乙烯一氧化→环氧乙烷→乙二醇 70年代,由乙烯直接合成乙二醇成功,产品收率也从乙烯氧化法的75%提高到90%,这意味着每 公斤乙二醇所消耗的乙烯数量比以前降低了17% 在这个生产乙二醇的发展过程中,用热力学基本定律判断这些方法的可行性及可行的条件( 必要的工艺条件),对节省过程发展中的人力、物力和研究时间有很大的帮助。 (3)研究化工过程舵量的有微利用 化工生产要消耗大量的能源。石油、天然气等能源不仅是化学工业的燃料,而且是生产一些重 要化工产品的原料。近年来的能源紧张,如何有效利用能量的问题显得突出 利用热力学的基本原理,对化工过程进行热力学分析,是热力学近三十年来最重要的进展。计 算各种热力过程的理想功、损耗功、有效能等,找出可以节能而没有节能的环节和设备,然后采取措 施,达到节能的目的。这对于评定新的设计方案和改进现有生产都是有效的手段。近来,能源紧张问 题更显突出,故在流程选择、设备设计中往往以节能为目标函数进行优化,为了节能,宁可增加设备 (即初始投资) 例:典型的石油气顺序深冷分离,能量消耗较大,经过全面分析和研究,采用原料分段预冷进 料、中间再沸器和其他措施,对相同规模的石油气分离装置可节能25%。 因此,有人认为,凡是有能量交换的地方,就有热力学问题。这里的能量交换包括热、功、动 能、位能和化学能(化学反应)的交换 又例:在节能最杰出和典型的节能化工工程是濮阳的中原化肥厂的MV合成氨工艺,能耗从常 规的900Gca1/t氨降到59 OCal/t氨。其在过程中采取了一系列的节能措施,包括热泵( Heat Pump) 系统 (4)热力学数据与物性数据的研究 热力学把研究的对象称为体系( System),与研究对象有密切联系的周围称为环境 ( Surrounding)。描述体系处于一定状态是用一系列的宏观热力学性质(如T、P、Cp、H、S、G等) 表示。上述三个问题的解决离不开热力学数据与物性数据。 ①计算体系发生变化与环境交换的热量、功量: 算相际传递和化学反应的平衡组成 ③对过程进行热力学分析,计算理想功W4、损耗功W、有效能B。 都需要热力学性质的基础数据。但是,热力学的有效应用(如过程模拟与放大),往往由于缺乏热力 学基础数据而发生困难。根据统计,现有十万种以上的无机化合物和近四百万种有机化合物,而热力学性 质已研究得十分透彻的元素和化合物却只有一百种左右。因此,对于物质热力学性质的计算、气体状态方 程的研究、普遍化方法求算热力学函数,已成为很重要的热力学基础工作。目前,特别是对于混合物的数 据更为缺少,而需要又十分迫切,因此,混合物的热力学性质的研究和计算,目前已成为化工热力学的主 攻方向之 概括起来,化工热力学着重研究热力学函数在工程中的应用。用热力学函数(P、V、T、H、S等)分 析某些化工过程实际上的效率问题,即达到平衡的条件、状态。 化工热力学是“焙焓”糊糊“熵”脑筋的课程,即焓熵计算及其应用。 结合所采用的教材,有: ①热力学数据与物性数据的研究 V、T、且、s、6、f、φ、∝、y第二、三、六章 ②解决化工过程所需的热、功及其传递方向,解决能量合理利用问题 第四、五章 ③解决相平衡、化学平衡的状态,确定质量传递方向 第七、八章 各章间联系如下 热力学基础数据(PVT,Cp,CV)(二)相平衡(七 热力学基本定律(四)→热力学微分方程(三,六)→热力学状态函数→化学平衡(八) 过程热力学分析(四,五) 6化工熟力学的优点和局限性 化工热力学是在化学热力学和工程热力学的基础上建立起来的,是热力学基本定律在化工中的应用而 产生的学科。他不可避免地带有历史继承的印记。 6.1优点 ①经典热力学是从宏观角度研究问题,他研究大量分子组成的体系表现出来的宏观性质,是建立在实 验基础上的。 ②热力学只问过程的结果,而不问过程变化的经过。也就是不论是化学的或物理的过程,我们只要知乙烯 ⎯氧化⎯→⎯ 环氧乙烷 →乙二醇 70 年代，由乙烯直接合成乙二醇成功，产品收率也从乙烯氧化法的 75%提高到 90%，这意味着每 公斤乙二醇所消耗的乙烯数量比以前降低了 17%。 在这个生产乙二醇的发展过程中，用热力学基本定律判断这些方法的可行性及可行的条件（即 必要的工艺条件），对节省过程发展中的人力、物力和研究时间有很大的帮助。 （3）研究化工过程能量的有效利用 化工生产要消耗大量的能源。石油、天然气等能源不仅是化学工业的燃料，而且是生产一些重 要化工产品的原料。近年来的能源紧张，如何有效利用能量的问题显得突出。 利用热力学的基本原理，对化工过程进行热力学分析，是热力学近三十年来最重要的进展。计 算各种热力过程的理想功、损耗功、有效能等，找出可以节能而没有节能的环节和设备，然后采取措 施，达到节能的目的。这对于评定新的设计方案和改进现有生产都是有效的手段。近来，能源紧张问 题更显突出，故在流程选择、设备设计中往往以节能为目标函数进行优化，为了节能，宁可增加设备 （即初始投资）。 例： 典型的石油气顺序深冷分离，能量消耗较大，经过全面分析和研究，采用原料分段预冷进 料、中间再沸器和其他措施，对相同规模的石油气分离装置可节能 25%。 因此，有人认为，凡是有能量交换的地方，就有热力学问题。这里的能量交换包括热、功、动 能、位能和化学能（化学反应）的交换。 又例：在节能最杰出和典型的节能化工工程是濮阳的中原化肥厂的 AMⅤ合成氨工艺，能耗从常 规的 900 Gcal/t 氨降到 590Gcal/t 氨。其在过程中采取了一系列的节能措施，包括热泵（Heat Pump） 系统。 （4）热力学数据与物性数据的研究 热力学把研究的对象称为体系（ System ），与研究对象有密切联系的周围称为环境 （Surrounding）。描述体系处于一定状态是用一系列的宏观热力学性质（如 T、P、Cp、H、S、G 等） 表示。上述三个问题的解决离不开热力学数据与物性数据。 ①计算体系发生变化与环境交换的热量、功量； ②计算相际传递和化学反应的平衡组成； ③对过程进行热力学分析，计算理想功 Wid、损耗功 WL、有效能 B。 都需要热力学性质的基础数据。但是，热力学的有效应用（如过程模拟与放大），往往由于缺乏热力 学基础数据而发生困难。根据统计，现有十万种以上的无机化合物和近四百万种有机化合物，而热力学性 质已研究得十分透彻的元素和化合物却只有一百种左右。因此，对于物质热力学性质的计算、气体状态方 程的研究、普遍化方法求算热力学函数，已成为很重要的热力学基础工作。目前，特别是对于混合物的数 据更为缺少，而需要又十分迫切，因此，混合物的热力学性质的研究和计算，目前已成为化工热力学的主 攻方向之一。 概括起来，化工热力学着重研究热力学函数在工程中的应用。用热力学函数（P、V、T、H、S 等）分 析某些化工过程实际上的效率问题，即达到平衡的条件、状态。 化工热力学是“焓焓”糊糊“熵”脑筋的课程，即焓熵计算及其应用。 结合所采用的教材，有： ①热力学数据与物性数据的研究 P、V、T、H、S、G、f、φ 、α 、γ 第二、三、六章 ②解决化工过程所需的热、功及其传递方向，解决能量合理利用问题 第四、五章 ③解决相平衡、化学平衡的状态，确定质量传递方向 第七、八章 各章间联系如下： 热力学基础数据( PVT,Cp,Cv)（二） 相平衡(七) ↓ ↗ 热力学基本定律(四)→热力学微分方程(三,六)→热力学状态函数→化学平衡(八) ↘ 过程热力学分析(四,五) 6 化工热力学的优点和局限性 化工热力学是在化学热力学和工程热力学的基础上建立起来的，是热力学基本定律在化工中的应用而 产生的学科。他不可避免地带有历史继承的印记。 6.1 优点 ①经典热力学是从宏观角度研究问题，他研究大量分子组成的体系表现出来的宏观性质，是建立在实 验基础上的。 ②热力学只问过程的结果，而不问过程变化的经过。也就是不论是化学的或物理的过程，我们只要知