流态化等。 传热过程：热传导、蒸发、冷凝、热交换、加热。 传质过程：气体吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等
。
2、化工单元操作
化工生产过程可视为物理过程和化学过程组 成。由于被加工物料的相态不同、过程原理 和采用方法的差异，将物理过程可进一步细 分为一系列遵循不同物理定律，有某种功用 的基本操作过程，称之为单元操作，
工艺流程图中的设备的图形和符号已标准化。 生产工艺流程图常将设备的大致几何形状画出，或 以方框表示。
无论采用那种流程图表达工艺流程，从左向右 展开，有必要的文字进行说明，如设备名称(符号 代号)、物料流向、物料名称、图名、图号、设计 阶段等。
1.3化学工程学简介
1．化学工程学及其研究对象和任务
化工基础 培训
李肇奖
1.1 化学工业概况
化学工业是国民经济重要支柱产业，包 括以煤、石油和天然气等资源作为原材料加 工的石油化工、煤化工、盐化工、天然气化 工、生物化工及精细化工等领域。
化学工程中具有共性的主要过程
1、三传一反 动量传递、热量传递、质量传递和化学反应工程 流体动力过程：流体流动及输送、沉降过滤、固体
热力过程:即温度和压力变化的过程，包括液化、冷冻 等。
机械过程:包括固体输送、粉碎、筛分等。

。
表1-1 单元操作
单元操作 目的
物态
原理
流体输送
输送
液或气
输入机械能
搅拌
混合或分离
气-液
输入机械能
液-液,固-液
过滤 非均相混合物分离 气-固,固-液 尺度不同的截留
沉降 非均相混合物分离 气-固,固-液 密度差引起的
(2) 在给定过程结构的条件下，确定各单元 (3) 及整个系统的最优参数的优化计算，
叫最优设计。
(3）在结构参数和设计参数都已固定的条件下， 为避免干扰,使生产过程能在外界条件变化及各干扰 因素出现的情况下，保证过程系统的经济性，对操 作参数和控制参数进行优化，称为最优操作或最优 控制。
过程优化涉及技术和经济两方面 技术优化是使各项指标达到最优，经济优化是以 最小费用获得最大利润,达到高的经济效益为目标。
沉降运动
加热,冷却 升温,降温,改变 气或液 利用温差传入
相态
或移出热量
蒸发
溶剂与不挥发性
液
供热汽化溶剂
溶质的分离

传递过程
动量传递 动量传递
动量传递 动量传递
热量传递
热量传递
1.2化工生产过程概述
1．化工生产过程分析 化学工业产品种类繁多，生产流程千差万别，
共同之处是都有原料预处理、化学反应和产物的 分离三部分。
5．化工生产过程的技术经济分析
化工生产过程的工艺技术经济指标主要有： ① 物料和能量的综合利用。 ② 产品的产率及质量。 ③ 生产强度。 ④ 生产的投资费用。
6．化工生产过程的资源和能源综合利用
化工生产中，物料循环和热量回流，并达到多 种产品联合生产，是节能降耗的主要途径。
生产规模的大型化是化工生产过程资源和能源 综合利用的保障。生产规模扩大使单位产品的原材 料和能源消耗大大降低；劳动效率高，产品的总成 本低，因而在市场和资源条件具备的情况下，生产 规模大型化是化学工业的发展趋势。
化学反应是它的核心，化学学科是它的基础。 化学工业在大型设备中大批量连续化的生产所提出 的技术间题，仅靠化学学科的知识是远不够的，它 需要机械、电气、仪表、控制等工程学科的理论支 持和技术上的应用，因此便诞生了一门源自化学、 又不同于化学，综合了诸多工程技术学科的新学 科—化学工程学。
化工系统优化包含三个层次：
(1)化工工艺路线的最优化。即系统总体方案的 最优化设计和选择。
(2)流程结构的最优化。即流程最优化设计和选 择。
(3)流程工艺参数和操作参数的最优化。
化工生产过程优化任务分为三个阶段
(1) 为完成某类产品的生产任务，将分散的 单元遵循一定的法则，组织成对给定的性 能指标来说是最优的过程系统，这个阶段 称为最优综合。
都与化学实验研究不尽相同。
(4)化工生产需要设置专用供水、供电、动力、贮存、 运输等设施。
(5)化工生产涉及经济问题。如原料供应、设备投资、 能耗、销售、投入、工时及生产管理等。经济效益 是评价化工生产过程是否能实施的重要指标。
3．化工生产过程的检测与控制
在任何化工生产过程中，需要检测和控制的指 标有温度、压力、流量、液面、组成等几类。
每一种单元操作都概括了化工生产中一类有 共性的操作，从本质上归纳为动量传递、热 量传递和质量传递三种传递过程。 。
化工单元操作基本包括五个方面
流体流动过程:包括流体输送、过滤、固体流态化等。
传热过程:包括热传导、蒸发、冷凝等。
传质过程:即物质传递，包括气体吸收、蒸馏、萃取、

吸 附、干燥等
7．化工生产过程的优化
按具体的生产任务，确定合理的工艺路线(原料、 方法)，选择合适的反应器，配置相适宜的单元操作 及设备，适当组合构成一个化工生产过程的整体， 成为化工过程系统，简称化工系统。化工系统的诸 多不确定性，决定了化工生产过程的复杂性。
化工生产过程自身的特点和复杂性，使其存在大 量的过程最优化问题，涉及过程研究中的开发和设 计及过程运行中的操作、管理和控制等各个方面。
4．化工生产过程的研究与开发
任何一个新的化工生产过程，都是从最初的创 意或设想开始，经过实验室研究、中间试验、工业 化试验、放大设计、技术经济评价等诸多环节，最 后建成工业生产装置，实现规模生产。
在放大设计过程中, 大小装置之间会产生工艺 结果的差别，归结于“放大效应”，寻求其产生因 由和改善的方法是过程开发一项中心任务。
生产中，原料预处理和产物分离，缺一不可。 化学反应这一步是整个化工生产过程的核心，起 主导作用，其要求和结果决定着原料预处理的程 度和产物分离的任务，直接影响到其它两部分的 设备投资和操作费用。
2．化工生产过程的工业特征
(1)化工过程是大规模的工业生产，物料处理量大， 与实验研究相差悬殊。
(2)化工生产多为连续化生产过程。 (3)化工生产处理的物料从原料的纯度到产品的收率
8．化工生产过程的流程图
为描述化工生产过程，工程上通常用形象的图形、 符号和代号表示设备，用箭头表示物料流动方向， 将化工过程从原料到最终产品经过的所有设备和相 互关系以及物料流动顺序，以图示的方式表达出来， 这种表示整个化工生产过程全貌的图形称为工艺流 程图。
工艺流程图是工厂设计的基础，也是操作和检 修的指南。一般分为生产工艺流程图、物料流程图 和带控制点的工艺流程图。