guò)程:即物質(zhì)傳遞，包括氣體吸收、蒸餾、萃取、

吸附、干燥等熱力過(guò)程:即溫度和壓力變化的過(guò)程，包括液化、冷凍等。機(jī)械過(guò)程:包括固體輸送、粉碎、篩分等。

?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]化工單元操作基本包括五個(gè)方面流體流動(dòng)過(guò)程:包括流體輸送34表1-1單元操作單元操作目的物態(tài)原理傳遞過(guò)程流體輸送輸送液或氣輸入機(jī)械能動(dòng)量傳遞攪拌混合或分離氣-液輸入機(jī)械能動(dòng)量傳遞液-液,固-液過(guò)濾非均相混合物分離氣-固,固-液尺度不同的截留動(dòng)量傳遞沉降非均相混合物分離氣-固,固-液密度差引起的動(dòng)量傳遞沉降運(yùn)動(dòng)加熱,冷卻升溫,降溫,改變氣或液利用溫差傳入熱量傳遞相態(tài)或移出熱量蒸發(fā)溶劑與不揮發(fā)性液供熱汽化溶劑熱量傳遞溶質(zhì)的分離化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]表1-1單元操作單元操作目的物態(tài)35化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]361.2化工生產(chǎn)過(guò)程概述

1．化工生產(chǎn)過(guò)程分析化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)流程千差萬(wàn)別，共同之處是都有原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)物的分離三部分。

生產(chǎn)中，原料預(yù)處理和產(chǎn)物分離，缺一不可?；瘜W(xué)反應(yīng)這一步是整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程的核心，起主導(dǎo)作用，其要求和結(jié)果決定著原料預(yù)處理的程度和產(chǎn)物分離的任務(wù)，直接影響到其它兩部分的設(shè)備投資和操作費(fèi)用。化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]1.2化工生產(chǎn)過(guò)程概述

1．化工生產(chǎn)過(guò)程分析化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[372．化工生產(chǎn)過(guò)程的工業(yè)特征

(5)化工生產(chǎn)涉及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。如原料供應(yīng)、設(shè)備投資、能耗、銷售、投入、工時(shí)及生產(chǎn)管理等。經(jīng)濟(jì)效益是評(píng)價(jià)化工生產(chǎn)過(guò)程是否能實(shí)施的重要指標(biāo)。

(1)化工過(guò)程是大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，物料處理量大，與實(shí)驗(yàn)研究相差懸殊。(2)化工生產(chǎn)多為連續(xù)化生產(chǎn)過(guò)程。(3)化工生產(chǎn)處理的物料從原料的純度到產(chǎn)品的收率都與化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究不盡相同。(4)化工生產(chǎn)需要設(shè)置專用供水、供電、動(dòng)力、貯存、運(yùn)輸?shù)仍O(shè)施?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]2．化工生產(chǎn)過(guò)程的工業(yè)特征(5)化工生產(chǎn)涉及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。如原383．化工生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制

在任何化工生產(chǎn)過(guò)程中，需要檢測(cè)和控制的指標(biāo)有溫度、壓力、流量、液面、組成等幾類。

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]3．化工生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制在任何化工生產(chǎn)過(guò)程中，394．化工生產(chǎn)過(guò)程的研究與開發(fā)

任何一個(gè)新的化工生產(chǎn)過(guò)程，都是從最初的創(chuàng)意或設(shè)想開始，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室研究、中間試驗(yàn)、工業(yè)化試驗(yàn)、放大設(shè)計(jì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等諸多環(huán)節(jié)，最后建成工業(yè)生產(chǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。在放大設(shè)計(jì)過(guò)程中,大小裝置之間會(huì)產(chǎn)生工藝結(jié)果的差別，歸結(jié)于“放大效應(yīng)”，尋求其產(chǎn)生因由和改善的方法是過(guò)程開發(fā)一項(xiàng)中心任務(wù)?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]4．化工生產(chǎn)過(guò)程的研究與開發(fā)任何一個(gè)新的化工生產(chǎn)過(guò)程，405．化工生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

化工生產(chǎn)過(guò)程的工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有：

①物料和能量的綜合利用。④生產(chǎn)的投資費(fèi)用。③生產(chǎn)強(qiáng)度。②產(chǎn)品的產(chǎn)率及質(zhì)量?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]5．化工生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析化工生產(chǎn)過(guò)程的工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指416．化工生產(chǎn)過(guò)程的資源和能源綜合利用

生產(chǎn)規(guī)模的大型化是化工生產(chǎn)過(guò)程資源和能源綜合利用的保障。生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大使單位產(chǎn)品的原材料和能源消耗大大降低；勞動(dòng)效率高，產(chǎn)品的總成本低，因而在市場(chǎng)和資源條件具備的情況下，生產(chǎn)規(guī)模大型化是化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

化工生產(chǎn)中，物料循環(huán)和熱量回流，并達(dá)到多種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，是節(jié)能降耗的主要途徑?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]6．化工生產(chǎn)過(guò)程的資源和能源綜合利用生產(chǎn)規(guī)模的大型427．化工生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化

按具體的生產(chǎn)任務(wù)，確定合理的工藝路線(原料、方法)，選擇合適的反應(yīng)器，配置相適宜的單元操作及設(shè)備，適當(dāng)組合構(gòu)成一個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程的整體，成為化工過(guò)程系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱化工系統(tǒng)。化工系統(tǒng)的諸多不確定性，決定了化工生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜性?；どa(chǎn)過(guò)程自身的特點(diǎn)和復(fù)雜性，使其存在大量的過(guò)程最優(yōu)化問(wèn)題，涉及過(guò)程研究中的開發(fā)和設(shè)計(jì)及過(guò)程運(yùn)行中的操作、管理和控制等各個(gè)方面。

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]7．化工生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化按具體的生產(chǎn)任務(wù)，確定合理的43化工系統(tǒng)優(yōu)化包含三個(gè)層次：

(1)化工工藝路線的最優(yōu)化。即系統(tǒng)總體方案的最優(yōu)化設(shè)計(jì)和選擇。(2)流程結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。即流程最優(yōu)化設(shè)計(jì)和選擇。(3)流程工藝參數(shù)和操作參數(shù)的最優(yōu)化?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]化工系統(tǒng)優(yōu)化包含三個(gè)層次：(1)化工工藝路線的最優(yōu)化。44化工生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化任務(wù)分為三個(gè)階段

(1)為完成某類產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)，將分散的單元遵循一定的法則，組織成對(duì)給定的性能指標(biāo)來(lái)說(shuō)是最優(yōu)的過(guò)程系統(tǒng)，這個(gè)階段稱為最優(yōu)綜合。在給定過(guò)程結(jié)構(gòu)的條件下，確定各單元及整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)參數(shù)的優(yōu)化計(jì)算，叫最優(yōu)設(shè)計(jì)。化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化工生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化任務(wù)分為三個(gè)階段

(1)為完成某類產(chǎn)品的45

(3）在結(jié)構(gòu)參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)都已固定的條件下，為避免干擾,使生產(chǎn)過(guò)程能在外界條件變化及各干擾因素出現(xiàn)的情況下，保證過(guò)程系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)操作參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，稱為最優(yōu)操作或最優(yōu)控制。

過(guò)程優(yōu)化涉及技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面

技術(shù)優(yōu)化是使各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，經(jīng)濟(jì)優(yōu)化是以最小費(fèi)用獲得最大利潤(rùn),達(dá)到高的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)。

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1](3）在結(jié)構(gòu)參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)都已固定的條件下，為避免干468．化工生產(chǎn)過(guò)程的流程圖

為描述化工生產(chǎn)過(guò)程，工程上通常用形象的圖形、符號(hào)和代號(hào)表示設(shè)備，用箭頭表示物料流動(dòng)方向，將化工過(guò)程從原料到最終產(chǎn)品經(jīng)過(guò)的所有設(shè)備和相互關(guān)系以及物料流動(dòng)順序，以圖示的方式表達(dá)出來(lái)，這種表示整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程全貌的圖形稱為工藝流程圖。

工藝流程圖是工廠設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是操作和檢修的指南。一般分為生產(chǎn)工藝流程圖、物料流程圖和帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]8．化工生產(chǎn)過(guò)程的流程圖為描述化工生產(chǎn)過(guò)程，工程上通47

工藝流程圖中的設(shè)備的圖形和符號(hào)已標(biāo)準(zhǔn)化。生產(chǎn)工藝流程圖常將設(shè)備的大致幾何形狀畫出，或以方框表示。無(wú)論采用那種流程圖表達(dá)工藝流程，從左向右展開，有必要的文字進(jìn)行說(shuō)明，如設(shè)備名稱(符號(hào)代號(hào))、物料流向、物料名稱、圖名、圖號(hào)、設(shè)計(jì)階段等?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]工藝流程圖中的設(shè)備的圖形和符號(hào)已標(biāo)準(zhǔn)化。生產(chǎn)工藝流程48化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]491.3化學(xué)工程學(xué)簡(jiǎn)介

1．化學(xué)工程學(xué)及其研究對(duì)象和任務(wù)

化學(xué)反應(yīng)是它的核心，化學(xué)學(xué)科是它的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)工業(yè)在大型設(shè)備中大批量連續(xù)化的生產(chǎn)所提出的技術(shù)間題，僅靠化學(xué)學(xué)科的知識(shí)是遠(yuǎn)不夠的，它需要機(jī)械、電氣、儀表、控制等工程學(xué)科的理論支持和技術(shù)上的應(yīng)用，因此便誕生了一門源自化學(xué)、又不同于化學(xué)，綜合了諸多工程技術(shù)學(xué)科的新學(xué)科—化學(xué)工程學(xué)?；せA(chǔ)培訓(xùn)[1]1.3化學(xué)工程學(xué)簡(jiǎn)介1．化學(xué)工程學(xué)及其研究對(duì)象和任務(wù)50

化學(xué)工程學(xué)始于19世紀(jì)末。20世紀(jì)初，明確認(rèn)識(shí)到各行各業(yè)通用的物理操作的共性，提出了單元操作的概念，形成化工過(guò)程與設(shè)備課程，后多稱為化工原理。50年代形成了化學(xué)反應(yīng)工程分支。70年代以后，化工生產(chǎn)日趨大型化、連續(xù)化以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，化學(xué)工程學(xué)的研究已不再局限于單個(gè)單元操作或化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，形成了化學(xué)系統(tǒng)工程，主要是研究系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制和管理。

化工基礎(chǔ)培訓(xùn)[1]化學(xué)工程學(xué)始于19世紀(jì)末。20世紀(jì)初，明確認(rèn)識(shí)到各行512．化學(xué)工程的研究方法

數(shù)學(xué)模型法：將復(fù)雜的研究對(duì)象合理地簡(jiǎn)化為某個(gè)模型，簡(jiǎn)化的模型與原過(guò)程近似而等效?；瘜W(xué)方面的問(wèn)題歸納為研究反應(yīng)對(duì)象，提出反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型；傳遞方面的問(wèn)題歸納為研究不同類型反應(yīng)器，提出反應(yīng)器的傳遞模型；而兩者的結(jié)合方面的問(wèn)題，則是將各種反應(yīng)模型和各種傳遞模型相結(jié)合的問(wèn)題。

在化學(xué)工程學(xué)的歷史發(fā)展中形成了兩種基本的研究方法經(jīng)驗(yàn)歸納法和數(shù)學(xué)模型法。經(jīng)驗(yàn)歸納法：借助物理學(xué)的相似論和因次分析法的指導(dǎo)。例熱交換中的傳熱系數(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定歸納成量綱為一的相似特征