化工生产基础知识.docx

化工生产基础学问第一章化工生产概述一化工的基本概念：1化工生产的三大要素：水、电、汽。2化工生产的基本任务：a.探讨化工生产的基本过程和反应原理。b.化工生产的工艺流程和最佳的工艺条件。c生产中运用的主要设备的构造、工作原理及强化生产的方法。3化工生产单元操作及分类A什么是化工单元操作？化工生产的门类很多，如酸、碱、化肥、农药、橡胶、染料、制药等行业。不仅原料来源广泛，而且产品种类繁多，加工过程各不相同。把除了化学反应外其余的步骤归纳为一些生产的基本加工过程。如液体的输送及压缩、沉降、过滤、蒸发、传热、结晶、离心、干燥、蒸馈、汲取、萃取、冷冻、粉碎、等这些基本加工过程称为化工单元操作。若干单元操作串连起来就构成一个化工产品的生产过程。B化工单元操作的分类归纳为几个过程：a.流体动力学过程：如液体的输送及压缩、过滤、沉降、离心等。B热量传递过程.：如传热、蒸发等。C质量传递过程：如蒸播、汲取、干燥等。d热力学过程：如冷冻、深度冷冻等。e机械过程：如固体粉碎、过筛、物料的搅拌等。将其4化工过程的基本规律：对于千变万化的各种化工生产过程都可以将其单元操作归纳在上述的几个化工基本过程中，并都遵循着共同的规律，它也是指导生产实践的方法和手段。（1）物料衡算：依据物质守恒定律。AV原=W产+W损.W原一一投入物料量W产一一所得的产品量W损损失物料址（2）热量衡算.依据能量守恒定律。Q入=Q出+Q损Q入一一输入的热量Q出一一输出的热址Q损一一损失的热量依据这规律可以检查热量消耗的程度，确定经济合理的用能方案和对热能综合利用的选择.（3）过程的平衡关系；化工生产中固体的溶解、气体的汲取、溶液的蒸储等操作过程都是在肯定条件下由不平衡向平衡状态转化，以达到过程进行的最大限度。如食盐溶解水的过程。气体的汲取过程；冷、热两流体进行热量传递过程：当两者的传递过程达到了平衡就不再进行了。也就是在化工生产过程中建立过程平衡关系，对生产具有电绝缘性能、耐化学腐蚀和金属、非金属优异的结力。(5)有机玻璃是具有高度透亮性的塑料。乂有很高的机械强度。d橡胶：通用合成橡胶和特种合成橡胶。C合成纤维：棉、麻、丝、毛属于自然纤维。合成纤维以有机原料人工合成的高聚物，具有强度高、耐磨、比重轻、不吸水、保暖性好、耐酸碱、不发霉、不虫蛀等特性，但也有透气性和染色性较差的缺点。F化工其它产品：颜料、涂料、试剂和各种药物、燃料、催化剂添加剂、乳化剂、粘合剂、发泡剂、防老剂等等。三化学基本概念1.)物质1物质的概念化学探讨的对象是物质O物质是作用于我们感觉器官而引起人们感觉的东西，它有肯定空间和具有质量。物质以不同的形式在不停地运动着。所以物质存在必定有物质运动。2能量物质的变更和运动总是伴随着各种能量的变更。水加热产生高压蒸汽可以带动火车运行，电又可以使马达带动机器工作，汽油在汽缸内燃烧可以使汽车行驶等等。3物质的质量和能量守恒定律化学反应过程中由一个物质变更成为另一个物质，变更前后物质的能量是相等的。（二）物质的变更和性质I物理变更和物理性质物质的变更是多种多样的。如水加热变成水蒸汽，水蒸汽冷却又变成水：木材加工成家具；钢锭轧成钢筋等等。只变更r物质的外部状态和现状，而没有变更物质的组成，更没有新物质产生叫物理变更。物质在物理变更时表现出来的性质叫物理性质。如颜色、气味、密度、沸点、熔点等。2化学变更和化学性质物质不仅外形有了变更，物质本身的组成发生了变更，产生了新物质。如炭燃烧产生二氧化碳。由物质生成新物质的变更叫化学变更。物质在化学变更时表现出来的性质叫化学性质。（三）物质的组成1分子自然界的一切东西都是由物质组成的。保持某物质一切化学性质的最小粒子叫该物质的分子。分子很小；分子在不断地运动；分子之间有距离。一般物质有三种状态，气态、液态、固态的变更，主要是分子间的间隔大小发生变更而造成的。2原子物质在化学变更过程中，原来的物质分子分解成更小的微粒,再重新组合变成新物质的分子。我们把在化学变更中最小微粒，叫原子。原子很小；原子在不断地运动着；原子具有困难结构的微粒。3元素元素是具有相同核电荷的同一类原子的总称。4采纳肯定的符号来表示各种元素，这种符号叫元素符号。元素符号除表示一种元素外还表示这种元素的一个原子有HN.O.F.QBr.C.Si.PS.1.NaMg.A1.KCa.Cr.Mn.Fc.Cu.Zn.等等（四）原子量、分子量和摩尔1原子量：原子具有质量，只有知道原子的相对质量。以原子碳量定为12,任元素的原子量是该元素的原子相对于12C原原子的重量。2分子量分子量是组成分子的全部原子量总和。是相对质量。Cu（原子量）=63.5分子量=63.50式氧气）原子量=16分子量=16X2=323摩尔物质之间的化学反应都是依据肯定数量的原子或分子的比例进行的。物质之间化学反应都以阿伏伽德罗常数602X1023个倍数进行反应。：任何物质中只要含有6.O2X1（产个微粒（分子、原子、离子、电子等）这种物质的量叫做1摩尔。1摩尔物质的质量叫摩尔质量。单位克/摩尔（克mo1.）或干克/摩尔（kgmo1.）物质的摩尔数（mo1.）=物质的质量（克）/物质的摩尔质量（克/摩尔）物质的质量=物质摩尔质量（克/摩尔）X物质摩尔数（摩尔）（五）化合价和物质的量：四物质结构及元素周期律：五化学反应方程式1分子式,：用元素符号来表示物质的组成的式子；从分子式可以看出物质分子是由哪些元素的原子组成，各元素的原子数目和质量百分比。如（NH4）SO4其中S%=?N=?0%=?H%=?2化学反应式：用分子式来表示化学反应的式子C+O2=CO"从反应方程式中看出反应物和生成物是什么物质，同时可以看出反应式两边各元素的原子个数相等，符合反应前后物质总量不变的原则。a）反应方程式的书写步骤在符号左边写反应物的化学式,，右边写生成物的化学式。反应是特定条件要注明反应发生的条件。如燃烧、加热、加压、催化剂、温度等。b）化学方程式的配平：最小公倍数法和文寸数法。3热化学方程式在化学反应中除了有物质的变更外，以热量形式表现出来的(2)及酸中和反应生产盐和水(3)于CA和CoZ作用(4)于金属作用生产盐和氢(5)及硅化物作用生产硅酸钠(二)纯碱纯碱的化学名称叫碳酸钠，白色粉末，味涩，熔点851C,易溶于水。其水溶液呈碱性035.4C时每100克水中可溶解49.7克碳酸钠，当温度上升时溶解度反而下降。易吸潮，能及酸反应生成，及石灰水作用生成氢氧化钠，及盐类作用起复分解反应。加热至400C时起先分解。第九节几种重要金属元素重要金属元素有：钠、钙、铝、铁、铜、钛第十节无机化肥无机化肥有：氮肥、磷肥、钾肥、复合肥第三章有机化合物基础一、有机化合物概述1、什么是有机化合物把含有C元素的化合物叫有机化合物：一般不含C元素叫无机化合物，而CO、CO2、H£0,碳酸盐因为含有C,便分子结构和性质跟无机化合物相像，所以习惯称无机化合物C2、有机化合的特点（1）熔点低，多数有机化合物熔点在300C以卜二（2）简洁燃烧，多数有机化合物燃烧后变成Ca和HQ。（3）难溶于水，易溶于有机溶剂中，如苯、丙酮等有机溶剂。（4）有机化合物不能电离，也不导电，是非电介质。（5）化学反应困难，还伴有副反应，反应速度缓慢，且更完成。以上是共性，但也有特殊：如四氢化碳可以灭火，糖易溶于水。3、有机化合物的分类按有机化合物中C原子结合方式的不同进行分类。（1）链状化合物：（2）环状化合物：脂环族、芳香族杂环化合物链状化合物如：有机化合物脂环族化合物1.环状化合物41.芳杏族化合物4、有机化合物的结构有机化合物结构理论主要内容是关于有机化合物分子里原子的相互结合排列和相互影响。5、基本有机化学反应（1）氧化和还原反应：2CM,0H+（=2CHEHO+2乩0氧化反应：2CHCH0+（%=2CH,jC00H还原反应：CuO+HX=O+H2O（2）氢化和脱氢反应：氢化反应脱氮反应（3）水合和脱水反应（4）水解反应（5）卤化、硝化、磺化反应（6）胺化和酯化反应本厂常用溶剂和常见化学反应：（1）氧化反应：黄体酮沃氏7酮-DHA（2）水解反应：环酮、黄体酮水解（3）酯化反应:KC-O1.甲酯、醋氢可（4）眄化反应：有雄酮羟化、表雄酮羟化（5）卤仿反应：KC-O1.合成（6）氢化反应：黄体酮氢化、5孕烷PGC加氢（7）贝克夏重排水解、去氢表雄酮：DHA贝氏上第四章化工生产基本操作一、化工生产供热过程1、传热方式三种：传导、对流、辐射2、传热设备：换热器、混合式蓄热式、间壁式加热器：用于流体加热，反应釜加热常用水溶方式、汽溶方式，管道走向：水溶下进上出汽溶上进下出冷却器：用于液体预热预热器：用于液体预热冷凝器：用于蒸汽的冷凝、蒸储、馄分的回收分凝器：使蒸汽冷凝(蒸播上较广)再沸器：用于物料加热汽化深冷热换器：用于深冷分别工序中按材质分类：金属材料制作：化工生产最多，不锈钢非金属：石墨、陶器、塑料、玻璃等按形态分类：管式换热器：喷淋式换热器、V型管式换热器等板式换热器：夹套换热器、报式换热器、螺旋扳式换热器、石墨扳式换热器3、冷冻冷冻是人为地将物料的温度降低到比四周常温空气和水的温度还要低的操作过程。冷冻已成为化工生产中的个常用单元操作。(1)冷冻方法:a、冰溶化法b、冰盐水法：本下5C水冷却，乙醇3035%冷却c、干冰法（2）冷冻分类：a、一般冷冻范围-100C以内I）、深度冷冻200C以下（3）冷冻循环：a、一般：循环水冷却7水冷却冷却水Cb、液体汽化制冷：本厂冷冻剂乙醉3035%原来用CaC1.（4）冷冻主要设备a、压缩机b、冷凝器和蒸发器c、膨胀阀（称节流阀针形阀）二、固体物料的基本操作1、固体物料验收和输送（校对名称、批号等）2、固体物料粉碎和过筛机械方法：挤压、撞击、劈裂机械设备：摇摆机、筛网、粉碎机、气流粉碎（依据物料要求定筛网）3、固体物料及液体物料分别：沉降法过滤法离心分别法-离心机4、干燥设备：常压干燥器减压干燥然双锥真空干燥真空干燥加热干燥剂本厂干燥设备：（1）热风循环烘箱（2）双锥真空干燥箱（3）真空干燥器燥限制要求：依据产品确定干燥失重测定法费尔休氏水分测定法三、液体物料的基本操作1、液体的验收：光槽罐车装液体（质量及数量、贮罐检查、卸车记录）后桶存装物料验收贮存。2、液体的输送：本厂都为桶装化工管路分布：水管、冷冻水管蒸汽管一空压管一料管一3、溶液蒸发：（1）蒸发：通过加热方式将稀溶液中溶剂汽化而使溶液增浓的操作。方式单效蒸发：可在常压、加压、减压下进行本公司采纳常压、减压多效蒸发：提高加热蒸汽利用率，削减蒸汽消耗量（2）蒸慵：利用液体混合物中各组分挥发实力不同，将混合液加热沸腾汽化，分别收集挥发组分和残留液相，而将混合物中各组分分别的操作蒸储的分类：简洁蒸缁、精镯和特殊蒸缁双组分蒸饰和多组分蒸储间歇精馈和连续精储常压蒸储、加压蒸储、减压蒸储蒸馄及蒸发的区分：蒸储溶质变更，蒸发溶质不变，但浓度增加。（3）萃取分别：液-液萃取，选择适当溶剂处理液体混合物中混合