化学工艺学 主 讲：郭栋才 博士、教授 电 话：13017391002 Email: dcguo2001@hnu.edu.cn 2013.09.

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1 化学工艺学 主 讲：郭栋才 博士、教授 电 话：

2 教 材 参 考 书 1、化学工艺学 黄仲九、房鼎业主编， 高等教育出版社 1、基本有机化学工艺学 吴指南主编， 化学工业出版社
教 材 1、化学工艺学 黄仲九、房鼎业主编， 高等教育出版社 参 考 书 1、基本有机化学工艺学 吴指南主编， 化学工业出版社 2、化工工艺学，梁仁杰等编著，重庆大学出版社 3、化工工艺学，徐绍平, 殷德宏, 仲剑初编著，大连理工大学 出版社

3 第一篇 绪论 第一节 化学工艺学的范畴 一、化学工业的范围和分类 无机化工 有机化工 高分子化工 精细化工 生物化工

4 二、 化学工业的现状和发展方向 发展方向： a、生物技术对化学工业将产生巨大影响（生物基因技术，对化学药物合
现状:（1）生产规模大型化 （2）原料和生产方法的多样化 （3）产品的精细化、专用化和功能化 （4）重视环境保护和综合利用 发展方向： a、生物技术对化学工业将产生巨大影响（生物基因技术，对化学药物合 成和疾病治疗；高效生物催化技术等）。 b、发展新材料是化学工业的战略重任（如纳米材料） c、开发新能源发展新一代煤化工技术 （1）煤矿气化  (2)醇类替代能源  （3）合成油（用甲醇制汽油） d、信息化程度是化工现代化的重要标志。

5 三、化学工艺学与化学工业的关系 化学工业：化学加工工业或制造工业，是依照化学原理与规律实现化学品生产的工业。
化学工艺学（chemical technology）：将原料物质经化学反应转变为产品的方法和过程。 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； 产品规格和副产品的分离与利用； 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。

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8 第二节 怎样学好化学工艺学 一、学习目的： 1．了解化工产品的生产方法： 基本有机化工，即重有机化工，是为有机化工（精细化工）提供原料。
第二节 怎样学好化学工艺学 一、学习目的： 1．了解化工产品的生产方法： 　　基本有机化工，即重有机化工，是为有机化工（精细化工）提供原料。 2．掌握组织化工生产过程的方法： 不仅是有机化工，一切化工生产（有机，无机）均可通用。

9 二、学习内容 1、确定生产路线 ①用什么原料： CH≡CH + HCl (乙炔法) (acetylene) CH2=CHCl
(Vinyl chloride) CH≡CH + HCl (乙炔法) (acetylene) CH2=CH2 + HCl + 1/2O2 (乙烯氯氧化法) (ethylene)

10 ②用什么方法 CH2=CH2 + O2 (直接氧化法) CH2-CH2 ethylene oxide O
CH2-CH2 ← CH2=CH2 + Cl2 + H2O (氯乙醇法) | | Cl OH O

11 T，P，SV(空速)，配料比，cat，主要设备。 3、确定工艺流程：
2、确定操作条件 T，P，SV(空速)，配料比，cat，主要设备。 3、确定工艺流程： 4、进行物料及热量衡算。 据此才可以完成设备设计(化工原理，反应工程、分离工程内容)及确定水、电、汽消耗。 5、对环境保护提出要求及治理方法 原料处理 反应 产品精制

12 1．运用有机化学、物理化学(热力学、动力学)，化学工程(化工原理，反应工程，分离工程)的知识。
三、学习方法 1．运用有机化学、物理化学(热力学、动力学)，化学工程(化工原理，反应工程，分离工程)的知识。 2．掌握新技术、新工艺的信息。 3．举一反三。 4．结合毕业实习进行，灵活应用。

13 四、学习要求 1．常识，会查书 2．重要产品的生产方法(甲醇、苯乙烯、醋酸等) 3．物料平衡及热量平衡的计算
4．分析问题的方法：流程组织、工艺条件的选定，…

14 化学工业术语 一、时空产量： 单位时间、单位量(体积或重量)催化剂，获得产物的量(重量或体积或mol)。 用来描述Cat的生产能力

15 二、空速SV（ hr-1, min-1, S-1 ） 单位时间、单位反应体积(反应器空体积或Cat体积)投入的原料物A的体积。 注意：
若原料A是气体，体积取1atm 的标准体积。 若原料A是液体，则取1atm 的体积(T，P影响小)。 若是反应投料状态下，需将标明P.T GHSV＝gas hourly space Velocity 　（气体时空速度） LHSV＝Liquid hourly space Velocity （液体时空速度）

16 三、接触时间 （ hr, min, S ） 表征反应物A通过反应器的停留时间。

17 四、反应物的mol 比 加入反应器中的几种反应物之间的mol 比，可以和化学反应式的mol 比相同，即相当于化学计量比。 对大多数有机反应，各种反应物的投料 mol 比不等于化学计量比。 五、限制反应物和过量反应物 限制反应物：以最小化学计量数存在的反应物。 过量反应物：超过与限制反应物完全反应的理论量。

18 例：ClC6H5 + 2HNO3 → ClC6H3(NO2)2 + 2H2O
六、过量百分数： Ne——过量反应物的mol 数 Nt——它与限制反应物完全反应所消耗的mol数。 例：ClC6H HNO3 → ClC6H3(NO2) H2O 物料名称 化学计量比 (系数） 投料mol数 投料mol比 投料化学计量数 氯苯 1 5.00 5 HNO3 2 10.70 2.14 5.35

19 七、转化率（x） 化学反应：aA + bB → pP + qQ N AR ——反应物A反应掉的量;
N A，in ——反应物向反应器输入的量; N A，out ——反应物从反应器输出的量. 反应器 NA, in NA, out

20 A循环量 反应器

21 八、选择性(S)

22 九、理论收率（Y）

23 十、重量收率（Yw）

24 液体油品作裂解原料时所得气体产物总质量与原料质量之比。
十一、产气率： 液体油品作裂解原料时所得气体产物总质量与原料质量之比。 十二、原料消耗定额 每生产1吨产品需消耗多少吨(或kg)各种原料。 对于主要反应物：消耗定额=重量收率的倒数。