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2.2化工过程的工程问题
反应物的来源 可行性分析 产物的处理 加热与冷却 反应器设计 材料 公用工程 安全 环境保护
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2.3 化工过程开发与放大
✓经验放大 ✓数学模拟放大 ✓综合放大
实验室试验—工程小试—中试—工业试验
化工计算
第二章 化工过程及过程参数
2 化工过程及过程参数
2.1 化工过程
2.1.1 化工过程
对原料进行大规模加工处理
物理变化+化学变化
单元操作+单元设备 组合而成的一个有机整体。
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西安石油大学化学化工学院2ຫໍສະໝຸດ 以石油为原料生产聚乙烯和聚丙烯
石 油 分 馏 石 脑 油 裂 解 c1....c8 分 离 乙 烯 聚 合 聚 乙 烯
2.1.2.2 依产品分类
➢ 合成氨及肥料工业 ➢ 硫酸工业 ➢ 制碱工业 ➢ 无机物工业 ➢ 基本有机原料工业
•染料及中间体工业 •产业用炸药工业 •化学农药工业 •医药药品工业 •合成树脂与塑料工业 •合成纤维工业 •合成橡胶工业 •涂料及颜料工业 •信息记录材料工业 •化学试剂工业 •军用化学品工业
燃料
丙烯 聚合 聚丙烯
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化工过程
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常减压蒸馏
冷凝器
抽真空
残压几十mmHg
换 热 器
含水<0.5% 含盐<10mg/L
原油
原油泵
汽油 回流
减一线
常
煤油
减
压
压
减二线
闪 蒸 塔
塔
轻柴油
塔
<350℃ 重柴油 <420℃
减三线
365℃
常压炉 初底泵
2.4.4.1 质量分率与摩尔分率
✓ 质量分率： ωi=mi/m m=mi 每一相中 ωi=1
✓ 摩尔分率： xi=ni/n n=ni
xi=1
✓ 体积分率： ψi=vi/v v=vi
ψi=1
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质量分率与摩尔分率的换算：
i m
i
xi
ni n
m
Mi
i
Mi
Mi
i
Mi
本章内容在后续《化工热力学》第一章学习，此处略
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i
mi m
xinM i xinM i
xi M i xi M i
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2.4.2 压力
2.4.2.1 压力的测量 一般用压力表或压差计测量压力。
U形管压差计
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2.4.1.2 温度的测量
接触式仪器又可分为:
膨胀式温度计(包括液体和固体的、压力式温度计)、 电阻式温度计(热电阻和半导体热敏电阻温度计)、 热电式温度计(包括热电偶和P-N结温度计)及其它。
>350℃
常底泵
减压炉
减压渣油 渣油泵
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新氢 原料油
化工过程
加氢精制的典型工艺流程
加氢反应器 冷 氢
加热炉
排放气体
高分
含硫污水 低分气体
低分
产品去 分馏系统
脱氧水
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化工过程
不同的化工过程，可以有不同的工艺路线。 共同的基本原理、类似的操作方法和设备。
d0,u0
ρ
孔板
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R d0
ρ'
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2.4.3.2 流率的测量--浮子流量计
m3/h
锥形
2
2
玻璃管
1
1
转子
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2.4.3.2 流率的测量--文丘里流量计
渐缩管 渐扩管 15-20° 5-7°
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R
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2.4.4 组成
非接触式温度计又可分为： 辐射温度计、亮度温度计和比色温度计，由于它
们都是见光辐射为基础，故也按统称为辐射温度计。
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第三章 化工基础数据
化工基础数据的来源： （1）查手册、文献：
《化学工程手册》共26册 《化学工程手册》上、下册 《化工工艺设计手册》上下册 《石油化工工艺设计手册》上中下 《化工工艺算图》 中外文杂志、期刊、专利和文摘、百科全书及其他 （2）经验估算 （3）实验测定
原料 物理操作
化学操作
产品 物理操作
预处理过程——化学反应过程——后处理过程
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2.1.2 化工工艺过程的构成与分类
2.1.2.1 依原料分类
➢ 石油化工 ➢ 天然气化工 ➢ 煤化工 ➢ 硅酸盐化工…
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2.1.2 化工工艺过程的构成与分类
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2.1.2 化工工艺过程的构成与分类
2.1.2.3 依操作特性分类
间歇过程 连续过程 半间歇过程
稳态过程 非稳态过程
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2.1.3 化工过程主要特点
多样性与复杂性 高能耗 知识密集性 资金密集 防污染与安全要求高
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2.4 过程参数
化工四大参数：流率、组成、温度、压力
流率： 质量流率：m kg/s 体积流率：v m3/s 摩尔流率：F mol/s 三者之间的关系，就有：
m
v
F m
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2.4.3.2 流率的测量--孔板流量计
缩脉
d