化學(xué)、化工與社會發(fā)展《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論第2講化工的地位與發(fā)展史2.1化工概述2.2化工生產(chǎn)過程概述2.3化工發(fā)展史2025/4/82《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化工的含義化學(xué)工業(yè)、化學(xué)工程和化學(xué)工藝的總稱或其單一部分都可稱為化工。

“化工”的范圍不斷擴(kuò)充，并形成新的名詞,如:環(huán)境化工、化工自動化、化工過程模擬、化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)、化工安全等?；た梢苑謩e指化學(xué)工業(yè)、化學(xué)工程和化學(xué)工藝，也可指其綜合。2025/4/83《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)工業(yè)（1）（1）按原料分：石油化學(xué)工業(yè)、煤化學(xué)工業(yè)、生物化學(xué)工業(yè)、農(nóng)林化學(xué)工業(yè)等。（2）按產(chǎn)品噸位分：大噸位產(chǎn)品、精細(xì)化學(xué)品前者指產(chǎn)量大對國民經(jīng)濟(jì)影響大的一些產(chǎn)品，如氨、乙烯、甲醇；

后者指產(chǎn)量小、品種多，但價值高的產(chǎn)品，如藥品、染料等。2025/4/84《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)工業(yè)（2）（3）按化學(xué)特性分：無機(jī)化學(xué)工業(yè)和有機(jī)化學(xué)工業(yè)。（4）我國統(tǒng)計的方法，把化學(xué)工業(yè)劃分為下列各種工業(yè)：合成氨及肥料工業(yè)、硫酸工業(yè)、制堿工業(yè)、無機(jī)物工業(yè)（包括無機(jī)鹽及單質(zhì)），基本有機(jī)原料工業(yè)、染料及中間體工業(yè)、產(chǎn)業(yè)用炸藥工業(yè)、化學(xué)農(nóng)藥工業(yè)、醫(yī)藥藥品工業(yè)、合成樹脂與塑料工業(yè)、合成纖維工業(yè)、合成橡膠工業(yè)、橡膠制品工業(yè)、涂料及顏料工業(yè)、信息記錄材料工業(yè)（包括感光材料、磁記錄材料）、化學(xué)試劑工業(yè)、軍用化學(xué)品工業(yè)，以及化學(xué)礦開采業(yè)和化工機(jī)械制造業(yè)等。2025/4/85《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)與化工(1)從事科學(xué)研究的科學(xué)家和研究者關(guān)心的是有關(guān)自然界、人類社會現(xiàn)象和規(guī)律的系統(tǒng)知識、理論的探索。在高等教育中一般屬于理科范疇?；瘜W(xué)家主要對合成新物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)新的化學(xué)反應(yīng)，測定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及新的機(jī)理、規(guī)律、理論感興趣。2025/4/86《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)與化工(2)從事技術(shù)研究的“工程師”關(guān)心的是將科學(xué)知識、規(guī)律和理論用于最有效地改變和利用自然資源，生產(chǎn)或制造各種產(chǎn)物和器物，以有利于人類。技術(shù)研究在高等教育中一般屬于工科。理科和工科的專業(yè)背景和興趣均不同，但他們共同構(gòu)筑了科學(xué)與技術(shù)，形成了第一生產(chǎn)力。

2025/4/87《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)工程與工藝(1)化學(xué)工程研究以化學(xué)工業(yè)為代表的過程工業(yè)中有關(guān)的化學(xué)過程和物理過程的一般原理和共性規(guī)律，解決過程及裝置的開發(fā)、設(shè)計、操作及優(yōu)化的理論和方法問題。2025/4/88《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)工程與工藝(2)早期的化學(xué)工程內(nèi)容，實際上只限于研究物料的物理加工過程，基本上只是數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和機(jī)電諸基礎(chǔ)學(xué)科的綜合應(yīng)用。上世紀(jì)中葉，引入了以蒸發(fā)、流體流動、傳熱、干燥、蒸餾、吸收、萃取、結(jié)晶、過濾等單元操作，于是“單元操作”被看作是傳熱、傳質(zhì)和動量傳遞的特殊情況或特定的組合。2025/4/89《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)工程與工藝(3)20世紀(jì)中葉以來，化學(xué)工程學(xué)科進(jìn)入了以“傳遞工程”和“反應(yīng)工程”為中心的所謂“三傳一反”階段?；瘜W(xué)工程隨化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)生而出現(xiàn)，并隨其發(fā)展而發(fā)展。當(dāng)今已形成一大門類工程技術(shù)學(xué)科體系，即現(xiàn)代化學(xué)工程學(xué)科體系。

2025/4/810《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)工程與工藝(4)化學(xué)工藝即化工技術(shù)或化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)。它是指將原料物質(zhì)主要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過程，包括實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的全部措施?；瘜W(xué)工藝學(xué)是以產(chǎn)品為目標(biāo)，研究化工生產(chǎn)過程的學(xué)科，目的是為化學(xué)工業(yè)提供技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的方法、原理、設(shè)備、流程。2025/4/811《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)工程與工藝(5)在國外，化工學(xué)科一般認(rèn)為屬于工程范疇而納入工程學(xué)科（Engineering），也有根據(jù)其研究的對象而將其放入化學(xué)學(xué)科中.在我國當(dāng)前的學(xué)科劃分中，以一級學(xué)科“化學(xué)工程與技術(shù)”概括化工學(xué)科，并又分為以下五個二級學(xué)科：化學(xué)工程、化學(xué)工藝、應(yīng)用化學(xué)、生物化工、工業(yè)催化。2025/4/812《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化學(xué)工程與工藝(6)一般概括為三個主要步驟：①原料處理，使原料符合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所要求的狀態(tài)和規(guī)格；②化學(xué)反應(yīng)，使其獲得目的產(chǎn)物或其混合物；③產(chǎn)品精制，將由化學(xué)反應(yīng)得到的混合物進(jìn)行分離，除去副產(chǎn)物或雜質(zhì)，以獲得符合組成規(guī)格的產(chǎn)品。2025/4/813《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論化學(xué)工程與工藝(7)教育部頒部的普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹設(shè)立的化學(xué)工程與工藝專業(yè)，則覆蓋了現(xiàn)有的化學(xué)工程、化學(xué)工藝、高分子化工、精細(xì)化工、生物化工（部分）、工業(yè)分析、電化學(xué)工程、工業(yè)催化、化學(xué)工程與工藝、高分子材料及化工（部分）、生物化學(xué)工程（部分）等專業(yè)，幾乎包括化學(xué)工業(yè)的各個領(lǐng)域。本專業(yè)的人才可以進(jìn)入化工、煉油、醫(yī)藥、能源、冶金、輕工、材料、環(huán)境等部門工作。2025/4/814《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論學(xué)科關(guān)系化學(xué)工程為化學(xué)工藝、生物化工、應(yīng)用化學(xué)和工業(yè)催化等學(xué)科提供了解決工程問題的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)工程與技術(shù)的學(xué)科分類是相對的、并會隨學(xué)科發(fā)展而有變化。在當(dāng)前我國高等教育改革中，為造就厚基礎(chǔ)，專業(yè)寬、素質(zhì)高、能力強(qiáng)的符合新世紀(jì)要求的化工專門人才，將淡化學(xué)科的嚴(yán)格劃分。2025/4/815《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論2.1化學(xué)工業(yè)概況

化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一，在各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中舉足輕重。一般占GDP的5-7%，占工業(yè)產(chǎn)值的7-10%甚至更高。過去十年，世界化學(xué)工業(yè)以高于世界經(jīng)濟(jì)增長率的20%-30％的速度發(fā)展。我國化工產(chǎn)業(yè)占GDP的12-15%左右。

化學(xué)工業(yè)的發(fā)展反映了人類對化工產(chǎn)品日益增加的需求，顯示出其在人類社會生活中的作用愈來愈重要。

1．化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用2025/4/816《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論概括而言，化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中是工業(yè)革命的助手，發(fā)展農(nóng)業(yè)的支持，戰(zhàn)勝疾病的武器，改善生活的手段，與衣、食、住、行息息相關(guān)。2025/4/817《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論化工與農(nóng)業(yè)

化肥農(nóng)藥：研制高效、低毒和安全的農(nóng)藥植物激素及生長調(diào)節(jié)劑其他：農(nóng)膜、土壤改良劑、飼料添加劑等。

2025/4/818《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論化工與醫(yī)藥

制藥工業(yè)

生物制藥化學(xué)合成制藥中藥制藥是特殊商品，許多國家的制藥工業(yè)發(fā)展速度多年來都高于其他工業(yè)的發(fā)展速度。2025/4/819《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論化工與能源

一次能源：指從自然界獲得且可直接加以利用的熱源和動力源，包括煤、石油、天然氣、油田氣等，林木秸稈等植物燃料，沼氣，核燃料，還有水能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽芎吞柲艿?。二次能源：指從一次能源加工得到的便于利用的能量形式，除火電外，主要是指化學(xué)加工得到的汽油、柴油、煤油、重油、渣油和人造汽油等液體燃料，煤氣、液化石油氣等氣體燃料。

2025/4/820《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論2.化學(xué)工業(yè)的作用：

機(jī)械工業(yè)電子工業(yè)

國防工業(yè)

農(nóng)業(yè)

日用品

2025/4/821《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論機(jī)械工業(yè)

切割用的電石、成型劑、粘合劑、表面處理、化學(xué)鍍、防銹涂料、合成纖維、合成樹脂、橡膠、涂料、石棉、玻璃、建材等。電子工業(yè)

超高材料、超導(dǎo)材料；如氣體、試劑、半導(dǎo)體、熒光屏及其他溶劑。2025/4/822《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論國防工業(yè)

炸藥、助推劑、復(fù)合材料、陶瓷、核燃料等。

農(nóng)業(yè)

合成纖維代替棉花、合成橡膠代替天然橡膠；如，生產(chǎn)1萬t合成纖維相當(dāng)于200km2棉田所產(chǎn)棉花，制造1萬t合成橡膠相當(dāng)于166.5km2橡膠園所產(chǎn)的天然橡膠。農(nóng)藥、化肥、農(nóng)用地膜、人工降雨等。日用品

衣、食、住、行、醫(yī)療及文體用品等。

2025/4/823《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論3.化學(xué)工業(yè)行業(yè)范疇與產(chǎn)品分類化學(xué)工業(yè)門類復(fù)雜，是一個包含多個行業(yè)的工業(yè)部門。按4類分：原料工業(yè)（煤、石油、天然氣等）基本無機(jī)化工（酸、堿、鹽）基本有機(jī)化工（合成材料、加工業(yè)）合成工業(yè)（制藥、精細(xì)化工）石油煉制和裂解工業(yè)、煤焦化及煤焦油工業(yè)、基本有機(jī)合成工業(yè)、合成高分子工業(yè)、氯堿工業(yè)、制酸工業(yè)、肥料工業(yè)以及精細(xì)化學(xué)工業(yè)。

b．按8類分：2025/4/824《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論c．按產(chǎn)品分類（25類）：如：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、天然產(chǎn)品、生活用品等。

①通用化學(xué)品：以煤、石油、天然氣、農(nóng)副產(chǎn)品為原料經(jīng)簡單加工而成的三烯三苯一炔一萘、三酸二堿等。d．按技術(shù)密集程度和附加值大小分類：②精細(xì)化工品：以通用化學(xué)品為原料，深加工，高附加值，小批量，大利潤，高純度的產(chǎn)品。2025/4/825《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論4.化學(xué)工業(yè)的原料及選擇原則

根據(jù)物質(zhì)來源分，有無機(jī)原料和有機(jī)原料兩大類。前者主要有空氣、水和化學(xué)礦物；后者主要是煤、石油、天然氣和生物物質(zhì)。

空氣經(jīng)液化和精餾為化工生產(chǎn)提供氧氣和氮氣。氧氣與諸多化工原料反應(yīng)生成含氧產(chǎn)品；氮氣既可作為原料，也可用于洗滌、分離氣體混合物。水主要用做原料、溶劑、冷卻劑、蒸汽(熱源或動力)。化學(xué)礦物有制硫酸的黃鐵礦和硫，制磷酸鹽的磷灰石等。(1)無機(jī)化工原料2025/4/826《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論a．煤煤焦油、焦碳、苯、焦?fàn)t氣（CH4）、硫等。(2)有機(jī)化工原料d．農(nóng)林作物

油料、藥用、纖維作物、橡膠、染料等c．石油油品、煉廠氣、裂解、重整。b．天然氣甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。(3)原料選擇原則在選擇原料路線和技術(shù)路線時，應(yīng)全面權(quán)衡技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)保等方面的利弊。要考慮原料的來源、種類，路線是否可行，技術(shù)上是否合理，分析原料的經(jīng)濟(jì)性。2025/4/827《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化工原料化學(xué)工業(yè)起始原料是空氣、水、礦物、生物。對無機(jī)化學(xué)工業(yè)而言，礦物常常是最重要的原料；而對氨的合成而言，關(guān)鍵的原料是氮和氫的制得，因而常用煤、油、天然氣等有機(jī)原料。化學(xué)工業(yè)的基本原料，即大部分產(chǎn)品的原料中,起主要作用的原料是石油（或加工后的各種餾份）、天然氣、煤。利用生物質(zhì)資源獲取有機(jī)原料或產(chǎn)品已有悠久歷史。與石油、天然氣、煤等化石燃料不同，生物質(zhì)資源是可再生資源。

2025/4/828《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論基本有機(jī)化工原料與產(chǎn)品（基本）有機(jī)化工原料：有機(jī)：三烯、三苯重要基本有機(jī)化學(xué)品：上百種，如甲醇、乙醇、萘、苯酐、苯酚、醋酸、丙酮、丁醇、辛醇等。有機(jī)化工產(chǎn)品：三大合成材料：合成樹脂（塑料），合成橡膠，合成纖維各種精細(xì)化學(xué)品：品種繁多。2025/4/829《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論5.化學(xué)工業(yè)的特點(1)化學(xué)工業(yè)是獨特的、不可取代的工業(yè)部門

化學(xué)工業(yè)以化學(xué)加工為主要特征，是創(chuàng)造新物質(zhì)的工業(yè)。(2)化工產(chǎn)品品種繁多，工藝復(fù)雜

(3)化學(xué)工業(yè)是裝置型工業(yè)，具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性

化工生產(chǎn)的主要設(shè)備大多是塔、罐、槽、器及管道，一般裝置的投資費用與其生產(chǎn)能力的2/3次方呈正比。

2025/4/830《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論(4)化學(xué)工業(yè)是資金密集，技術(shù)密集的工業(yè)部門以機(jī)械工業(yè)的技術(shù)密集指數(shù)為100，化學(xué)工業(yè)則達(dá)到2480。以醫(yī)藥和農(nóng)藥新品種開發(fā)為例，開發(fā)成功率為萬分之一，完成一個新品種研制，在美國需10年左右時間，耗資6000萬美元。(5)化學(xué)工業(yè)是能源消耗的大戶(6)化學(xué)工業(yè)是易污染、重污染的工業(yè)部門2025/4/831《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化工的特點(1)（1）品種多。這是最大特點，與其它行業(yè)只涉及幾十種化合物不同，化學(xué)工業(yè)所涉及的品種遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過萬種。不同化合物各有特點，有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，有不同的制備方法和用途，不得不進(jìn)行更多的實驗及更多的計算。2025/4/832《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化工的特點(2)（2）原料、生產(chǎn)方法和產(chǎn)品的多樣性和復(fù)雜性?？梢詮牟煌铣霭l(fā)制造同一產(chǎn)品，也可從同一原料制造許多不同產(chǎn)品，同一原料制造同一產(chǎn)品還可采用許多不同生產(chǎn)路線。（3）化學(xué)工業(yè)是耗能大戶，在大噸位產(chǎn)品中，除了靠提高得率外，節(jié)能也常常是企業(yè)競爭中獲勝的保證。2025/4/833《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化工的特點(3)（4）化工生產(chǎn)過程條件變化大，高溫可達(dá)1000℃以上，低溫可達(dá)-200℃以下，高壓可達(dá)幾百個MPa，低壓可至幾個Pa，經(jīng)常要處理強(qiáng)腐蝕性化合物，這種嚴(yán)峻的條件不但對設(shè)備的設(shè)計增加難度，更因為物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)的極端變化，需要掌握更多的規(guī)律性。2025/4/834《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化工的特點(4)（5）知識密集、技術(shù)密集和資金密集。由于化學(xué)工業(yè)的復(fù)雜性，往往需要多學(xué)科的合作，成為知識密集性的生產(chǎn)部門，進(jìn)而又導(dǎo)致資金密集，技術(shù)復(fù)雜更新又快，投資多，其中研究費用多，開發(fā)人員多。2025/4/835《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化工的特點(5)（6）實驗與計算并重。在100年前化學(xué)、化工都還是經(jīng)驗性學(xué)科，一切進(jìn)展依靠實驗。隨著化學(xué)、化工各種規(guī)律被掌握，微觀的定量關(guān)系已深入到原子、分子，分子設(shè)計概念已被提出；宏觀定量關(guān)系就用得更多了?；び嬎阌鷣碛鷱V泛和深入，許多情況已和實驗一樣，是不可缺少的。（7）使用外語多。為進(jìn)行科學(xué)研究或開展技術(shù)革新，查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)是必不可少的。2025/4/836《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論6.化學(xué)工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀

化學(xué)工業(yè)歷史悠久，最初的化工可追溯到公元前2000多年前的制陶、冶煉、釀造、漂染、揉革等行業(yè)。自18世紀(jì)中期工業(yè)革命興起，機(jī)器的出現(xiàn)使棉紡織業(yè)實現(xiàn)機(jī)械化，硫酸的鉛室法出現(xiàn)，路布蘭制堿法出現(xiàn)。19世紀(jì)中葉，出現(xiàn)了氨堿法制堿的索爾維法。隨后，電解法制堿技術(shù)問世，為造紙、染料、炸藥等行業(yè)提供了比純堿更強(qiáng)的苛性堿。(1)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的歷史2025/4/837《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

19世紀(jì)，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了煉焦工業(yè)，從煉焦副產(chǎn)品煤焦油中提取多種有機(jī)芳香族化合物，并以其為原料制染料、醫(yī)藥、香料、炸藥等產(chǎn)品，形成了以煤焦油為基礎(chǔ)的有機(jī)合成工業(yè)。2025/4/838《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論20世紀(jì)初，美國標(biāo)準(zhǔn)石油公司采用裂化方法將重質(zhì)油加熱轉(zhuǎn)化為相當(dāng)汽油餾分的輕質(zhì)油。促進(jìn)了石油化工的發(fā)展。20世紀(jì)中葉，有機(jī)化工產(chǎn)品80%-90%是以石油或天然氣為原料生產(chǎn)的，三大合成材料的原料幾乎全部來自石油化工。由于化工原料的變化，引發(fā)了化學(xué)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革，帶動精細(xì)化工的發(fā)展。2025/4/839《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

自20世紀(jì)40年代以來，化工已經(jīng)成為世界各國工業(yè)發(fā)展的重點。80年代以來，隨社會的發(fā)展、生產(chǎn)工藝技術(shù)的改進(jìn)，提高人民生活水平，化工產(chǎn)品出現(xiàn)多樣化、功能化、精細(xì)化的特點。成為化學(xué)工業(yè)的起點，化學(xué)工業(yè)由發(fā)展基礎(chǔ)化工轉(zhuǎn)向重點發(fā)展精細(xì)化學(xué)工業(yè)，使化學(xué)工業(yè)發(fā)展達(dá)到了一個新的歷史時期。2025/4/840《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論(2)我國的化學(xué)工業(yè)

舊中國的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱，僅有沿海、沿江的幾個小化工企業(yè)。新中國成立后，先后吉化、太化和蘭化三大化工基地；相繼又建成了北京燕山、山東齊魯、上海金山、南京揚子等一大批石油化工聯(lián)合企業(yè)。

表1—1為我國與部分發(fā)達(dá)國家主要化工產(chǎn)品產(chǎn)量比較(1997年)表

表1—2為我國化工產(chǎn)值變化情況表1—3為我國化工工業(yè)與其它工業(yè)的比較情況2025/4/841《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論2025/4/842《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論表1一3全國工業(yè)及化工系統(tǒng)總產(chǎn)值增長速度（％）

2025/4/843《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論美國是當(dāng)今世界上最發(fā)達(dá)的國家,也是世界上最大的化學(xué)品生產(chǎn)國，1997年化工總產(chǎn)值3917億美元，居世界第一位。表1一4列舉了1997年我國與世界幾個化學(xué)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的勞動生產(chǎn)率比較情況。(3)世界化學(xué)工業(yè)表1一4化學(xué)工業(yè)勞動生產(chǎn)率萬元／人年美國日本德國英國法國意大利中國38.1452.7221.7024.0832.6826.980.262025/4/844《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論2.2化工生產(chǎn)過程概述1．化工生產(chǎn)過程分析化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)流程千差萬別，共同之處是都有原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)物的分離三部分。生產(chǎn)中，原料預(yù)處理和產(chǎn)物分離，缺一不可?；瘜W(xué)反應(yīng)這一步是整個化工生產(chǎn)過程的核心，起主導(dǎo)作用，其要求和結(jié)果決定著原料預(yù)處理的程度和產(chǎn)物分離的任務(wù)，直接影響到其它兩部分的設(shè)備投資和操作費用。

2025/4/845《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

化工生產(chǎn)過程可視為物理過程和化學(xué)過程組成。由于被加工物料的相態(tài)不同、過程原理和采用方法的差異，將物理過程可進(jìn)一步細(xì)分為一系列遵循不同物理定律，有某種功用的基本操作過程，稱之為單元操作，如生產(chǎn)硫酸.見表1一5所示

每一種單元操作都概括了化工生產(chǎn)中一類有共性的操作，從本質(zhì)上歸納為動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞三種傳遞過程。

化學(xué)反應(yīng)類似于單元操作，按其反應(yīng)的特點，尋求共性，提煉出諸多單元操作。三種傳遞過程和反應(yīng)工程，即“三傳一反”構(gòu)成化學(xué)工程學(xué)科研究的一條主線。

2025/4/846《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論表1-5單元操作單元操作目的物態(tài)原理傳遞過程流體輸送輸送液或氣輸入機(jī)械能動量傳遞攪拌混合或分離氣-液輸入機(jī)械能動量傳遞液-液,固-液過濾非均相混合物分離氣-固,固-液尺度不同的截留動量傳遞沉降非均相混合物分離氣-固,固-液密度差引起的動量傳遞沉降運動加熱,冷卻升溫,降溫,改變氣或液利用溫差傳入熱量傳遞相態(tài)或移出熱量蒸發(fā)溶劑與不揮發(fā)性液供熱汽化溶劑熱量傳遞溶質(zhì)的分離2025/4/847《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論2025/4/848《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論2．化工生產(chǎn)過程的工業(yè)特征(5)化工生產(chǎn)涉及經(jīng)濟(jì)問題.如原料供應(yīng)、設(shè)備投資、能耗、銷售、投入、工時及生產(chǎn)管理等。經(jīng)濟(jì)效益是評價化工生產(chǎn)過程是否能實施的重要指標(biāo)。

(1)化工過程是大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，物料處理量大，與實驗研究相差懸殊。(2)化工生產(chǎn)多為連續(xù)化生產(chǎn)過程。(3)化工生產(chǎn)處理的物料從原料的純度到產(chǎn)品的收率都與化學(xué)實驗研究不盡相同。(4)化工生產(chǎn)需要設(shè)置專用供水、供電、動力、貯存、運輸?shù)仍O(shè)施。2025/4/849《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論3．化工生產(chǎn)過程的檢測與控制

在任何化工生產(chǎn)過程中，需要檢測和控制的指標(biāo)有溫度、壓力、流量、液面、組成等幾類。2025/4/850《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論4．化工生產(chǎn)過程的研究與開發(fā)

任何一個新的化工生產(chǎn)過程，都是從最初的創(chuàng)意或設(shè)想開始，經(jīng)過實驗室研究、中間試驗、工業(yè)化試驗、放大設(shè)計、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價等諸多環(huán)節(jié)，最后建成工業(yè)生產(chǎn)裝置，實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。在放大設(shè)計過程中,大小裝置之間會產(chǎn)生工藝結(jié)果的差別，歸結(jié)于“放大效應(yīng)”，尋求其產(chǎn)生因由和改善的方法是過程開發(fā)一項中心任務(wù)。2025/4/851《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論5．化工生產(chǎn)過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

化工生產(chǎn)過程的工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有：

①物料和能量的綜合利用。④生產(chǎn)的投資費用。③生產(chǎn)強(qiáng)度。②產(chǎn)品的產(chǎn)率及質(zhì)量。2025/4/852《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論6．化工生產(chǎn)過程的資源和能源綜合利用

生產(chǎn)規(guī)模的大型化是化工生產(chǎn)過程資源和能源綜合利用的保障。生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大使單位產(chǎn)品的原材料和能源消耗大大降低；勞動效率高，產(chǎn)品的總成本低，因而在市場和資源條件具備的情況下，生產(chǎn)規(guī)模大型化是化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢。

化工生產(chǎn)中，物料循環(huán)和熱量回流，并達(dá)到多種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，是節(jié)能降耗的主要途徑。2025/4/853《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論7．化工生產(chǎn)過程的優(yōu)化

按具體的生產(chǎn)任務(wù)，確定合理的工藝路線(原料、方法)，選擇合適的反應(yīng)器，配置相適宜的單元操作及設(shè)備，適當(dāng)組合構(gòu)成一個化工生產(chǎn)過程的整體，成為化工過程系統(tǒng)，簡稱化工系統(tǒng)。化工系統(tǒng)的諸多不確定性，決定了化工生產(chǎn)過程的復(fù)雜性?；どa(chǎn)過程自身的特點和復(fù)雜性，使其存在大量的過程最優(yōu)化問題，涉及過程研究中的開發(fā)和設(shè)計及過程運行中的操作、管理和控制等各個方面。2025/4/854《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論化工系統(tǒng)優(yōu)化包含三個層次：

(1)化工工藝路線的最優(yōu)化。即系統(tǒng)總體方案的最優(yōu)化設(shè)計和選擇。(2)流程結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。即流程最優(yōu)化設(shè)計和選擇。(3)流程工藝參數(shù)和操作參數(shù)的最優(yōu)化?；どa(chǎn)過程優(yōu)化任務(wù)分為三個階段:(1)為完成某類產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)，將分散的單元遵循一定的法則，組織成對給定的性能指標(biāo)來說是最優(yōu)的過程系統(tǒng)，這個階段稱為最優(yōu)綜合。2025/4/855《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

(3）在結(jié)構(gòu)參數(shù)和設(shè)計參數(shù)都已固定的條件下，為避免干擾,使生產(chǎn)過程能在外界條件變化及各干擾因素出現(xiàn)的情況下，保證過程系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，對操作參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，稱為最優(yōu)操作或最優(yōu)控制。(2）在給定過程結(jié)構(gòu)的條件下，確定各單元及整個系統(tǒng)的最優(yōu)參數(shù)的優(yōu)化計算，叫最優(yōu)設(shè)計。

過程優(yōu)化涉及技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面。

技術(shù)優(yōu)化是使各項指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，經(jīng)濟(jì)優(yōu)化是以最小費用獲得最大利潤,達(dá)到高的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)。

2025/4/856《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論8．化工生產(chǎn)過程的流程圖

為描述化工生產(chǎn)過程，工程上通常用形象的圖形、符號和代號表示設(shè)備，用箭頭表示物料流動方向，將化工過程從原料到最終產(chǎn)品經(jīng)過的所有設(shè)備和相互關(guān)系以及物料流動順序，以圖示的方式表達(dá)出來，這種表示整個化工生產(chǎn)過程全貌的圖形稱為工藝流程圖。

工藝流程圖是工廠設(shè)計的基礎(chǔ)，也是操作和檢修的指南。一般分為生產(chǎn)工藝流程圖、物料流程圖和帶控制點的工藝流程圖。2025/4/857《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

工藝流程圖中的設(shè)備的圖形和符號已標(biāo)準(zhǔn)化。生產(chǎn)工藝流程圖常將設(shè)備的大致幾何形狀畫出，或以方框表示。無論采用那種流程圖表達(dá)工藝流程，從左向右展開，有必要的文字進(jìn)行說明，如設(shè)備名稱(符號代號)、物料流向、物料名稱、圖名、圖號、設(shè)計階段等。2025/4/858《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論2025/4/859《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論2.3化學(xué)工業(yè)發(fā)展史

世界化學(xué)工業(yè)發(fā)展史

古代的化學(xué)加工近代化學(xué)工業(yè)的興起現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中國的化學(xué)工業(yè)發(fā)展史我國的近代化學(xué)工業(yè)新中國的化學(xué)工業(yè)2025/4/860《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

古代的化學(xué)加工

追溯到遠(yuǎn)古及古代:沒有工業(yè)，但化學(xué)加工方法已開始影響到人們生活。如制陶、釀造、染色、冶煉、制漆、造紙以及醫(yī)藥、火藥、肥皂等。酒:至少在公元前20世紀(jì)的中國的夏禹已用酒于祭祀。公元前21世紀(jì)中國就進(jìn)入青銅器時代；公元前5世紀(jì)進(jìn)入鐵器時代，表明冶金化學(xué)技術(shù)的掌握及進(jìn)步。公元前后，中國和歐洲進(jìn)入煉丹術(shù)、煉金術(shù)時期，也帶動了冶煉及制藥的發(fā)展。2025/4/861《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

近代化學(xué)工業(yè)的興起（1）隨著產(chǎn)業(yè)革命在西歐開始，首先無機(jī)化學(xué)工業(yè)開始形成及發(fā)展。1749年英國建立用鉛室法生產(chǎn)硫酸的工廠。1971年呂布蘭獲取以食鹽為原料制得純堿：副產(chǎn)氧化氫制鹽酸、氧氣、漂白粉等，純堿又可經(jīng)苛化生成燒堿。18世紀(jì)后期，煉鐵用焦碳量大大增加，使煤化工產(chǎn)生。1763年在英國產(chǎn)生了蜂窩式煤氣爐，提供了大量焦碳。1792年開始用煤生產(chǎn)民用煤氣。2025/4/862《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論近代化學(xué)工業(yè)的興起（2）

----煤化工的發(fā)展1812年，歐洲干餾煤氣用于街道照明；1816年，美國煤干餾法生產(chǎn)煤氣。1825年英國人從煤焦油中分離出苯、甲苯、萘等。19世紀(jì)中葉，歐洲已有許多國家建立了煉焦廠，德國成功地建立了有化學(xué)品回收裝置的煉焦?fàn)t，由煤焦油中提取了大量的芳烴，作為醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等工業(yè)的原料。2025/4/863《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論近代化學(xué)工業(yè)的興起（3）

----三大化工材料工業(yè)的開始1839年美國人固特異用硫磺硫化天然橡膠，應(yīng)用于輪胎及其它橡膠制品--第一個人工加工的高分子橡膠產(chǎn)品。1872年美國開始生產(chǎn)賽璐珞，被認(rèn)為是第一個天然加工高分子的塑料產(chǎn)品--開創(chuàng)了塑料工業(yè)。1891年在法國建立了人造纖維（硝酸酯纖維）工廠，其產(chǎn)品質(zhì)量差，易燃，雖未能大量發(fā)展，但仍被認(rèn)為是化學(xué)纖維工業(yè)的開始。2025/4/864《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論近代化學(xué)工業(yè)的興起（4）

----煉油工業(yè)開始1854年美國建立最早的原油分餾裝置1860年在美國第一個煉油廠是煉油工業(yè)19世紀(jì)后期，在世界已建設(shè)了許多煉油廠或煉油裝置，主要生產(chǎn)照明用的煤油，而汽油及重質(zhì)油還是用處不大的“副產(chǎn)”，直至80年代，電燈的發(fā)明大大減少了煤油的重要性，汽油和柴油因汽車工業(yè)的發(fā)展而成為主要煉油產(chǎn)品。2025/4/865《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論近代化學(xué)工業(yè)的興起（5）

----傳統(tǒng)與化學(xué)制藥及染料工業(yè)等19世紀(jì)初至60年代，科學(xué)家先后從傳統(tǒng)的藥用植物中分離得到純的化學(xué)成分。1846年硝化棉、硝化甘油問世，1862年瑞典人諾貝爾開設(shè)了第一個硝化甘油工廠，1863年發(fā)明了TNT。1856年第一個染料問世，次年設(shè)廠生產(chǎn)，至世紀(jì)末已有很多種染料被發(fā)明，并被投入使用。

2025/4/866《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論近代化學(xué)工業(yè)的興起（5）

----總結(jié)19世紀(jì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展，雖有高分子、染料、醫(yī)藥等工業(yè)發(fā)展，但其規(guī)模尚小，影響遠(yuǎn)不如無機(jī)化學(xué)工業(yè)，后者在90年代隔膜電解食鹽水工業(yè)化，已形成一個完整的酸、堿、氯體系。煉油雖已有一定規(guī)模，但還只是用于燃料和潤滑油，基本上未與化工聯(lián)系。

2025/4/867《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論

現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)（1）

--概述

20世紀(jì)是化學(xué)工業(yè)飛速發(fā)展時期，至60年代是化學(xué)工業(yè)真正成為大規(guī)模生產(chǎn)的主要階段。在此階段合成氨（包括化肥）和石油化工得到了飛速發(fā)展。高分子化工從無到有，品種基本配齊，形成了大規(guī)?；?。精細(xì)化工也逐漸興起。

2025/4/868《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)（2）

--合成氨、石油化學(xué)品1913年德國哈柏法合成氨投產(chǎn)，該工藝在高溫、高壓、氣體循環(huán)下實現(xiàn)。1916年實現(xiàn)了氨氧化制硝酸。1920年美國建立了用煉廠氣中丙烯水合制異丙醇--第一個石油化學(xué)品。1923年，美國聯(lián)合碳化學(xué)公司在查爾斯頓建立了第一個以乙烷和丙烷裂解生產(chǎn)乙烯的石油化工廠，打開乙烯為原料石油化工生產(chǎn)的序幕。

2025/4/869《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)（3）

--石油化工興起1941年：開始了從石油輕質(zhì)餾分催化重整制取芳烴的新工藝。同年，從烴類裂解氣體中分離出合成橡膠的重要中間體丁二烯。20世紀(jì)30年代煉油工業(yè)發(fā)展迅速，熱裂化和催化裂化分別工業(yè)化，同時生產(chǎn)出更多的烯烴。生產(chǎn)乙烯的同時，聯(lián)產(chǎn)丙烯、C4烴、芳烴（苯、甲苯、二甲苯。石油化學(xué)工業(yè)：由乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯等加工為一系列下游產(chǎn)品。

2025/4/870《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)(3)

--石油化工中合成樹脂與纖維工業(yè)1928年：生產(chǎn)了第一個無色樹脂（脲醛樹脂）30年代：本體聚合法生產(chǎn)苯乙烯成功；有機(jī)玻璃，聚氯乙烯；低密度聚乙烯。高分子合成纖維發(fā)展要晚一些。1922年人造纖維產(chǎn)量已超過真絲纖維。1939年美國杜邦公司實現(xiàn)聚酰胺66纖維的工業(yè)化。1941、1946年德國分別進(jìn)行聚酰胺6纖維、聚氨乙烯纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。1950年以后，聚乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維、聚酯纖維等合成纖維相繼工業(yè)化?；旧弦才潺R了合成纖維的品種。2025/4/871《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)（4）

--石油化工中合成橡膠的工業(yè)1931年美國杜邦公司小批量生產(chǎn)了氯丁橡膠，蘇聯(lián)建成了萬噸級丁納橡膠生產(chǎn)裝置，同一時期德國也生產(chǎn)了丁納橡膠，1935年德國法本公司開始生產(chǎn)丁晴橡膠，1937年又建成了丁苯橡膠裝置。第二次世界大戰(zhàn)中，由于戰(zhàn)爭的急需及天然橡膠產(chǎn)地被封，促進(jìn)了合成橡膠，不但產(chǎn)量飛速增加，還使氣密性極好的丁基橡膠工業(yè)化，促成了多種特殊橡膠（硅橡膠、聚氨酯橡膠）的生產(chǎn)。至此合成橡膠的品種也基本齊備。2025/4/872《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)

--石油化工中精細(xì)化學(xué)品工業(yè)在石油化學(xué)工業(yè)發(fā)展大噸位產(chǎn)品后，人們也開始注意發(fā)展產(chǎn)量小加附加值的精細(xì)化學(xué)品發(fā)明了活性染料，增強(qiáng)了染料與纖維的結(jié)合，為對合成纖維染色，發(fā)明了專用性的染料，例如用于滌綸的分散染料，用于晴綸的陽離子染料，農(nóng)藥：40年代發(fā)明有機(jī)氯農(nóng)藥DDT后，又開發(fā)出一系列的有機(jī)氯、有機(jī)磷殺蟲劑。醫(yī)藥：1928年發(fā)現(xiàn)青霉素，開辟了抗菌素藥物的新領(lǐng)域。涂料：擺脫天然油漆的傳統(tǒng)，改用合成樹脂。2025/4/873《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)（6）

--石油化工中規(guī)模的大型化20世紀(jì)60年代，化學(xué)工業(yè)更重視規(guī)模的大型化。1963年美國凱洛格公司設(shè)計建設(shè)第一套日產(chǎn)540t合成氨單系列裝置，是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)裝置大型化的標(biāo)志。現(xiàn)代石油化工裝置越來越大型化。2025/4/874《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)（7）

--石油化學(xué)工業(yè)面臨巨大沖擊70年代，國際石油價格發(fā)生了兩次大幅度上漲，乙烯原料價格驟升，產(chǎn)品生產(chǎn)成本增加，石油化學(xué)工業(yè)面臨巨大沖擊。美國、日本和西歐地區(qū)主要乙烯生產(chǎn)國，紛紛采取措施：如關(guān)閉部分生產(chǎn)裝置，節(jié)約生產(chǎn)能耗，開展副產(chǎn)品綜合利用，進(jìn)行深度加工，加強(qiáng)代油原料研究，把裝置轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家等。2025/4/875《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)（8）

--發(fā)展精細(xì)化學(xué)品發(fā)展精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)也是一個明顯的趨勢。有些大化學(xué)工業(yè)聯(lián)合企業(yè)已把重點轉(zhuǎn)移到此類生產(chǎn)部門。精細(xì)化學(xué)品不但品種多，而且變化快，產(chǎn)品換代周期短，因此需要更大的科研投入，白領(lǐng)（研究）人員多于蘭領(lǐng)（生產(chǎn)）人員。精細(xì)化率代表精細(xì)化學(xué)品的產(chǎn)值與整個化學(xué)工業(yè)產(chǎn)值的比例，發(fā)達(dá)國家的精細(xì)化率已超過50%。目前精細(xì)化率也可成為新的化學(xué)工業(yè)發(fā)展標(biāo)志。2025/4/876《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論化學(xué)工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志18-19世紀(jì)：人們長時間內(nèi)把硫酸產(chǎn)量作為一個國家化學(xué)工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。20世紀(jì)：乙烯成為化學(xué)工業(yè)標(biāo)志性產(chǎn)品，人們把乙烯作為一個國家化學(xué)工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。21世紀(jì)：目前精細(xì)化率成為一個國家的化學(xué)工業(yè)發(fā)展標(biāo)志。2025/4/877《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論中國的化學(xué)工業(yè)發(fā)展史

我國的近代化學(xué)工業(yè)新中國的化學(xué)工業(yè)2025/4/878《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論我國的近代化學(xué)工業(yè)

--發(fā)展較晚（1）1876年在天津建成我國第一座鉛室法硫酸廠，日產(chǎn)硫酸約2t，可作為我國近代化學(xué)工業(yè)的開始。1889年在唐山建成我國第一座水泥廠。1905年在陜西延長興辦了我國第一座石油開采和煉制企業(yè)，1907年開鉆出油。2025/4/879《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論我國的近代化學(xué)工業(yè)（2）1923年，吳蘊(yùn)初在上海創(chuàng)辦天廚味精廠，生產(chǎn)的味精暢銷國內(nèi)及遠(yuǎn)銷出口；于1929年創(chuàng)辦天原電化廠，生產(chǎn)鹽酸、燒堿、漂白粉；1934年創(chuàng)為天盛陶器廠，同年創(chuàng)辦天利氮氣廠，生產(chǎn)合成氨與硝酸。另一個更著名的化工企業(yè)家是范旭東，1914年于天津塘沽集資創(chuàng)辦久大精鹽股份有限公司，1917年籌辦永利制堿公司，任候德榜為技師長，1926年生產(chǎn)出高質(zhì)量的紅三角牌純堿，揚名國內(nèi)外。在東北及天津等地也有另外的幾座外國人興辦的化工廠。

2025/4/880《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論我國的近代化學(xué)工業(yè)（3）直到1949年，舊中國的化學(xué)工業(yè)還是很弱的，在世界上毫無地位。當(dāng)年全國化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值僅占全國工業(yè)總產(chǎn)值的1.6%，化肥僅2.7萬t，硫酸4萬t，有機(jī)化學(xué)工業(yè)幾乎還是空白，除少量電木外尚無高分子產(chǎn)品。1949年全國化工總產(chǎn)值僅占全國總產(chǎn)值的1.6%。2025/4/881《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論新中國的化學(xué)工業(yè)（1）第一個五年計劃：新建了一些大型化工企業(yè)，并擴(kuò)建了大連、南京、天津、錦西等幾個老化工企業(yè)。組建了一批化工研究、設(shè)計、施工隊伍，開始了幾個塑料（聚氯乙烯）及合成纖維（聚酰胺-6）品種的生產(chǎn)，開創(chuàng)了高分子化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。1961年，我國在蘭州建成了用煉廠氣為原料裂解生產(chǎn)乙烯裝置，開始了我國石油化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)。2025/4/882《化學(xué)與社會》chapter1-2緒論新中國的化學(xué)工業(yè)（2）雖然我國石油化學(xué)工業(yè)起步較晚，但發(fā)展迅速。從