化学工艺学教案1(化工12本)-胡江良Word下载.doc

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1.掌握化学工艺学的研究范畴和任务

2.了解化学工业的历史、现状及其在国民经济中的作用

3.了解现代化学工业的特点和发展方向

4.理解化学工业的原料资源和主要产品

教学重点及难点：

重点：

化学工艺与化学工程的关系；

主要的化工原料。

难点：

介绍化学工艺与化学工程研究内容的差别和相互关系，使学生认识到化工工艺在化工生产、科研中的主导地位，激发其学习热情。

教学基本内容

方法及手段

第1章绪论

1.1概述

1.1.1、化学工艺学的研究范畴和任务

化学工业（chemicalindustry）：

又称化学加工工业，泛指生产过程中化学方法占主要地位的制造工业，又可以详细表述为运用化学工艺、化学工程及设备，通过各种化工单元操作，高效、节能、经济、环保和安全地将原料生产成化工产品的特定生产部门。

化学工艺（chemicaltechnology）：

即是化工生产技术，是指将各种原料主要经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施。

化学工艺学：

是根据化学、物理和其他科学的成就，来研究综合利用各种原料生产化工产品的方法原理、操作条件、流程和设备，以创立技术上先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科。

化学工艺学的研究范畴：

一般包括原料的选择和预处理；

生产方法的选择及方法原理；

设备（反应器和其他）的作用、结构和操作；

催化剂的选择和使用；

其他物料的影响；

操作条件的影响和选定；

流程组织；

生产控制；

产品规格和副产物的分离与利用；

能量的回收和利用；

对不同工艺路线和流程的技术经济评比等问题。

化学工程（chemicalengineering）：

为适应化学工艺的需要，以化学、物理、数学为基础，结合化学工业和其他过程工业生产的共同规律，用以指导化工装置的放大、设计和生产操作的工程学科，称化学工程。

化学工程学：

主要研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律，它的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应，特别是放大中的效应。

化学工艺与化学工程相配合，可以解决化工过程开发、装置设计、流程组织、操作原理及方法等方面的问题；

此外，解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。

化学工业的发展促进了这两门学科的不断发展和完善，它们反过来能更加促进化学工业迅速发展和提高。

1.1.2化学工业的历史、现状及其在国民经济中的作用

1.1.2.1化学工业的历史和现状

化学工业是应人类生活和生产的需要发展起来的，化工生产的发展推动了社会的发展。

（1）世界化学工业的发展历史和现状

发展史：

1.生产生活必需品

2.应对战争

（2）我国的化学工业

1.1.2.2化学工业在国民经济中的作用

（1）发展农业的支柱

（2）工业革命的助手

（3）战胜疾病的武器

（4）改善人类生活的手段

1.1.3现代化学工业的特点和发展方向

1.1.3.1现代化学工业的特点：

⑴原料、生产方法和产品的多样性与复杂性

⑵多学科合作、生产技术密集、化学工业装备复杂、技术密集，属于高度自动化和机械化的生产部门，并进一步朝着智能化发展。

⑶高能耗、高风险、高投入、高利润

1.1.3.2化学工业发展的方向：

21世纪，化学工业的发展趋势是：

产品结构精细化和功能化；

生产装置的微型化和柔性化；

生产过程绿色化和高科技化；

市场经营国际化、信息化。

另外，化工过程的高效、节能、智能化及废弃物的再生利用也都是未来化学工业的发展趋势。

（1）产品结构的精细化和功能化：

从提高产品性能、增加产品附加值、适应市场要求出发，由大宗化工产品向精细化工产品发展，由通用产品向专用产品发展，由单一组分向多组分复合与复配产品发展，有合成向处方转变。

⑵工艺装置的柔性化：

就是装置在产量、品种上灵活多变。

⑶绿色化工：

就是用先进的化工技术和方法减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的各种物质的一种技术手段。

绿色化工内容：

主要包括：

采用无毒、无害的原料、溶剂和催化剂；

应用反应选择性高的工艺和催化剂；

将副产物或废物转化为有用的物质；

采用原子经济性反应，提高原料中原子的利用率，实现零排放；

淘汰污染环境和破坏生态平衡的产品，开发和生态环境友好产品等。

21世纪绿色化工技术将会全面取代传统化工，使化学工业真正走上可持续发展之路。

1.2化学工业原料资源和主要产品

1.2.1化学工业的原料物资

生产化工产品的起始物料称为化工原料。

化工原料主要包括基础原料和基本原料两大类。

基础原料是指可以用来加工生产化工基本原料或产品的在自然界天然存在的资源。

基本原料：

指低碳原子的烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃和合成气、三酸、二碱、无机盐等。

化工原料可以区分为有机化工原料和无机化工原料。

选择原料的几个原则：

①原料资源充足可靠，成本较低，易于开采和收集；

②原料含杂质少，能用比较简易的方法加工成质量较好的产品；

③原料资源运输方便；

④尽可能避免直接使用粮食作物或日用轻工业原料，利用矿物质和农林业副产物或废弃物较为合适；

⑤便于和其他工业配合，尽可能地进行综合利用，充分发挥物质资源的作用；

1.2.2化学工业的主要产品

化工产品一般是指有原料经化学反应、化工单元操作等加工方法生产出来的新材料（品）。

按产品性质界定，主要包括无机化学产品、基本有机化工产品、高分子化工产品、精细化工产品及生物化工产品。

1.2.2.1无机化工产品

无机化工是无机化学工业的简称，是以天然资源和工业副产物为原料生产硫酸、硝酸、盐酸、磷酸等无机酸、纯碱、烧碱、合成氨、化肥以及无机盐等化工产品的工业。

1.2.2.2基本有机化工产品

基本有机化工是基本有机化学工业的简称，它是以煤、石油、天然气及生物质等自然资源为基础原料，通过各种化学加工方法制备以碳氢化合物及其衍生物为主的基本有机化工产品的工业。

基本有机化工产品品种繁多，按所用原料分类可以分为以下五大类

（1）碳一系统的主要产品：

碳一系统的产品主要包括从甲烷和合成气出发生产的两大类产品。

（2）碳二系统的主要产品：

碳二系统的产品主要包括从乙烯和乙炔出发生产的两大类产品。

（3）碳三系统的主要产品：

碳三系统的产品主要包括从丙烯出发生产的产品，在基本有机化学工业中的重要性仅次于乙烯系统的产品。

（4）碳四系统的主要产品：

碳四烃可以从油田气、炼厂气及烃类裂解制乙烯副产的碳四馏分中获得，在基本有机化学工业的重要原料，其中正丁烯、已丁烯和丁二烯最重要，其次是正丁烷。

（5）芳烃系统的主要产品：

芳烃中以笨、甲苯、二甲苯和奈最为重要。

苯、甲苯和二甲苯既可直接作溶剂使用，也可进一步加工成各种基本有机化工产品。

基本有机化工产品的用途可概括为

（1）聚合反应的单体；

（2）作为其他有机化学工业包括精细化工产品的原料；

（3）按产品所具有的性质用于某些直接消费品，如用作溶剂、冷冻剂、防冻剂。

1.2.2.3高分子化工产品

高分子化学工业简称高分子化工，为高分子化合物（简称高分子）及以其为基础的复合或共混材料的制备和成品制造工业，包括塑料工业、合成橡胶工业、化学纤维工业、涂料工业和胶黏剂工业。

高分子化合物是由单体经过加聚反应或缩聚反应生成的聚合物。

按功能分类，可分为通用高分子和特种高分子。

1.2.2.4精细化工产品

精细化工是生产精细化学品工业的通称。

精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一，其产品是新材料的重要组成部分。

1.2.2.5生物化工产品

生物化工产品主要是以动物、植物、微生物为原料，采用生物化学工程、物理、化学的方法加工成产品。

生物化工产品按产品性质可分为：

①大宗化工产品，②精细化工产品，③医药产品，④其他产品，如生物农药、食用及药用酵母、饲料蛋白、沼气等；

⑤现代生物技术产品，如干扰素、单克隆抗体、新型疫苗等。

1.3化工厂基本知识

1.3.1化工厂定义及组织结构

1.化工厂定义

化工厂的定义：

直接从事工业生产活动的经营单位。

2.化工厂的组织结构

（1）直线型；

（2）智能型；

（3）参谋型；

（4）分部型；

（5）战略事业部制；

（6）矩阵式。

1.3.2化工厂的技术专业及从业人员的任务

（1）化学工程与工艺专业是化工厂内的核心专业，其任务是管理原料

、半成品、成品的加工过程；

（2）化工机械专业及从业人员的任务；

（3）化工自动化专业及从业人员的任务；

自动控制是相对人工控制而言的，是指在没有人直接参与的情况下利用外加的设备或装置使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的程序运行。

（4）其他专业及任务。

讲解

作业、讨论题、思考题：

（1）现代化学工业的特点及其发展方向（趋势）？

（2）绿色化工的定义及其主要研究内容？

（3）基本有机化工的定义，按所用原料分类可以分为那几大类？

（4）化工原料主要包括基础原料和基本原料，分别阐述他们的定义？

参考资料（含参考书、文献等）

《化学工艺学》（第三版），潘鸿章　主编 

高等教育出版社 

2010年出版；

《化学工艺学》（第三版），黄仲九，房鼎业，浙江大学著，高等教育出版社2008年出版。

教学反思：

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