原料及反應(yīng)過程化工基本生產(chǎn)技術(shù)目錄contents緒論第一章化工生產(chǎn)基本過程第二章化工生產(chǎn)基礎(chǔ)理論第三章典型化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)第四章化工裝置開停車技術(shù)第五章第二章化工生產(chǎn)基本過程《化工基本生產(chǎn)技術(shù)》知識目標(biāo)掌握原料的選用、儲存、處理、混合與輸送技術(shù)；了解并熟悉各種類型反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特征、掌握其優(yōu)缺點及適應(yīng)范圍并能夠進(jìn)行正確地操控；掌握不同狀態(tài)產(chǎn)物的分離與精制方法；了解產(chǎn)品包裝與儲存方面的知識。原料第一節(jié)反應(yīng)過程第二節(jié)反應(yīng)產(chǎn)物的分離與精制第三節(jié)產(chǎn)品的包裝與儲運第四節(jié)主要內(nèi)容基本包括三個基本步驟：化工產(chǎn)品種類繁多生產(chǎn)方法多樣生產(chǎn)過程復(fù)雜原料核心天然氣--------甲醇

天然氣預(yù)處理：脫鹽脫水脫硫甲醇合成

產(chǎn)品分離提純預(yù)處理物理過程化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)品精制分離化學(xué)變化物理過程

產(chǎn)品原料第一節(jié)RawMaterial原料的預(yù)處理二原料的選用與儲存一原料輸送三主要內(nèi)容Selection,UseandStoringofRawMaterialRawMaterialPretreatmentorPrehandlingRawMaterialTransport原料的選用與儲存Selection,UseandStoringofRawMaterial一1原料的選用首先要考慮原料來源是否可靠；其次要考慮原料的價格；再者要考慮原料的開采、運輸、儲存、處理、安全、環(huán)保。所以原料的選用是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要從技術(shù)的、經(jīng)濟的、安全的、環(huán)保的等多方面綜合考慮后，確定技術(shù)成熟、經(jīng)濟合理、來源可靠，而且環(huán)境友好，又符合國家能源政策的原料作為該生產(chǎn)裝置的原料路線。項目：“30萬噸甲醇項目的原料的選用”項目：江蘇恒盛集團30萬甲醇原料的選用條件：恒盛集團地處蘇北東隴海鐵路中部，有連霍（霍爾果斯）高速、京滬高速從旁而過；蘇北無石油和天然氣，有漸漸枯竭煤礦資源，農(nóng)業(yè)以小麥、玉米、水稻為主；要求：根據(jù)以上條件，選用合成甲醇的原料，并說明你選用的理由。2原料的儲存（1）適量過多儲存量一是占用大量的流動資金，影響生產(chǎn)的發(fā)展；二是占用工廠的大量空間；三是有可能因為貯存過程不當(dāng)而造成揮發(fā)、風(fēng)化等形式的損耗和浪費；四是有時因為貯存過多而造成安全事故。2原料的儲存（1）適量過少儲存量一旦遇到原料價格的波動或者運輸障礙，會直接影響工廠的正常生產(chǎn)，有時還會導(dǎo)致停產(chǎn)。所以為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，必須有一定的原料儲存量。原料儲存量的多少應(yīng)視原料的供應(yīng)情況確定。另外，原料貯存量的多少直接確定了貯存場所或貯存設(shè)備投資的多少，例如，液體貯存就包括單個設(shè)備的容積和相同設(shè)備的套數(shù)。2原料的儲存（2）安全正確地儲存原料也是減少原料的損耗、避免安全事故的發(fā)生，提高生產(chǎn)經(jīng)濟效益的重要方面。在過去或即使現(xiàn)在有些化工廠無論從工程設(shè)計、工程施工直到正常生產(chǎn)，都忽略了化工原料儲存的環(huán)節(jié)，以至于化工原料在儲存的過程中造成原料的流失，甚至燃燒、爆炸事故的發(fā)生，給人們的生命財產(chǎn)造成了不必要的損失。所以，在化工生產(chǎn)過程中必須重視化工原料的儲存，以防止流失或安全事故的發(fā)生。2原料的儲存（3）原料的儲存化工原料的儲存，從經(jīng)濟性上考慮的一般原則是：能室外儲存不用室內(nèi)儲存，能堆放儲存不用容器儲存，能用非金屬容器貯存不用金屬容器貯存，能用普通碳鋼容器貯存不用合金鋼容器貯存，在保證原料貯存安全的前提下，盡量節(jié)約貯存原料場地或設(shè)備的投資。因為固體原料儲存時，所占空間的大小；氣體物料或液體物料貯存時，所需單個容器的容積和容器的數(shù)量，都直接確定了化工原料貯存的安全性和經(jīng)濟性。除此之外，還要考慮原料量的多少才能最終確定化工原料的儲存方式。原料的預(yù)處理RawMaterialPretreatmentorPrehandling二1化學(xué)反應(yīng)類型（1）氣固相反應(yīng)（2）氣液相反應(yīng)（3）液液相反應(yīng)（4）氣液固相反針對不同反應(yīng)類型及不同物料性質(zhì)，原料預(yù)處理采用不同方式。注意2對原料規(guī)格的要求固體物料一類是直接參與氣固相反應(yīng)的固體物料的規(guī)格要求；一類是先溶解于溶劑中參與的液相或氣液相反應(yīng)；液體物料反應(yīng)對原料純度的要求；氣體物料反應(yīng)對原料純度的要求。3原料的混合原料的混合(Mixingofrawmaterial)是指參加化學(xué)反應(yīng)的兩種或兩種以上的物料在進(jìn)入反應(yīng)器之前需要按比例進(jìn)行的混合，以保證反應(yīng)的正常進(jìn)行。定義3原料的混合方式化工原料的混合有的是在混合器中混合好后進(jìn)入反應(yīng)器；有的是在反應(yīng)器中進(jìn)行混合，混合后直接升溫反應(yīng)。氣固相反應(yīng)的氣體反應(yīng)物料一般在混合器中進(jìn)行混合?；旌蠒r，對于有氧參加的化學(xué)反應(yīng)各反應(yīng)物的量按爆炸極限的要求進(jìn)行計量混合；無氧參加的化學(xué)反應(yīng)各反應(yīng)物料一般是以化學(xué)計量比為基礎(chǔ)，經(jīng)具體的工藝研究確定各物料實際量進(jìn)行混合。氣液相反應(yīng)，反應(yīng)物料有的是氣體，有的是液體，當(dāng)反應(yīng)體系是液相，原料的混合根據(jù)工藝要求直接進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行混合。3原料的混合對于液液相反應(yīng)，反應(yīng)物料可能是液體，也可能是固體。是液體的直接按照計量要求投入反應(yīng)器中，通過機械攪拌或鼓泡攪拌使其混合均勻后參與反應(yīng)，而不需要事先混合。當(dāng)反應(yīng)物料是固體的，如焙燒反應(yīng)，一般是用螺旋推進(jìn)器送入焙燒爐；若是液相反應(yīng)，有的是按照計量比投入反應(yīng)器的溶劑中，加熱溶解，然后進(jìn)行反應(yīng)，也有的是先熔化成液體再按要求投入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。方式原料輸送RawMaterialTransport三1原料輸送定義是指利用輸送機械將原料從儲存區(qū)輸送到計量罐或者反應(yīng)器讓其參與化學(xué)反應(yīng)的過程。根據(jù)原料的狀態(tài)，可分為固體原料輸送和流體原料輸送；流體原料輸送又可分為液體原料輸送和氣體原料輸送。2固體原料輸送有的利用皮帶輸送機，進(jìn)行具有一定斜坡高度的輸送，如電解食鹽水溶液之前的粗鹽的精制，就是利用皮帶輸送機械將工業(yè)粗鹽從粗鹽倉庫輸送到具有一定高度的食鹽溶解槽中；敞開輸送過程皮帶輸送機敞開輸送過程2固體原料輸送有的利用平板車、手推車將固體物料搬運到反應(yīng)裝置，然后利用料斗或料桶通過手提或電動葫盧提升到進(jìn)料口送入反應(yīng)器中；平板車敞開輸送過程2固體原料輸送還有的是通過螺旋推進(jìn)器連續(xù)不斷地定量的送入反應(yīng)器中。3流體輸送氣體或是液體的輸送總是以一定的流速或流量沿著管道從一處送往另一處，它屬于流體動力過程的單元操作過程。作為化工生產(chǎn)處理的物料（包括原料、中間產(chǎn)物、產(chǎn)品和載體等）多數(shù)為流體，按工藝要求如何在原料貯罐和化學(xué)反應(yīng)設(shè)備之間把這些物料安全的輸送，是實現(xiàn)化工安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。IS型離心泵和壓縮機組3流體輸送液體化工原料的種類繁多，性質(zhì)各異：如密度、黏度、毒性、腐蝕性、易燃性與易爆性等各不相同；所以輸送液體原料所用的流體輸送機械有多種形式，輸送機械或管道的材質(zhì)也是多種多樣。而且溫度變化較大，從低于-200℃到高達(dá)1000℃以上；壓力從高度真空到100MPa；流量從10-3m3/h到104m3/h以上，3流體輸送液體輸送壓送抽吸泵送氣體輸送鼓風(fēng)機壓縮機反應(yīng)過程第二節(jié)ReactionProcess反應(yīng)條件的選擇二反應(yīng)器選型一反應(yīng)條件的控制三主要內(nèi)容SelectionandUseofReactorTypeSelectionofReactionConditionControlofReactionCondition反應(yīng)器選型SelectionandUseofReactorType一1管式反應(yīng)器(tubularreactor)圖2-3管式反應(yīng)器a-多管式反應(yīng)器裝置圖；b-多管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖注意管式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特性、優(yōu)缺點及適用范圍1管式反應(yīng)器(tubularreactor)水平立式U型管盤管2釜式反應(yīng)器圖2-4釜式反應(yīng)器a-外型結(jié)構(gòu)圖；b-結(jié)構(gòu)示意圖3固定床式反應(yīng)器圖2-5固定床式反應(yīng)器4流化床式反應(yīng)器圖2-6流化床反應(yīng)器5鼓泡塔式反應(yīng)器圖2-7鼓泡塔式反應(yīng)器6涓流床反應(yīng)器圖2-8涓流床式反應(yīng)器7漿態(tài)反應(yīng)器圖2-9漿態(tài)反應(yīng)器1-原料氣進(jìn)口；2-產(chǎn)物出口；3-熱介質(zhì)；4-氣泡；5-催化劑+載體8板式塔、填充塔反應(yīng)器圖2-10板式塔與填充塔反應(yīng)條件的選擇SelectionofReactionCondition二1反應(yīng)溫度的選擇理論分析，即滿足反應(yīng)熱力學(xué)和動力分析要求－是放熱還吸熱；熱效應(yīng)的大?。晦D(zhuǎn)折溫度；阿累尼烏斯方程和反應(yīng)速率方程式；催化劑性能要求－活性溫度范圍；向反應(yīng)器的供熱能力或從反應(yīng)器中移熱的能力－即放熱或吸熱速率與移熱或供熱速率的平衡問題－熱點溫度以及工程問題；設(shè)備材質(zhì)要求－即材質(zhì)的強度隨溫度的升高而下降。2壓力的選擇一是反應(yīng)壓力的增加使反應(yīng)在熱力學(xué)上是否有利，主要是考慮反應(yīng)前后有體積變化的氣相或氣固相反應(yīng)；二是要考慮增加壓力確實能夠提高設(shè)備的生產(chǎn)能力，但是對設(shè)備材質(zhì)的強度要求提高，設(shè)備的投資費用也相應(yīng)的增加，也就是說設(shè)備生產(chǎn)能力的增加所創(chuàng)造的經(jīng)濟效益是否能超過設(shè)備投資費用的增加所造成生產(chǎn)成本的增；三是要考慮整個系統(tǒng)的壓力關(guān)系，需要負(fù)壓操作時，就要選擇機械真空裝置、水流噴射裝置或蒸汽噴射裝置實現(xiàn)真空操作；需要加壓操作時，對于來料系統(tǒng)不能滿足該反應(yīng)壓力要求的，則需要加壓設(shè)備。3原料配比的選擇對于有氧參加的化學(xué)反應(yīng)的原料配比－考慮爆炸極限（1）（2）什么是爆炸極限？爆炸極限與哪些因素有關(guān)？對于無氧參加的化學(xué)反應(yīng)的原料配比－首先考慮以化學(xué)計量比為基礎(chǔ)，然后再考慮其它因素，如原料的價格、產(chǎn)物的分離難易程度等才能確定一個適當(dāng)?shù)脑吓浔取?空間速度與接觸時間（1）空間速度定義指單位時間內(nèi)，單位體積的催化劑上所通過反應(yīng)物的體積。（在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）單位為標(biāo)準(zhǔn)米3/(米3催化劑·小時)，簡寫成[h-1]?？臻g速度簡稱空速，常用SV表示。4空間速度與接觸時間（2）接觸時間定義是指反應(yīng)物料（蒸汽或氣體）在催化劑上的停留時間，又稱為停留時間。常用表示，單位[s]。

說明接觸時間與轉(zhuǎn)化率、選擇性、生產(chǎn)能力之間的辯證關(guān)系。反應(yīng)條件的控制ControlofReactionCondition三對于高職學(xué)生來說控制反應(yīng)條件比選擇反應(yīng)條件更重要，因為選擇條件是科學(xué)家和工程師的事情，而控制條件的確生產(chǎn)一線操作人員必須掌握的技術(shù)。注意1反應(yīng)溫度的控制反應(yīng)溫度的控制取決于進(jìn)料流量、進(jìn)料組成、換熱介質(zhì)的狀態(tài)等。在催化劑確定的情況下，反應(yīng)溫度指標(biāo)是確定的，但是反應(yīng)溫度能否穩(wěn)定在工藝指標(biāo)下操作，主要受進(jìn)料的溫度、流量、加熱介質(zhì)或移熱介質(zhì)的流量和溫度、反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式和使用狀態(tài)的影響。2反應(yīng)壓力的控制常壓反應(yīng)，在反應(yīng)器或連同反應(yīng)器一起的產(chǎn)物冷卻器的最高點均設(shè)有放空閥，該放空閥在正常反應(yīng)過程中是打開的，絕對不允許關(guān)閉。（1）負(fù)壓操作下的反應(yīng)，真空度的大小主要靠真空設(shè)備來控制。真空機械前有一緩沖罐，靠罐頂放空閥調(diào)節(jié)。（2）加壓操作下的反應(yīng)，壓力的大小靠壓縮機的回流管線上的回流閥調(diào)節(jié)或者緩沖罐頂?shù)姆趴臻y調(diào)節(jié)。（3）3原料配比的控制如液相物料的流量或配比的控制，一般采用離心泵、計量罐、液位計三位一體的控制；也可采用計量泵直接計量。確定了原料配比之后，應(yīng)該采用正確的控制方法。首先用離心泵將料罐中的料液打入高位計量槽；然后通過現(xiàn)場液位計或遠(yuǎn)程指示液位計對其進(jìn)行計量放入反應(yīng)器中。對于采用計量泵計量的過程，可以適應(yīng)于連續(xù)反應(yīng)過程。只適應(yīng)于間歇反應(yīng)過程3原料配比的控制對于氣體物料的計量，一般采用氣動閥或電動閥自動調(diào)節(jié)。自動閥前后均設(shè)截止閥，另外還有旁通閥。開車時，前后截止閥均打開，旁通閥關(guān)閉；并將“自動”調(diào)節(jié)打至“手動”調(diào)節(jié)；當(dāng)流量指標(biāo)數(shù)值接近于“設(shè)定”值時，再打“自動”。4空速的控制空速的大小與所使用的催化劑有很大的關(guān)系，不同的催化劑有不同的空速數(shù)值；同一催化