广义化工的概念及范畴课件.ppt

1、广义化工广义化工的概念及范畴的概念及范畴董 声 雄福州大学化学化工学院题西林壁题西林壁苏苏 轼轼横看成岭侧成峰，横看成岭侧成峰，远近高低各不同。远近高低各不同。不识庐山真面目，不识庐山真面目，只缘身在此山中。只缘身在此山中。 注：西林寺，在江西省的庐山上。这首七绝注：西林寺，在江西省的庐山上。这首七绝诗是苏东坡题在西林寺里的墙壁上的。诗是苏东坡题在西林寺里的墙壁上的。 “化工” 一词多义 “化工”是一门研究物质和能量的传递和转化的技术科学。 一般地说，“化工”是化学工艺、化学工业与化学工程的简称。 化学工艺化学工艺 Chemical Technology 凡是以化学方法为主，以改变物质凡是以化

2、学方法为主，以改变物质组成与物质结构合成新物质为目的的组成与物质结构合成新物质为目的的生产过程和技术称为生产过程和技术称为“化学工艺化学工艺”。 “化学工艺化学工艺”着重解决化工生产的着重解决化工生产的路线与方法。路线与方法。 化学工业化学工业 Chemical Industry “化学工业化学工业”是化学加工工业是化学加工工业（Chemical Processing Industry）的）的简称，是运用化学工艺生产化学品的简称，是运用化学工艺生产化学品的工厂企业形成的产业部类。工厂企业形成的产业部类。 化学工程化学工程 Chemical Engineering “化学工程化学工程”是研究化学

3、工业生产过程中是研究化学工业生产过程中的共同规律，用来指导化工装置的放大、的共同规律，用来指导化工装置的放大、设计和生产操作的科学。迄今设计和生产操作的科学。迄今“化学工程化学工程”包括：传递过程（包括：传递过程（“三传三传”流体力学、流体力学、传热学、传质学）、化工热力学、化学反传热学、传质学）、化工热力学、化学反应工程、过程工程、过程系统工程应工程、过程工程、过程系统工程5个分支个分支 “化学工程化学工程”的基础是的基础是“单元操作单元操作（Unit Operations）”即所谓的即所谓的“化化工原理工原理”。 “化学工程化学工程”着重解决实现化工生产的着重解决实现化工生产的过程与装备设

4、计及运行控制。过程与装备设计及运行控制。 化工过程化工过程 Chemical Process “化工过程化工过程”是围绕核心反应器组织的，是围绕核心反应器组织的，其上游为原料（反应物）的前处理，以满其上游为原料（反应物）的前处理，以满足主要化学反应工艺条件为目标；下游为足主要化学反应工艺条件为目标；下游为产品（生成物）的后处理，通过分离、纯产品（生成物）的后处理，通过分离、纯化等手段，以达到产品标准为目标。除主化等手段，以达到产品标准为目标。除主要化学反应器外，化工过程主要由进行物要化学反应器外，化工过程主要由进行物理过程的单元操作（输送、加热、冷却、理过程的单元操作（输送、加热、冷却、分离等

5、）和进行化学过程的单元过程（化分离等）和进行化学过程的单元过程（化学法净化、氧化、加氢、硝化、磺化等）学法净化、氧化、加氢、硝化、磺化等）组成，有时也将生化处理引入化工过程，组成，有时也将生化处理引入化工过程，例如脱硫或废水处理。例如脱硫或废水处理。 “化工化工”简史简史 1920s “单元操作单元操作”(Unit Operations)化化工原理工原理 1960s “三传一反三传一反” “三传三传”(Momemtum, Heat, and Mass Transfer) “一反一反”(Chemical Reaction Engineering) 1980s 加上加上“过程系统工程（过程系统工程

6、（PSE, Process System Engineering）” “化工自动化化工自动化” 以及许多交叉领以及许多交叉领域的学科域的学科 1990s 扩展为扩展为“过程工程过程工程（Process Engineering）” “过程工程过程工程”（广义化学工程，泛化学工程）是为过程工业服务的学科，其研究对象是物质的化学与物理转化过程物质的化学与物理转化过程，研究内容是物质的运动、传递和化学反应及其相互之间的关系。“过程工程过程工程”的任务是：创建高效清洁的工艺、流程和设备，解决实验室成果向产业化过渡中的瓶颈问题。过程工业过程工业：包括化学工业、石油炼制工业、石化工业、医药工业、冶金工业、能

7、源工业、建材工业、食品工业、轻工等产业，还包括很多高技术产业，如生化、材料、环境、信息等产业。 狭义的狭义的化学工业化学工业包括：包括：无机化工无机化工：化学肥料、三酸（硫酸、硝酸、盐：化学肥料、三酸（硫酸、硝酸、盐酸）、两碱（纯碱、烧碱）、无机盐酸）、两碱（纯碱、烧碱）、无机盐基本有机化工基本有机化工（重有机合成工业）：把煤、石油、（重有机合成工业）：把煤、石油、天然气、电石、煤焦油、渣油等加工成天然气、电石、煤焦油、渣油等加工成基本的有基本的有机原料机原料（乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲（乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘、乙醇、甲醛、乙酸、丙酮、苯酚、苯、乙炔、萘、乙醇、

8、甲醛、乙酸、丙酮、苯酚、苯酐，等等）。苯酐，等等）。精细化工精细化工：染料、涂料、化学试剂、助剂、化学：染料、涂料、化学试剂、助剂、化学农药、感光材料、磁性记录材料、等等。农药、感光材料、磁性记录材料、等等。石油化工石油化工：合成橡胶、塑料、化学纤维等等。：合成橡胶、塑料、化学纤维等等。高分子化工高分子化工：有关聚合物的化工，与前几类有重：有关聚合物的化工，与前几类有重叠部分。叠部分。广义的广义的化学工业化学工业包括：包括： 生物化工生物化工 食品化工食品化工 医学化工医学化工 制药化工制药化工 能源化工（燃料化工）核能化工能源化工（燃料化工）核能化工 生态化工（绿色化工）环境化工生态化工（绿

9、色化工）环境化工 材料化工材料化工 冶金化工冶金化工 海洋化工海洋化工 微电子化工微电子化工 建材化工建材化工 农林化工农林化工 水产化工水产化工 场致化学工程场致化学工程 空间化工空间化工 2121世纪化工发展方向世纪化工发展方向向学科深度发展向学科深度发展向新的领域渗透向新的领域渗透向学科深度发展向学科深度发展“化工传递过程化工传递过程”的研究发展：高黏度、非牛的研究发展：高黏度、非牛顿型流体的传递过程；多相流中的传递；界面顿型流体的传递过程；多相流中的传递；界面的传递；湍流传递的传递；湍流传递“化工热力学化工热力学”的研究发展：分子热力学；热的研究发展：分子热力学；热力学性质的计算机模拟

10、；热力学在生物、材料、力学性质的计算机模拟；热力学在生物、材料、能源、环境科学中的应用能源、环境科学中的应用“化工分离过程化工分离过程”的研究发展：高纯材料的制的研究发展：高纯材料的制备技术；膜分离技术；超临界流体分离技备技术；膜分离技术；超临界流体分离技术术 “ “化学反应工程化学反应工程”的研究发展：反应与分离过程的研究发展：反应与分离过程结合；结合； 聚合反应工程；生物反应工程；场致反应工聚合反应工程；生物反应工程；场致反应工程程向新的领域渗透向新的领域渗透生物化工生物化工 医学化工医学化工 制药化工制药化工 能源化工（燃料化工）能源化工（燃料化工） 生态化工（绿色化工）环境化工生态化工

11、（绿色化工）环境化工 材料化工材料化工 海洋化工海洋化工 微电子化工微电子化工 农林化工农林化工 水产化工水产化工 场致化学工程场致化学工程 空间化工空间化工 化工学科的基础化工学科的基础 .数学、物理及计算机基础 .化学基础（无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学、生物化学、催化化学、界面化学等） .传递过程与单元操作（“三传”动量传递、热量传递与质量传递；旧化工原理中的单元操作；新的单元操作） .化工热力学 .化工分离（纯化）过程 .化学动力学和反应工程 .化工工艺学（各种各样的工艺） .过程系统工程（过程的分析、综合、优化、控制；人工智能技术，等等） .化工设备机械基础 .化工仪表及自动化认知革命认知革命新疾病新疾病信息爆炸信息爆炸人口问题人口问题能源危机能源危机技术革命技术革命全球化全球化恐怖主义恐怖主义设施老化设施老化环境恶化环境恶化