中山大学化工原理课件 第0章-绪论.pptVIP

化工基础第一讲 丁 楠 本课程的特点： 1．是划分工科和理科的标准，是化工类各专业课的基础理论课。 2．难度较大，与物理化学相当。 3. 很重要，化工类研究生升学考试科目 1．课前预习 2．认真听课 3．课后复习 4．独立完成作业 5. 有疑问及时解决 学习要求： 1.课程的由来发展、内容和性质 1922年美国化工学会年会, 里特尔(A.D.LiThle) 提出建立“单元操作” （Unit Operations）的概念 “任何一个化学过程,不管它的规模如何,都可分解成为一系列互相类同的被称作“单元操作(Unit operation)”的组成部分，如粉碎、混合、加热、焙烧、吸收、沉淀、结晶、过滤、溶解等。 1.1 课程的由来发展 1923年 MIT的著名教授 W.D.Walker、W.H.Lewis和W.H.Mcadams 等人根据此概念写成了第一部单元操作的书 “Principles of Chemical Engineering （化工原理）” 1960年，美国威斯康新大学的Bird等人把“三传”的内容组织在一起写成了《Transport phenomena》 一书，加强了学生工程学科基础的训练。与此同时，化学反应过程经过了由“单元过程”到“化学反应工程学”的发展。至此，化学工程学科发展到了“三传一反”的较完整阶段。 .计算机应用的快速发展，使化学工程成为更完整的体系，并推向了“过程优化集成”、“分子模拟”的新阶段。随着科学技术的高速发展，化学工程与相邻学科相融合逐渐形成了若干新的分支与生长点，诸如：生物化学工程、分子化学工程、环境化学工程、能源化学工程、计算化学工程、软化学工程、微电子化学工程等。同时，上述新兴产业与学科的发展，也推动了特殊领域化学工程的进步。。 单元操作的研究内容与方向： 单元操作的基本原理； 单元操作典型设备的结构； 单元操作设备选型设计计算。 研究内容 高效率、低能耗、环保； 开发新的单元操作 单元操作集成工艺与技术。 研究方向 溶解度不同 l 均相混合物分离 萃取 吸附能力不同 g、l 均相混合物分离 吸附 供热汽化 s 去湿 干燥 挥发度不同 l 均相混合物分离 液体精馏 质量 传递 溶解度不同 g 均相混合物分离 气体吸收 供热汽化溶剂 l 溶剂与不挥发性溶质分离 蒸发 热量 传递 利用ΔT传入、移出热量 g、l 升、降T，or改变相态 传热 尺度不同的截留 g、l～s 同上 过滤 Δρ引起沉降 g、l～s 非均相混合物分离 沉降 输入机械能 g、l、s~l 混合、分散 搅拌 动量 传递 输入机械能 l 、g 输送 流体输送 传递 原理 物态 目的 单元操作 * * 化学不断发现和创造的新物质 产品 化工过程 化学反应 有经济价值的商业产品 化学工程 化 工 国民经济的支柱产业 世界化工产品的总销售额(年) --- 几千亿美元 —— 衣食住行 化 工 人类生存密切相关 —— 能源 —— 国防和科技现代化 开源节流 —— 环保 原污水 格栅 沉砂池 初次沉淀池 生物处理设备 二次沉淀池 消毒投氯 排放或三级处理 污泥浓缩池 污泥消化 脱水干燥设备 污泥利用 消化气利用 城市污水处理典型流程 污水流程 污泥流程 消化气 一级处理（物理法处理） 二级处理（生物处理） 污泥处理 活性污泥法或生物膜法 实验室 工业过程 直接过渡 想 想 是否可行 ? 萘 〔O〕 邻苯二甲酸酐 + Q 实验室反应器 加热 工业反应器 冷却 实验室与化工生产的区别： 萘 邻苯二甲酸酐 + Q 催化剂 氧化 实验室 化工生产 催化剂升温活化 电加热 空气预热至活化温度，通入少量反应物 量 催 萘 反应温度控制 外加热 冷却 即： 1.量上 少 多 2.传质、传热及材质上的差别 3.能源、动力及技术与经济上的差别 1 - 20 g 0.04 - 0.8 g·h-1 10 - 30 吨 400 - 1200 kg·h-1 绪 论 一. 化工 化学工艺 化学工业 化学工程 化工过程 单元操作 传递过程 化学反应工程 化工热力学 过程系统工程 生产的原料路线 生产方法、技术 操作程序 物料走向 相关单元操作设备的组合 动量、热量、质量传递的总称 研究化工过程中各种状态变化、能量转化和能量有效利用 包括系统分析、系统模拟、系统综合和系统优化等 化工原理 20世纪初美国李特尔提出,麻省理工学院率先开“化工原理”课程，现代“化学工程”是世界公认的一门系统性的工程学科 化学工艺： —— 生产过程或技术 原料 制 造 Chemical Technology