化工工艺-化工生产过程的基础知识

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1、化工生产过程的基础知识第一节化工生产过程及工艺流程一、化工生产过程在化工生产中，将原料经过一系列的物理和化学加工处理制成目标产物的过程称为化工生产过程。化工生产过程一般是由原料预处理、化学反应、产物的分离与精制及“三废”治理四个部分组成。1.原料预处理在化工生产中，当一个反应确定之后，它就必须对原料有一定的耍求，原料预处理的目的是为了使其达到化学反应所需耍的条件。例如：对固体原料需要进行粉碎、筛选，除去部分杂质；对液体原料一般需要配制成一定的浓度，再进行加热或气化；对气体原料通常需要一定的温度和压力等。2.化学反应化学反应是化工生产过程的核心部分，通过化学反应实现原料到产物的转

2、化过程。1）化学反应的种类及条件化学反应种类很多，按反应体系中物料相态的不同分为均相反应和非均相反应；按催化剂的使用与否分为催化反应和非催化反应，当催化剂与反应物处于同一相态时称为均相催化反应，处于不同相态时称为非均相催化反应；按化学反应的特性分为氧化、还原、加氢或脱氢、聚合、缩合、重排、姪化、酰化、重氮化、硝化、磺化、歧化、异构化反应等。实现化学反应通常需要一定的条件，如反应的温度、压力、催化剂、溶剂以及原料投料配比如何、反应的停留吋间多少。所以如何使反应过程进行较为合理，是化工工艺所要讨论的重点内容。2）化学反应器实现化学反应过程的设备称为化学反应器，它是化工生产的关键设备

3、。反应器的设计和选型十分重要，这是因为反应器中进行的反应过程通常比较复杂，在反应的同时还有的动量、热量和质量传递。由于各单元反应的特点各异，所以对反应器的要求也不相同，工业生产过程不仅与反应木身的特性有关，而且还与反应设备的特性有关。反应器的种类繁多，结构各异，既可以按照反应的特性分类，也可以按照设备的特性进行分类。按反应器屮物质相态、反应器可分为均相和非均相反应器；按反应器的结构可分为釜式（槽式）、管式、塔式、固定床、流化床反应器等；按操作方式可分为间歇式、半间歇式和连续式反应器；按操作温度分为恒温式（等温式）和非恒温式反应器；按反应器与外界有无热量的传递可以分为绝热式和外部

4、换热式反应器等。3•产物的分离与精制当一个反应过程确定后，它所生成的产物也就基本上确定了。但是多数反应过程中，由于原料的组成、副反应的发生等的原因，导致这些反应物并不一定都是目标产物，即使是目标产物，通常也不是符合质量耍求的目标产物，因此必须进行分离和精制。对反应产物分离精制的目的是为了得到合格的产品，同时冋收和利用副产物，以提高原料的利用率。分离与精制的方法和技术有多种，基本属于单元操作，工业上常用的有精饰、蒸发、萃取、吸收、干燥、结晶、过滤、冷凝、冷冻、渗透（膜分离）、反渗透等。由于分离与精制的途径不是唯一的，所以其设备也不是唯一的。分离技术应用得是否恰当，对产品技术的先进

5、性和经济有利性有十分重要的意义。4•“三废”治理在化工牛产中，必然产牛废水、废气和废渣，这些废弃物通常不能直接排放，需要进行综合治理，以达到排放要求。“三废”处理的主要方法有物理法、化学法、物理化学法、生物化学法等，也可以根据具体情况选择一种或儿种方法组合处理，以达到预期的目的。二、工艺流程和工艺流程图1.工艺流程在化工生产中，原材料需耍经过一系列化学反应和物理变化过程才能转变成产品，将这些功能单元按照一定的物料加工顺序有机地组合起来，并用框图表示，称为工艺流程图。将化工原料转化为化工产品的工艺流程图称为化工生产工艺流程图。曲于化工生产的多样性，不同产品的工艺流程不同；同种产品

6、采用不同的原材料，其工艺流程也不相同；即使是原材料相同，产品也相同，但采用的工艺路线或加工方法不同，使得流程也有区别。此外，工艺流程的组织还与实施工业化的时间、地点、技术条件、资源条件等等因素有关。对于一般化工产品的工艺流程而言，组成流程的各个单元具有的基木功级有共同之处，根据化工产品生产过程在现场的划分以及其在流程中所起的作用不同一般有以下几种过程。①生产准备过程（原料工序人包括原辅材料贮存、净化、干燥、配制等，各种催化剂和助剂的准备。②反应过程（反应工序人以反应为主，不包括反应条件的准备，如反应控制、原料的混合与换热、产物的输送等。③分离过程（分离工序人主要包括产物的精制和

7、提纯。④回收过程（回收工序：包括副产物、少量未反应的原料、溶剂、催化剂以及尾气的分离、精制和提纯。⑤后加工过程（后处理工序人通常是指将产品加工成合格成品的过程，一般包括贮存和包装以及“三废”的处理等。催化剂制备化工产品生产过程各个工序组合三废处理1.工艺流程图表达某一化工产品生产过程的工艺流程多采用图示的方法，这种表达方式称为工艺流程图。通常将齐功能单元用框图或以设备示意图表示，齐单元Z间用带箭头的直线连接，箭头表示物料的流向和操作顺序。通过工艺流程图，可以简明地表示出由原料到产品的过程中各