化學(xué)化工導(dǎo)論闡述化學(xué)與化工學(xué)科的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，介紹無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、化學(xué)工程、工業(yè)催化、生物化工等學(xué)科的特點(diǎn)及其應(yīng)用前景特邀專家學(xué)者向廣大新生展現(xiàn)化學(xué)與化工科學(xué)的魅力，堅(jiān)定其學(xué)習(xí)的化學(xué)化工的信念。展望化學(xué)化工在新能源、新材料、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)和信息技術(shù)中的應(yīng)用前景。1ppt課件專家簡介主講內(nèi)容主講者化學(xué)化工:能源科技創(chuàng)新的源泉馬紫峰（教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才,上海交通大學(xué)化工系系主任）化工：我們共同的事業(yè)房鼎業(yè)（全國教學(xué)名師,原華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長）面向工業(yè)生物技術(shù)的分子化學(xué)工程理論和方法劉錚(教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才,原清華大學(xué)化工系系主任)拜爾:從化學(xué)制藥巨頭到多層次化工新技術(shù)先鋒陳世恒（拜耳技術(shù)工程有限公司工藝事業(yè)部總經(jīng)理）生物化學(xué)工程

–TheImpactofMultidisciplinaryStudy鐘建江（教育部長江學(xué)者,上海交通大學(xué)生物工程系教授）多孔材料的魅力車順愛（教育部長江學(xué)者,上海交通大學(xué)化學(xué)系教授）GEGlobalResearch-TheTechnologyCornerStoneForOverACentury衛(wèi)昶(通用電氣(GE)全球研發(fā)中心材料化學(xué)部總經(jīng)理)催化——化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力和靈魂謝在庫（973項(xiàng)目首席科學(xué)家,中國石化上海石油化工研究院院長）化學(xué)的魅力印杰（上海交通大學(xué)副校長,原化學(xué)化工學(xué)院院長）2ppt課件化學(xué)化工:能源科技創(chuàng)新的源泉主講：馬紫峰3ppt課件能源是人類文明的重要基石能源支撐著所有工業(yè)化國家，也是發(fā)展中國家發(fā)展的必要條件4ppt課件緒論能量與能源構(gòu)成客觀世界的三大基礎(chǔ)是物質(zhì)、能量和信息科學(xué)史觀：世界是物質(zhì)構(gòu)成的；能量是物質(zhì)的屬性，是一切物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力；信息是客觀事物和主觀認(rèn)識(shí)相結(jié)合的產(chǎn)物。能量的六種基本形式：機(jī)械能化學(xué)能熱能核能電能輻射能5ppt課件能源的分類定義：凡是能經(jīng)過直接或者間接轉(zhuǎn)化過程而獲得某種能量的自然資源統(tǒng)稱為能源一次能源（能源資源）：煤、石油、天然氣、水能、核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)二次能源（能源產(chǎn)品）煤氣、汽油、柴油、電力、焦碳、蒸汽、沼氣、氫氣、醇醚類、6ppt課件世界能源資源基本構(gòu)成化石燃料煤、石油和天然氣核能可持續(xù)能源水能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)?、風(fēng)能8983化石燃料燃燒占世界總能源用量的80%。全世界范圍內(nèi)因化石燃料使用產(chǎn)生的溫室氣體排放量高達(dá)200億噸7ppt課件煤炭

煤是可以燃燒的含有機(jī)質(zhì)的巖石，是古代植物深埋地下，在一定的溫度和壓力條件下，經(jīng)歷漫長的時(shí)代和復(fù)雜的化學(xué)變化而形成。煤的化學(xué)組成主要是碳、氫、氧、氮等幾種元素。此外，還可能含有硫、磷、砷、氯、汞、氟等有害成分以及鍺、鎵、鈾、釩等有用元素。煤可以分為煙煤、無煙煤等山西平朔露天煤礦秦皇島8ppt課件煤炭發(fā)電與煤化工煤炭發(fā)電是主要能源利用方式，該過程涉及大量的化工技術(shù)，如流化燃燒、吸收脫N和脫S、過濾除塵、熱交換、冷卻煤化工過程制備各類二次能源產(chǎn)品（如甲醇、煤氣、氫氣和二甲醚等）9ppt課件石油石油是產(chǎn)于巖石中以碳?xì)浠衔餅橹饕煞莸挠蜖钫吵硪后w。未經(jīng)提煉的天然石油稱為原油，其中含碳84—87%，含氫12—14%，剩下的1—2%為硫、氧、氮、磷、釩等元素。10ppt課件石油化工原理上海石化金山基地把流體輸送（管道）與輸送機(jī)械、熱交換、精餾、吸收化工單元操作技術(shù)的組合，結(jié)合催化反應(yīng)作用（催化裂化、催化重整）將石油煉制生產(chǎn)出各種燃料（汽油、柴油和煤油）去驅(qū)動(dòng)汽車、飛機(jī)等交通工具，并生產(chǎn)出大量的化工產(chǎn)品11ppt課件“十五”期間，我國石油和化學(xué)工業(yè)總體水平的提高超過了歷史上任何一個(gè)時(shí)期。已經(jīng)形成具有20多個(gè)行業(yè)、能生產(chǎn)四萬多種產(chǎn)品、門類比較齊全、品種大體配套的工業(yè)體系。其中，10多種主要石油和化工產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界前列。我國石油和化學(xué)工業(yè)現(xiàn)狀12ppt課件石油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)總量大幅增加156.36%十五期間年均遞增20.60%；利潤增長235.95%，年均遞增27.45%13ppt課件2004-2005年石油和部分石油加工品產(chǎn)量產(chǎn)品04年產(chǎn)量（萬噸）同比增長（%）05年產(chǎn)量（萬噸）同比增長（%）原油16958.52.9181003.9原油加工量27306.813.7286006.5乙烯626.62.4755,5420.4合成樹脂及共聚物1791.010.12141.9418.3合成橡膠147.811.7163.2111.6合成纖維7888.1897.5313.9石油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)總量大幅增加14ppt課件化學(xué)工業(yè)在上海的地位2004年，在上海六大支柱產(chǎn)業(yè)中，石油化工產(chǎn)業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值列第三位，近次于電子信息和汽車制造；工業(yè)銷售產(chǎn)值列第二位，利潤列第四位，稅金總額列第二。2006年，僅次于電子信息，成為第二大產(chǎn)業(yè)15ppt課件化學(xué)工業(yè)在上海的地位從業(yè)人員工業(yè)總產(chǎn)值年未資產(chǎn)總計(jì)主營業(yè)務(wù)收入利潤總額稅金總額電子信息電子信息電子信息電子信息汽車制造汽車制造成套設(shè)備石油化工成套設(shè)備石油化工精品鋼材石油化工石油化工汽車制造精品鋼材汽車制造電子信息精品鋼材汽車制造成套設(shè)備石油化工成套設(shè)備石油化工成套設(shè)備生物醫(yī)藥精品鋼材汽車制造精品鋼材成套設(shè)備電子信息精品鋼材生物醫(yī)藥生物醫(yī)藥生物醫(yī)藥生物醫(yī)藥生物醫(yī)藥16ppt課件能源資源利用過程是現(xiàn)代化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的主要推動(dòng)力

從煤汽化轉(zhuǎn)化制作水煤氣，到氨的工業(yè)化合成，奠定了無機(jī)化工基礎(chǔ),發(fā)展了化學(xué)熱力學(xué),化學(xué)動(dòng)力學(xué)和催化科學(xué)理論石油煉制工藝的不斷發(fā)展，推動(dòng)了化學(xué)熱力學(xué)、單元操作和催化反應(yīng)工程理論的發(fā)展天然氣資源的開發(fā)利用，豐富了化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科理論體系從化石燃料獲得汽油、柴油、煤油、甲醇、酒精類是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)燃料17ppt課件煉油工業(yè)促進(jìn)了化工學(xué)科發(fā)展1928年，多孔白土催化劑應(yīng)用于重油裂化過程(crackingtechnology)，生產(chǎn)了高辛烷值燃料(higheroctanefuel)，使二戰(zhàn)期間盟軍戰(zhàn)斗機(jī)獲得更優(yōu)質(zhì)的燃料20世紀(jì)60年代，美國Mobile公司將原先用于分離過程的沸石分子篩作為新催化材料應(yīng)用于催化裂化技術(shù)，煉油工業(yè)產(chǎn)生新的飛躍。采用稀土促進(jìn)的沸石分子篩裂化催化劑后，煉油裝置的生產(chǎn)能力和汽、柴油產(chǎn)量大幅度提高。在美國只經(jīng)過短短的四五年時(shí)間就取代了傳統(tǒng)的硅鋁催化劑，被譽(yù)為“煉油工業(yè)的技術(shù)革命”1967年，發(fā)展了雙金屬重整催化劑（Pt-Re,Pt-Ir)，提高了汽油品質(zhì)催化反應(yīng)也催生了“化學(xué)反應(yīng)工程”學(xué)科化學(xué)工程與技術(shù)（工藝）

(ChemicalEngineeringandTechnology)化學(xué)工程化學(xué)工藝生物化工應(yīng)用化學(xué)工業(yè)催化18ppt課件化石燃料的應(yīng)用與挑戰(zhàn)化石燃料化工利用能源利用合成氨乙烯、丙烯苯、甲苯甲醇、乙醇、二甲醚交通發(fā)電挑戰(zhàn)：資源不可再生、需求激增、供應(yīng)減少70US$/B石油價(jià)格石油的大量使用證實(shí)了化石燃料在能源貢獻(xiàn)中地位：世界上每年消耗油量超過250億桶，其中2/3用于交通，而美國就要消耗60億桶，用于交通的需求超過95%19ppt課件化石燃料的大規(guī)模應(yīng)用后果

化石資源可耗竭性受到普遍重視環(huán)境污染問題日漸突出（SOX、NOX、CO2及可吸入顆粒物溫室效應(yīng)，地球氣候變化石油供應(yīng)緊張（OPEC的石油供應(yīng)能力、提高石油產(chǎn)量所需要投資無法保證，中東地區(qū)利益分配與地區(qū)沖突沒有解決良方）20ppt課件解鈴還須系鈴人從化學(xué)工程到環(huán)境工程21ppt課件Gasification(CO2Scrubbing)25%increase

inCOEPulverizedCoal(CO2Scrubbing)66%increase

inCOEPulverizedCoal(O2Combustion)80%increase

inCOEAdvancedPowerPlants(O2Combustion)34%increase

inCOEAdvancedPowerPlants(CO2Scrubbing)30%increase

inCOEHybridPlant(PCwithCES)45%increase

inCOE——燃煤電廠CO2捕集技術(shù)對(duì)電價(jià)影響環(huán)境因素對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響22ppt課件ShiftReactorParticulateRemovalParticulatesCoal,Petroleumcoke,Biomass,Waste,etc.AirSepGasCleanupSulfurBy-ProductCompressedAirOxygenAirAirSteamSteamCombustionTurbineCombustorFuelCellsHydrogenSteamTurbineHRSGGasificationPlantwithCO2SequestrationCO2

ScrubbersCO2SequestrationHydrogen***CO2SequestrationModule******FuelCellModule***StackElectricPowerGeneratorCO2PerformanceSummaryNetPower=404kWeNetHHVEff.=37%CO2Removed=90%COEIncrease=25%AshGaseousConstituentsGasifierSolidsCondenserGeneratorGeneratorElectricPower23ppt課件能源需求:推動(dòng)化工科技進(jìn)步的動(dòng)力每年花在化石燃料上的資金巨大（美國2500億美圓），而與化石燃料利用有關(guān)的資本資產(chǎn)，包括電廠、以油為燃料的機(jī)動(dòng)車、工廠以及商住區(qū)域的供熱設(shè)施更一個(gè)天文數(shù)字（美國超過20000億美圓）對(duì)于不發(fā)達(dá)國家的能源前景，由于他們更急切地提升生活水平，對(duì)于能源的需求比發(fā)達(dá)國家的需求更大，因?yàn)椴话l(fā)達(dá)國家的人口是發(fā)達(dá)國家的3倍。不發(fā)達(dá)國家能源年增長速率8%發(fā)達(dá)國家為3%24ppt課件天然氣天然氣是一種蘊(yùn)藏在地層內(nèi)的天然氣體燃料。它的成因和石油相似，但它分布的范圍要比石油廣得多。即使在較低溫度條件下，地層中的有機(jī)物也能在細(xì)菌的作用下形成天然氣。有的天然氣蘊(yùn)藏在不含石油的巖層里；有的和石油貯存在一起。鉆探石油時(shí)發(fā)生的井噴，就是由于地層中的天然氣在高壓下向外噴發(fā)的緣故。25ppt課件水能全世界水量最充沛的河流有15條，其中亞洲9條，南美洲3條，北美洲2條，非洲1條。非洲的剛果河水量只有亞馬孫河的1／5，但水力發(fā)電潛力卻大大超過亞馬孫河。在剛果河下游至入?？诘?00千米河段，水的落差超過300米，年發(fā)電量可達(dá)5060億千瓦時(shí)。亞洲的尼泊爾深居高山水源區(qū)，雖然河流上游水量不大，但由于落差大，在許多地方可選建發(fā)電為1億千瓦的水電站。我國水力資源理論蘊(yùn)藏量很大，年發(fā)電量可達(dá)數(shù)萬億千瓦時(shí)，主要集中在西部地區(qū)，約占全國77.7%以上，其中又以西南地區(qū)最豐富，約占67.8％，其次是中南和西北地區(qū)?，F(xiàn)在，我國正在集中力量建設(shè)大型水力發(fā)電基地，每個(gè)水電基地興建若干座大型水力發(fā)電站，形成水電站群。26ppt課件長江三峽水利樞紐工程

長江三峽水利樞紐工程已于1994年12月開工，2004年已完成一期工程，截流蓄水并發(fā)電，年發(fā)電量可達(dá)847億千瓦時(shí)。長江三峽水利樞紐工程是一座具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)、養(yǎng)殖、供水等巨大綜合效益的特大工程。工程完成后，將能控制荊江地區(qū)百年一遇的特大洪水；葛洲壩水利樞紐工程已經(jīng)完成，改善宜昌至重慶的航運(yùn)條件；為長江中下游地區(qū)的城鎮(zhèn)供水和農(nóng)田灌溉用水提供保證27ppt課件核能原子核反應(yīng)中釋放出來的能量，叫做核能。它是20世紀(jì)50年代開始利用的能源，它靠核燃料（鈾、釷等）在反應(yīng)堆中“燃燒”而產(chǎn)生的熱能，其能量巨大。核電站利用核反應(yīng)堆工作時(shí)釋放出來的熱能使水汽化以推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)工作。核電站比火電站有許多優(yōu)點(diǎn)：核燃料能量密集、燃燒效率高，如一座100萬千瓦的火電站，年耗煤約300萬噸；而同等規(guī)模的核電站，一年只消耗30噸核燃料；核能不產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”，火電站大量燒煤，環(huán)境污染嚴(yán)重：核電站只要設(shè)計(jì)管理得好，既安全又清潔。核反應(yīng)堆工作時(shí)不需氧氣助燃，核電站可建在高山、地下、海底，甚至宇宙空間。我國現(xiàn)有秦山核電站和大亞灣核電站。28ppt課件風(fēng)能風(fēng)能是一種取之不盡、用之不竭的巨大自然能源。據(jù)估計(jì)，全世界可利用的風(fēng)能資源約有10億千瓦，比陸地水能資源多10倍。光陸地上的風(fēng)能就相當(dāng)于目前全世界火力發(fā)電量的一半。利用風(fēng)能，不會(huì)產(chǎn)生任何污染物質(zhì)，有利于生態(tài)平衡和環(huán)境保護(hù)。而且，利用風(fēng)能投資少，見效快，價(jià)格低廉。新疆達(dá)坂城風(fēng)力發(fā)電站29ppt課件地?zé)崮?/p>

地球是一個(gè)巨大的熱水庫，地層中蘊(yùn)藏著極為豐富的熱水資源。據(jù)科學(xué)家推算，在整個(gè)地殼中，地下熱水的總量大約有7億立方千米，約相當(dāng)于地球上全部海水總量(約13.7億立方千米)的一半，地?zé)崃黧w溫度在20~650℃，極端的可達(dá)900℃以上。我國青藏高原地?zé)豳Y源豐富。在岡底斯山脈以南到喜馬拉雅山脈以北的廣大地區(qū)，是著名的地?zé)釒?，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)100多處地?zé)崽锖偷責(zé)犸@示區(qū)。位于西藏拉薩市西北90千米的羊八井地?zé)崽锸俏覈谝粋€(gè)進(jìn)行勘探和開發(fā)的中、高溫濕蒸汽田。這里有豐富多彩的地?zé)犸@示，噴泉、熱泉、沸泉、溫泉、間歇泉、熱水湖，以及噴氣孔和冒氣地面等，水熱活動(dòng)強(qiáng)烈，規(guī)模宏大，有的高溫沸泉的溫度可達(dá)920C，號(hào)稱“地?zé)岵┪镳^”。世界著名的地?zé)嵊校合耐牡責(zé)?、新西蘭地?zé)帷⒈鶏u地?zé)岬?0ppt課件地?zé)崮芾玫責(zé)岚l(fā)電：羊八井地?zé)嵩囼?yàn)電站利用井口噴出的地下濕熱蒸汽，推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。1977年我國在羊八井建成一臺(tái)1000千瓦的地?zé)嵴羝囼?yàn)電站；1983年又有兩臺(tái)3000千瓦的發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行；目前羊八井地?zé)犭娬镜难b機(jī)容量已達(dá)2.5萬千瓦，年發(fā)電量占拉薩電網(wǎng)的40％以上。地?zé)峁┡壕┙虻貐^(qū)的地?zé)峁┡蜔崴?yīng)；1928年，冰島首都建立世界上第一個(gè)地?zé)峁?yīng)系統(tǒng)。地?zé)釀?wù)農(nóng)：灌溉、養(yǎng)殖、大棚等地?zé)後t(yī)療：溫泉理療，如日本溫泉、中國長白山天池、廣東從化溫泉等31ppt課件海洋能海洋能包括潮汐能、波浪能、溫差能和鹽差能四種類型潮汐能是以位能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。潮水一漲一落，合起來叫做“潮汐”。潮汐像是大海的呼吸，特別遵守時(shí)間，每隔12小時(shí)25分一次，循環(huán)往復(fù)，永不休止。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，整個(gè)地球上潮汐能約10億多千瓦，如果充分利用起來，比全世界發(fā)電總量還要多。1966年,法國在圣馬洛灣附近的朗斯河口，建成了一座總?cè)萘窟_(dá)24萬千瓦的潮汐發(fā)電站，每年可發(fā)電5.5億千瓦時(shí)。1985年，我國在浙江省溫嶺縣樂清灣江廈港建成江廈潮汐試驗(yàn)電站。在這里興修了一條長670米的攔海大壩，潮水通過閘門進(jìn)入水輪發(fā)電機(jī)。晝夜不息的漲落潮，推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流,裝機(jī)容量為3000千瓦。32ppt課件生物質(zhì)能生物質(zhì)（Biomass)是指由光合作用而產(chǎn)生的有機(jī)體。光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在生物質(zhì)中。地球上生物質(zhì)資源數(shù)量龐大，種類繁多。通?？梢苑譃椋恨r(nóng)作物類、林作物類、水生藻類、光合成微生物類、廢棄物類生物質(zhì)的能源利用途徑：直接燃燒：薪柴燃燒，農(nóng)村地區(qū)還在使用生物轉(zhuǎn)換：微生物發(fā)酵制醇類、沼氣和氫氣等燃料化工轉(zhuǎn)化：溶劑萃取法（生物柴油、植物油）、高溫氣化法、熱分解法薪柴在能源中的比例（%）：非洲：60亞洲：20拉美：20西歐：0.7世界：1033ppt課件太陽能直接照明、加熱、烘干光伏發(fā)電、熱水器、干燥器等1光伏發(fā)電2電能儲(chǔ)存利用太陽能集熱、蓄熱太陽能空調(diào)、暖通太陽能光解制氫----FC生物能能源系統(tǒng)集成優(yōu)化34ppt課件太陽能光熱利用光解制氫氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)氫能與燃料電池太陽能熱水器、太陽能空調(diào)光熱利用光伏發(fā)電存在問題：效率低、成本高、間歇性35ppt課件

燃料電池：氫能利用的主要途徑氫的陽極氧化:2H2-4e-→4H+氧的陰極還原:O2+4H++4e-→2H2036ppt課件馬紫峰教授電化學(xué)能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換體系鉛酸電池放電原理鋰離子電池充放電原理示意圖電池，指的是借助于電極氧化還原反應(yīng)將物質(zhì)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置37ppt課件馬紫峰教授熱能的儲(chǔ)存典型的水作工質(zhì)的太陽能采暖系統(tǒng)顯熱儲(chǔ)存：通過蓄熱材料（水、巖石）溫度升高達(dá)到蓄熱目的潛熱儲(chǔ)存：利用蓄熱材料發(fā)生相變而儲(chǔ)熱。相變潛熱大

熱儲(chǔ)存裝置38ppt課件微波中繼站、邊防哨所、偏遠(yuǎn)地區(qū)、離島上供電2002年起，為了推動(dòng)西部大開發(fā)戰(zhàn)略，國家實(shí)施“西部光明工程”計(jì)劃投資18億元，在西部無電鄉(xiāng)建立一批光伏電站“光明工程”為電池工業(yè)創(chuàng)造新的市場(chǎng)需求，同時(shí)對(duì)蓄電池的循環(huán)壽命與價(jià)格提出更高的技術(shù)要求太陽能-蓄電池集成供電方式39ppt課件太陽能-再生燃料電池能源系統(tǒng)

Solar-RFCPowerSystem40ppt課件SolarPoweredHAADesignsinU