化工基础绪论培训课件.pptx

1、2023年7月25日星期二化工基础绪论培训课件化工基础绪论培训课件n授课教师简介授课教师简介：n易君明（1977.04-），贵州省贞丰县人。1997.09-2001.07贵州大学化学系应用化学专业，学士；2001.07-2005.08中国振华集团科技股份有限公司，工程技术员；2005.09-2008.07贵州大学精细化工研究开发中心有机化学专业，硕士；2008.09-今，兴义民族师范学院讲师。n研究方向：有机合成及超分子化学n学术成就：已在国内外刊物上发表学术论文20余篇，其中SCI收录3篇.联系方式：联系方式：电话：电话：151 173 074 80 QQ：595 578 736 E-Mai

2、l: 地址地址：北校区教务处：北校区教务处 v化工基础化工基础化学工程基础化学工程基础v什么是化学工程？什么是化学工程？化学过程化学过程是指物质发生化学变化的反应过程，是指物质发生化学变化的反应过程，如柴油的催化裂化制备高辛烷值汽油是一个化学反应过如柴油的催化裂化制备高辛烷值汽油是一个化学反应过程。程。物理过程物理过程系指物质不经化学反应而发生的组系指物质不经化学反应而发生的组成、性质、状态、能量变化过程，如原油经过蒸馏的分成、性质、状态、能量变化过程，如原油经过蒸馏的分离而得到汽油、柴油、煤油等产品。离而得到汽油、柴油、煤油等产品。实际上，实际上，化学过程往往和物理过程同时发生化学过程往往和

3、物理过程同时发生。例。例如催化裂化是一个典型的化学过程，但辅有加热、冷却如催化裂化是一个典型的化学过程，但辅有加热、冷却和分离，并且在反应进行过程中，伴随有流动、传热和和分离，并且在反应进行过程中，伴随有流动、传热和传质。传质。v 化学工程学化学工程学研究化学工业和其他过程工业生产中研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的所进行的化学过程和物理过程共同规律化学过程和物理过程共同规律的一门的一门工程学工程学科科。v 这些工业包括这些工业包括石油炼制工业、冶金工业、建筑材料工石油炼制工业、冶金工业、建筑材料工业、食品工业、造纸工业业、食品工业、造纸工业等。等。它们从石油、煤、天然它们从石油、煤、天

4、然气、盐、石灰石、其他矿石和粮食、木材、水、空气气、盐、石灰石、其他矿石和粮食、木材、水、空气等基本的原料出发，等基本的原料出发，借助化学过程或物理过程，改变借助化学过程或物理过程，改变物质的组成、性质和状态，使之成为多种价值较高的物质的组成、性质和状态，使之成为多种价值较高的产品产品，如化肥、汽油、润滑油、合成纤维、合成橡胶、，如化肥、汽油、润滑油、合成纤维、合成橡胶、塑料等等。塑料等等。v 通过化学工程的研究，认识和阐释这些过程的规律性，通过化学工程的研究，认识和阐释这些过程的规律性，并使之应用于生产过程和装置的开发、设计、操作，并使之应用于生产过程和装置的开发、设计、操作，以达到优化和提

5、高效率的目的。以达到优化和提高效率的目的。化学过程与化学工程化学过程与化学工程的区别的区别化学工程：如何通化学工程：如何通过一系列的设备、过一系列的设备、工艺、操作来实现工艺、操作来实现化学过程。注重过化学过程。注重过程、条件、影响因程、条件、影响因素。关注操作性、素。关注操作性、合理性、经济性。合理性、经济性。化学过程：化学化学过程：化学反应的原理、机反应的原理、机理，过程进行的理，过程进行的可行性。注重能可行性。注重能否进行的问题。否进行的问题。问题：专科教育与本科教育的差异何在？问题：专科教育与本科教育的差异何在？专科教育以应用为目的，在理论学习上以够用为度；而专科教育以应用为目的，在理

6、论学习上以够用为度；而本科本科教育重在培养学生的理论体系教育重在培养学生的理论体系。例子：虹吸现象。大家都知道水往低处流，但在虹吸中水先例子：虹吸现象。大家都知道水往低处流，但在虹吸中水先往高处流，越过一个高点后才往低处流。为什么呢？只有用流往高处流，越过一个高点后才往低处流。为什么呢？只有用流体动力学的理论才能作出解释。体动力学的理论才能作出解释。经验只能解决现象问题，理论才能解决本质问题经验只能解决现象问题，理论才能解决本质问题。请请珍惜本科教育机会，注重培养自己的理论体系珍惜本科教育机会，注重培养自己的理论体系，认真学好，认真学好每门基础理论课。每门基础理论课。化工基础化工基础，是化学类

7、各专业课的基础理论课，也是化学工艺，是化学类各专业课的基础理论课，也是化学工艺等专业考研的必考专业课。等专业考研的必考专业课。一一.化学工业概述化学工业概述 化学工业（化学工业（chemical industrychemical industry）又称化学）又称化学加加工工业工工业，是综合运用化学和物理方法将原料加工成，是综合运用化学和物理方法将原料加工成化学产品的加工工业。也泛指生产过程中化学方法化学产品的加工工业。也泛指生产过程中化学方法占主要地位的占主要地位的过程工业过程工业。1.化学工业的重要性及其发展化学工业的重要性及其发展 化学工业是国民经济重要的基础工业，是最具化学工业是国民经济

8、重要的基础工业，是最具活力、最具竞争力、可发展前景极强的产业。随着活力、最具竞争力、可发展前景极强的产业。随着石油工业的发展，化学工业从石油工业的发展，化学工业从5050年代起进入高速发年代起进入高速发展期，已成为世界经济发展的支柱产业。展期，已成为世界经济发展的支柱产业。2.化学工业的分类化学工业的分类酒类蛋白质油脂淀粉糖业食品合成纤维塑料橡胶高分子化工香料农药医药染料精细有机合成工业煤的焦化及加工石油炼制及加工酯酮酸醛醇基本有工铝产钠电解融盐电解食盐水业电陶瓷水泥玻璃硅酸盐工业无机试剂催化剂药品精细无机化工无机盐三酸两碱基本学、：化学工：、机化工：有机化)(、：化学工、：、：、无机化工：无

9、机化工工业化、，、化工生产装置实例化工生产装置实例 7070万吨乙烯装置万吨乙烯装置化工生产装置实例化工生产装置实例 甲醇回收装置甲醇回收装置化工生产装置实例化工生产装置实例 合成氨装置合成氨装置湿法磷酸生产工艺流程 磷矿石 破碎 球磨 酸解反应 过滤 浓缩 精制 磷酸（化肥、饲料用）磷酸（医药、食品用）硫酸HF气体（回收）过滤 水 滤渣石膏 洗液 加工成盐 3.化学工业的特点化学工业的特点(1)(1)化学工业与人类的生存和发展息息相关化学工业与人类的生存和发展息息相关 当今世界面临的当今世界面临的三大挑战三大挑战：A.A.人口增长人口增长：18041804年年1010亿人亿人19271927

10、年年2020亿人亿人1960年年30亿人亿人1974年年40亿人亿人1987年年50亿人亿人1999年年60亿人，每年亿人，每年7800万人的增长速度，万人的增长速度，预计预计2013年年70亿，实际亿，实际2010年年64.64亿人。亿人。吃饭大问题！吃饭大问题！B.环境污染环境污染：人口增长：人口增长工业发展工业发展大气和水污染。每年流入海洋的石大气和水污染。每年流入海洋的石油达油达1000多万吨，排入大气的多万吨，排入大气的CO2达达230亿吨，水土流失亿吨，水土流失240亿吨。亿吨。C.能源短缺能源短缺：以现有速度，全世界的石油只够用：以现有速度，全世界的石油只够用60年，煤炭年，煤炭

11、300年左右。年左右。化学工业已担负起迎接三大挑战的历史重任：可提供充足的化肥、化学工业已担负起迎接三大挑战的历史重任：可提供充足的化肥、农药、化学纤维、合成医药及各种新型合成材料，满足人口增长带来的农药、化学纤维、合成医药及各种新型合成材料，满足人口增长带来的衣、食、住、行的需要；在化工生产中合理使用能源和开发新能源，可衣、食、住、行的需要；在化工生产中合理使用能源和开发新能源，可有效解决能源紧缺问题（如生物能源、核能等）；有效解决能源紧缺问题（如生物能源、核能等）；“三废三废”的治理更是的治理更是化学工业义不容辞的责任，其作用是其他工业无法替代的。化学工业义不容辞的责任，其作用是其他工业无

12、法替代的。(2)化工产品品种繁多，工艺复杂化工产品品种繁多，工艺复杂 品种繁多导致生产工艺的多样性。同一原料可生产多种产品，品种繁多导致生产工艺的多样性。同一原料可生产多种产品，同一产品又可利用多种原料生产，所以技术难度大。合理的资源配置同一产品又可利用多种原料生产，所以技术难度大。合理的资源配置和原料路线，恰当工艺技术的选择和组合，产品结构和产业结构的优和原料路线，恰当工艺技术的选择和组合，产品结构和产业结构的优化，是化工中要解决的主要问题。化，是化工中要解决的主要问题。(3)化学工业是装置型工业，具有规模经济性化学工业是装置型工业，具有规模经济性 化工生产的主要设备大多是塔、罐、槽、器及管

13、道，生产能力与化工生产的主要设备大多是塔、罐、槽、器及管道，生产能力与容积（即其线性尺寸的三次方）呈正比，制造费与容器表面积（即其容积（即其线性尺寸的三次方）呈正比，制造费与容器表面积（即其线性尺寸的二次方）呈正比。装置的投资费用线性尺寸的二次方）呈正比。装置的投资费用T与其生产能力与其生产能力M的的2/3次方呈正比（所谓的次方呈正比（所谓的0.6次方法则）：次方法则）：T=M0.60.7 如：如：M=10万元万元/年，则年，则T=4050万元，万元，45倍倍 M=100万元万元/年，则年，则T=16002500万元，万元，1625倍倍 M=1000万元万元/年，则年，则T=6.312.6亿元

14、，亿元，63126倍倍(4)(4)化学工业是资金密集型、技术密集型工业化学工业是资金密集型、技术密集型工业 工艺复杂性和装置大型化决定了它的这一特征。如年产值工艺复杂性和装置大型化决定了它的这一特征。如年产值3030万吨合成氨万吨合成氨,45,45万吨尿素的化肥厂，投资达到万吨尿素的化肥厂，投资达到40-5040-50亿元；年亿元；年产产3030万吨的乙烯厂，需投资万吨的乙烯厂，需投资60-8060-80亿元。亿元。化工技术更新速度快，化工技术更新速度快，化工厂设备的寿命一般不超过化工厂设备的寿命一般不超过15年年 流动资金占固定投资的流动资金占固定投资的12-20%12-20%，每年的设备维

15、修费，每年的设备维修费5-10%5-10%。如：如：M=100万元万元/年，年，T=2000万元，流动资金万元，流动资金300-400万元，万元，维修费维修费100-200万元万元/年。年。技术密集表现在工艺流程长，从原料到产品，涉及化学、技术密集表现在工艺流程长，从原料到产品，涉及化学、机械、电子、仪表等诸多领域，有很高的知识密集度和很强的机械、电子、仪表等诸多领域，有很高的知识密集度和很强的技术综合性。技术综合性。若以机械工业的技术密集指数为若以机械工业的技术密集指数为100100，则化学工，则化学工业达到业达到24802480。(5)化学工业是能耗大户化学工业是能耗大户 化学工业以煤、石

16、油、天然气等能源为原料，也作为生化学工业以煤、石油、天然气等能源为原料，也作为生产的动力和燃料。能源中约产的动力和燃料。能源中约40作为生产原料，作为生产原料，60作为作为动力和燃料，动力和燃料，原料消耗费占产品成本的原料消耗费占产品成本的60%-70%。(6)(6)化学工业是易污染、重污染的工业部门化学工业是易污染、重污染的工业部门 化工产品大多是易燃、易爆、有毒的，在生产、储存、化工产品大多是易燃、易爆、有毒的，在生产、储存、运输、使用过程中，如果发生泄露，就会严重危害人的健康，运输、使用过程中，如果发生泄露，就会严重危害人的健康，污染环境。例如广西广维集团爆炸事件。污染环境。例如广西广维

17、集团爆炸事件。20082008年年8 8月月2626日日6 6时时4545分，广维化工股份有限公司有机车间发生爆炸事故分，广维化工股份有限公司有机车间发生爆炸事故，爆，爆炸引发的火灾导致车间内装有甲醇、乙炔、醋酸乙烯等易燃炸引发的火灾导致车间内装有甲醇、乙炔、醋酸乙烯等易燃易爆物品的储罐发生爆炸，共造成易爆物品的储罐发生爆炸，共造成2020人死亡。事故还造成周人死亡。事故还造成周围围3 3公里范围内公里范围内1818个村屯和广维集团生活区的个村屯和广维集团生活区的1150011500名群众名群众紧急疏散。紧急疏散。二二.化学工程概述化学工程概述过程动态学及控制化工系统工程化工热力学化学反应工程

18、传递过程单元操作程学 工化经验方法经验方法实验方法实验方法理论方法理论方法数学模型法数学模型法相似准则：利用经验公式和实验曲线对设计和工程进行相似相似准则：利用经验公式和实验曲线对设计和工程进行相似性放大性放大因次分析：利用实验来确定变量关系，用无因次数群构成关因次分析：利用实验来确定变量关系，用无因次数群构成关系式系式利用基本定律对过程的微观机理进行相应的数学描述（数学利用基本定律对过程的微观机理进行相应的数学描述（数学模型）模型）注：该方法着眼于过程参数的整体变化，不究其微观机理，得到的结果带有局限注：该方法着眼于过程参数的整体变化，不究其微观机理，得到的结果带有局限性性 ，不可任意推而广

19、之。，不可任意推而广之。实际工程复杂问题实际工程复杂问题理论与经验是化工工程技术人员迈向成功的两条腿理论与经验是化工工程技术人员迈向成功的两条腿分析并抓住描述分析并抓住描述过程物理本质的过程物理本质的基本规律基本规律实验数据回归确实验数据回归确定待定模型参数定待定模型参数对次要因素作出合对次要因素作出合理假设（简化）理假设（简化）建立数学模型建立数学模型通过实验或工通过实验或工程实践检验模程实践检验模型的可靠性型的可靠性核心部分：核心部分：化学反应过程及其设备（反应器）化学反应过程及其设备（反应器）前处理过程：前处理过程：又称预处理过程，在进行化学反应之前，对原料进行各种预又称预处理过程，在进

20、行化学反应之前，对原料进行各种预处理，以便为反应过程创造最适宜的工艺条件，如适宜的物料状态、纯度处理，以便为反应过程创造最适宜的工艺条件，如适宜的物料状态、纯度以及它应具有的温度、压强等。以及它应具有的温度、压强等。后处理过程：后处理过程：化学反应后，对产物或中间产物需要进行必要的后处理，以化学反应后，对产物或中间产物需要进行必要的后处理，以便获得合格的最终产品或中间产物。便获得合格的最终产品或中间产物。后处理过程前处理过程物理处理过程化学反应过程化工生产过程（核心部分）（核心部分）（辅助部分）（辅助部分）三三.化工生产过程化工生产过程原料原料前处理前处理化学处理（核心）化学处理（核心）后处理

21、后处理产品产品（或中间产品）（或中间产品）例如，高压法生产聚乙烯，上述过程可图示如下：例如，高压法生产聚乙烯，上述过程可图示如下：压缩机压缩机加热器加热器聚合聚合反应器反应器分离器分离器粒化器粒化器 聚乙烯聚乙烯 乙烯乙烯回收乙烯回收乙烯 粒状聚乙烯粒状聚乙烯 乙烯的压缩与预热为预处理过程；聚合反应后，乙烯的压缩与预热为预处理过程；聚合反应后，物料的分离与聚乙烯的粒化，则为产物的后处理过程。物料的分离与聚乙烯的粒化，则为产物的后处理过程。人们在长期从事化工生产实践中，自然而然地把人们在长期从事化工生产实践中，自然而然地把组成不组成不同化工行业生产过程所共有的基本的物理操作过程同化工行业生产过程

22、所共有的基本的物理操作过程抽提出来，抽提出来，研究其各自内在的规律性，并在理论上加以总结和提高，再研究其各自内在的规律性，并在理论上加以总结和提高，再应用到生产实践中去，这些基本的物理操作过程就称为应用到生产实践中去，这些基本的物理操作过程就称为单元单元操作。操作。单元操作定义：单元操作定义：指在各种化工产品的生产过程中，具有指在各种化工产品的生产过程中，具有共同的物理变化，遵循共同的物理学定律和具有共同作用的共同的物理变化，遵循共同的物理学定律和具有共同作用的基本操作。基本操作。如：流体的输送与压缩、沉降、过滤、传热、蒸如：流体的输送与压缩、沉降、过滤、传热、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、萃取、冷

23、冻等。发、结晶、吸收、蒸馏、萃取、冷冻等。流体输送搅拌过滤与沉降流态化气体液化液体汽化蒸发浓缩加热冷却结晶精馏气固吸附液液萃取气液吸收喷雾干燥动量传递质量传递热量传递以以“三传三传”为物理内核的单元操作为物理内核的单元操作四四.化学工程中的一些基本规律化学工程中的一些基本规律1.质量守恒（物料衡算）质量守恒（物料衡算）：它反映一个过程中原料、产物、副产物等之间的关系，它反映一个过程中原料、产物、副产物等之间的关系，即进入的物料量必等于排出的物料量和过程中的积累量。即进入的物料量必等于排出的物料量和过程中的积累量。积累或积累或损失损失 MM入入M出出系系 统统物料衡算式物料衡算式：M入 M出 M

24、累或损对连续稳定流动对连续稳定流动：M入 M出 进行物料衡算时，必须明确下面几点：进行物料衡算时，必须明确下面几点：1.首先要确定衡算的系统，即衡算对象包括的范围。首先要确定衡算的系统，即衡算对象包括的范围。2.其次要确定衡算的基准。其次要确定衡算的基准。3.然后确定衡算的对象（指标、参数）。然后确定衡算的对象（指标、参数）。4.最后还要确定衡算对象的物理量及单位。最后还要确定衡算对象的物理量及单位。例例1-1 每小时有每小时有10 吨吨 5 的乙醇水溶液进入精馏塔，塔顶的乙醇水溶液进入精馏塔，塔顶馏出的产品中含乙醇馏出的产品中含乙醇 95，塔底排出的废水中含乙醇，塔底排出的废水中含乙醇 0.

25、1。求每小时可得产品多少吨？若废水全部排放，每年。求每小时可得产品多少吨？若废水全部排放，每年（按操作（按操作 7200小时小时 计）损失的乙醇多少吨？计）损失的乙醇多少吨？精馏塔精馏塔原料液原料液含乙醇含乙醇510吨吨/时时乙醇产品乙醇产品含乙醇含乙醇95含乙醇含乙醇0.1 废水废水 解：解：已知已知：原料液流量及其中乙醇含量原料液流量及其中乙醇含量产品和废水中乙醇含量产品和废水中乙醇含量确定：确定：衡算范围：衡算范围：衡算对象：衡算对象：衡算基准：衡算基准：设：产品流量为设：产品流量为 X 吨吨/时、废水流量为时、废水流量为 Y 吨吨/时时。由物料衡算式由物料衡算式：M入入 M出出对物流的

26、量进行衡算：对物流的量进行衡算：10 X +Y (1)对乙醇的量进行衡算：对乙醇的量进行衡算：10 5 X 95+Y 0.1 (2)解得：解得：X 0.516 吨吨/时时 ，Y 9.484 吨吨/时时 每年损失乙醇：每年损失乙醇：9.484 0.1 7200 68.28 吨吨/年年2.能量守恒（能量衡算）能量守恒（能量衡算）：目的：目的：计算单位产品的能耗，计算单位产品的能耗，了解过程中能量的利用和损了解过程中能量的利用和损失情况，确定生产过程中需要输入、输出的热量，失情况，确定生产过程中需要输入、输出的热量，设计换热设备设计换热设备积累或积累或 损失损失QQ入入Q出出系系 统统热量衡算式：热

27、量衡算式：Q入入 Q出出 Q累或损累或损稳定的连续性操作：稳定的连续性操作：Q入入 Q出出 3.平衡关系平衡关系 平衡决定过程进行的方向各可能够达到的极限平衡决定过程进行的方向各可能够达到的极限 可以确定当时条件下物料或能量能够利用的极限，从而可以确定当时条件下物料或能量能够利用的极限，从而确定加工方案确定加工方案4.过程速率过程速率 过程速率决定装置和设备的生产能力，过程速率越过程速率决定装置和设备的生产能力，过程速率越高，设备生产能力越大，或设备的尺寸越小。高，设备生产能力越大，或设备的尺寸越小。过程阻力过程推动力 过程速率（过程速率（r）5.从实验室研究到工厂生产从实验室研究到工厂生产

28、将实验室研究扩大为生产规模，使新产品、新工艺或新技将实验室研究扩大为生产规模，使新产品、新工艺或新技术在工业装置中运转或转变为生产的全过程称为术在工业装置中运转或转变为生产的全过程称为化工过程开发化工过程开发。实验室与化工生产过程的区别实验室与化工生产过程的区别：（1）原料数量、质量上的不同）原料数量、质量上的不同（2）工艺方法、工艺条件、工艺要求、操作手段的不同）工艺方法、工艺条件、工艺要求、操作手段的不同（3）设备大小、结构、材质的不同）设备大小、结构、材质的不同如：边长为如：边长为1m的正方体容器，的正方体容器，V=1m3，S=6m2，若将每条边长扩大，若将每条边长扩大10倍倍为为10m

29、，则，则V=1000m3，S=600m2，体积扩大体积扩大1000倍而表面积只扩大倍而表面积只扩大100倍，不同步倍，不同步，则必然造成散热不均。故必须采用其他措施，如水，则必然造成散热不均。故必须采用其他措施，如水冷、风冷等，否则反应结果必然改变。冷、风冷等，否则反应结果必然改变。（4）产品数量、质量不同，分离要求及分离设备也不同）产品数量、质量不同，分离要求及分离设备也不同（5）附属设施：生产上须设置水、电、气、动力、安全、运输、贮存）附属设施：生产上须设置水、电、气、动力、安全、运输、贮存等设施等设施（6）废水、废气、废渣的排放量不同，治理要求和设施也不同）废水、废气、废渣的排放量不同，

30、治理要求和设施也不同 开发步骤开发步骤：实验室研究（小试）：实验室研究（小试）可行性研究（技术经济可行性研究（技术经济评价）评价）中间试验（中试）中间试验（中试）基础设计（技术经济评价）基础设计（技术经济评价）工业装置的设计和投产工业装置的设计和投产6.单位制与单位换算单位制与单位换算有关规则辅助单位导出量（导出单位）基本量（基本单位）单位制（1）国际单位制）国际单位制 国际单位制国际单位制是是19601960年年1010月第十一界国际计量大会通过的月第十一界国际计量大会通过的一种优越性较大的新单位制，其代号为一种优越性较大的新单位制，其代号为SISI。通用性通用性：SI具有高度的通用性或者统

31、一性。具有高度的通用性或者统一性。一贯性一贯性：使用使用SI在导出单位时，不需引入比例系数，而且在导出单位时，不需引入比例系数，而且SI中任何一中任何一个物理量只有一个单位。个物理量只有一个单位。A、SI的基本量与基本单位的基本量与基本单位基本量的名称基本量的名称基本单位名称基本单位名称基本单位符号基本单位符号长长 度度米米m质质 量量千千 克克kg时时 间间秒秒s电电 流流安安 培培A热力学温度热力学温度开尔文开尔文K物质的量物质的量摩摩 尔尔mol发光强度发光强度坎德拉坎德拉cd表表1.国际单位制的基本量与基本单位国际单位制的基本量与基本单位（7个）个）其他物理量的单位，都可以由这七个基本

32、单位中的某几个单位根其他物理量的单位，都可以由这七个基本单位中的某几个单位根据物理定义或规律组合而成。据物理定义或规律组合而成。表表2.国际单位制的辅助单位（国际单位制的辅助单位（2个）个）表表3.国际单位制中具有专门名称的导出单位国际单位制中具有专门名称的导出单位（共（共17个）个）量量 的的 名名 称称单单 位位 名名 称称单单 位位 符符 号号平面角平面角弧度弧度rad立体角立体角球面角球面角sr量量 的的 名名 称称单单 位位 名名 称称单单 位位 符符 号号其它表示式示例其它表示式示例频率频率赫兹赫兹Hzs1 力；重力力；重力牛顿牛顿Nm/s2压力（压强）压力（压强）应力应力帕斯卡帕

33、斯卡PaN/m2 能量，功，热能量，功，热焦耳焦耳JNm 功率功率瓦特瓦特WJ/s 摄氏温度摄氏温度摄氏度摄氏度*（2）目前我国使用的单位制）目前我国使用的单位制 19841984年国务院发布命令，确定我国年国务院发布命令，确定我国统一使用以统一使用以SISI为基为基础，包括由我国指定的若干非国际单位制在内的中华人民础，包括由我国指定的若干非国际单位制在内的中华人民共和国法定计量单位制，简称共和国法定计量单位制，简称法定计量单位制法定计量单位制，并且并且规定，从规定，从19911991年起，除个别领域外，不允许使用非法定计年起，除个别领域外，不允许使用非法定计量单位制。量单位制。SI我国指定的

34、若干非）国际单位制（法定计量单位制SI 非国际单位制是指，如时间的单位除了用秒外，还可以非国际单位制是指，如时间的单位除了用秒外，还可以用分（用分（minmin）、小时（）、小时（h h），天（），天（d d）；质量的单位除了用）；质量的单位除了用kgkg外，还可以用吨（外，还可以用吨（t t），体积的单位除了用），体积的单位除了用m m3 3外，还可以用外，还可以用升（升（l l）等。）等。思考1：化学与化工的关系思考2：什么是单元操作，什么是过程？两者的区别与联系。化工生产过程可视为物理过程和化学过程组成。由于被加工物化工生产过程可视为物理过程和化学过程组成。由于被加工物料的相态不同、过程

35、原理和采用方法的差异，将物理过程可进一料的相态不同、过程原理和采用方法的差异，将物理过程可进一步细分为一系列遵循不同物理定律，有某种功用的基本操作过程，步细分为一系列遵循不同物理定律，有某种功用的基本操作过程，称之为称之为单元操作。单元操作。每一种单元操作都概括了化工生产中一类有共性的操作每一种单元操作都概括了化工生产中一类有共性的操作，从本从本质上归纳为质上归纳为动量传递、热量传递和质量传递动量传递、热量传递和质量传递三种传递过程三种传递过程。三种传递过程和反应工程，即三种传递过程和反应工程，即“三传一反三传一反”构成化学工程学科构成化学工程学科研究的一条主线。研究的一条主线。单元操作单元操

36、作 目的目的 物态物态 原理原理 传递过程传递过程流体输送流体输送 输送输送 液或气液或气 输入机械能输入机械能 动量传递动量传递 搅拌搅拌 混合或分离混合或分离 气气-液液 输入机械能输入机械能 动量传递动量传递 液液-液液,固固-液液 过滤过滤 非均相混合物分离非均相混合物分离 气气-固固,固固-液液 尺度不同的截留尺度不同的截留 动量传递动量传递 沉降沉降 非均相混合物分离非均相混合物分离 气气-固固,固固-液液 密度差引起的密度差引起的 动量传递动量传递 沉降运动沉降运动加热加热,冷却冷却 升温升温,降温降温,改变改变 气或液气或液 利用温差传入利用温差传入 热量传递热量传递 相态相态

37、 或移出热量或移出热量 蒸发蒸发 溶剂与不挥发性溶剂与不挥发性 液液 供热汽化溶剂供热汽化溶剂 热量传递热量传递 溶质的分离溶质的分离单元操作单元操作思考3：化学工业的特点(1)化学工业是独特的、不可取代的工业部门化学工业是独特的、不可取代的工业部门 化学工业以化学加工为主要特征，是创造新物质的工业。化学工业以化学加工为主要特征，是创造新物质的工业。(2)化工产品品种繁多，工艺复杂化工产品品种繁多，工艺复杂(3)化学工业是装置型工业，具有规模经济性化学工业是装置型工业，具有规模经济性 化工生产的主要设备大多是塔、罐、槽、器及管道，一般装置化工生产的主要设备大多是塔、罐、槽、器及管道，一般装置的

38、投资费用与其生产能力的的投资费用与其生产能力的2/3次方呈正比。次方呈正比。(4)化学工业是资金密集，技术密集的工业部门化学工业是资金密集，技术密集的工业部门 以机械工业的技术密集指数为以机械工业的技术密集指数为100，化学工业则达到，化学工业则达到2480。以医。以医药和农药新品种开发为例，开发成功率为万分之一，完成一个新药和农药新品种开发为例，开发成功率为万分之一，完成一个新品种研制，在美国需品种研制，在美国需10年左右时间，耗资年左右时间，耗资6000万美元。万美元。(5)化学工业是能源消耗的大户化学工业是能源消耗的大户(6)化学工业是易污染、重污染的工业部门化学工业是易污染、重污染的工

39、业部门思考思考4：物料衡算的理论依据是什么？进行物料衡算时注意什么？物料衡算的理论依据是什么？进行物料衡算时注意什么？依据质量守恒定律进行，进入和离开某一化工过程的物料质量之差，等于该过程积累的物料质量。其衡算式为：其衡算式为：输入物料量输入物料量-输出物料量累积物料量输出物料量累积物料量物料衡算是化工计算的最基本、最重要的计算，也是化工计算物料衡算是化工计算的最基本、最重要的计算，也是化工计算的基础的基础。进行物料衡算时，必须注意下面几点：进行物料衡算时，必须注意下面几点：1.首先要确定衡算的系统，即衡算对象包括的范围。首先要确定衡算的系统，即衡算对象包括的范围。2.其次要确定衡算的基准。其

40、次要确定衡算的基准。3.然后确定衡算的对象（指标、参数）。然后确定衡算的对象（指标、参数）。4.最后还要确定衡算对象的物理量及单位。最后还要确定衡算对象的物理量及单位。思考5：化学工业的新理解 1.行业结构、产品结构向“精细化”发展 “粗放型”向“精细化”“单一产品”向“系列产品”产品是否精细，可以从下面四个方面衡量：A：优越的性能或功能 不仅提供物质本身，还要具有特殊功能，并有相应的应用技术及服务。B:技术含量高 技术知识密度高。C:附加值高 附加值率50%D:品种多、批量小，生命周期短。4.化学工业的可持续发展战略 可持续发展战略 概念于1987年以挪威首相布伦特兰为首的世界环境与发展委员

41、会在我们共同的未来一书中首次提出。主要集中在资源综合利用和清洁生产。合理利用资源、提高资源利用率是实现可持续发展的前提。相关数据表表1一一3全国工业及化工系统总产值增长速度（）全国工业及化工系统总产值增长速度（）表表1一一4化学工业劳动生产率万元人年化学工业劳动生产率万元人年美国美国 日本日本 德德 国国 英国英国 法国法国 意大利意大利 中国中国38.14 52.72 21.70 24.08 32.68 26.98 0.26思考6：化学工业的发展趋势一、化工发展趋势之一一、化工发展趋势之一:化工与相关学科交叉、渗透，形成新化工与相关学科交叉、渗透，形成新的前沿学科的前沿学科 二、化工发展趋势之二二、化工发展趋势之二:化工与数学、物理、化学等基础科学化工与数学、物理、化学等基础科学的进一步结合的进一步结合 三、化工发展趋势之三三、化工发展趋势之三:化工科技正经历化工科技正经历“十个转向十个转向”