Chap2 无机化工 (2)课件

化工导论化学工程与工艺专业ChemicalEngineeringandTechnologyChemicalEngineeringandTechnics

ChemicalEngineeringandProcessContact:了解“化学工程与工艺”专业覆盖专业：化学工程、化工工艺、无机化工、有机化工、石油化工、高分子化工、精细化工、生物化工（部分）、工业分析、电化学工程、工业催化等专业。涉及领域：能源、环保、冶金、材料、轻工、卫生、信息等几乎整个化学工业的各个领域。是天津大学化工学院的精品课程化工专业本科一年级的入门课通过学习可以了解化工专业主要学什么？怎样学？主要介绍化工领域中的基础知识、典型生产工艺、近年的发展动向、新技术和新成果。化工导论现代化工导论现代化工与高科技无机化工的特点化工行业中发展最早的，三十年代之后有机化工(主要以石油为原料的化工产品)的发展超过无机化工，并变得更为重要。

过去，以硫酸产量的多少来衡量一个国家化学工业的发达程度，后来以乙烯的产量来衡量，现在是以产品的精细化程度衡量。产品的品种比有机化工少，因此生产技术相对简单。产品大部分都是用途广泛的化工原料，通用性强，产量大，几乎都是大型企业，如柳化、东化、南化、何氮。现在,新一代产品不断出现，形成无机化工材料产业，如：p16表2-1。

无机化工原料五大类：空气、水、化石燃料、化学矿物、工农业副产品。化石燃料：煤、石油、天然气等。如：合成氨所需的H2，就是通过煤、石油或天然气为原料所制得（C+H2O=CO+H2）。既是有机化工的原料又是无机化工的原料。化学矿物：生产化肥、酸、碱的原料，有20多种：硫铁矿、磷矿、钾盐、石灰岩、石膏、硅藻土等。酸：三酸碱：两碱化肥：氮肥、磷肥、钾肥无机盐产品无机非金属材料主要无机化工产品和用途二、碱主要有：烧碱

(氢氧化钠，NaOH)、纯碱

(碳酸钠，

Na2CO3)烧碱：NaOH,SodiumHydroxide.化学工业最基础的产品，通过电解食盐水制得，2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2+H2，称为氯碱工业。广西的南化（华南最大的氯碱企业）和东化生产。二、碱纯碱：Na2CO3，Sodiumcarbonate,SodaAsh，苏打小苏打：

碳酸氢钠NaHCO3

大苏打:硫代硫酸钠Na2S2O3用途：

轻工、建材、化工、冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。三、化肥1.氨:NH3,ammonia,化学工业中产量最大的产品之一，是制造化肥的主要原料和硝酸、纯碱、磺胺类药物、炸药等的原料，用途极为广泛。2.化肥：为植物提供养分，主要有氮肥、磷肥、钾肥和复合肥，其中属于氮肥的尿素，因含氮多、肥效好、污染小、成本低受欢迎，成为主要的化肥。3.尿素：urea,由碳、氢、氧和氮组成的有机化合物，也称为脲。无污染，80%用于作化肥，还作为饲料辅料，三聚氰胺的原料。五、无机非金属材料指除金属以外的材料，传统上指硅酸盐材料和碳素材料，随着科技发展，已不再局限于硅酸盐和碳，还包括含氧酸盐、硼化物、氟化物等。硅酸盐材料：陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料，以硅酸盐矿物为原料的产品。碳素材料：人造石墨、人造金刚石、碳纤维及其复合材料五、无机非金属材料先进陶瓷：精细陶瓷或特种陶瓷

结构陶瓷----具有耐热、耐磨损、高强度、高硬度、耐冲击、隔热性能好的一类陶瓷材料。

功能陶瓷----主要作为绝缘材料、压电材料、磁性材料、电子材料、生物医用材料、抗菌陶瓷材料等。新型碳材料：碳纤维及其复合材料，具有质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、导热、热膨胀系数小等一系列优异性能。碳纤维增强机翼人造金刚石----以纯石墨为原料，铁、铬等为催化剂，高温高压下合成制得。用于磨料、切削工具、电子器件涂膜等。切削工具涂膜

碳纳米管----碳原子组成的管状大分子。单壁纳米管的直径在0.4至1.8纳米，抗张强度是高强合金钢的20倍；具有优异的场致发射功能。可用于纳米电路，使平面显示器更薄更省电、扫描电镜的探针、氢气储存等用途。碳纳米管六、稀土材料稀土元素：化学元素周期表中镧系元素和与镧系密切相关的钪(Sc)和钇(Y)等17种元素，称为稀土元素。六、稀土材料用途：具有独特的性能。

可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。中国拥有丰富的稀土矿产资源，探明的储量居世界之首，而且成矿条件优越，堪称得天独厚。典型产品生产工艺1.接触法生产硫酸工艺硫铁矿或硫磺

SO2原料气的净化

三氧化硫制备

三氧化硫吸收SO2+½O2SO3+QSO3+H2OH2SO4+Q

4FeS+7O2→2Fe2O3+4SO2+Q

orS+O2→SO2+Q使用稀硫酸洗涤,除去氧化砷等杂质

SO2制备2.合成氨生产工艺煤or焦炭水蒸气空气

原料气制备（造气）脱硫CO变换

脱CO2CO+H2OCO2+H2

C+H2OCO+H2

水煤气

合成N2+3H22NH3除去硫化物除去原料气中的CO2无机化工的发展现代无机化工不再局限于酸、碱、无机盐等传统产品。研究热点和发展方向——新型无机材料特点：不燃、轻、高强、高硬、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦等特性，以及具有声、光、电等独特功能。超纯试剂和纯电子气体——用于集成电路加工，生产半导体材料单晶硅，使电子器件微型化、集成化、大容量化、高速度化。用非晶硅材料制成太阳能电池，解决能源短缺的出路之一。超高纯纳米碳酸钙——用于电子业中的集成电路板、陶瓷电容器、固体激光材料制造，光学业中的新型玻璃、光纤维、荧光材料，等等无机化工的发展纳米粒子和纳米材料，超细颗粒，精细陶瓷、稀土化合物、非晶硅等技术是今后的发展方向。新型无机化工技术：应具有超细化、纤维化、薄膜化、表面化、高纯化、非晶化、高聚化等特点第二章习题简答题1.无机化工包括