化工簡介課件

化工簡介匯報人：王力指導老師楊紅老師匯報時間：2013.6.6Content1.化工的地位與發(fā)展史2.無機化工3.石油煉制與石油化工4.高分子合成材料5.天然氣化工與煤化工6.化學工程與工藝的科學基礎7.精細化工8.生物化工9.環(huán)境工程10.化工廠舉例我們現在的科研成果都將用于生產或是有實際生產應用潛力的，這樣才產生價值。因此化學離不開化工，我們有必要了解一些化工知識。化工是指化學工業(yè)、化學工程和化學工藝的綜合?；さ姆秶粩鄶U充，并形成新的名詞,如:環(huán)境化工、醫(yī)藥化工、化工自動化、化工過程模擬、化工技術經濟、化工安全等?；さ膽脧V泛。1.化工的地位與發(fā)展史化學工業(yè)（chemicalindustry）又稱化學加工工業(yè)，泛指生產過程中化學方法占主要地位的過程工業(yè)，涵蓋的范圍很廣?；瘜W工程研究以化學工業(yè)為代表的過程工業(yè)中有關的化學過程和物理過程的一般原理和共性規(guī)律，解決過程及裝置的開發(fā)、設計、操作及優(yōu)化的理論和方法問題。化學工藝即化工技術或化學生產技術，指將原料物主要經過化學反應轉變?yōu)楫a品的方法和過程,包括實現這一轉變的全部措施?；ぴ趪窠洕械牡匚桓爬ǘ?，化學工業(yè)在國民經濟中是工業(yè)革命的助手，發(fā)展農業(yè)的支持，戰(zhàn)勝疾病的武器，改善生活的手段，與衣、食、住、行息息相關?；づc農業(yè)化肥農藥：研制高效、低毒和安全的農藥植物激素及生長調節(jié)劑其他：農膜、土壤改良劑、飼料添加劑等?；づc國防火炸藥工業(yè)是廣義化學加工工業(yè)的重要組成部分，它的生產工藝及設備與一般化學工業(yè)，特別是燃料工業(yè)、制藥工業(yè)十分相近，具有相同的操作和過程。隨著火箭和導彈技術的進步，對推進劑的要求也越來越高，要求化工提供能量和沖量更高的發(fā)射藥和推進劑，以及能量更大、破壞力和殺傷力更強的猛炸藥。與國防有關的化工產品化工與能源一次能源：指從自然界獲得且可直接加以利用的熱源和動力源，包括煤、石油、天然氣、油田氣等，林木秸稈等植物燃料，沼氣，核燃料，還有水能、風能、地熱能、海洋能和太陽能等。二次能源：指從一次能源加工得到的便于利用的能量形式，除火電外，主要是指化學加工得到的汽油、柴油、煤油、重油、渣油和人造汽油等液體燃料，煤氣、液化石油氣等氣體燃料。化工與人類生活迄今為止，人類發(fā)現和創(chuàng)造的1200多萬個化合物各自有其性質和功能。農業(yè)、輕工業(yè)、重工業(yè)、吃穿用、衣食住行無不緊密地依賴化學品，化工使人們生活更加豐富多彩?；づc醫(yī)藥制藥工業(yè)生物制藥化學合成制藥中藥制藥2.無機化工無機化學工業(yè)是相對于有機化學工業(yè)而言的龐大工業(yè)部門，它是發(fā)展最早的化工部門，在推動化工技術的發(fā)展上作出過重要的貢獻。例如在過去，曾以硫酸產量的多少為標志，來衡量一個國家化學工業(yè)的發(fā)達程度，但現在已讓位給乙烯了。無機化工的特點1、無機化工發(fā)展歷史長，對人類生存和科技發(fā)展具有積極的推動作用和影響。2、無機化工產品是重要的基本化工原料，產量大，通用性強。3、與有機化工產品相比，品種相對較少，生產過程相對簡單。4、新型無機化工產品不斷出現，有些是高科技產品，如鋰離子電池材料等。主要無機化工產品和用途一、酸、堿（三酸、兩堿）二、化肥（氮肥、磷肥、鉀肥）三、無機鹽產品（電池原料、水處理劑等）四、無機非金屬材料（先進陶瓷、炭材料、人造金剛石等）3.石油煉制與石油化工石油煉制是指將原油經過分離和反應，生產燃料油、潤滑油、化工原料及其它石油產品的過程。以石油和天然氣為原料進行化學品的生產通常稱作石油化工。石油化工主要產品和用途

聚乙烯

乙二醇

氯乙烯

乙丙橡膠乙烯

聚合氧化

加氯工程塑料、氯綸纖維

丙烯電線、電纜塑料薄膜、成型制品滌綸、防凍劑、溶劑環(huán)氧乙烷二氯乙烷

共聚

聚丙烯

甘油

丙烯腈

苯酚丙烯

氧化氨氧化腈綸纖維、丁腈橡膠ABS樹脂苯烴化酚醛樹脂、錦綸、醫(yī)藥丙綸、膠片、樹AA脂制品異丙苯炸藥、醫(yī)藥、化妝用品丙烯醛

聚合丁二烯

溶劑、汽油添加劑重要化工原料

橡膠制品

塑料、農藥

正丁烯

異丁烯正丁烷

苯乙烯

共聚丁苯橡膠

水合叔丁醇

氧化順丁烯二酸酐

氧化

乙酸

碳四烴芳烴產品石油芳香烴主要是指苯、甲苯和二甲苯。芳烴產品廣泛地用在石油化工和有機合成中，用于制造染料、農藥、醫(yī)藥、合成橡膠、合成纖維等。石化工廠初餾塔常減壓裝置常壓塔減渣(催化、焦化)減壓塔煤油柴油加氫裂化催化裂化原油加熱爐加熱爐根據原油中各組份的沸點不同，將混合物切割成不同沸點的“餾份”。功能高分子材料

功能高分子材料既具有一般高分子的特性，又具有特殊功能，如光學功能、生物化學功能、表面化學功能、醫(yī)藥功能、導電功能等醫(yī)學高分子材料離子交換樹脂高分子液晶5.天然氣化工與煤化工天然氣化工是以天然氣為原料生產化工產品的工業(yè)。天然氣通過凈化分離和裂解、蒸汽轉化、氧化、氯化、硫化、硝化、脫氫等反應可制成合成氨、甲醇及其加工產品(甲醛、醋酸等)、乙烯、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷等。天然氣（naturalgas）主要成分:甲烷，尚含有不同量的乙烷、丙烷和丁烷以及少量的戊烷以上的重組分，此外還可能含有硫化氫、二氧化碳、氮、氫氣等雜質。烷經合成氣的化學轉化與系列產品1.水蒸氣重整制合成氣(CH4+H2O→CO+3H2

）2.天然氣直接部分氧化制合成氣（CH4+1/2O2→CO+2H2)3.由合成氣生成甲醇的反應式如下：4.在制得合成氣后，則可進一步合成氨與尿素、甲醇、高級醇、汽油、柴油等5.由合成氣制甲酸的反應式：CH3OH+CO→HCOOCH3HCOOCH3+H2O→HCOOH+CH3OH（水解）其總反應為：CO+H2O→HCOOH6.通過天然氣的直接化學轉化，如氧化偶聯(lián)、選擇性氧化等可制成烯烴、甲醇、二甲醚等，進而合成液體燃料等。煤化工是指以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程。主要包括煤的氣化、液化、干餾，以及焦油加工和電石乙炔化工等。我國煤儲存量較多，正在大力發(fā)展煤化工。煤化工的利用主要包括三個利用途徑：（1）煤的干餾；（2）煤的氣化制合成氣；（3）煤經電石路線再分解得到乙炔，從而可得到乙炔下游系列產品。天然氣工廠煤化工廠1.化工單元操作及設備任何化工過程無論規(guī)模大小，都可以分為一系列基本操作，如流體輸送、過濾、加熱、冷卻、吸收、蒸餾、萃取等等。單元操作就是按照特定要求使物料發(fā)生物理變化的這些基本操作的總稱。2.化學反應工程化學反應工程主要研究內容有兩方面，一是對化學反應規(guī)律的研究，二是對反應器中傳遞規(guī)律的研究。3.化工過程控制化工過程控制的目的在于保證化工裝備平穩(wěn)運行、從而使生產過程平穩(wěn)、多出合格產品。通過測量變送器、調節(jié)器、執(zhí)行器及計算機控制系統(tǒng)的應用來達到。4.化工技術與經濟技術經濟的基本任務是研究技術和經濟的相互關系，技術經濟分析的目標是尋求技術與經濟的最佳結合。自動化系統(tǒng)化工廠8.生物化工定義：生物技術是在生物學、分子生物學、細胞生物學和生物化學等基礎上發(fā)展起來的，是由基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程四大先進技術組成的新技術群。生物化工是生物學技術和化學工程技術相互融合的新型學科，它以生物來源的物質為原料，通過生物活性物質為催化劑使其轉化，或用其他生物技術進行制備、純化，從而得到我們預期的產品。生物化工特點（1）以生物為對象，常以有生命的活細胞或酶為催化劑，創(chuàng)造必要的生化反應條件，不依靠地球上的有限資源，著眼于再生資源的利用。（2）由于細菌不耐高溫，需在常溫常壓下連續(xù)化生產，工藝簡單，并可節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。（3）定向地按人們的需要創(chuàng)造新物種、新產品和有經濟價值的生命類物質，開辟了生產高純度、優(yōu)質、安全可靠的生物制品的新途徑。（4）生物化工為生物技術提供了高效率的反應器、新型分離介質、工藝控制技術和后處理技術，擴大了生物技術的應用范圍。生物化工的應用領域現代生物制藥基因工程農業(yè)生物技術與生物農藥精細化工中應用生物石油化工等10.化工廠舉例以最基本簡單的硫酸接觸法生產工藝為例生產硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。H2SO4SO3SO2S硫化物如FeS2沸騰爐：4FeS2+11O2====2Fe2O3+8SO2S+O2=SO2

接觸室：2SO2+O2===2SO3

吸收塔：SO3+H2SO4=H2S2O7H2S2O7+H2O=2H2SO4粉碎-球磨機沸騰爐凈化室2、接觸氧化

主要反應：2SO2+O22SO3催化劑加熱接觸室分好幾層，每一層都是獨立的，溫度和物料都是不同的。用V2O5做催化劑，填充在塔板里。因為此反應是可逆的，為了使轉換率最大，在不同反應階段采用溫度不同。A—段入口溫度420℃，轉化率0%；B—段出口溫度572℃，轉化率71%；C—二段入口溫度500℃，轉化率61%；

D—二段出口溫度544℃，轉化率82%；E—三段入口溫度460℃，轉化率82%；F—三段出口溫度480℃，轉化率92%；G—四段入口溫度440℃，轉化率92%；H—四段出口溫度448℃，轉化率92%熱交換原理：熱交換氣中冷熱氣體的流向是相反的，冷的氣體（SO2、O2、N2）被預熱，而熱的氣體（SO3、SO2、O2、N2）被冷卻，這種方式能夠節(jié)約能源，在工業(yè)生產中廣泛采用。熱交換器接觸室，塔的體積和催化劑填充量都是根據反應速率等參數計算出來的3、SO3的吸收

主要反應：SO3+H2OH2SO4將經過三段催化劑反應后（轉化率高于90%）的混合氣體先通過中間吸收塔進行第一次三氧化硫吸收，借以降低反應混合氣體中三氧化硫濃度；然后再通入第四段催化劑，繼續(xù)進行反應，反應生成的三氧化硫最后經第二吸收塔進行二次吸收，從而提高二氧化硫的最終轉化率。吸收塔逆流原理：三氧化硫與水反應，放出大量的熱，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸霧，酸霧的形成不利于氣體三氧化硫被進一步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全，98.3%的濃硫酸從塔頂淋下，氣體由下往上，流向相反，充分接觸，吸收更完全，由此看來工業(yè)生產上特別重視生產的速度及原料的利用率。4、“三廢”處理1、尾氣吸收(1)SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O(2)SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+H2SO4=（NH4）2SO4+SO2↑+H2O

2、污水處理

Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4+2H2O制石膏

3、廢渣處理黃鐵礦礦渣可用來制造水泥、磚和煉鐵等?！皬U熱”利用：（1）在沸騰爐旁設置“廢熱鍋爐”，產生蒸汽發(fā)電；（2）在接觸室中設熱交換器，預熱SO2和O2。5.能量充分利用S，FeS2SO2脫鹽水高溫高壓水蒸汽發(fā)電換熱循環(huán)利用廢熱鍋爐或換熱器化工廠一般都有很多水或水蒸氣的管道，涂紅色油漆。6.化工自動化系統(tǒng)自動