1、现代化工导论现代化工导论第六章第六章 化学工程与工艺的科学基础化学工程与工艺的科学基础化学工业中存在着千变万化化学工业中存在着千变万化的各种化学加工过程，即化工过的各种化学加工过程，即化工过程。化工过程中不仅包含化学变程。化工过程中不仅包含化学变化的过程，而且还包含分离混合化的过程，而且还包含分离混合物为较纯净的不同组分以及改变物为较纯净的不同组分以及改变其物理状态和性质的各种过程。其物理状态和性质的各种过程。第六章第六章 化学工程化学工程与工艺的科学基础与工艺的科学基础大规模装置（15万吨/年）此装置有六台结晶器，此规模中显示出其中的两台 在某现有装置中进行一台结晶器的安装 结 晶 与 精馏
2、 结 合 用 于分 离 萘 及 其衍生物第一节第一节 化工单元操作及设备化工单元操作及设备1 1、单元操作的概念、单元操作的概念 任何化工过程无论规模大小，都可任何化工过程无论规模大小，都可以分为一系列基本操作，如流体输送、以分为一系列基本操作，如流体输送、过滤、加热、冷却、蒸馏、萃取等等。过滤、加热、冷却、蒸馏、萃取等等。单元操作就是按照特定要求使物料发单元操作就是按照特定要求使物料发生物理变化的这些基本操作的总称生物理变化的这些基本操作的总称。2 2、单元操作的内容、原理及设备、单元操作的内容、原理及设备 如流体输送、沉降、过滤、搅拌如流体输送、沉降、过滤、搅拌、加热、冷却、蒸发、蒸馏、萃
3、取、加热、冷却、蒸发、蒸馏、萃取、吸收、吸附、干燥、离子交换、膜分吸收、吸附、干燥、离子交换、膜分离、结晶、粉碎、颗粒分级等等。离、结晶、粉碎、颗粒分级等等。动量传递、热量传递和质量传递动量传递、热量传递和质量传递 三种三种“传递过程传递过程”是单元操作的科学是单元操作的科学基础。基础。2.1 流体输送流体输送 借助流体输送设备（如泵和风机借助流体输送设备（如泵和风机等），使流体物料从一个设备输送等），使流体物料从一个设备输送到另一个设备，或由上一工序送往到另一个设备，或由上一工序送往下一工序，形成完整的生产流程。下一工序，形成完整的生产流程。2.2 换热换热 换热（加热和冷却操作的总称）换热
4、（加热和冷却操作的总称）是以热量传递为主要理论基础的是以热量传递为主要理论基础的一种单元操作。一种单元操作。2.3 蒸馏蒸馏 蒸馏是利用液体混合物中各组分挥蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的差异，从而实现液体混合物各发度的差异，从而实现液体混合物各组分的分离的一种单元操作。组分的分离的一种单元操作。2.4 吸收吸收 利用气体在液体中溶解度的差异利用气体在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的操作称为吸收。而分离气体混合物的操作称为吸收。2.5 萃取萃取 利用混合物中的各个组分在溶剂利用混合物中的各个组分在溶剂中溶解度的不同，而达到分离的目的中溶解度的不同，而达到分离的目的。用溶剂分离液体混合物
5、中的组分，称用溶剂分离液体混合物中的组分，称液液-液萃取或溶剂萃取；用溶剂分离固液萃取或溶剂萃取；用溶剂分离固体混合物中的组分，称固体混合物中的组分，称固-液萃取或称液萃取或称浸取。浸取。第二节第二节 化学反应工程化学反应工程1、化学反应工程的任务和内容、化学反应工程的任务和内容 化学反应工程主要研究内容有化学反应工程主要研究内容有两方面，一是对化学反应规律的两方面，一是对化学反应规律的研究，二是对反应器中传递规律研究，二是对反应器中传递规律的研究。的研究。2、化学反应的操作方式、化学反应的操作方式 （1）间歇式操作）间歇式操作 （2）连续式操作）连续式操作3、反应器的形式、反应器的形式 （1
6、）釜式反应器）釜式反应器 （2）固定床放应器）固定床放应器 （3）流化床反应器）流化床反应器第三节第三节 化工过程控制化工过程控制1、化工过程控制的目的、化工过程控制的目的 化工过程控制的目的在于保证化工化工过程控制的目的在于保证化工装备平稳运行、从而使生产过程平稳、装备平稳运行、从而使生产过程平稳、多出合格产品。多出合格产品。2、化工过程控制的原理、化工过程控制的原理（1）测量变送器）测量变送器 它的作用是测量实际温度（或其它物理量），并将其转它的作用是测量实际温度（或其它物理量），并将其转换成统一的标准信号。换成统一的标准信号。（2）调节器）调节器 它接收变送器送来的温度信号，与事先设定的
7、希望温度它接收变送器送来的温度信号，与事先设定的希望温度值进行比较得出偏差，然后按照一定的运算规律进行运算值进行比较得出偏差，然后按照一定的运算规律进行运算，并将运算得出的调节命令用统一标准信号发送出去。，并将运算得出的调节命令用统一标准信号发送出去。（3 3）执行器执行器 通常指自动调节阀，它和普通阀门（手动阀门）功能一通常指自动调节阀，它和普通阀门（手动阀门）功能一样，只不过它能自动地根据调节器送来的调节命令改变阀样，只不过它能自动地根据调节器送来的调节命令改变阀门的开度。门的开度。3、计算机控制系统的应用、计算机控制系统的应用（一）数据采集和数据处理系统（一）数据采集和数据处理系统（二）
8、直接数字控制系统（二）直接数字控制系统 （Direct Digital Control）第四节第四节 化工技术与经济化工技术与经济1.概述概述 技术经济的基本任务是研究技术和经济技术经济的基本任务是研究技术和经济的相互关系，技术经济分析的目标是寻求的相互关系，技术经济分析的目标是寻求技术与经济的最佳结合。技术与经济的最佳结合。2.技术经济的评价原则技术经济的评价原则 往往同时涉及社会、环境、资源等方面往往同时涉及社会、环境、资源等方面的问题，甚至有时还涉及政治、国防、生的问题，甚至有时还涉及政治、国防、生态等问题。态等问题。3.经济效益分析经济效益分析3.1 经济效益的概念经济效益的概念投入产
9、出劳动消耗生产成果经济效益)C)V)E(3.2投资投资3.3成本成本 所谓成本，是生产一种产品时所消耗的所谓成本，是生产一种产品时所消耗的物化劳动和人力劳动的总和。构成化工产物化劳动和人力劳动的总和。构成化工产品成本的主要组成部分有：品成本的主要组成部分有：（1）原材料；）原材料；（2）燃料及动力费；）燃料及动力费；（3）工资和附加费；）工资和附加费；（4）折旧费；）折旧费；（5）企业管理费；）企业管理费；（6）销售费。）销售费。3.4 销售收入、税金和利润销售收入、税金和利润（1）产量和销售量：）产量和销售量：产量不等于销售量。产量不等于销售量。（2）产值和销售收入：）产值和销售收入：产值产
10、值-是一种产品的年产量与单位产品价是一种产品的年产量与单位产品价格的乘积，即：格的乘积，即：产值产值=单价单价产量产量销售收入销售收入-是产品作为商品销售后的收入是产品作为商品销售后的收入,即：即：销售收入销售收入=单价单价销售量销售量（3）盈利、利润、税金：）盈利、利润、税金：A.盈利和净利润盈利和净利润 盈利（毛利润）盈利（毛利润）=销售收入销售收入-生产成本生产成本 净利润净利润=毛利润毛利润-税金税金B.税金税金（4）提高经济效益的途径）提高经济效益的途径:A.增加产出的价值；增加产出的价值；B.减少投入，降低消耗，降低成本。减少投入，降低消耗，降低成本。简答题简答题1、化工基本单元操
11、作理论基础在于三种传递过程，说、化工基本单元操作理论基础在于三种传递过程，说 出这三种传递过程是什么。出这三种传递过程是什么。2、化工单元操作基本定义是什么？列举六种化学工业、化工单元操作基本定义是什么？列举六种化学工业 中常见的单元操作。中常见的单元操作。3、化工自动控制的基本原理是什么？、化工自动控制的基本原理是什么？4、常见的化学反应器有哪三种形式？、常见的化学反应器有哪三种形式？5、简答蒸馏单元操作的基本原理和目的。、简答蒸馏单元操作的基本原理和目的。6、吸收单元操作的原理是什么？、吸收单元操作的原理是什么？7、化学反应有哪两种基本操作方式，说出它们的特点、化学反应有哪两种基本操作方式，说出它们的特点 和应用场合。和应用场合。8、简答化工过程控制的目的。、简答化工过程控制的目的。9、简答化工技术经济的基本任务。简答化工技术经济的基本任务。10、化工生产的成本主要包括哪些？、化工生产的成本主要包括哪些？论述题论述题1、“测量变送器测量变送器”、“调节器调节器”和和“执行器执行器”在自动在自动控制中控制中 起什么作用？起什么作用？2、试论提高化工生产经济效益的途径。、试论提高化工生产经济效益的途径。3、论述经济效益的含义和提高经济效益的基本途径。、论述经济效益的含义和提高经济效益的基本途径。
