《化工生产概述》PPT课件.pptVIP

1.1 化工生产大基本概念 1.2 化工原料和产品 1.3 化学基本概念 1.4 溶液及相平衡,第1章 化工生产概述,1.1 化工生产的基本概念,1.1.1 化工生产的基本任务 研究化工生产的基本过程相反应原理； 化工生产的工艺流程和最佳工艺条件； 生产中运用的主要设备的构造、工作原理及强化生产 的方法。 1.1.2 化工单元操作及其分类 1、化工单元操作：化工生产遵循的基本的加工过程 。,若干单元操作串联起来就构成了一个化工产品的生产 过程。不同的生产过程中的同一种化工单元操作，它们所遵循的原理相同，所使用的设备相似。但是，不同的产品生产过程具有各自的独特条件和要求而定。 2、化工单元操作的分类 按照各单元操作所遵循的基本规律不同，可将十几种单元操作归纳为几个基本过程：, 流体动力学过程 符合流体力学原理 的一些单元操作，如流体的输送、过 滤、李新、沉降、固体流态化等； 热量传递过程 符合物质间热量交换基 本规律的过程，如传热、蒸发等； 质量传递过程 符合物质的质量从一 个相传递到另一个相传质理论的单元 操作，如蒸馏，吸收、干燥等； 热力学过程 符合热力学原理的一些 单元操作，如冷冻，深度冷冻等；,机械过程 符合机械力学的一些单元 操作，如固体的粉碎、过滤、物料的 搅拌等。 1.1.3 化工过程的基本规律 1、物料衡算：按照物质守恒定律对总物 料或其中某一组分进行的计算，称为 物料衡算。 根据物质守恒定律，在一个稳定的化工生产过程中向系统或设备所投入的物料量必等于所得产品量及过程损失量之和。,2、热量衡算：按照能量守恒定律对系统或设备进行的计算，称为热量衡算。 在化工生产中除了物质发生变化外还常常伴有能量的变化。在化工设备宁所涉及的能量主要表现为热量的变化，所依据的原则是能量守恒定律。 根据能量守恒定律，对于一个稳定的化工生产过程，向系统和设备内输入的热量应等于输出的热量加上损失的热量。,3、过程的平衡关系 当吸收剂中所吸收的气体浓度达到饱和时，吸收与解吸过程处于平衡状态，即气体的吸收达到了极限。过程的平衡是在一定条件下建立的，当条件发生变化，则平衡就被破坏。在新的条件下建立新的平衡关系为止。 在许多化工过程中，建立过程的平衡关系具有重要的实际意义。一个过程在一定条件下能否进行，以后进行到什么程度，都可以由平衡关系推知。同时还未生产操作条件的选择和改进提供依据。,4、过程的速率 过程的速率是指单位时间里过程进行的变化量。它与过程的推动力成正比，与过程的阻力成反比。,1.2 化工原料和产品,1.2.1 化工原料 化工原料就其性质和来源可分为：无机原料、有机原料和农副产品原料三大类。 1、 无机原料 空气 水 盐（氯化钠）,黄铁矿（硫铁矿）一般为金黄色。 磷灰石 常见的为含氟磷酸三钙，一般为灰白色或淡绿色。 硼镁矿 白色或灰色，用于玻璃、搪瓷、医药、尖端科学中的高能燃料及特殊材料。 2、有机原料 煤：植物埋没在地下，在几乎没有空气的情况下，经过煤化而形成的。可分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。, 炼焦：把煤隔绝空气加热至高温使其分解的过程较炼焦。炼焦工业的初级产品有焦炭、焦炉气和煤焦油。 焦炭 用于冶金或用作合成气。 焦炉气 氢气和甲烷，粗笨馏分经精制分离可得到苯、甲苯和二甲苯等，硫化氢可知的硫磺。 煤焦油：含有几百种不同的烃和烃的化合物，最后的煤焦油沥青也是主要的防腐剂和建筑材料。, 石油 古代动植物遗体在地下经微生物长期高温高压作用形成的。 天然气 由有机物质径生物化学作用分解而成。主要成分是低分子量烷烃的混合物，还含有少量的氢、氮、氦、硫化氢和二氧化碳等。 干气：含甲烷8090%。 湿气：除甲烷外，含有较多的乙烷、丙烷、丁烷和戊烷。,3、 农副产品 薯类 如土豆、甘薯等，含有丰富的 淀粉。 壳类 棉籽壳，稻子壳等，戊聚糖 可水解制糠醛。 秆类 木材，竹子，芦苇等，纤维 素可加工制得纸张，人造纤维等。 油类 蓖麻油、桐油等，各种脂肪 酸和甘油可制得油漆、肥皂、 甘油等。,1.2.2 化工产品 1、化学肥料 氮肥 磷肥 钾肥 2、 农药 杀虫剂，杀菌剂，杀螨剂，杀线虫剂，杀鼠剂，除草剂，脱叶剂，植物刺激素。,3、合成树脂及塑料 树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。 树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。,塑料是指以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料。 塑料主要有以下特性：大多数塑料质轻，化学稳定性好，不会锈蚀；耐冲击性好；具有较好的透明性和耐磨耗性；绝缘性好，导热性低；一般成型性、着色性好，加工成本低；大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；尺寸稳定性差，容易变形；多数塑料耐低温性差，低温下变脆；容易老化；某些塑料易溶于溶剂。, 通用塑料 聚氯乙烯 聚烯烃 聚苯乙烯 酚醛塑料 氨基塑料 工程塑料 机械强度高、耐腐蚀、耐磨、滋润滑等性能好的一类塑料，如双酚A，聚甲醛等。 耐高温塑料 聚二苯醚和聚苯硫醚。 环氧树脂 有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）,4、橡胶 通用合成橡胶 丁苯橡胶，丁腈橡胶，顺丁橡胶，乙丙橡胶等。 特种合成橡胶 硅橡胶：具有独特的耐高温和低温性能，使用温度在-100300之间。 氟橡胶：耐高温，低温，又有高介电性。 聚硫橡胶：具有特殊的耐油和耐有机溶剂性能。,5、合成纤维 以有机原料人工合成的高聚物。 锦纶，涤纶，腈纶，维伦，丙纶等。 6、染料 天然染料 合成染料：主要以苯、萘、蒽等作原料制成。 7、颜料 8、涂料（漆）：天然漆，人造漆,8、试剂 优级纯 分析纯 化学纯 实验试剂 9、化工其他产品 各种药物、炸药、燃料、粘合剂、催化剂、助剂、添加剂、增塑剂、发泡剂、乳化剂、防老剂等。,1.3 化学基本概念,1.3.1 物质 1、物质：是作用于我们感觉器官而引起人们感觉的东西，它占有一定空间和具有质量。 物质以不同的形式在不停止地运动着。,2、 能量 物质的变化和运动，总是伴随着各种能量的变换。 能量可以由一种形式转换成另一种形式。 3、物质的质量和能量守恒定律 化学反应过程中，只是由一些物质变化成为另一些物质，但是变化前后物质的量是相等的，这就是物质守恒定律。 能量转化过程中，能量只能相互转化，而不能自生自灭，只能从一种形式转化成另一种形式。这就是能量守恒定律。,1.3.2 物质的变化和性质 1、物理变化和物理性质 改变了物质的外部状态和形状，而没有改变物质的组成，没有新物质产生，这种变化叫做物理变化。 物质在物理变化时所表现出来的性质叫做物理性质。如状态、颜色、气味、密度、沸点、熔点等，都是物质的物理性质。,2、化学变化和化学性质 由一物质生成新物质的变化叫做化学变化。 物质在化学变化时所表现出来的性质叫做化学性质。如化合、分解、氧化和还原等。,1.3.3 物质的组成 1、分子：保持物质一切化学性质的最小粒子。 2、原子：物质在化学变化中的最小粒子。 3、元素：具有相同核电荷数的同一类原子。 1.3.4 原子量、分子量和摩尔 摩尔：任何物质中，只要含有6.021023个微粒（分子，原子，离子，电子），这种物质的量叫做1摩尔。是化学上一个常用的基本物质量的单位，它是以微粒数量表示的物质的量。 1摩尔物质的质量叫做摩尔质量。,1.4 溶液及相平衡,1.4.1 溶液 1、溶液：一种(或几种)物质分散到另一种物质里，形成均匀的、稳定的混合物叫做溶液。被溶解的物质叫做溶质。能溶解其他物质的物质叫溶剂。溶质可以是固体、液体和气体。固体、气体溶于液体时，固体、气体叫溶质，液体是溶剂。两种液体互相溶解时，习惯上把量多的一种叫溶剂，量少的叫溶质。,2、 溶液的分类 按物质的聚集状态可把溶液分为三类：即气态溶液(气体混合物)、液态溶液和固态溶液(如合金)。 按液态溶液的导电性能可把液态溶液分为两类：即电解质溶液和非电解质溶液。 按液态溶液的形成过程：固体溶于液体中的溶液，气体溶于液体中的溶液和液体溶于液体中的溶液。,3、物质的溶解过程 溶质溶解于溶剂中，常常有温度和体积的变化。 4、饱和溶液 在一定温度下达到溶解平衡的溶液，叫做饱和溶液。 在一定温度下，还能继续溶解溶质的溶液，叫做不饱和溶液。,5、饱和蒸汽压 蒸汽和液体间建立了动态平衡时液体上方的蒸汽压力即为该液体在该温度下的饱和蒸汽压，有时简称蒸汽压。 饱和蒸汽压和温度的关系 同一温度，不同液体，饱和蒸汽压不同。 同液体，不同温度，饱和蒸汽压也不同。,6、溶解度 把一定温度和压力下，物质在一定量的溶剂中，达到溶解平衡时所溶解的量，叫做溶解度。 某种物质的溶解度也就是在一定温度和压力下，饱和溶液中所含溶质的量。 常温下，根据溶解度的大小把固体物质分为： 易溶物质：溶解度在10克以上的物质。 可溶物质：溶解度在110克之间的物 质。, 微溶物质：溶解度在1克以下的物质。 难溶物质：溶解度在0.01克以下的物 质。 影响溶解度的因素 溶质和溶剂的性质 同一溶剂中，不同溶质的溶解度不同。 不同溶剂中，同一溶质的溶解度也不同。 温度对溶解度的影响 固体物质的溶解度，大多数都随温度的升高而增加。,气体物质的溶解度，一般随温度的升高而减少。 压力对溶解度的影响 压力对固体溶解度没有显著的影响，但气体的溶解度一般随压力的增加成比例的关系增大。 7、稀溶液的性质 溶液蒸汽压下降 同一温度下