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1、第二章化工生產(chǎn)過程及流程第一節(jié)化工生產(chǎn)過程及流程2第二節(jié)化工過程的主要效率指標3第三節(jié)反應條件對化學平衡和反應速率的影響2第四節(jié)催化劑的性能及使用1第五節(jié)反應過程的物料衡算和熱量衡算（在化工設計中講）主要內(nèi)容：了解和掌握生產(chǎn)過程的內(nèi)容及生產(chǎn)工藝流程，掌握化工過程的主要效率指標及其計算，了解和掌握各種反應條件及其對化學平衡和反應速率的影響，了解和掌握催化劑、催化劑性能及使用。授課方式：重點采用課堂講授，利用啟發(fā)式、提問式與講解式相結合的方法，并將理論與實際化工廠相結合進行講解，同時選部分內(nèi)容讓學生自學。重點和難點：生產(chǎn)
2、工藝流程、化工過程的主要效率指標及其計算，反應條件及其對化學平衡和反應速率的影響，催化劑性能等。第一節(jié)化工生產(chǎn)過程及流程一、化工生產(chǎn)過程化工生產(chǎn)過程一般可概括為原料預處理、化學反應和產(chǎn)品分離及精制三大步驟。（1）原料預處理主要目的是使初始原料達到反應所需要的狀態(tài)和規(guī)格。例如固體需破碎、過篩；液體需加熱或氣化；有些反應物要預先脫除雜質(zhì)，或配制成一定的濃度。在多數(shù)主產(chǎn)過程中，原料預處理本身就很復雜，要用到許多物理的和化學的方法和技術，有些原料預處理成本占總生產(chǎn)成本的大部分。（2）化學反應通過該步驟完成由原料到產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變，
3、是化工生產(chǎn)過程的核心。反應溫度、壓力、濃度、催化劑（多數(shù)反應需要）或其他物料的性質(zhì)以及反應設備的技術水平等各種因素對產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量有重要影響，是化學工藝學研究的重點內(nèi)容?；瘜W反應類型繁多，若按反應特性分，有氧化、還原、加氫、脫氧、歧化、異構化、烷基化、脫基化、分解、水解、水合、偶合、聚合、縮合、酯化、磺化、硝化、鹵化、重氮化等眾多反應；若按反應體系中物料的相態(tài)分，有均相反應和非均相反應（多相反應）；若根據(jù)是否使用催化劑來分，有催化反應和非催化反應。實現(xiàn)化學反應過程的設備稱為反應器。工業(yè)反應器的類型眾多，不同反應過程
4、，所用的反應器形式不同。反應器若按結構特點分；有管式反應器（裝填催化劑，也可是空管）、床式反應器（裝填催化劑，有固定床、移動床、流化床及沸騰床等）、釜式反應器和塔式反應器等；若按操作方式分，有間歇式、連續(xù)式和半連續(xù)式三種；若按換熱狀況分，有等溫反應器、絕熱反應器和變溫反應器，換熱方式有間接換熱式和直接換熱式。（3）產(chǎn)品的分離利精制目的是獲取符合規(guī)格的產(chǎn)品；并回收、利用副產(chǎn)物。在多數(shù)反應過程中，由于諸多原因，致使反應后產(chǎn)物是包括目的產(chǎn)物在內(nèi)的許多物質(zhì)的混合物，有時目的產(chǎn)物的濃度甚至很低，必須對反應后的混合物進行分離、提
5、濃和精制才能得到符合規(guī)格的產(chǎn)品。同時要回收剩余反應物，以提高原料利用率。分離和精制的方法和技術是多種多樣的，通常有冷凝、吸收、吸附、冷凍、閃蒸、精餾、萃取、滲透膜分離、結晶、過濾和干燥等，不同生產(chǎn)過程可以有針對性地采用相應的分離和精制方法。分離出來的副產(chǎn)物和“三廢’也應加以利用或處理。二、化工生產(chǎn)工藝流程1工藝流程和流程圖原料需要經(jīng)過包括物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換的一系列加工，方能轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)品實施這些轉(zhuǎn)換需要有相應的功能單元來完成，按物料加工順序?qū)⑦@些功能單元有機地組合起來，則構筑成工藝流程。將原料轉(zhuǎn)變成化工產(chǎn)品的工藝流程稱為
6、化工生產(chǎn)工藝流程（或?qū)⒁粋€過程的主要設備、機泵、控制儀表、工藝管線等按其內(nèi)在聯(lián)系結合起來，實現(xiàn)從原料到產(chǎn)品的過程所構成的圖）。化工生產(chǎn)中的工藝流程是豐姿多彩的，不同產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程固然不同，同一產(chǎn)品用不同原料來生產(chǎn)，工藝流程也大不相同；有時即使原料相同，產(chǎn)品也相同，若采用的工藝路線或加工方法不同，在流程上也有區(qū)別。工藝流程多采用圖示方法來表達．稱為工藝流程圖（flowsheet或processflowsheet）。在化學工藝學教科書中主要采用工藝流程示意圖，它簡明地反映出由原料到產(chǎn)品過程中各物料的流向和經(jīng)歷的加工步
7、驟，從中可了解每個操作單元或設備的功能以及相互間的關系、能量的傳遞和利用情況、副產(chǎn)物和三廢的排放及其處理方法等重要工藝和工程知識。2化工生產(chǎn)工藝流程的組織工藝流程的組織或合成是化工付程的開發(fā)和設計中的重要環(huán)節(jié)。組織工藝流程需要有化學、物理的理論基礎以及工程知識，要結合生產(chǎn)實踐，借鑒前人的經(jīng)驗。同時，要運用推論分析、功能分析、形態(tài)分析等方法論來進行流程的設計。推論分析法是從“目標’出發(fā)，尋找實現(xiàn)此“目標’的“前提”，將具有不同功能的單元進行邏輯組合，形成一個具有整體功能的系統(tǒng)。功能分析法是縝密地研究每個單無的基本功能和
8、基本屬性，然后組成幾個可以比較的方案以供選擇。因為每個功能單元的實施方法和設備型式通常有許多種可供選擇，因而可組織出其有相同整體功能的多種流程方案。形態(tài)分析法是對每種可供選擇的方案進行精確的分析和評價，擇優(yōu)汰劣，選擇其中最優(yōu)方案。評價需要有判據(jù)，而判據(jù)是針對具體問題來擬定的，原則上應包括：①是否滿足所要求的技術指標；②技術資料的完整性和可信度；
