化工工藝學(xué)第一章緒論第1頁，共41頁。第一章緒論我們能學(xué)到什么？化學(xué)工業(yè)的發(fā)展、地位與作用現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特點和發(fā)展方向化學(xué)工業(yè)的原料資源和主要產(chǎn)品授課內(nèi)容希望和要求第2頁，共41頁。一、從《有機化工工藝學(xué)》中能學(xué)到什么？學(xué)習(xí)（或?qū)W完）一門新課時，思考一些問題獲得什么樣的知識？有什么樣的收獲？對未來有什么影響？第3頁，共41頁。什么是化學(xué)工業(yè)？化學(xué)工業(yè)又稱化學(xué)加工工業(yè)，泛指生產(chǎn)過程中化學(xué)方法占主要地位的過程工業(yè)?；瘜W(xué)工業(yè)

化學(xué)工藝學(xué)以過程為研究目的

化學(xué)工程學(xué)研究化學(xué)過程和物理過程的共同規(guī)律(P1)第4頁，共41頁。什么是化學(xué)工藝？

早期化工生產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模壯大，經(jīng)驗積累化學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)原理的提出感性認識提升到理性認識認識水平的提高產(chǎn)品分類無機化工產(chǎn)品有機化工產(chǎn)品高分子化工產(chǎn)品精細化工產(chǎn)品生物化工產(chǎn)品定律和原理進行指導(dǎo)化學(xué)工藝學(xué)的產(chǎn)生第5頁，共41頁。什么是化學(xué)工藝？在化學(xué)、物理和其他學(xué)科成就上，研究綜合利用各種原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的原理、方法、流程和設(shè)備的一門學(xué)科。目的：創(chuàng)立技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、生產(chǎn)安全、環(huán)境無害的生產(chǎn)過程。內(nèi)容：原料的選擇和預(yù)處理生產(chǎn)方法的選擇及方法原理設(shè)備的選擇、結(jié)構(gòu)和操作催化劑的選擇和使用操作條件的影響和選定流程組織生產(chǎn)控制產(chǎn)品規(guī)格和副產(chǎn)物的分離與利用能量的回收利用工藝流程和路線的經(jīng)濟評價第6頁，共41頁。什么是化學(xué)工藝？目標：解決整個生產(chǎn)過程（流程）的組織、優(yōu)化解決各單元間的匹配、鏈接實現(xiàn)全系統(tǒng)的能量、物料及安全污染諸因素的最優(yōu)化第7頁，共41頁。什么是化學(xué)工程？主要研究化學(xué)工業(yè)和其他過程工業(yè)生產(chǎn)中所進行的化學(xué)過程和物理過程的共同規(guī)律。重要任務(wù)：研究有關(guān)工程因素對過程和裝置的效應(yīng)，特別是放大中的效應(yīng)。第8頁，共41頁?；瘜W(xué)工藝與化學(xué)工程的關(guān)系化學(xué)工藝化學(xué)工程個性研究具體過程從原料到產(chǎn)品共性單元操作工程因素尤其是放大中的效應(yīng)相互配合解決化工過程開發(fā)、裝置設(shè)計、流程組織、操作原理及方法等問題兩者相輔相成，共同發(fā)展第9頁，共41頁。二、化學(xué)工業(yè)的發(fā)展、地位與作用化學(xué)工業(yè)的發(fā)展史（P1-2）18世紀以前，均為作坊式手工工藝，如制陶、釀造、冶煉等。18世紀初葉（1746年），第一個典型化工廠，以含硫礦石和硝石為原料的鉛室法硫酸廠。1971年，路布蘭法制堿工藝。（英）18世紀到20世紀初，接觸法制硫酸，索爾維法（氨堿法）制堿—以酸、堿為基礎(chǔ)的無機化工初具規(guī)模；（比利時）此外，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展煉焦過程焦爐氣、粗苯和煤焦油的應(yīng)用——化學(xué)合成時代有機化工迅速發(fā)展第10頁，共41頁。化學(xué)工業(yè)的發(fā)展史20世紀初，合成氨技術(shù)的發(fā)明；1913年，第一個合成氨廠，工業(yè)上實現(xiàn)高壓催化反應(yīng)的第一個里程碑。（德）20世紀初以來，石油和天然氣得以大量開采和利用，提供了豐富的化工原料。1920年，煉廠氣中的丙烯水合制異丙醇工藝，標志石油化工的興起。（美）20世紀40年代，管式爐裂解烴類和臨氫重整開發(fā)成功。1931年，氯丁橡膠，1937年，聚己二酰己二胺（尼龍66），高分子化工開始發(fā)展。20世紀50年代初，大規(guī)模生產(chǎn)三大合成材料，合成材料時代。第11頁，共41頁。衡量一門工業(yè)發(fā)展的尺度評價一個工業(yè)前途的標志？在國民經(jīng)濟中的地位作用如何？增長速度和發(fā)展趨勢怎樣？對人類社會的貢獻有多大？化學(xué)工業(yè)的地位與作用第12頁，共41頁。

化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在各國經(jīng)濟發(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。

第13頁，共41頁。

化學(xué)工業(yè)的作用農(nóng)業(yè)：化肥、農(nóng)藥——解決糧食問題化學(xué)藥物：提高人均壽命高新技術(shù)：提供能源、材料等國防軍事：燃料、材料。交通運輸：材料。日常生活：衣食住行。文化娛樂：材料。第14頁，共41頁。三、現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特點和發(fā)展方向現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特點（p3-4）原料、生產(chǎn)方法和產(chǎn)品的多樣性和復(fù)雜性向大型化、綜合化、精細化發(fā)展多學(xué)科合作、技術(shù)密集型生產(chǎn)重視能量合理利用，積極采用節(jié)能工藝和方法資金密集，投資回收速度快，利潤高安全與環(huán)境保護問題日益突出第15頁，共41頁。三、現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特點和發(fā)展方向化學(xué)工業(yè)發(fā)展的方向面向市場競爭激烈的形式，積極開發(fā)高新技術(shù)、縮短新技術(shù)、新工藝工業(yè)化周期，加快產(chǎn)品更新和升級的速度最充分、徹底地利用原料大力發(fā)展綠色化工化工過程要高效、節(jié)能和智能化實施廢物再生利用工程第16頁，共41頁。四、化學(xué)工業(yè)的原料資源和主要產(chǎn)品化學(xué)工業(yè)的原料資源自然資源

礦物原料包括金屬礦、非金屬礦和化石燃料礦生物資源農(nóng)、林、牧、副、漁，可再生化學(xué)加工產(chǎn)品再生資源

工業(yè)廢渣、廢液、廢氣人類用過的物質(zhì)或材料第17頁，共41頁。四、化學(xué)工業(yè)的原料資源和主要產(chǎn)品化學(xué)工業(yè)的主要產(chǎn)品（p5-10）無機化工產(chǎn)品基本有機化工產(chǎn)品高分子化工產(chǎn)品精細化工產(chǎn)品生物化工產(chǎn)品第18頁，共41頁。

無機化工產(chǎn)品大宗產(chǎn)品：酸、堿、純堿、合成氨、氮、磷、鉀小規(guī)模無機鹽：硝酸鹽、硫酸鹽等小規(guī)模無機酸：磷酸、氫溴酸等元素化合物：氧化物、鹵素化合物單質(zhì)：鉀、鈉、磷、鹵素等工業(yè)氣體：氧、氮、氫、一氧化碳等第19頁，共41頁。

基本有機化工產(chǎn)品

從石油、天然氣和煤等天然資源出發(fā)，經(jīng)化學(xué)加工得到乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘、合成氣等有機化工的基礎(chǔ)原料。（33111）有機化工基礎(chǔ)原料及其產(chǎn)品的主要用途有三方面：

作為單體生產(chǎn)三大合成材料和其他高分子化合物作為精細化工的原料和中間體直接作為消費品第20頁，共41頁。乙烯與丙烯共聚乙丙橡膠電纜、電線材料氧化乙醛縮合醋酸辛醇、季戊四醇2-羥基丁醛丁醇酯化丁酯溶劑、增塑劑溶劑藥物、酯類、醋酸乙烯纖維（維尼龍）增塑劑齊聚、水合高碳直鏈醇（C11～C18）合成洗滌劑水合乙醇酯化乙酸乙酯、其它酯類溶劑及合成原料加氫脫水丁二烯合成橡膠氫甲?；┍徇€原正丙醇溶劑

由乙烯為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品第21頁，共41頁。

由丙烯為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品丙烯聚合聚丙烯合成纖維、塑料氨氧化合成纖維、ABS樹脂、AS樹脂、丁腈橡膠丙烯酰胺絮凝劑、水增稠劑、紙張?zhí)幚韯┍╇媾c乙烯共聚乙丙橡膠次氯酸化氯丙醇環(huán)氧丙烷丙二醇聚酯塑料聚氨酯塑料、表面活性劑過氧化物環(huán)氧化環(huán)氧丙烷、苯乙烯或異丁烯高溫氯化氯丙烯丙烯醇1，4-丁二醇聚酯甘油醫(yī)藥、炸藥環(huán)氧氯丙烷水解環(huán)氧樹脂第22頁，共41頁。

由C4烴類為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品丁二烯與苯乙烯共聚丁苯橡膠與丙烯腈共聚丁腈橡膠聚合順丁橡膠與苯乙烯、丙烯腈共聚ABS塑料氯化2-氯丁二烯氯丁橡膠與順酐反應(yīng)四氫鄰苯二甲酸酐與HCN反應(yīng)己二腈己二胺尼龍66三聚環(huán)化1，5，9-環(huán)十二碳三烯十二碳內(nèi)酰胺（尼龍12的單體）香料、增塑劑、阻燃劑、聚酯原料乙酰氧基化、加氫、水解1，4-丁二醇聚酯樹脂農(nóng)、醫(yī)藥中間體，醇酸樹脂改性劑第23頁，共41頁。

由C4烴類為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品異丁烯與異戊二烯共聚丁基橡膠氧化甲基丙烯酸甲基丙烯酸酯有機玻璃與甲醛反應(yīng)異戊二烯異戊橡膠水合叔丁醇香料原料、溶劑、醫(yī)藥中間體與甲醇反應(yīng)甲基叔丁基醚（MTBE）（汽油添加劑）聚合聚異丁烯粘合劑、密封膠第24頁，共41頁。正丁烯聚合聚丁烯合成塑料氧化順丁烯二酸酐1，4-丁二醇、增強塑料、農(nóng)藥氧化甲乙酮溶劑水合仲丁醇脫氫或氧化脫氫丁二烯

由C4烴類為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品第25頁，共41頁。正丁烷脫氫正丁烯深加工產(chǎn)品見上圖異構(gòu)化異丁烷氧化順酐、醋酸、乙醛、甲乙酮蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等烷基化烷基化汽油脫氫異丁烯深加工產(chǎn)品見上圖蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等異丁烷

由C4烴類為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品第26頁，共41頁。

由芳烴為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品苯加乙烯烷基化乙苯脫氫苯乙烯聚苯乙烯、丁苯橡膠、ABS樹脂加丙烯烷基化異丙苯苯酚酚醛樹脂、苯胺、壬基酚等丙酮雙酚A聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂加十二烯十二烷基苯合成洗滌劑加氫環(huán)己烷己內(nèi)酰胺聚酰胺纖維氯化氯苯染料中間體、醫(yī)藥氧化順丁烯二酸酐四氫呋喃、1，4-丁二醇醫(yī)藥、聚氨酯硝化硝基苯苯胺二苯基甲烷二異氰酸酯、橡膠助劑、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥聚氨酯纖維第27頁，共41頁。甲苯硝化硝基甲苯染料中間體、炸藥歧化苯、二甲苯氧化苯甲酸染料中間體、醫(yī)藥、增塑劑臨氫脫烷基苯硝化、還原、光氣化甲苯二異氰酸酯聚氨酯類泡沫塑料、聚氨酯橡膠

由芳烴為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品第28頁，共41頁。二甲苯對二甲苯氧化對苯二甲酸聚酯樹脂、滌綸間二甲苯異構(gòu)化對二甲苯氨氧化間苯二腈農(nóng)藥、聚酰胺纖維鄰二甲苯氧化鄰苯二甲酸酐醫(yī)藥、染料、增塑劑萘氧化烷基萘脫烷基萘氧化

由芳烴為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品第29頁，共41頁。

由乙炔為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品乙炔加HCl氯乙烯聚氯乙烯水合乙醛乙酸季戊四醇醇酸樹脂巴豆醛山梨酸加醋酸醋酸乙烯合成纖維、涂料、粘合劑加甲醛1，4-丁炔二醇1，4-丁二醇四氫呋喃、γ-丁內(nèi)酯、聚酯樹脂二聚乙烯基乙炔粘合劑加氫丁二烯加HCl2-氯丁二烯氯丁橡膠氯化三氯乙烯、四氯乙烯溶劑加HF氟乙烯聚合聚氟乙烯第30頁，共41頁。

由合成氣為原料生產(chǎn)的主要化工產(chǎn)品合成氣(CO+H2)補N2和變換N2-H2合成氨、尿素等改良的F-T合成汽油、煤油、柴油等液體燃料合成甲醇羰基合成醋酸氧化甲醛酚醛樹脂、合成原料與異丁烯合成甲基叔丁基醚（MTBE）與CO合成甲酸甲酯甲酸加CO、O2草酸二甲酯乙二醇草酸同系化乙醇脫水乙烯合成二甲醚轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化C2-C4烯烴汽油柴油機燃料醋酸乙烯酯，乙酸酯類，醋酐第31頁，共41頁。

高分子化工產(chǎn)品

高分子化工產(chǎn)品指的是高分子化合物及以其為基礎(chǔ)的復(fù)合或共混材料制品，分子量大，104~106按功能分類：（p7）

通用高分子特種高分子按材料和產(chǎn)品用途分類：聚乙烯、聚丙烯；滌綸、腈綸；丁苯橡膠、順丁橡膠等

此外，近年來對高分子共混物、高分子復(fù)合材料日益重視第32頁，共41頁。

精細化工產(chǎn)品

精細化工產(chǎn)品多為各工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的輔助材料、農(nóng)林業(yè)用品和人民生活的直接消費品。特點：品種多、產(chǎn)量小，多數(shù)產(chǎn)品純度高、附加值高、價格貴歐美國家的精細化工品分類：

精細化學(xué)品：燃料、農(nóng)藥、涂料、表面活性劑、醫(yī)藥等特種高分子：農(nóng)用化學(xué)品、油田化學(xué)品、信息用化學(xué)品、催化劑等第33頁，共41頁。

生物化工產(chǎn)品

生物化工產(chǎn)品是通過生物催化劑、酶反應(yīng)過程或動植物細胞大量培養(yǎng)過程獲得化工產(chǎn)品。分類：

大宗化工產(chǎn)品：乙醇、丙酮、甘油、葡萄酸糖等精細化工產(chǎn)品：氨基酸、酶制劑、核酸、生物農(nóng)藥等特殊的醫(yī)藥產(chǎn)品：抗生素、維生素、甾體激素、疫苗等第34頁，共41頁?；瘜W(xué)工藝基礎(chǔ)第二章烴類熱裂解、芳烴轉(zhuǎn)化過程第三、四章合成氣的生產(chǎn)過程第五章加氫與脫氫過程、烴類選擇性氧化第六、七章羰基化過程、氯化過程第八、九章綠色化學(xué)化工概論第十二