【正文】 化工裝置工藝操作與控制 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 注意事項(xiàng) ? 考試 ? 作業(yè) ? 考勤 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 1 ? ? ? ? 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 2 化學(xué)工業(yè)的發(fā)展、地位與作用 ? 近年來(lái)發(fā)展速度大。 ? 石油化工仍是優(yōu)先發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，精細(xì)化工和農(nóng)用化學(xué)品也是化工發(fā)展重點(diǎn)，石油化工、新型合成材料、精細(xì)化工、橡膠產(chǎn)品加工業(yè)、化工環(huán)保業(yè)將是我國(guó)化學(xué)工業(yè)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。 ? 發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?，重點(diǎn)是發(fā)展新技術(shù)、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、增加高附加產(chǎn)值產(chǎn)品的品種和產(chǎn)量，趕超世界先進(jìn)水平。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 3 現(xiàn)代化學(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，精細(xì)化 發(fā)展 ? 3)多學(xué)科合作、技術(shù)密集型生產(chǎn) ? 4)重視能量合理利用，積極采用節(jié)能工藝和方法 ? 5)資金密集，投資回收速度快，利潤(rùn)高 ? 6)安全與環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益突出 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 4 現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展方向 ? 1）面向市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的形勢(shì)，積極開(kāi)發(fā)高新技術(shù)，縮短新技術(shù)、新工藝工業(yè)化的周期，加快產(chǎn)品更新和升級(jí)的速度。 ? 2）最充分、最徹底地利用原料。 ? 3）大力發(fā)展 綠色化工 。 ? 4）化工過(guò)程要高效、節(jié)能和智能化。 ? 5）實(shí)施廢物再生利用工程。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 5 化學(xué)工業(yè)的主要產(chǎn)品 ? 按學(xué)科類(lèi)型分，化學(xué)工業(yè)包括無(wú)機(jī)化工、基本有機(jī)化工、高分子化工、精細(xì)化工和生物化工等分支。 ? 無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品有硫酸、硝酸、鹽酸、純堿、燒堿、合成氨和氮、磷、鉀等化學(xué)肥料，其中化肥產(chǎn)量在化工產(chǎn)品中位居首位，又以氮肥產(chǎn)量最高。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 6 ? 基本有機(jī)化工，從石油、天然氣、煤等天然資源出發(fā)，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工可得到 乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、 合成氣等產(chǎn)品，此類(lèi)產(chǎn)品是有機(jī)化工基礎(chǔ)原料，產(chǎn)量很大。 ? 高分子化工的產(chǎn)品為高分子化合物及以其為基礎(chǔ)的復(fù)合或共混材料制品。 ? 精細(xì)化工產(chǎn)品大多數(shù)為有機(jī)化學(xué)品 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 7 ? 化學(xué)工程與技術(shù) 化工 化學(xué)工程 ：主要研究化學(xué)工業(yè)和其他過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中所進(jìn)行的化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程的共同規(guī)律。 化學(xué)工藝 ：將原料物質(zhì)主要經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過(guò)程。 應(yīng)用化學(xué) 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 8 兩者相輔相承，密不可分 化學(xué)工藝 ? 個(gè)性 ? 研究具體過(guò)程 ? 從原料到產(chǎn)品 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 9 化學(xué)工程 ? 共性 ? 單元操作 ? 工程因素尤其是放大 化學(xué)工藝與化學(xué)工程比較？？？ ? 烴類(lèi)熱裂解 三烯 ? 芳烴轉(zhuǎn)化過(guò)程 三苯 (簡(jiǎn)稱(chēng) BTX） ? 合成氣的生產(chǎn)過(guò)程 CO和 H2的混合氣 ? 加氫與脫氫過(guò)程 合成氨 \苯乙烯和丁二烯 ? 烴類(lèi)選擇性氧化 醇、醛、丁烯氧化脫氫 ? 羰基化過(guò)程 RCH=CH2+CO+H2 ? 氯化過(guò)程 氯代烴 ? 聚合物生產(chǎn)工藝基礎(chǔ) 聚乙烯、聚丙烯 ? 生物技術(shù)與綠色化學(xué) 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 10 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程分類(lèi) 烴類(lèi)熱裂解 ? 烯烴中的 “三烯” (乙烯、丙烯和丁二烯 )是化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料。 ? 工業(yè)上獲得 低級(jí)烯烴 的主要方法是將 烴類(lèi)熱裂解 。 ? 烴類(lèi)熱裂解法是將石油系烴類(lèi)燃料 (天然氣、煉廠氣、輕油、柴油、重油等 )經(jīng)高溫作用，使烴類(lèi)分子發(fā)生 碳鏈斷裂或脫氫反應(yīng)，生成相對(duì)分子質(zhì)量較小的烯烴、烷烴和其他相對(duì)分子質(zhì)量不同的輕質(zhì)和重質(zhì)烴類(lèi)。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 11 芳烴轉(zhuǎn)化過(guò)程 ? 芳烴中的 “三苯” (苯、甲苯和二甲苯，簡(jiǎn)稱(chēng) BTX)和烯烴中的“三烯” (乙烯、丙烯和丁二烯 )是化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料，具有重要地位。 ? 芳烴最初全部來(lái)源于煤焦化工業(yè)。 ? 石油芳烴主要來(lái)源于石腦油重整生成油及烴裂解生產(chǎn)乙烯副產(chǎn)的裂解汽油。 ? 芳烴轉(zhuǎn)化：芳烴的脫烷基化、烷基化、異構(gòu)化 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 12 合成氣的生產(chǎn)過(guò)程 ? 合成氣系指一氧化碳和氫氣的混合氣 ? 以天然氣和煤炭為基礎(chǔ)的合成氣轉(zhuǎn)化制備化工產(chǎn)品的研究廣泛開(kāi)展。 ? C1化工過(guò)程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。 ? 合成氨、合成甲醇等 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 13 加氫與脫氫過(guò)程 ? 催化加氫系指有機(jī)化合物中一個(gè)或幾個(gè)不飽和的官能團(tuán)在催化劑作用下與氫氣加成。 H2和 N2反應(yīng)生成合成氨以及 CO和 H2反應(yīng)合成甲醇及烴類(lèi)亦為 加氫反應(yīng) 。 ? 而在催化劑作用下，烴類(lèi)脫氫生成兩種或兩種以上的新物質(zhì)稱(chēng)為 催化脫氫 。 ? 在有機(jī)化工生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，如合成氨、合成甲醇、丁二烯，苯乙烯的制取等都是極為重要的化工過(guò)程。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 14 烴類(lèi)選擇性氧化 ? 是指烴類(lèi)及其衍生物中少量氫原子 (有時(shí)還有少量碳原子 )與氧化劑 (通常是氧 )發(fā)生作用，而其他氫和碳原子不與氧化劑反應(yīng)的過(guò)程。 ? 全球生產(chǎn)的主要化學(xué)品中 50%以上和選擇性氧化過(guò)程有關(guān)。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 15 ? 含氧化合物 ，如醇、醛、酮、酸、酸醉、環(huán)氧化物、過(guò)氧化物等。 ? 不含氧化合物 ，如丁烯氧化脫氫制丁二烯，丙烷 (丙烯 )氨氧化制丙烯睛，乙烯氧氯化制二氯乙烷等。 ? 有些是有機(jī)化工的重要原料和中間體，有些是三大合成材料的單體，有些是用途廣泛的溶劑，在化學(xué)工業(yè)中占有重要地位。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 16 羰基化過(guò)程 ? RCH=CH2+CO+H2 RCH2CHO ? 烯烴與合成氣 (CO/ H2)或一定配比的一氧化碳及氫氣在過(guò)渡金屬配位化合物的催化作用下發(fā)生加成反應(yīng)，生成比原料烯烴多一個(gè)碳原子的醛。 ? 醛基是最活潑的基團(tuán)之一，可進(jìn)行加氫成醇、氧化成酸、氨化成胺以及歧化、縮合、縮醛化等一系列反應(yīng)。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 17 氯化過(guò)程 ? 氯化過(guò)程的主要產(chǎn)物是氯代烴，是指烴的氯取代化合物，即脂肪烴、脂環(huán)烴和芳烴中的一個(gè)或多個(gè)，甚至全部氫原子被氯原子取代生成的化合物。 ? 二氛乙烯、一氛甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 18 聚合物生產(chǎn)工藝基礎(chǔ) ? 石油化工的基礎(chǔ)原料 (乙烯、丙烯、丁二烯 。苯、甲苯、二甲苯 。甲醇 )總量的一半用于生產(chǎn)高分子材料。 ? 以小分子化合物（乙烯、丙烯）為原料，以人工合成高分子化合物的基本原理及生產(chǎn)工藝為重點(diǎn)。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 19 生物技術(shù)與綠色化學(xué) ? 生物技術(shù)是應(yīng)用生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)的基本原理，依靠生物催化劑的作用將物料進(jìn)行加工，應(yīng)用于能源、化工、制藥等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，生產(chǎn)有用物質(zhì)的一門(mén)多學(xué)科綜合性的科學(xué)技術(shù)。 酶催化、改性 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 20 ? 綠色化學(xué)，又稱(chēng)環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或者清潔化學(xué)，是在進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上，應(yīng)用一系列技術(shù)和方法，在化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用中避免和減少對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境有毒有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 21 本教材的主要內(nèi)容 ? 化學(xué)工業(yè)和化學(xué)工藝有關(guān)基本概念的介紹 。 ? 化工原料資源及其加工利用途徑 。 ? 化工基礎(chǔ)原料的典型生產(chǎn)過(guò)程 。 ? 基本有機(jī)、無(wú)機(jī)、高分子、精細(xì)等各化工分支中的典型反應(yīng)過(guò)程的原理和工藝 。 ? 三廢處理和綠色化工概念及其發(fā)展途徑。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 22 ? 對(duì)于典型反應(yīng)過(guò)程，要求理解并掌握工藝原理、選定工藝條件的依據(jù)、流程的組織和特點(diǎn)、各類(lèi)反應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)等 。 ? 對(duì)典型產(chǎn)品的各種原料來(lái)源、不同工藝路線、副產(chǎn)物回收利用和廢料處理方法等，應(yīng)進(jìn)行分析比較，找出它們的優(yōu)缺點(diǎn) 。 ? 思考題和仿真有助于加深對(duì)各章內(nèi)容的理解和掌握，要做練習(xí)。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 23 化學(xué)工藝基礎(chǔ) ? ? ? ? ? ? 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 24 ? 1無(wú)機(jī)化學(xué)礦及其加工 ? 2石油 及其加工 ? 3天然氣 及其加工 ? 4煤 及其加工 ? 5生物質(zhì)及其加工 ? 6再生資源的開(kāi)發(fā)利用 ? 7空氣和水 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 25 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 26 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 27 丙 烯 聚合 聚丙烯 合成纖維、塑料 氨氧化 合成纖維、 ABS樹(shù)脂、 AS樹(shù)脂、丁