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化工生产基础知识

2019-09-02 11:26 来源: 震仪

  化工生产基础知识_化学_自然科学_专业资料。化工生产基础知识 第一章 化工生产概述 一 化工的基本概念: 1 化工生产的三大要素:水、电、汽。 2 化工生产的基本任务: a. 研究化工生产的基本过程和反应原理。 b. 化工生产的工艺流程和最佳的

  化工生产基础知识 第一章 化工生产概述 一 化工的基本概念: 1 化工生产的三大要素:水、电、汽。 2 化工生产的基本任务: a. 研究化工生产的基本过程和反应原理。 b. 化工生产的工艺流程和最佳的工艺条件。 c. 生产中运用的主要设备的构造、工作原理及强化生产的方法。 3 化工生产单元操作及分类 A 什么是化工单元操作? 化工生产的门类很多,如酸、碱、化肥、农药、橡胶、染料、 制药等行业。不仅原料来源广泛,而且产品种类繁多,加工过程 各不相同。 把除了化学反应外其余的步骤归纳为一些生产的基本 加工过程。如液体的输送与压缩、沉降、过滤、蒸发、传热、结 晶、离心、干燥、蒸馏、吸收、萃取、冷冻、粉碎、等这些基本 加工过程称为化工单元操作。 若干单元操作串连起来就构成一个 化工产品的生产过程。 B 化工单元操作的分类归纳为几个过程: a.流体动力学过程: 如液体的输送与压缩、 过滤、 沉降、 离心等。 B 热量传递过程.:如传热、蒸发等。 C 质量传递过程:如蒸馏、吸收、干燥等。 d 热力学过程:如冷冻、深度冷冻等。 1 e 机械过程:如固体粉碎、过筛、物料的搅拌等。将其 4 化工过程的基本规律: 对于千变万化的各种化工生产过程都可以将其单元操作归纳 在上述的几个化工基本过程中,并都遵循着共同的规律,它也是 指导生产实践的方法和手段。 (1) 物料衡算:根据物质守恒定律。 . W 原=W 产+W 损 . W 原——投入物料量 W 产——所得的产品量 W损 ——损失物料量 (2)热量衡算 .根据能量守恒定律。 Q 入=Q 出+Q 损 Q 入——输入的热量 Q 出——输出的 热量 Q 损——损失的热量 按照这一规律可以检查热量消耗的程度,确定经济合理的用能方案和对热能 综合利用的选择。 (3) 过程的平衡关系; 化工生产中固体的溶解、气体的吸收、溶液的蒸馏等操作过 程都是在一定条件下由不平衡向平衡状态转化, 以达到过程进行 的最大限度。如食盐溶解水的过程。气体的吸收过程;冷、热两 流体进行热量传递过程; 当两者的传递过程达到了平衡就不再进 行了。也就是在化工生产过程中建立过程平衡关系,对生产具有 2 很重要的实际意义。一个过程在一定条件下能否进行,进行到什 么程度都可以由平衡关系推知。 同时为生产条件的选择和改进提 供依据。 (4)过程的速率 ; 过程的速率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,与阻力成反比。提高过程的推动力是提高过程的速 率的基本方法。如流体流动的推动力是压力差,传热过程的推动 力是温度差,吸收过程的推动力是浓度差等。 二 化工原料和产品: 1 化工原料: a 无机原料: 空气 、水、盐、黄矿石、磷灰石、硼镁矿) ( 空气 : 主要成分氧气、氮气、二氧化碳、氦气等,其中 He、 Ne、Ar、Kr、Xe 五种为稀有气体,因为不容易发生化学反应, 又叫惰性气体。空气的密度是 1.293g/L。 水 :是地球上分布最广、最常见、最需要的一种化合物。 水的物理性质:自然界的水以气态、液态、固态存在。纯净水 是无色、无味、无嗅的透明液体。水的凝固点为 0℃,在 4℃时 密度最大为 1000kg/m ,水在 373K 的 蒸发潜热为 2258.8kj/kg, 凝固热为 330kj/kg。冰的密度为 920 kg/m ,所以冰比水轻,水变 成冰时体积是增大的。 水的化学性质:水很稳定,只有在 2730K 以上开始离解为氢 和氧。水进行电解可生成氢和氧很容易和其他物质反应。水的用 3 3, 3 途很广,是化工工业的重要起原料始。水可以和许多物质参加反 应生成基本原料和中间体,广泛用于作溶剂,洗涤剂、吸收剂、 润滑剂和氧化还原剂等,水更是目前最常用的加热、冷却和冷冻 的介质。水的净化处理采用有药剂沉淀法和离子交换法。 b 有机原料:有煤、石油、天然气。 c 农副产品:有薯类、壳类、秆类和油类。 2 化工产品 a 化学肥料:农作物不仅需要碳、氢、氧还要氮、磷、钾。大 多数化学肥料是无机化合物,吸收效果好但长期使用土壤会变 质,最后是农家有机肥料使用效果更好。 b 农药:是用于农业防治病虫害、除草、调节植物生长等药剂。 发展方向是高效低毒低残毒的药剂和微生物农药。 c 合成树脂及塑料:塑料是多种有机物单体经聚会或缩聚而成 的高分子化合物。是制成合成树脂再加一些填充料、增塑剂和染 料而成能保持现状不变的有机材料。 (1)聚通用塑料:有聚氯乙烯、聚烯烃、聚苯乙烯、酚醛塑料、 氨基塑料。 (2)工程塑料:是指机械强度高,耐磨,耐腐蚀自润滑等性能 好的一类塑料。如尼龙 1010、聚甲醛等。 (3) 耐高温塑料:是具有耐热性好、价格高的一类塑料。如聚四 氟乙烯、硅树脂,在高温下具有很强粘结能力的苯二醚和聚苯硫 醚。 4 (4) 环氧树脂:由于它硬化后产物具有很优良的物理机械性能、 电绝缘性能、耐化学腐蚀和金属、非金属优异的结力。 (5)有机玻璃是具有高度透明性的塑料。又有很高的机械强度。 d 橡胶:通用合成橡胶和特种合成橡胶。 e 合成纤维:棉、麻、丝、毛属于天然纤维。合成纤维以有 机原料人工合成的高聚物,具有强度高、耐磨、比重轻、不吸水、 保暖性好、耐酸碱、不发霉、不虫蛀等特性,但也有透气性和染 色性较差的缺点。 F 化工其它产品:颜料、涂料、试剂和各种药物、燃料、催 化剂添加剂、乳化剂、粘合剂、发泡剂、防老剂等等。 三 化学基本概念 (一)物质 1 物质的概念 化学研究的对象是物质。物质是作用于我们感觉器官而引起 人们感觉的东西,它有一定空间和具有质量。物质以不同的形式 在不停地运动着。所以物质存在必然有物质运动。 2 能量 物质的变化和运动总是伴随着各种能量的变化。水加热产生 高压蒸汽可以带动火车运行,电又可以使马达带动机器工作,汽 油在汽缸内燃烧可以使汽车行驶等等。 3 物质的质量和能量守恒定律 化学反应过程中由一个物质变化成为另一个物质,变化前后 5 物质的能量是相等的。 (二) 物质的变化和性质 1 物理变化和物理性质 物质的变化是多种多样的。如水加热变成水蒸汽,水蒸汽冷 却又变成水:木材加工成家具;钢锭轧成钢筋等等。只改变了物 质的外部状态和现状,而没有改变物质的组成,更没有新物质产 生叫物理变化。物质在物理变化时表现出来的性质叫物理性质。 如颜色、气味、密度、沸点、熔点等。 2 化学变化和化学性质 物质不仅外形有了变化,物质本身的组成发生了变化,产生 了新物质。如炭燃烧产生二氧化碳。由一物质生成新物质的变化 叫化学变化。物质在化学变化时表现出来的性质叫化学性质。 (三) 物质的组成 1 分子 自然界的一切东西都是由物质组成的。保持某物质一切化学 性质的最小粒子叫该物质的分子。 分子很小;分子在不断地运动;分子之间有距离。一般物质 有三种状态,气态、液态、固态的变化,主要是分子间的间隔大 小发生变化而造成的。 2 原子 物质在化学变化过程中, 原来的物质分子分解成更小的微粒, 再重新组合变成新物质的分子。我们把在化学变化中最小微粒, 6 叫原子。原子很小;原子在不断地运动着;原子具有复杂结构的 微粒。 3 元素 元素是具有相同核电荷的同一类原子的总称。 4 采用一定的符号来表示各种元素,这种符号叫元素符号。元 素符号除表示一种元素外还表示这种元素的一个原子有 H.N.O.F.Cl.Br.C.Si.P.S.I.Na.Mg.Al.K.Ca.Cr.Mn.Fe.Cu.Zn.等等 (四) 原子量、分子量和摩尔 1 原子量 : 原子具有质量,只有知道原子的相对质量。以 12C 原子碳 量定为 12,任一元素的原子量是该元素的原子相对于 12C 原 原子的重量。 2 分子量 分子量是组成分子的所有原子量总和。是相对质量。 Cu(原子量)=63.5 分子量=63.5 O2(氧气) 原子量=16 3 摩尔 物质之间的化学反应都是按照一定数量的原子或分子的比 例进行的。物质之间化学反应都以阿伏伽德罗常数 6.02×1023. 个倍数进行反应。 : 任何物质中只要含有 6.02×1023.个微粒(分子、原子、离子、 电子等)这种物质的量叫做 1 摩尔。1 摩尔物质的质量叫摩尔 7 分子量=16X2=32 质量。单位克/摩尔(克/mol)或千克/摩尔(kg/mol) 物质的摩尔数(mol)=物质的质量(克)/物质的摩尔质量 (克/ 摩尔) 物质的质量=物质摩尔质量(克/摩尔)×物质摩尔数(摩尔) (五) 化合价和物质的量: 四 物质结构及元素周期律: 五 化学反应方程式 1 分子式: 用元素符号来表示物质的组成的式子; 从分子式可以看出物质分子是由哪些元素的原子组成, 各元 素的原子数目和质量百分比 。如 (NH4)SO4 其中 S%=?N%=?O%=?H%=? 2 化学反应式: 用分子式来表示化学反应的式子 C + O2 = CO2↑ 从反应方程式中看出反应物和生成物是什么物质,同时可以 看出反应式两边各元素的原子个数相等,符合反应前后物质总量 不变的原则。 a) 反应方程式的书写步骤 在符号左边写反应物的化学式,右边写生成物的化学式。反 应是特定条件要注明反应发生的条件。如燃烧、加热、加压、催 化剂、温度等。 b) 化学方程式的配平 : 最小公倍数法和対数法。 3 热化学方程式 8 在化学反应中除了有物质的变化外,以热量形式表现出来的 能量变化,能表明热量变化的化学方程式叫热化学方程式。放出 热量的化学反应叫放热反应,用符号“+”来表示放热。吸收热 量的化学反应叫吸热反应。用符号“-”来表示吸热。 六 溶液及相平衡 (一)溶液 1 溶液的定义 一种或几种物质分散到另一种物质里形成均匀的、稳定的混 合物叫溶液。被溶解的物质叫溶质,能溶解其它物质的物质叫溶 剂。溶质可以是固体、液体或气体。固体、气体、溶于液体时称 其为溶质,液体为溶剂。习惯上量多的叫溶剂,量少的叫溶质。 如:用水做溶剂的溶液叫水溶液,用酒精做溶剂的叫酒精溶液。 2 溶液的分类: (1)按照状态分三类:气态溶液、液态溶液和固态溶液。 (2)按照导电性能分量类:电解质溶液和非电解质溶液。 (3)按照溶液的形成过程分三类;固体溶于液体的溶液,气体 溶于液体的溶液和液体溶于液体的溶液。 3 物质的溶解过程 溶质溶解于溶剂中,常常有温度的变化。物质的溶解时,首 先溶质分子在水分子作用下溶质分子之间的相互吸引, 分子状态 和离子状态扩散到水中去,这是一个物理过程需要吸热,同时溶 质在不断地运动,水相互吸引形成水合分子并放出热量。整个溶 9 解有热量、体积或颜色的变化。因此溶解不是单纯的物理过程, 也不是单纯的化学过程,而是一种复杂的物理化学过程。 4 饱和溶液 固体溶解过程中, 进入溶剂中的溶质分子或离子可能被溶质 表面吸引而回到固体表面上来,或溶液中互相碰撞重新聚集成 固体颗粒,即重新从溶剂中析出的过程叫结晶。在一定温度下, 溶质溶解的速度等于结晶速度叫溶解平衡。 在一定温度下达到溶解平衡的溶液叫饱和溶液。 5 饱和蒸汽压 液体上方的蒸汽压力即为该液体在该温度下的饱和蒸汽压。 6 溶解度 a b 溶剂中达到溶解平衡时所溶解的量。 影响溶解度的因素:同一溶剂,不同溶质的溶解度不同。 不同溶剂中,同一溶质的溶解度也不同。 C 溶解度的计算:固体溶解度的计算(x克∕100 克) ;气体 溶解度计算(x克∕升) 。 7 稀溶液的性质 溶液有不同的性质,如溶液的颜色、体积的变化。所有溶液 都有一个共同的性质,如溶液于对应的溶剂相比,溶液的蒸汽压 下降;(纯溶剂的蒸汽压于溶液的蒸汽压之差称为溶液的蒸汽压 下降) 。溶液的沸点上升: (溶液在沸点温度时并不沸腾,要达到 沸点必须把温度升高到某个温度溶液才沸腾称为溶液的沸点上 10 升。溶液的凝固点下降。如冰加盐或加有机溶剂化合物冰的温度 下降。利用这个性质生产上作为冷冻剂。 (二)电解质溶液 1 电解质的电离 凡是在水溶液里或加热熔化时能导电的化合物叫做电解质, 反 之叫非电解质。 HAC 2 H + + AC ﹣ 离子反应及反应完成条件 离子反应方程式的书写方式;离子反应反应完成条件:生成 弱电解质;生成难溶性物质;生成气体。 3 A B 溶液的 PH 值 水的电离 溶液的酸碱性与 PH 值关系 在所有物质的水溶液中,都存在水的电离平衡问题,都有 H ﹣ + ﹣ -7 ﹢ 和 OH 离子存在。纯水中 H 等于 OH 离子的浓度为 10 mol/L.当 H >OH 溶液为酸性溶液,H =OH 为中性溶液, <OH 溶液为碱 ,H 性溶液,因此中性溶液中[H ]=[OH ]=10 M, PH<10 M 酸性 溶液,PH>10 M 碱性溶液。 4 盐类水解 强碱弱酸盐的水解;强酸弱碱盐的水解;弱酸弱碱盐的水解 (三)相平衡(相和相数 、组分和组分数、相律) (单组分、 二组分、三组分物系) 。 11 -7 + ﹣ -7 -7 + ﹣ + ﹣ + ﹣ 第二章 无机化合物 第一节无机化合物的分类 一 氧化物 :由氧和另一种元素组成的化合物。具有以下性质: A 碱性氧化物 与酸反应生成盐和水;与水反应生成碱昂;与 酸性氧化物反应生成含氧酸盐。 B 酸性氧化物(又称酸酐) :与碱反应生成盐和水;与水反应 生成含氧酸;与碱性氧化物反应生成含氧酸盐。 C 二 两性氧化物 碱 : 在水溶液里生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合 物。具有以下性质: A 碱性溶液遇酸碱指示剂;可使红色石蕊试纸变颜蓝,无色 酚酞变红,甲基橙由橙变黄。 B C D E 三 与酸反应生成盐和水 与酸性氧化物反应生成盐和水 与盐反应生成新碱昂新盐 难溶性的碱加热分解生成金属氧化物和水 酸: 在水溶液中电离所生产的阳离子全部是氢离子化合物。 具有以下性质: A 酸溶液和酸碱指示剂反应,可使蓝色石蕊试纸变颜红,甲基 橙由橙变红。但不能使无色酚酞变色。 B C 与碱反应生成盐和水 与碱性氧化物生成盐和水 12 D E 四 与活泼金属反应生成盐和水 与盐反应生成新盐和新酸 两性氧化物 :在水溶液中既能按酸式电离又能按碱式电 离的金属氧化物。Zn(OH)2 H2ZnO2 AL(OH)3 H3AlO3 五 A B C D 序。 六 无机盐分类 无机物:单质和化合物。 单质:金属和非金属 化合物:氧化物、碱、酸、盐 还可以继续分。 盐 :由金属离子和酸根离子组成的化合物。具有如下性质: 与碱反应生成新盐和新碱 与酸反应生成新盐和新碱 与另一种盐反应生成两种新盐 盐溶液与金属反应生成新盐和新金属,但遵守金属活泼顺 第二节重要的无机化学反应 一 化合反应:由两种或两种以上物质生成一种新物质的反应。 NH3 + H2O 二 应。 三 + CO2 = NH4HCO3 分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反 2KCLO3 = 2KCL + 3O2↑ 置换反应:一种单质的原子代替化合物中另一种元素的原 子,生成一种新的单质和另一种新的化合物的反应。 13 四 复分解反应:两种化合物互相交换成分,生成两种新的化合 物的反应。 五 氧化还原反应:与氧结合的反应叫做氧化反应,失去氧的反 应叫做还原反应。 第三节 氢、氧和水 一 氢的性质 氢气通常情况下是无色、无味、无嗅的气体。氢气在 0℃和 101.3KPa 的密度为 0.0899∕L,是同一状况下空气重量的 1/ 14.4.,在所有气体中最轻,难溶于水,加压降温可以液化成液 体。 氢是制造合成氨、盐酸、甲醇等的重要原料,液态氢可作火 箭燃料。 二 氧的性质 氧气在常温常压下是无色、 无味、 无嗅的气体。 比空气重, 0℃ 在 和 101.3KPa 下,氧气的密度为 1.429g∕L,微溶于水,液态氧是淡 蓝色,沸点-183℃,熔点为-218.4℃。 氧是一种化学性质活泼的元素,几乎和所有元素直接和间接化 合形成氧化物。 第四节氯、氯化氢和盐酸 一 氯气: 氯气是黄绿色有强烈刺激气味,有毒。比空气重。能与金属、 氢气、磷、水、碱等反应。 14 二 氯化氢和盐酸 氯化氢是无色有刺激性气体,极易溶于水。在标准状况下 1 体积水可以溶解 500 体积的氯化氢,溶于水后就是盐酸。 盐酸即氢氯酸,是常用的强酸之一。纯盐酸是无色液体,(工 业含有 FeCl3 等杂质而显黄色), 可以和水任意比例混和, 工业含 量一般 31%的 HCl,在 15℃时密度 1.158g∕ml, 盐酸化学性质 很活泼,具有酸的一切通性。 第五节 硫、硫化氢和硫酸 硫又称硫黄,是一种淡黄色的晶体,有三种晶形。 硫化氢是无色而具有臭鸡蛋气味的气体,比空气稍重, 并有剧毒。水溶液呈弱酸性,叫氢硫酸,具有酸的通性。 ,但 不稳定。 硫酸:纯硫酸是无色油状液体,凝固点为 10.5℃,98.3%硫 酸的沸点为 338℃,工业浓硫酸相对密度为 1.84。是一种难挥发 的强酸,具有酸的一切通性。 浓硫酸还具有氧化性,不仅能氧化金属,也能氧化一些非金 属和气态氢化物。 浓硫酸的吸水性:浓硫酸与水结合的能力十分强烈,能吸收 空气或其它物质中的水形成水合物,同时放出大量的热。 浓硫酸稀释时, 一定要将浓硫酸慢慢倒入水中, 并不断搅拌, 如果将水倒入浓硫酸, 由于水的相对密度小, 水将浮在硫酸上面, 硫酸溶解时放出的热会使溶液的局部温度聚升,水层立即沸腾, 15 使硫酸液滴四周飞溅,很容易造成事故,千万不能把水倒入硫酸 中。硫酸吸水性很强,常用作干燥剂。 硫酸的脱水性:浓硫酸可以夺取某些有机物中的氢、氧元素 而使碳游离出来。如浓硫酸溅到衣服、皮肤上必须立即用大量水 冲洗,否则会造成严重的烧伤和腐蚀。 第六节 氨和硝酸 氨的性质:氨是无色有刺激性气味的气体,比空气轻,密度为 0.5588g/L,1 体积水可溶 700 体积的氨。氨的水溶液叫氨水, 浓氨水含 NH3 约 27%相对密度 0.90。 氨极易液化。 液氨气化时吸 收大量的热量,使周围介质温度下降,因此氨常作为制冷剂。 硝酸纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,沸点为 86℃,密度为 1.50Kg/L,浓硝酸浓度约 69%,密度 1.4Kg/L, 浓度为 96~98%的硝酸叫发烟硝酸,是强酸之一,具有酸的一 般通性。 浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性, 硝酸的氧化性与硝酸的浓度有 关。浓度越大,氧化性越强。 第七节 烧碱和纯碱 (一 )烧碱: 化学名称叫氢氧化钠,又叫苛性钠或火碱。为白色固体密度 2.130Kg/L,熔点 1390℃。在空气中容易潮解,在水中的溶解 度很大,溶剂时放出大量的热量。溶液有滑腻感觉,并有很强的 腐蚀性。 16 (1) 指示剂的显色反应 ,能使石蕊变蓝,使无酚酞呈红色。 (2) 与酸中和反应生产盐和水 (3) 于 CO2 和 COZ 作用 (4) 于金属作用生产盐和氢 (5) 与硅化物作用生产硅酸钠 (二)纯碱 纯碱的化学名称叫碳酸钠,白色粉末,味涩,熔点 851℃,易 溶于水。其水溶液呈碱性。35.4℃时每 100 克水中可溶解 49.7 克碳酸钠,当温度升高时溶解度反而下降。易吸潮,能与酸反应 生成,与石灰水作用生成氢氧化钠,与盐类作用起复分解反应。 加热至 400℃时开始分解。 第九节几种重要金属元素 重要金属元素有:钠、钙、铝、铁、铜、钛 第十节 无机化肥 无机化肥有:氮肥、磷肥、钾肥、复合肥 17 第三章 一、有机化合物概述 1、什么是有机化合物 有机化合物基础 把含有 C 元素的化合物叫有机化合物: 一般不含 C 元素叫无 机化合物,而 CO、CO2、H2CO3 碳酸盐因为含有 C,便分子结构和 性质跟无机化合物相似,所以习惯称无机化合物。 2、有机化合的特点 (1)熔点低,多数有机化合物熔点在 300℃以下。 (2)容易燃烧,多数有机化合物燃烧后变成 CO2 和 H2O。 (3)难溶于水,易溶于有机溶剂中,如苯、丙酮等有机溶 剂。 (4)有机化合物不能电离,也不导电,是非电介质。 (5)化学反应复杂,还伴有副反应,反应速度缓慢,且更 完成。 以上是共性,但也有特别:如四氢化碳可以灭火,糖易溶于 水。 3、有机化合物的分类 按有机化合物中 C 原子结合方式的不同进行分类。 (1)链状化合物: (2)环状化合物:脂环族、芳香族 (3)杂环化合物 如: 有机化合物 环状化合物 18 链状化合物 脂环族化合物 芳香族化合物 4、有机化合物的结构 有机化合物结构理论主要内容是关于有机化合物分子里原 子的相互结合排列和相互影响。 5、基本有机化学反应 (1)氧化和还原反应:2C2H5OH+O2 1 ○氧化反应:2CH3CHO+O2 2 ○还原反应:CuO+H2 2CH3CHO+2H2O 2CH3COOH Cu O+H2O (2)氢化和脱氢反应: 1 ○氢化反应 2 ○脱氢反应 (3)水合和脱水反应 (4)水解反应 (5)卤化、硝化、磺化反应 (6)胺化和酯化反应 本厂常用溶剂和常见化学反应: (1)氧化反应:黄体酮沃氏 7 酮-DHA (2)水解反应:环酮、黄体酮水解 (3)酯化反应:KC-01 甲酯、醋氢可 (4)肟化反应:有雄酮羟化、表雄酮羟化 (5)卤仿反应:KC-01 合成 (6)氢化反应:黄体酮氢化、5 ? 孕烷 PGC 加氢 (7)贝克曼重排水解、去氢表雄酮:DHA 贝氏上 19 第四章 一、化工生产供热过程 化工生产基本操作 1、传热方式三种:传导、对流、辐射 2、传热设备:换热器、混合式蓄热式、间壁式 1 ○加热器:用于流体加热,反应釜加热常用水溶方式、汽溶 方式,管道走向:水溶 下进上出 2 ○冷却器:用于液体预热 3 ○预热器:用于液体预热 汽溶 上进下出 4 ○冷凝器:用于蒸汽的冷凝、蒸馏、馏分的回收 5 ○分凝器:使蒸汽冷凝(蒸馏上较广) 6 ○再沸器:用于物料加热汽化 7 ○深冷热换器:用于深冷分离工序中 1 按材质分类:○金属材料制作:化工生产最多,不锈钢 2 ○非金属:石墨、陶器、塑料、玻璃等 1 按形状分类:○管式换热器:喷淋式换热器、V 型管式换热 器等 2 ○板式换热器:夹套换热器、报式换热器、螺 旋扳式换热器、石墨扳式换热器 3、冷冻 冷冻是人为地将物料的温度降低到比周围常温空气和水的 温度还要低的操作过程。 冷冻已成为化工生产中的一个常用单元 操作。 20 (1)冷冻方法: a、冰融化法 35%冷却 b、冰盐水法:本下 5℃水冷却,乙醇 30~ c、干冰法 (2)冷冻分类:a、普通冷冻范围-100℃以内 b、深度冷冻 200℃以下 (3)冷冻循环: a、普通:循环水冷却 7℃水冷却 冷却水℃ 原来用 CaCl2 b、液体汽化制冷:本厂冷冻剂乙醇 30~35% (4)冷冻主要设备 a、压缩机 针形阀) 二、固体物料的基本操作 b、冷凝器和蒸发器 c、膨胀阀(称节流阀 1、固体物料验收和输送(校对名称、批号等) 2、固体物料粉碎和过筛 机械方法:挤压、撞击、劈裂 机械设备:摇摆机、筛网、粉碎机、气流粉碎(根据物料要 求定筛网) 3、固体物料与液体物料分离: 1 ○沉降法 2 ○过滤法 3 ○离心分离法 离心机 4、干燥设备: 1 ○常压干燥器 2 ○减压干燥器 3 ○双锥线 ○线 本厂干燥设备: (1)热风循环烘箱 (2)双锥线)真空干燥器 干燥控制要求:根据产品确定 1 ○干燥失重测定法 2 ○费尔休氏水分测定法 三、液体物料的基本操作 1、液体的验收:先槽罐车装液体(质量与数量、贮罐检查、 卸车记录)后桶存装物料验收贮存。 2、液体的输送:本厂都为桶装 化工管路分布:水管、冷冻水管 蒸汽管 线)蒸发:通过加热方式将稀溶液中溶剂汽化而使溶液增 浓的操作。 1 方式○单效蒸发:可在常压、加压、减压下进行本公司采 用常压、减压 2 ○多效蒸发:提高加热蒸汽利用率,减少蒸汽消耗量 (2)蒸馏:利用液体混合物中各组分挥发能力不同,将混 22 合液加热沸腾汽化,分别收集挥发组分和残留液相,而将混合物 中各组分分离的操作 1 蒸馏的分类:○简单蒸馏、精馏和特殊蒸馏 2 ○双组分蒸馏和多组分蒸馏 3 ○间歇精馏和连续精馏 4 ○常压蒸馏、加压蒸馏、减压蒸馏 蒸馏与蒸发的区别: 蒸馏溶质变化,蒸发溶质不变,但浓度增加。 (3)萃取分离:液-液萃取,选择适当溶剂处理液体混合物 中混合液中分离的组分溶解到萃取剂中, 其余组分不溶或微溶达 到分离的目的。 (4)溶液结晶:晶体是化学成分均一的固体且构成晶体的各个 原子、离子和分子在空间晶格结合上有规则对称排列,从而形成 具有规则的晶形。不同物质具有不同晶形,同一种物质在不同条 件下结晶所生成的晶形形状大小和颜色等也有可能不同。 当溶液生成晶体后可以用沉降过滤, 或离心分离方法使其溶 液分离, 分离晶体后剩余的溶液称为母液, 母液中含有大量杂质, 也附着少量晶体,母液中的结晶物对产品纯度和收率有影响,一 般生产上另行处理。 1 a、结晶方式:○冷却法 2 3 ○汽化法 ○汽化—冷却法 4 ○盐 析法 b、结晶设备:10 种 敞形结晶槽、搅拌冷却结晶器、摇篮 23 式结晶器、蒸发结晶器、循环式蒸发结晶器、喷雾结晶器?? 对产品质量控制要求: 熔点: 一种物质按照规定的方法测定由固相熔化成液相的温 度。 沸点:液体蒸汽压随温度升高而增大,当蒸汽压增大到与外 界大气压相等,液体沸腾时的温度。 (不纯时为沸点范围) 凝固点: 物质在固一液相共存时平衡温度物品由液体凝结为 固体时短时间内停留数不变的最高温度。 24

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