精细化工操作：
单元反应
产物后处理 产品
蒸留、精留 吸收、吸附 萃取、结晶 冷凝、过滤 干燥
精细化工单元操作过程与设备
增塑剂生产工艺——DBP间歇式生产工艺
硫酸 活性炭 苯酐 丁醇
冷凝
醇水分离
醇水共沸物
酯化
中和
纯碱液
水洗
丁 醇
分离
水
成品
活性炭 压滤
脱色 脱醇
水
回收醇
稀醇脱水
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蒸发操作可以在常压、加压或减压下的条件下 进行。
蒸发操作的流程根据对蒸汽的利用方法，可 分为单效蒸发流程和多效蒸发流程两大类。
蒸发流程
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单效蒸发流程 单效蒸发流程不再利用溶液蒸发时所产生 的二次蒸汽，使用的设备简单、投资少，但热 能利用率相对较低，比较适用于规模不太大的 精细化工生产。 多效蒸发流程 为了降低能源消耗，可将生产中产出的二次蒸 汽加以利用，依次作为下一蒸发器的加热蒸汽。 一个蒸发器称为一效蒸发器，多个蒸发器串联 可构成多效蒸发器。常用的为2-4效多效蒸发 器。
精化生产中输送液体最常用的设备还是泵。
精细化工单元操作过程与设备
泵是实现液体输送或增压的机械。
泵的主要作用是输送液体包括水、油、酸碱液、乳化 液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合 物以及含悬浮固体物的液体。
泵通常按工作原理分为： ①容积式泵，如往复泵、回转泵、柱塞泵、齿轮泵、蠕 动泵、滑片泵等； ②动力式泵，如离心泵、轴流泵、旋涡泵等； ③其他类型泵，如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液 泵等。
结晶的过程主要分 为两个阶段，即晶核 的形成和晶核的成长， 两者常常是同时进行 的。
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制备过饱和溶液的方法
●冷却法——自然冷却、间壁冷却、接触冷却 ●蒸发法——常压、加压、减压蒸发 ●真空蒸发冷却法——溶剂在真空的条件下迅
速蒸发而后绝热冷却 ●化学反应结晶法——调节溶液pH值或加入反
釜式反应器 动画
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搅拌器
①浆式、锚式和框式搅拌器 ②涡轮式搅拌器 ③螺旋浆式搅拌器 ④螺带式搅拌器 ⑤消泡浆式搅拌器
（具体见讲义及“液体搅拌4-1-1”）
适用于低、中粘度的有桨式、涡轮式、旋桨 式等。
适用于高粘度的有大叶片、低转速搅拌器， 如锚式、框式、螺带式、螺杆式等。
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/30
精细化工单元操作过程与设备
3.1 物料的输送
精细化工生产过程中涉及的物料形态常常是 固态、液态和气态三种。实现物料输送的设备 种类有很多，一般可分为：液体输送设备、固 体输送设备和气体输送设备三类。
精细化工单元操作过程与设备
3.1.1 液体物料的输送
液体物料形态种类很多。由于其粘性大小、腐蚀 性强弱不同，液体中可能悬浮固体和气体颗粒，温 度、压强也有高有低等等，因此液体输送中可选用 的设备种类很多。
3.1.2 固体物料的输送
固体物料的形态多样，包括粉末状、颗粒状、 大粒状、块状等等，对于不同形态的固体物料 应采用不同的输送方式及设备。
常见的固体物料输送设备见讲义。
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3.1.3 气体物料的输送
输送和压缩气体物料的设备统称为气体 压送机械。按其出口压力可分为：
●通风机(终压小于1.47×104Pa表压)， ● 鼓 风 机 ( 终 压 为 1.47×104Pa ～ 2.94×104Pa表压)， ●压缩机(终压大于2.94×104Pa表压)。
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干燥实例：
例1. 厢式干燥器 穿流式、厢式动画 例2. 流化床干燥器 动画1 动画2 例3. 带式干燥器 动画 例4. 对流干燥器 动画 例5. 气流干燥器 动画 例6. 转筒干燥器 动画 例7. 真空耙式干燥器 动画 例8. 中央进料双滚筒干燥器 动画
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精细化工对生产工艺的要求：
在能够实现目标产品要求的前提下，工艺简单、流 程简短、条件不苛刻、操作方便、生产成本低、原料 来源广泛。
对实现生产工艺的设备要求：
满足生产工艺要求、安全可靠性高、使用耐久 性好、经济合理性佳。
生产工艺能否顺利实现，与设备的型式、结构、 尺寸以及操作条件等因素均密切相关。
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2. 塔式反应器和床类反应器的种类、结构、特点及应用范围。 难点：如何进行生产生产设备的选择。
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由于精细化工产品种类繁多，其生产工艺 千差万别，所采用的工艺单元操作过程有所不 同，对设备的要求也各有差异。
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原料
预处理
提纯、粉碎 干燥、熔化 溶解、蒸发 汽化、加热 冷却
①鼓泡塔 ②填料塔 ③板式塔 ④喷雾塔
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鼓泡塔
圆柱形塔体内设挡板及 鼓泡器构成鼓泡塔式反 应器，液体物料从塔顶 加入，从底部流出；气 体物料从塔底部通入， 分散成气泡沿液层上升， 从塔顶排出。
适用于气一液相反应及 气一固三相反应，是生 产中应用较广泛的气液 反应设备。
结构简单、造价低、易控制 和维修；不同的选材可以适 用于腐蚀性的反应物料 ；用 于高压操作也很方便。
悬浮液的分离 使固体颗粒与液体相分离的操作。 悬浮液的分离分为过滤和沉降两类。
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影响过滤操作的因素 ——物料性质、过滤介质和过滤条件 。
物料性质的影响： ●物料中的固体颗粒具有不同的几何形状的影响； ●悬浮液中固体颗粒的粒径的影响； ●悬浮液的粘度、密度及固液间密度差的影响。
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粘度的影响： 料液粘度愈大，物料的过滤速度愈慢。 解决办法： ●提高悬浮液温度； ●加入絮凝剂或净化剂或助滤剂。
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物料的蒸发
将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行 浓缩的过程称为蒸发 。是精细化工生产常用的溶液 浓缩方式。
按操作温度可将蒸发分为在沸点温度下的 沸腾蒸发和低于沸点温度下的自然蒸发两大类。
管式反应器 特点: 传热面积大、耐压高、结构简单、
加工方便。
应:用适用于气相及均液相反应、气液相反应、有悬浮固
体或催化剂存在时的液固和气液固反应。在强放热反应 和高压反应时，有釜式反应器不具备的优势。特别适用 于高压反应、混合物为气体的反应体系
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塔式反应器
适用于气液相逆流操作反应。 分类：
喷雾塔
喷雾塔系将液体分散于气体中，气 体为连续相，液体为分散相。塔体 内部可有搅拌装置或脉冲振动装置， 适用于气液、液液、液固等非均相 反应、气液相进行的快速反应及要 求伴随萃取的化学反应。
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①固定床 反应器
②移动床 反应器
③流化床 反应器
流化状态动画
床类反应器
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精细化工单元操作过程 与设备
2020/11/30
精细化工单元操作过程与设备
第三章 精细化工单元操作 过程与设备
一、本章基本要求 1.通过本章的学习，复习以前所学的有关化工设备方面的知识，明确精 细化工常用操作及设备。 2.掌握精细化工对生产工艺的要求及对实现生产工艺的设备的要求。 3.掌握反应设备的分类。 4.掌握塔式反应器和床类反应器的种类、结构、特点及应用范围。 5.了解精细化工生产中的分离操作及设备。 二、教学的重点和难点 重点：1.精细化工对生产工艺的要求及对实现生产工艺的设备的要求。
精细化工单元操作过程与设备
填料塔
塔内部有填充物，填充物 可为圆环、螺旋环或马鞍 环等，是广泛使用的气体 吸收设备。填料塔适宜于 处理气体物料量大而液体 物料量小的过程 。
板式塔
塔体内部有塔板结构，可 采用筛板或泡罩板，在每 块塔板上，气体分散于液 体中，故气体为分散相， 液体为连续相。适用于气 液相逆流操作的反应和要 求伴随蒸馏的化学反应。
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蒸发设备 标准蒸发器
蒸发器是蒸发操作单元的主要设备。生产 中使用的蒸发器的类型很多，按溶液的流动 方式主要分为单程型和循环多程型两大类。
蒸发器分类
单程型蒸发器 (薄膜蒸发器 )
循环多程型 蒸发器
长管型 升膜蒸发器 圆筒型
降膜蒸发器
刮膜板型 式刮板蒸发器 离心型
中央循环管式蒸发器 悬框式蒸发器 外加热式蒸发器
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●干燥法除湿较为完全、规模灵活、干燥器投资 和维修费用小、便于操作，生产中常常与机械 去湿法结合使用，可达到经济有效的目的。
干燥方式
传导干燥 对流干燥
辐射干燥 介电加热干燥
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●传导干燥是热能通过传热壁面以热传导的方式加热物 料，并以干燥介质或真空泵带走产生的蒸汽。设备可用烘 房、滚筒干燥器等。
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鼓 风 机
压缩机
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旋片式 真空泵
真空泵：
水环真空泵
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3.2 物料的反应
精细化工产品的生产涉及的化学反应 很多，但反应的过程基本上是在反应器 内完成的，因此反应器是核心的设备。 正确选择反应设备的形式、结构尺寸、 确定最适宜的反应温度、浓度和物料流 动状态是精细化工生产能否达到工艺要 求的关键，是保证主产品的生成、分离 提纯和减少污染的关键。
应试剂 ●盐析法——加入一些物质(盐析剂)
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3.5.1 结晶设备
主要部件：
●热交换装置——改变料液的温度
●机械搅拌装置——获得大小均匀的晶体