第一篇：化工生产基础知识第一章：化工生产概叙第一节：化工生产的基本概念一、化工生产的基本任务是以燃料、矿石、水空气等天然资源或农副产品为原料，经过一系列化学变化或化学处理为主要生产手段，改变物质原来的性质状态和组成支撑所需的产品。例如：白碳黑的生产。化工生产的基本任务：（举例：白碳黑的生产）1、了解（研究）化工生产的基本过程和反应原理。2、了解（熟知）化工生产的工艺流程和最佳工艺条件。3、了解（熟知）生产过程中运用的主要设备的构造、工作原理及强化生产的方法。硅酸钠采用干法生产工艺技术，是将石英沙和纯碱按工艺要求比例混匀，投入到高温（1400℃）池窑中，熔融化合成熔融液状硅酸钠。1350~1400℃MSiO2 +NaCO3=Na20O.mSiO2+CO2↑经水淬、蒸球溶化成液体，沉淀过滤得到工艺所需的硅酸钠，净化好的液体硅酸纳。白碳黑（水合二氧化硅）分子式为SiO2.nH2O工艺技术有浓酸液相沉淀法即（一步法），晶种稀酸沉淀法即二步法。稀酸稀碱沉淀法，稀酸稀碱凝胶法等，化学反应式为：
第一篇：化工生产基础知识 第一章：化工生产概叙 第一节：化工生产的基本概念 一、化工生产的基本任务 是以燃料、矿石、水空气等天然资源或农副产品为原料，经过一系列化学变 化或化学处理为主要生产手段，改变物质原来的性质状态和组成支撑所需的产 品。例如：白碳黑的生产。化工生产的基本任务：（举例：白碳黑的生产）。 1、了解（研究）化工生产的基本过程和反应原理。 2、了解（熟知）化工生产的工艺流程和最佳工艺条件。 3、了解（熟知）生产过程中运用的主要设备的构造、工作原理及强化生产 的方法。 硅酸钠采用干法生产工艺技术，是将石英沙和纯碱按工艺要求比例混匀，投入到 高温（1400℃）池窑中，熔融化合成熔融液状硅酸钠。 1350~1400℃ MSiO2 + NaCO3 = Na2O.mSiO2 + CO2 ↑ 经水淬、蒸球溶化成液体，沉淀过滤得到工艺所需的硅酸钠，净化好的液体硅酸 纳。 白碳黑（水合二氧化硅）分子式为 SiO2. nH2O 工艺技术有浓酸液相沉淀法 即（一步法），晶种稀酸沉淀法即二步法。稀酸稀碱沉淀法，稀酸稀碱凝胶法等。 化学反应式为：
Na20.mSiO2+nH2SO4→ mSiO2.nH20+Na2S04mSiO2.nH20→ mSiO2.n H20+ (n-n)H20经合成反应后：再压滤、洗涤、制浆、干燥（粉末）得粉未状产品。二、化工单元操作及分类：1、化工生产过程中，除化学反应过程之外，还有多项物理加过程如流体的输送、沉淀、（过滤）传热、蒸发、结晶、干燥、粉碎等，这些加工过程均称化工单元操作。2、按照各单元所遵循的基本规律不同，可将几十种单元操作归纳为如下几个基本过程。1）流体动力学过程。如输送、过滤、离心、沉降、固体流态化等。2）热量传递过程。如传热、蒸发等3）质量传递过程。如蒸发、吸收、干燥等4）热力学过程。如冷冻、深度冷冻等。5）机械过程。如固体的粉碎、过筛、物料的搅拌等。三、化工过程的基本规律化工生产都可以即将单元操作纳入上述几个化工过程中，并遵循其各自的基本规律。这些基本过程同时遵循着某些共同的规律。掌握和运用这些过程的共同规律，是指导和了解进行生产实践的方法和手段。1、物料衡算根据物质守恒定律，在一个稳定的化工生产过程中，向系统或设备所投入的物料量必须等于所得产品量及过程损失量和。即：
Na2O.mSiO2 + nH2SO4 → mSiO2.nH2O + Na2SO4 mSiO2.nH2O → mSiO2.n‘H2O + （n-n‘）H2O 经合成反应后：再压滤、洗涤、制浆、干燥（粉末）得粉末状产品。 二、化工单元操作及分类： 1、化工生产过程中，除化学反应过程之外，还有多项物理加过程如流体的 输送、沉淀、（过滤）传热、蒸发、结晶、干燥、粉碎等，这些加工过程 均称化工单元操作。 2、按照各单元所遵循的基本规律不同，可将几十种单元操作归纳为如下几 个基本过程。 1）流体动力学过程。如输送、过滤、离心、沉降、固体流态化等。 2）热量传递过程。如传热、蒸发等 3）质量传递过程。如蒸发、吸收、干燥等 4）热力学过程。如冷冻、深度冷冻等。 5）机械过程。如固体的粉碎、过筛、物料的搅拌等。 三、化工过程的基本规律 化工生产都可以即将单元操作纳入上述几个化工过程中，并遵循其各自的基 本规律。这些基本过程同时遵循着某些共同的规律。掌握和运用这些过程的 共同规律，是指导和了解进行生产实践的方法和手段。 1、物料衡算 根据物质守恒定律，在一个稳定的化工生产过程中，向系统或设备所投 入的物料量必须等于所得产品量及过程损失量和。即：
W投=W产+W投式中W投—投入物料量W产——所得的产品量W损——损失的物料量按照这一规定对总物料或其中某一组分进行的计算，称为物料衡算。2、热量衡算在化工生产过程中除了物质发生变化以外还常伴有能量的变化，在化工设备中所涉及的能量主要表现热量的变化，所依据的原则是能量守恒定律。根据能量守恒定律，对于一个稳定的化工生产过程中，向系统或设备输入的热量应等于输出的热量加上损失的热量。即：Q入=Q出+Q损式中Q入——输入的热量Q出——输出的热量Q损——损失的热量按照这一规律对系统或设备热量进行计算，称为热量衡算。通过热量衡算，可以检查热量消耗的程度，确定经济合理的热量消耗方案、热能综合利用的途径和选择最适宜的生产资料等。3、过程的平衡关系在化工生产过程中，各单元操作过程都是一定条件下由不平衡向平衡状态转化，以达到过程的最大限度。出现平衡也是动态平衡。过程的平衡
W 投=W 产+W 投 式中 W 投——投入物料量 W 产——所得的产品量 W 损——损失的物料量 按照这一规定对总物料或其中某一组分进行的计算，称为物料衡 算。 2、热量衡算 在化工生产过程中除了物质发生变化以外还常伴有能量的变化，在化工 设备中所涉及的能量主要表现热量的变化，所依据的原则是能量守恒定 律。 根据能量守恒定律，对于一个稳定的化工生产过程中，向系统或设备输 入的热量应等于输出的热量加上损失的热量。即： Q 入=Q 出+Q 损 式中 Q 入——输入的热量 Q 出——输出的热量 Q 损——损失的热量 按照这一规律对系统或设备热量进行计算，称为热量衡算。通过热 量衡算，可以检查热量消耗的程度，确定经济合理的热量消耗方案、热 能综合利用的途径和选择最适宜的生产资料等。 3、过程的平衡关系 在化工生产过程中，各单元操作过程都是一定条件下由不平衡向平衡状 态转化，以达到过程的最大限度。出现平衡也是动态平衡。过程的平衡
是在一定条件下建立的，当条件发生变化，叫平衡被破坏。在新的条件下建立新的平衡为止。在许多化工生产过程中，建立过程的平衡具有重要的实际意义。一个过程在一定条件能否进行，以后进行到什么程度都可以由平衡关系推知。同时还为生产条件的选择和改进提供依据。4、过程的速率：过程的平衡关系只表明一个变化过程的可能性与极限。对于任何一个过程，如果不是处于平衡状态，则必然会趋向平衡，而过程进行的快慢确实工程上更为重要的问题。过程的速率是指单位时间里过程进行的变化量。它与过程的推动力成正比，与过程的阻力成反比。例如：流体流动的推动里是位差或者压力差；热过程中的推动力是温度差；吸收过程的推动里是浓度差；它们都是过程进行的动力。推动力相对应的阻力则与过程的性质、操作条件、物性有关，提高过程的推动力是提高过程速率的基本方法。第二节：工原料和化工产品一、化工原料就性质和来源分类，可分为无机原料、有机原料和农副产品三大类1、无机原料1）空气：是包围地球周围的大气，其在地面上的平均高度约300Km，接近地面的空气密度是1.293g/L，离地面越远空气越稀薄，也就是密度越小
是在一定条件下建立的，当条件发生变化，叫平衡被破坏。在新的条件 下建立新的平衡为止。 在许多化工生产过程中，建立过程的平衡具有重要的实际意义。一个过 程在一定条件能否进行，以后进行到什么程度都可以由平衡关系推知。 同时还为生产条件的选择和改进提供依据。 4、过程的速率： 过程的平衡关系只表明一个变化过程的可能性与极限。对于任何一个过 程，如果不是处于平衡状态，则必然会趋向平衡，而过程进行的快慢确 实工程上更为重要的问题。 过程的速率是指单位时间里过程进行的变化量。它与过程的推动力成正 比，与过程的阻力成反比。例如：流体流动的推动里是位差或者压力差； 热过程中的推动力是温度差；吸收过程的推动里是浓度差；它们都是过 程进行的动力。推动力相对应的阻力则与过程的性质、操作条件、物性 有关，提高过程的推动力是提高过程速率的基本方法。 第二节：工原料和化工产品 一、化工原料 就性质和来源分类，可分为无机原料、有机原料和农副产品三大类。 1、无机原料 1）空气：是包围地球周围的大气，其在地面上的平均高度约 300Km， 接近地面的空气密度是 1.293g/L，离地面越远空气越稀薄，也就是密 度越小
①成分：干燥空气中的主要成分（按体积百分数）有：氧气（02）20.99，氮气（N2）78.03，氩气（Ar）0.00011氢气（He）0.94，氛气（Ne）0.0015，氙气（Xe）0.000009，二氧化碳（CO2）0.03。其中He、Ne、Ar、Kr、Xe五种气体在空气中含量很少叫做稀有气体，又因为不易发生化学变化，又叫惰性气体。空气是一种无色、无味、无臭的气体。②空气的用途：空气中含有多种化工原料所需的气体。例如氧气是一种重要的化工原料。广泛用于硫酸、硝酸及其他有机产品生产上。氧对炼钢、金属切割和焊接、医疗等都有重要的用途。氮气也是一种重要的化工原料，用于氨、硝酸、氮肥、炸药的生产等氢气很轻，可充气球。氛气可制作红色氛灯。氩气可以充填灯泡氟气可以充填高级电子表。氙气可以制作氙灯。2）水：是地球上分布最广，最常见，最重要的一种化合物。①水的物理性质：自然界的水以气态（云、水蒸气）液态、固态（冰雪）存在。纯净的水是无色、无味、无臭的透明液体。水在4℃（277k）时密度最大为1000kg/m2。在自然界所有的固态和液态物质中，水的比热最大为（4.187KJ/KG.K），在标准压力下，纯水的凝固点为0℃（273k）：沸点为（373k）水在373k时的蒸发潜热为2256KG/KG，水在273K时的凝固热为330KJ/KG。冰的密度为920KG/m2，所以冰比水轻，水变成冰时体积是增大的。②水的化学性质：水的热稳定性很大，只有在2730k以上时才开始离解为氢和氧
① 成分：干燥空气中的主要成分（按体积百分数）有：氧气（O2） 20.99，氮气（N2）78.03，氩气（Ar）0.00011 氦气（He）0.94， 氖气（Ne）0.0015，氙气（Xe）0.000009，二氧化碳（CO2）0.03。 其中 He、Ne、Ar、Kr、Xe 五种气体在空气中含量很少叫做稀有气 体，又因为不易发生化学变化，又叫惰性气体。 空气是一种无色、无味、无臭的气体。 ② 空气的用途：空气中含有多种化工原料所需的气体。例如氧气是 一种重要的化工原料。广泛用于硫酸、硝酸及其他有机产品生产 上。氧对炼钢、金属切割和焊接、医疗等都有重要的用途。氮气 也是一种重要的化工原料，用于氨、硝酸、氮肥、炸药的生产等。 氢气很轻，可充气球。氖气可制作红色氖灯。氩气可以充填灯泡。 氪气可以充填高级电子表。氙气可以制作氙灯。 2）水：是地球上分布最广，最常见，最重要的一种化合物。 ① 水的物理性质：自然界的水以气态（云、水蒸气）液态、固态（冰 雪）存在。纯净的水是无色、无味、无臭的透明液体。水在 4℃ （277k）时密度最大为 1000kg/m3。在自然界所有的固态和液态 物质中，水的比热最大为（4.187KJ/KG.K），在标准压力下，纯 水的凝固点为 0℃（273k）；沸点为（373k）水在 373k 时的蒸发 潜热为 2256KG/KG，水在 273K 时的凝固热为 330KJ/KG。 冰的密度为 920KG/m3，所以冰比水轻，水变成冰时体积是增大的。 ② 水的化学性质：水的热稳定性很大，只有在 2730k 以上时才开始 离解为氢和氧