化工过程开发概论课件1章

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1、化工过程开发概论课程性质：新的化工产品或新的化工工艺经由实验室研究、放大试验到工业化生产的全过程为化工产品开发。课程涉及合成、工艺、工程、设备、控制、经济、环保等多种学科知识。内容实用性强，是学生从学习知识到应用知识的桥梁。课程目的：学生了解新的化工产品开发的过程，掌握新的化工产品开发的方法和相关的知识。第一章绪论第二章选题和立项第三章化工过程开发中的实验室工作第四章化工过程放大第五章反应器的类型和设计第六章化工过程开发实验设计和数据处理第七章投资、成本、折旧和盈利基本内容1.了解并掌握化工过程开发所涉及的基本观点、内容和步骤2.掌握以小试

2、为重点的开发研究实验方法和中试放大的基本方法3.建立技术经济评价的思想4.初步掌握化工过程开发的数据处理方法基本要求1.课程级别：专业选修；2.考查方式：考试；3.成绩的判定：卷面成绩：70%；出勤成绩：15%；课堂发言+平时作业：15%；1.于遵宏编，化工过程开发，华东理工大学出版社，1996年2.郑洁修等编，化工过程开发概要，高等教育出版社，1991年3.武汉大学主编，化工过程开发概要，高等教育出版社，2002年4.陆震维编译，化工过程开发，化学工业出版社，1984年参考书第一章绪论1.1化工过程开发的概述1.2化工过程开发步骤从化学工

3、业的发展看，各种新产品、新工艺和新技术，在它们实现工业化之前，大多都是从实验室研究开始的。由于物料处理量等许多条件相差悬殊，实验室研究和化工生产之间存在很大差别，实验室成果往往不能真实反映工业生产的情况。1.1化工过程开发的概述为什么实验室研究成果不能直接用于大规模化工生产？实验室工业生产实验室工业生产间歇操作连续操作物料不回收物料回收实验条件精确控制实验条件控制不精确设备容量小，很小考察传质传热等条件设备容量大，对传热传质的影响考察多设备受限设备大，考虑生产诸多条件不考虑设备腐蚀对生产影响必须考虑设备腐蚀对生产影响此外，工业生产还必须从经

4、济角度考虑：◆原材料的品级及供应渠道◆产品质量及市场销售◆能源供应及消耗◆建设投资和生产成本◆“三废”治理和环境保护这些都是在实验室研究中很少考虑的一些问题。因此，将实验室研究成果直接用于大规模工业生产是不合适的。1.1化工过程开发的概述如何才能使实验室研究成果用于大规模化工生产？所以在实验室研究完成后，还必须对研究成果进行多种形式的研究和反复论证，采用不同的研究方法和手段考察在实验室条件下未能获得的各种技术经济信息，并论证该研究成果放大成为工业规模的可行性。只有经过科学论证，确认其工艺技术路线在技术上的可靠性、经济上的合理性，并能提供设计

5、生产装置的精确数据，才能进一步建立生产装置投入工业生产。1.1化工过程开发的概述这种由实验室研究过渡到建立生产装置的全过程，就是化工新产品、新工艺或新技术的开发过程，统称为“化工过程开发”。1.1化工过程开发的概述可见，化工过程开发是一种综合性的工程技术，它包括：立项前的可行性研究，实验室小试，放大模型试验、中试，技术经济评价，设计生产装置，安装、调试、开车等多个步骤，涉及化学，化学工艺，化学工程，化工机械，测量与控制，经济分析，系统优化等多种学科。因此必须把整个开发过程看作一个系统，使系统内各个相互联系和相互作用的要素协调配合，才能合理而

6、有效地完成化工过程开发任务。1.1化工过程开发的概述虽然化工过程开发的步骤很多，所研究的问题与考察的内容又十分广泛，但归纳起来，主要是放大和优化两项工作。如果能保证这两项工作顺利地进行，则化工过程开发的整个任务就可以较为圆满地完成。1.1化工过程开发的概述化工过程开发是从立项前的可行性研究开始的，经过试验研究、设计、建立生产装置、开车调试到正常生产的整个过程。1.2化工过程开发步骤一、开发案例A.氨合成氨是当今世界也是我国超大吨位化工产品之一，它的开发成功导致了20世纪化学工业的第一次飞跃。其开发历程为：★1754年Priestley在实验

7、室通过NH4Cl和石灰反应得到了氨：2NH4Cl+Ca(OH)2NH3+CaCl2+2H2O1.2化工过程开发步骤★大约30年后，即1784年，Bertholet确定了氨的成分为NH3。★1795年Hildebrand在常压下，进行N2和H2制NH3的尝试。但除得到过痕量的NH3之外，都归于失败。于是当时认为：由N2和H2合成NH3是不可能的。1.2化工过程开发步骤★近100年后，1850~1900年间，化学热力学、化学动力学、催化剂等新兴学科领域的研究取得进展，荷兰的Van’tHoff把热力学应用于化学领域，建立了化学平衡概念。法国物理学

8、家LeChartelier提出了化学平衡移动规律，认为较高的压力有利于增加NH3的产率。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)1.2化工过程开发步骤★1902年，德国的Haber