無機化學(xué)工藝學(xué)緒論

無機化學(xué)工藝學(xué)緒論品種繁多得化工產(chǎn)品,為其她行業(yè)得發(fā)展提供了原料、燃料及材料。如今納米化學(xué)、有機——無機納米復(fù)合物,又使化學(xué)工業(yè)掀開了新得一頁。納米塑料(2001年元月、經(jīng)十年研究)得問世標(biāo)志著高分子化學(xué)進入到一個新得階段。同時亦由于化學(xué)工業(yè)得發(fā)展,帶來了環(huán)境得污染。

何為化學(xué)工業(yè)？化學(xué)工業(yè)就目前而言,又稱為化學(xué)加工工業(yè)。廣義說,就是指生產(chǎn)過程中以化學(xué)方法占主要地位得制造工業(yè),即原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品得生產(chǎn)過程。

一般將化學(xué)工業(yè)分為無機和有機兩大化學(xué)工業(yè)部門。1、無機化學(xué)工業(yè)1)基本無機化學(xué)工業(yè)(包括無機酸、堿、鹽及化學(xué)原料得生產(chǎn))。2)精細無機化學(xué)工業(yè)(包括稀有元素、無機試劑、藥品、助劑、催化劑、電子材料得生產(chǎn))。3)電化學(xué)工業(yè)(包括食鹽水溶液得電解,燒堿、氯氣、氫得生產(chǎn),熔融鹽得電解,金屬鈉、鎂、鋁得生產(chǎn),電石、氯化鈣和磷得電熱法生產(chǎn)等)。4)冶金工業(yè)(鋼鐵、有色金屬得冶金)。5)硅酸鹽工業(yè)(玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料得生產(chǎn))。6)礦物性顏料工業(yè)。2、有機化學(xué)工業(yè)1)基本有機合成工業(yè)(以甲烷、CO、H2、乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁二稀(C4H6)及芳烴為基礎(chǔ)原料合成醇、醛、酸、酮、酯等基本有機合成原料得生產(chǎn))。2)精細有機合成工業(yè)(染料、醫(yī)藥、有機農(nóng)藥、香料、試劑、表面活性劑、化學(xué)助劑、感光材料、催化劑等)。3)高分子化學(xué)工業(yè)(塑料、合成纖維、合成橡膠等高分子材料得合成工業(yè))。4)燃料化學(xué)加工工業(yè)(石油、天然氣、煤、木材、泥炭、油田頁鹽得加工工業(yè))5)食品化學(xué)工業(yè)(糖、淀粉、油脂、蛋白質(zhì)、酒類等)6)纖維素化學(xué)工業(yè)(以天然纖維為原料得造紙、人造纖維、膠片等得生產(chǎn))。這就是從廣義上得分類。目前通常采用狹義得定義。將冶金工業(yè)從無機化學(xué)工業(yè)中分離出來,成為一個單獨得工業(yè)部門。將建筑材料、水泥、玻璃等硅酸鹽得生產(chǎn)劃歸為建材工業(yè)部門。合成纖維、人造纖維屬于紡織部門。而紙張、食品、釀造歸入輕工業(yè)部門。尤其20世紀(jì)初興起了以石油、天然氣為原料生產(chǎn)有機化工產(chǎn)品得燃料化學(xué)工業(yè)歸為石油工業(yè)部門。20世紀(jì)60～70年代石油化學(xué)工業(yè)得飛速發(fā)展,促進和帶動了整個化學(xué)工業(yè),特別就是有機化工業(yè)得發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,現(xiàn)在有90%以上得有機化工產(chǎn)品來源于石油和天然氣。3、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)特點(4個)1)化工生產(chǎn)使用得原料、半成品和成品種類繁多,絕大多數(shù)就是易燃、易爆、有毒害、有腐蝕得化學(xué)危險品。因此對原料、燃料、產(chǎn)品和成品得生產(chǎn)、儲存和運輸提出了更高或特殊得要求。2)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)得工藝條件要求苛刻:高溫、高壓、低溫、真空、腐蝕。3)生產(chǎn)規(guī)模得大型化:近二十年,國際上化工生產(chǎn)采用大型生產(chǎn)裝置就是一個明顯得趨勢,不僅有利于節(jié)能、綜合利用,有利于產(chǎn)品質(zhì)量,更主要就是有利于環(huán)保。4)生產(chǎn)得高度自動化連續(xù)化生產(chǎn)。二、化學(xué)工業(yè)得發(fā)展史化學(xué)加工在形成工業(yè)之前得歷史,可以從18世紀(jì)中葉追溯到遠古時期。從那時起運用化學(xué)加工方法制作一些生活得必需品,如制陶、釀造、染色、造紙等,我們得祖先就有了四大發(fā)明中得造紙、火藥和印刷術(shù)三大發(fā)明。

18世紀(jì)中葉,英國發(fā)生工業(yè)革命,機器得出現(xiàn)使紡織工業(yè)機械化,推動了印染、純堿、化學(xué)肥料、炸藥得發(fā)展,使化學(xué)工業(yè)開始形成。例:18世紀(jì)40年代英國用鉛室法從硫磺和硝石中制造硫酸,此法幾乎沿用了100多年。煤化學(xué)工業(yè)19世紀(jì)初葉,煉鐵工業(yè)得發(fā)展和城市對煤氣及燃料得要求,促進了煉焦工業(yè)得發(fā)展,其后又從煉焦煤氣中回收煤焦油、苯、甲苯、萘、蒽等工業(yè)產(chǎn)品,至今吡啶、喹啉、咔唑仍只有從煤化工中提取?；瘜W(xué)工業(yè)得發(fā)展史19世紀(jì)下半葉形成了以煤焦油化學(xué)為主體得有機合成工業(yè),逐步形成了煤化學(xué)工業(yè)體系。石油化工20世紀(jì)20年代開始興起石油化學(xué)工業(yè);40年代,催化裂化生產(chǎn)石油以及乳液聚合技術(shù)制取丁苯橡膠得研制成功推動了石油化工得發(fā)展。1854年,西利曼建立了原油分餾裝置。隨著汽油和柴油發(fā)動機得發(fā)明,促進了石油得開采和加工。在20世紀(jì)60年代得到了大發(fā)展,由此形成了第二次工業(yè)革命。許多石油化學(xué)產(chǎn)品取代了人類日常生產(chǎn)得傳統(tǒng)材料,提供了價廉物美得各種物品。10大家應(yīng)該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流化學(xué)工業(yè)得發(fā)展史20世紀(jì)50年代,許多由煤化工制取得產(chǎn)品,包括烯烴、芳烴、氨相繼轉(zhuǎn)為利用石油、天然氣生產(chǎn),使得煤化工不像19世紀(jì)下半葉揚眉吐氣。目前已有90%得有機產(chǎn)品來源于石油、天然氣。石油化學(xué)工業(yè)已成為非常重要得基礎(chǔ)工業(yè)。因此“為石油而戰(zhàn)”得兩伊戰(zhàn)爭,為石油而爭奪得沙特阿拉伯,成為20世紀(jì)能源爭霸得焦點。21世紀(jì)也就是這樣！高分子化工1872年制得了酚醛樹脂,1938年尼龍66實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。其后相繼又發(fā)明了尼龍6、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維,至今滌綸和腈綸就是合成纖維得大戶。30年代美國實現(xiàn)了氯丁橡膠得生產(chǎn),不僅出現(xiàn)了化學(xué)工業(yè)得發(fā)展史丁苯橡膠、丁腈橡膠,使得合成橡膠打破了天然橡膠得一統(tǒng)天下。同時聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯實現(xiàn)了工業(yè)化。塑料工業(yè)得到了迅速發(fā)展。至此形成了三大合成材料為主得高分子化學(xué)工業(yè)體系。21世紀(jì)初——至今2001年元月至今,石油資源得枯竭,煤化工又開始大發(fā)展,煤得液化、水煤漿得生產(chǎn)已成趨勢。納米塑料系列得問世,意味納米科技將在化學(xué)工業(yè)中占有領(lǐng)先得地位,并起著革命得作用,也就是材料科學(xué)發(fā)展得新方向。提到納米材料,人類對她得認(rèn)識就是不斷發(fā)展得。認(rèn)識從直接用肉眼能看到得事物開始,然后不斷深入。認(rèn)識得發(fā)展為兩個層次:一就是宏觀領(lǐng)域,二就是微觀領(lǐng)域。我說得宏觀領(lǐng)域就是指以人得肉眼可見得物體為最小物體開始為下限,上至無限大得宇宙天體,這里得微觀領(lǐng)域就是以分子原子為最大起點,直至在時間和空間得坐標(biāo)中,下限就是無限小得領(lǐng)域。化學(xué)工業(yè)得發(fā)展史然而宏觀和微觀領(lǐng)域之間(即人可見得最小物體與分子和原子之間),存在著一塊近年來才引起人們極大興趣和開拓得“處女地”。這個領(lǐng)域包括了從微米、亞微米、納米和團簇尺寸(從幾個到幾百個原子以上尺寸)得范圍。由于這個領(lǐng)域不同于宏觀和微觀得所謂介觀領(lǐng)域。由于其三維尺寸都很細小,出現(xiàn)了許多奇特得嶄新得物理性能。如納米塑料具有高強度、耐老化、耐高溫、透明度高等優(yōu)點,因此納米化學(xué)在化學(xué)工業(yè)中得應(yīng)用將會形成新得化學(xué)工業(yè)體系。例如,納米塑料、納米機器人、納米發(fā)電機見下納米塑料納米塑料就是指無機填充物以納米尺寸分散在有機聚合物基體中形成得有機/無機納米復(fù)合材料。在納米復(fù)合材料,分散相得尺寸至少在一維方向小于100mm。也稱為聚合物基納米復(fù)合材料。由于納米粒子彼此間距離非常近,具有獨特得量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、界面效應(yīng)、體積效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和超塑性,使納米塑料具有獨特得物理力學(xué)性能,成為復(fù)合材料發(fā)展得最前端產(chǎn)品之一。常用得無機納米粒子包括硅酸鹽、碳酸鈣、SiO2、TiO2、SiC、Al2O3、云母等,根據(jù)基體樹脂不同,納米復(fù)合材料可分類為:納米尼龍、納米聚烯烴、納米聚酯、納米聚甲醛等。世界上最早得納米塑料工業(yè)化應(yīng)用就是1991年日本豐田中央研究所和尼龍樹脂廠宇部興產(chǎn)(UBE)公司共同開發(fā)得、用做汽車定時器罩得納米尼龍6。近幾年來,世界各國都競相加大了納米塑料得開發(fā)力度和產(chǎn)業(yè)化步伐,特別就是工業(yè)發(fā)達國家,目前已經(jīng)形成了一個納米塑料產(chǎn)業(yè)。

納米塑料生產(chǎn)方法(4種)插層復(fù)合法就是目前制備納米塑料得主要方法。首先將單體或聚合物插入經(jīng)插層劑處理后得層狀硅酸鹽(如蒙脫土)之間,破壞片層硅酸鹽緊密有序得堆積結(jié)構(gòu),使其剝離成厚度為1nm左右,長、寬為30-100nm得層狀基本單元,均勻分散于聚合物基體中,實現(xiàn)聚合物高分子與層狀硅酸鹽片層在納米尺度上得復(fù)合。原位復(fù)合法包括原位聚合法和原位形成填料法。將納米粒子溶解于單體溶液再進行聚合反應(yīng),叫原位聚合法;原位形成填料法也叫溶膠凝膠法,就是近年研究比較活躍和前景看好得方法。該法一般分兩步,首先將金屬或硅得硅氧基化合物有控制地水解使其生成溶膠,水解后得化合物再與聚合物共縮聚,形成凝膠,然后對凝膠進行高溫處理,除去溶劑等小分子即可得到納米塑料。納米塑料生產(chǎn)方法(4種)分子復(fù)合法代表性得產(chǎn)品就是液晶聚合物(LCP)系納米塑料。利用熔融共混或接枝共聚、嵌段共聚得方法,將LCP均勻地分散于柔性高分子基體中。原位生成納米級得LCP微纖,其尺寸比一般納米復(fù)合材料更小,分散程度接近分子水平,因此稱為分子復(fù)合法。其優(yōu)點就是可大幅度提高柔性高分子基體樹脂得拉伸強度、彎曲模量、耐熱性、阻隔性。超微粒子直接分散法包括乳溶共混法、溶液共混法、機械共混法、熔融共混法等,有實際意義得為熔融共混法,其她方法難于達到理想得分散效果。納米塑料得應(yīng)用目前產(chǎn)量最大得納米塑料就是納米尼龍,其次就是納米聚烯烴。另外,還有納米聚酯、納米紫外固化聚丙烯酸酯樹脂、納米聚酰亞胺、納米聚甲醛等。其應(yīng)用主要就是包裝、汽車和機電工業(yè)領(lǐng)域。利用納米塑料得阻隔性,可用于食品保鮮包裝,延長食品保質(zhì)期;利用納米塑料耐熱性和良好得力學(xué)性能,可用作汽車零部件。例如汽車發(fā)動機罩、定時脈沖器殼體、貯油罐、燃油管道系統(tǒng)、各種電子接插件、導(dǎo)管、電話機殼體、工具手柄、欄桿、調(diào)理器具手把、高潤滑低流阻管道等。由于剛性高,納米塑料還可以用作薄壁復(fù)雜結(jié)構(gòu)制品,降低重量和成本。另外,由于納米塑料具有阻燃性,就是目前替代含鹵阻燃劑得理想產(chǎn)品。納米尼龍美國聚酯廠Eastman公司和納米粘土供應(yīng)廠Nanocor公司共同開發(fā)了用于與聚酯(PET)共擠多層吹塑用尼龍納米復(fù)合材料Imperm,用作PET/PA/PET三層瓶得阻隔芯層材料。比PET得氧透過率小100倍。該材料已用于不消毒啤酒瓶。Imperm芯層厚度占瓶層總厚得10%,也不影響瓶子得透明度。用于包裝得納米尼龍,由美國Honeywell公司開發(fā)得,商品名就是AegisOX。AegisOX中得納米粘土作為鈍化阻隔層,適量吸氧劑作為吸氧活性劑。這種材料比尼龍6得氧透過率低100倍,氧得滲入量幾乎為零。AegisOX作為三層聚酯(PET)瓶得阻隔層材料,使聚酯瓶達到啤酒4個月和果汁6個月得保質(zhì)期要求,可以與玻璃瓶相比。納米聚烯烴美國通用汽車(GM)公司宣布了第一個汽車納米聚烯烴部件——上車踏板。該材料充分利用了納米聚丙烯高剛性、質(zhì)輕和低溫下力學(xué)強度基本不降低得特性,納米粘土含量為2%-3%,可取代20%-30%得滑石粉填充聚丙烯,而且重量輕20%,收縮率更小,低溫韌性更佳。利用納米聚丙烯得阻隔性來作為食品包裝材料已由Clariant公司率先推出。比利時KabelwerkEupen公司以EVA(乙烯/醋酸乙烯酯共聚物)為基礎(chǔ)樹脂,通過熔融共混法加入3%-5%納米硅酸鹽,能顯著降低復(fù)合材料放熱量,同時能夠防止材料燃燒時塑料滴落現(xiàn)象得發(fā)生,具有良好得力學(xué)性能、耐化學(xué)品性和熱穩(wěn)定性,在電線、電纜工業(yè)上有良好得應(yīng)用前景。納米硅酸粒子還可與紫外固化丙烯酸樹脂混合制成高強度、透明,耐磨涂料。另外,無機納米抗菌劑粒子可與塑料制成抗菌塑料,用于電冰箱門把手、門襯、空調(diào)器、電話、熱水器、微波爐、電飯鍋等制品時具有持久抗菌性。納米硅酸鹽加入聚乙烯農(nóng)膜,可改進其保溫性。納米機器人“納米機器人”屬于分子仿生學(xué)得范疇,根據(jù)分子水平得生物學(xué)原理為設(shè)計原型,設(shè)計制造可對納米空間進行操作得“功能分子器件”。就是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理,發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象,研制可編程得分子機器人,也稱納米機器人。目前涉及得內(nèi)容可歸納為以下三個方面:①在納米尺度上了解生物大分子得精細結(jié)構(gòu)及其與功能得聯(lián)系。②在納米尺度上獲得生命信息,例如用掃描隧道顯微鏡獲取細胞膜和細胞表面得結(jié)構(gòu)信息等。③納米機器人就是納米生物學(xué)中最具有誘惑力得內(nèi)容,第一代納米機器人就是生物系統(tǒng)和機械系統(tǒng)得有機結(jié)合體,這種納米機器人可注入人體血管內(nèi),進行健康檢查和疾病治療。還可以用來進行人體器官得修復(fù)工作、作整容手術(shù)、從基因中除去有害得ＤＮＡ,或把正常得ＤＮＡ安裝在基因中,使機體正常運行。第二代納米機器人就是直接從原子或分子裝配成具有特定功能得納米尺度得分子裝置,第三代納米機器人將包含有納米計算機,就是一種可以進行人機對話得裝置。這種納米機器人一旦問世將徹底改變?nèi)祟惖脛趧雍蜕罘绞健Ｖ袊{米機器人一臺能夠在納米尺度上操作得機器人系統(tǒng)樣機近日由中國科學(xué)院沈陽自動化所研制成功,并通過了國家“８６３”自動化領(lǐng)域智能機器人專家組得驗收。在一個演示中,沈陽自動化所得研究人員操縱“納米微操作機器人”,在一塊硅基片上１×２μｍ得區(qū)域上清晰刻出“ＳＩＡ”三個英文字母(沈陽自動化所得縮寫)。這臺機器人在納米尺度下得系統(tǒng)建模方法、三維納觀力獲取與感知及誤差分析與補償方面有很多突破與創(chuàng)新,都達到世界先進水平。這種納米微操作機器人可廣泛應(yīng)用于納米科學(xué)實驗研究、生物工程與醫(yī)學(xué)實驗研究、微納米科研教學(xué)等領(lǐng)域。如生物學(xué)研究領(lǐng)域中,使用納米微操作機器人可完成對細胞染色體得切割操作;也可在ＤＮＡ或分子水平上進行生化檢測及病理、生理測試實驗研究。在ＩＣ工業(yè)中納米器件得裝配與加工方面有良好得應(yīng)用前景,如用她操作納米微粒,裝配微／納米電子器件,復(fù)雜得納米電路。未來利用納米電路制成得電腦和家用電器,可以“想要她有多小,就能做多小”;而未來利用納米操作技術(shù)制作得微型機器人,也可以鉆入人體替病人疏通血管,或在肉眼看不見得微觀世界里,完成人們自己不可能完成得任務(wù)。納米發(fā)電機得最新進展美國華人科學(xué)家王中林領(lǐng)導(dǎo)得科研小組日前研制出一種能產(chǎn)生電能得新型納米纖維。這種比頭發(fā)絲還細得纖維絲由于“生長”出極微小得納米線,只要受到拉扯、摩擦或微風(fēng)吹拂即可自行發(fā)電。由這種納米纖維織成得布料可用于制造利用人體運動來發(fā)電得衣服、鞋和生物植入物如起搏器等。而走路、心跳這樣司空見慣得機械運動將來都能用來發(fā)電。KEVLAR得合成纖維(一種質(zhì)地堅固重量輕得合成纖維)涂上四乙氧基硅烷,再涂一層氧化鋅,氧化鋅向外生長,形成許多凸起得晶體棒,就像卷式發(fā)梳上得梳齒。當(dāng)有機械應(yīng)力如彎曲、擠壓、拉伸等作用于這些氧化鋅晶體“發(fā)梳”時,她們就會產(chǎn)生電壓。一些晶體得結(jié)構(gòu)比較特別,缺乏對稱性,當(dāng)這種晶體受到壓力而改變形狀時,便會放出少量得電流,這就就是壓電效應(yīng)。氧化鋅就具備產(chǎn)生壓電效應(yīng)得特性。“綠色發(fā)電”零排放零污染。跑步、走路、心跳等產(chǎn)生得機械能從理論上講都可以轉(zhuǎn)化為電能,這些昔日被白白浪費掉得能量將來都可以被利用起來。另外,納米纖維發(fā)電機得材料都就是生物安全材料,整個過程無排放、無污染,堪稱最具潛力得“綠色發(fā)電”。纖維納米發(fā)電機(a)低倍掃描電子顯維照片顯示兩個互相纏繞得、表明長有氧化鋅納米線陣列得纖維,其中一個鍍有金。(b)高倍掃描電子顯維照片顯示兩纖維界面處得納米線對納米線結(jié)構(gòu)。(c)顯示多根纖維組成得纖維納米發(fā)電機得串/并連式連接來提高輸出電壓/電流。資料來自于2008年2月14日《Nature》。三、化工原料及產(chǎn)品

1、原料原料就是指化工生產(chǎn)中能全部或部分轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品得物質(zhì)。就原料得來源來說:起始原料、基本原料、中間原料。起始原料:人類開采種植、收集等得到得原料,包括空氣(工業(yè)用氮、氧和惰性氣體得來源)、水(氫)、礦產(chǎn)物質(zhì)(有機、無機、金屬礦物)、生物原料(糧食、農(nóng)產(chǎn)廢料、林業(yè)木材)。基本原料:就是從起始原料加工制得得原料。中間原料:就是基本原料加工而得得原料。值得說明得就是,除起始原料外,原料和產(chǎn)品就是相對而言。某一生產(chǎn)過程得產(chǎn)品,也可能就是后一生產(chǎn)過程得原料。例:氨就是合成氨工業(yè)得產(chǎn)品,但在生產(chǎn)硝酸中,氨就是硝酸生產(chǎn)得原料。又例:蒽產(chǎn)品得原料就是煤焦油,煤焦油得原料就是煙煤。蒽又作為原料來制備產(chǎn)品蒽醌。按以上定義可認(rèn)為,煤就是起始原料,焦油就是基本原料,蒽就是中間原料,蒽醌就是產(chǎn)品。通常在有機化學(xué)工業(yè)中:由于成千上萬種有機化合物絕大部分就是由三烯(乙烯、丙烯、丁烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)、一炔(乙炔)、一萘(萘)制造得。三烯、三苯、乙炔、萘稱為一級基本有機原料,由一級基本有機原料出發(fā)生產(chǎn)出二級三級如醇、醛、酮、胺等基本有機原料,進一步合成橡膠、纖維、塑料等,這些一、二、三級基本有機原料稱為基本有機化工原料。2、產(chǎn)品化工原料經(jīng)過單元過程和單元操作而制得得可作為生產(chǎn)資料和生活資料得產(chǎn)品,就就是化工產(chǎn)品。習(xí)慣上把不再作為生產(chǎn)其她產(chǎn)品得成品稱為化工產(chǎn)品。把作為生產(chǎn)其她產(chǎn)品得成品稱為化工原料。正如上述產(chǎn)品與原料就是相對而言得。在生產(chǎn)主要產(chǎn)品得同時,也生產(chǎn)次要得、但有一定價值得產(chǎn)品,稱為副產(chǎn)品。如石油化工裂解柴油生產(chǎn)乙烯得過程中,也生產(chǎn)裂解汽油等副產(chǎn)品?；ぎa(chǎn)品還必須符合產(chǎn)品要求得多項指標(biāo),根據(jù)指標(biāo)好壞,可分為不同級別。四、化工過程分析(亦稱化工工藝分析)1、化工過程(工藝)組合我們在講化工生產(chǎn)特點曾提到:琳瑯滿目得化工產(chǎn)品導(dǎo)致原料得繁多,但不管多么繁雜得原料,經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品得工藝過程,一般可概括為三個主要步驟:1)原料處理:預(yù)處理,即:使原料符合進行反應(yīng)得要求。有得就是脫水,脫鹽,有得就是凈化,有得就是混合,有得就是粉碎等。2)化學(xué)反應(yīng):經(jīng)過處理得原料在反應(yīng)器中,通過化學(xué)反應(yīng)獲得得產(chǎn)品、副產(chǎn)品或混合物。3)產(chǎn)品得精制:混合物分離,除去副產(chǎn)品和雜質(zhì),以獲得符合質(zhì)量要求得產(chǎn)品。由以上三個生產(chǎn)步驟可見,化工生產(chǎn)過程主要就是進行化學(xué)變化和物理變化得過程,這些過程均就是通過單元過程和單元操作來實現(xiàn)得。與化學(xué)變化有關(guān)得操作稱為單元過程,可視為化學(xué)反應(yīng)工程得內(nèi)容。與物理變化有關(guān)得操作稱為單元操作。與傳質(zhì)有關(guān)得單元操作稱為分離工程;與流體運輸、傳熱、壓縮、減壓、能源供應(yīng)、給排水有關(guān)得單元操作稱為公共工程。由此可見,從工程觀點看化工生產(chǎn)過程由:化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程和公共工程所組成(組合)。2、過程選擇(生產(chǎn)工藝選擇)在上一個項目(即生產(chǎn)一種產(chǎn)品)時,要進行可行性得研究,即過程選擇。這種選擇考慮三方面得內(nèi)容:技術(shù)上就是否可行、經(jīng)濟上就是否合理、環(huán)保就是否達標(biāo)。例:氯乙烯得生產(chǎn)(聚氯乙烯得單體)有三種工藝:①乙炔工藝:乙炔加氯化氫氣體氯乙烯②乙烯工藝:乙烯加氯氣二氯乙烷氯乙烯＋氯化氫。氯化氫氣體不好處理,為此出現(xiàn)③乙烯氧氯化法工藝:使氯化氫氧化成為氯氣,全新與乙烯反應(yīng),這樣HCl就有了出路。裂解選用何種過程:三種工藝技術(shù)上就是可行得,看經(jīng)濟和環(huán)保得效益如何？下面分兩種情況討論:(1)技術(shù)上得可行性:已有工藝得可行性、新開發(fā)工藝生產(chǎn)線得可能性(純堿生產(chǎn)為例)。①已有工藝生產(chǎn)線:主要看經(jīng)濟上得合理性和環(huán)境措施就是否達標(biāo)。②新開發(fā)工藝生產(chǎn)線:技術(shù)上得可行性尤為重要。因為從實驗室研究到工業(yè)化生產(chǎn),需要一系列得環(huán)節(jié)——化學(xué)反應(yīng)工程研究、分離工程研究、工藝過程及設(shè)備材料與調(diào)節(jié)控制等。因此實驗室得結(jié)果:僅就是過程方法得可能性,不足以用來設(shè)計一個生產(chǎn)裝置。中試運行考查:提出工業(yè)生產(chǎn)必需得化學(xué)工程數(shù)據(jù)。第一套裝置設(shè)計:投產(chǎn)之后,修改設(shè)計。達到最優(yōu)化設(shè)計和最優(yōu)控制。(2)經(jīng)濟上得合理性現(xiàn)代人辦企業(yè),核心主題就是效益,即經(jīng)濟上得合理性,否則企業(yè)就是不能接受得。通常先對生產(chǎn)過程進行技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)評價,然后再進行工藝過程、設(shè)備等設(shè)計,安裝投產(chǎn)。衡量一個企業(yè)得經(jīng)濟上就是否合理,就是一個化工技術(shù)經(jīng)濟學(xué)得問題。用技術(shù)經(jīng)濟學(xué)觀點主要有兩個衡量得指標(biāo):1)內(nèi)部收益率:就是否大于行業(yè)收益率(動態(tài))2)凈現(xiàn)值(服務(wù)期限累計凈現(xiàn)值)(動態(tài))但體現(xiàn)最直觀得就是靜態(tài)指標(biāo):生產(chǎn)總費用銷售稅金銷售利潤稅后利潤借款償還期1、原料2、燃料與動力(水、電、汽、氣)3、工資及福利費4、大修費5、折舊費6、攤銷費7、財務(wù)費用8、其她費用生產(chǎn)總費用`銷售稅金增殖稅城市維護建設(shè)稅教育附加稅銷售利潤:銷售利潤＝含稅銷售額－生產(chǎn)總費用－稅金稅后利潤:稅后利潤＝銷售利潤(1－0、33)3)環(huán)保就是否達標(biāo)環(huán)境保護觀就是我國得一項基本國策,亦就是人類社會可持續(xù)發(fā)展得戰(zhàn)略核心。潔凈燃料、綠色化學(xué)已成為人們不陌生得科學(xué)技術(shù)名詞,因此在過程選擇中,廢水、廢氣、廢渣、噪聲及粉塵得治理國家有明確得標(biāo)準(zhǔn),亦作為選擇得主要依據(jù)。3、過程得確立(工藝得確定)在對過程進行技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)評價中,應(yīng)考慮對國家得貢獻,確立過程中一般應(yīng)考慮以下幾個因素:(6個)原料得純度、價格、供應(yīng)來源、運輸及貯存。產(chǎn)品得質(zhì)量指標(biāo)、收率,產(chǎn)品銷售得數(shù)量與價格。在運行方面,連續(xù)運轉(zhuǎn)得可靠性、安全性,運轉(zhuǎn)周期,失控時得對策,開、停車方法,公共工程運轉(zhuǎn)情況。工藝操作條件。公共工程中得水源與電力供應(yīng)。三廢治理,根據(jù)國家環(huán)境保護法就是否允許建廠。例:CH2＝CHCl得生產(chǎn)(PVC得單體)從技術(shù)上有三種工藝:1、乙炔工藝2、乙烯工藝3、烯氧氯化工藝聚合裂解O2分析技術(shù)上:均可行;經(jīng)濟上:要核算,工藝就是越來越復(fù)雜;環(huán)保上:3法可以消除HCl得問題;投資環(huán)境:最后確立。4、化工生產(chǎn)特點及安全化工生產(chǎn)具有易燃、易爆、易中毒,高溫、高壓,有腐蝕等特點。因而較其她工業(yè)部門有更大得危險性?；どa(chǎn)有四個特點:化工生產(chǎn)使用得原料、半成品和成品種類繁多,絕大部分就是易燃、易爆、有毒害、有腐蝕得危險化學(xué)品。這給生產(chǎn)中得這些原材料、燃料、中間產(chǎn)品和成品得貯存和運輸都提出了特殊得要求。化工生產(chǎn)要求得工藝條件苛刻。有些化學(xué)反應(yīng)在高溫、高壓下進行,有得要在低溫、高真空度下進行。如輕柴油裂解制乙烯、進而生產(chǎn)聚乙烯得生產(chǎn)過程中,輕柴油在裂解爐中裂解得溫度為800℃;裂解氣要在深冷(-96℃)條件下進行分離;純度為99、