化工动力学化工 催化工程热力学 工艺学 从这一过程可以提出这样几个问题 (1)制造原料的获得。 (2)选择反应工艺条件,设计反应器 (3)确定分离、提纯方法,设计分离设备 针对这几个问题,就要考虑解决它的办法,原则上为这样的解决途径,我们可用方块图来表示 从以上分析来看:生产问题、过程发展的综合性强,影响因素多,决不能期待用一个学科、一种方法 去解决,而要依赖于各个学科、各种技术相互配合、相互渗透,用综合分析的方法去认识它、解决它。化 工热力学是分离工程的基础,而化工过程的分离提纯又基于分离工程。化工热力学是这一发展过程中的 个组成学科,是一门非常重要的专业基础技术课 过程发展 「全流程的 第五级 计和控制 流程配置 吸收塔反应器换热器蒸馏塔/设备模型化/每岭令 d统模拟模拟统拟 第三级 计算计算计算计算 三传一反 反应速|传质|传热|流体力 第二级! 度计算计算计算学计算 平衡计算 相平衡化学反物料平熟平衡露点海 化工热力 ⊥计算计算海计算」计算|点计第 学物性常数和 热力学性质计算 表面张导热系密度精度婚的 力 计算数计算计算计算|计算 从图示可以看到化工热力学是化学工程的一种基础,犹如房屋建筑一样,他是第一层和第二层的砖块 没有他,是不能有高层建筑发展的。当然,化工热力学本身却不是高层建筑,乃是过程发展中的一个组成 学科。我们就应该本着这样的理解和要求来学习化工热力学。有了上述基本概念,下面我们就讨论化工热 力学的基本内容 5化工熟力学的基本内容 化工热力学是讨论热力学在化工生产中的应用。化工过程中所需的热和功的计算,化学反应、相际物 质传递的方向与限度的判定,化工过程能量的有效利用等都属于化工热力学已经的范畴。在化工工程师的 工作中,常涉及到下面四类问题 (1)(1)进打过程的舵量衡算 物料衡算与建立在热力学第一定律基础上的能量衡算是所有化工工艺设计的基础。他可以解 ①进、出设备每股物料的数量、组成、温度、压力,从而求得设备中的传热量、传质量或反应量。 ②确定生产过程中所需设备的尺寸和台数(如换热面积等)。 在设计方案评比、操作条件分析、工艺设备改进时,常以物料、热量衡算结果为依据 (2)判断过程进行的方向和限度 建立在热力学第二定律上的一些热力学函数(△S、△G等)是判定过程进行方向与限度、确 定平衡状态的依据。而在化工单元操作及反应器设计中,平衡状态的确定、平衡组成的计算、多组元 相平衡数据的求取均是不可少的内容。 例如:为了降低原料消耗,利用本国资源,制止环境污染和不用剧毒物质作原料等,要求发展 直接合成新工艺 生产、绿色化工) 50年代,采用乙烯和氯气为原料的氯醇法生产乙二醇,主要反应有三步 乙烯+氯→氯乙醇→环氧乙烷→乙二醇 这个方法不但流程长,辅助原料氯的成本高,而且由于使用了氯,给后处理带来了许多麻烦(如 腐蚀、副产盐酸问题等)。 60年代,乙烯直接氧化法在工业上得到应用,这种方法不在使用氯,主要反应有二步化工动力学 化工 催化工程 热力学 ↘ ↙ 工艺学 从这一过程可以提出这样几个问题: ⑴制造原料的获得。 ⑵选择反应工艺条件,设计反应器。 ⑶确定分离、提纯方法,设计分离设备。 针对这几个问题，就要考虑解决它的办法，原则上为这样的解决途径，我们可用方块图来表示。 从以上分析来看：生产问题、过程发展的综合性强，影响因素多，决不能期待用一个学科、一种方法 去解决，而要依赖于各个学科、各种技术相互配合、相互渗透，用综合分析的方法去认识它、解决它。化 工热力学是分离工程的基础，而化工过程的分离提纯又基于分离工程。化工热力学是这一发展过程中的一 个组成学科，是一门非常重要的专业基础技术课。 从图示可以看到化工热力学是化学工程的一种基础，犹如房屋建筑一样，他是第一层和第二层的砖块， 没有他，是不能有高层建筑发展的。当然，化工热力学本身却不是高层建筑，乃是过程发展中的一个组成 学科。我们就应该本着这样的理解和要求来学习化工热力学。有了上述基本概念，下面我们就讨论化工热 力学的基本内容。 5 化工热力学的基本内容 化工热力学是讨论热力学在化工生产中的应用。化工过程中所需的热和功的计算，化学反应、相际物 质传递的方向与限度的判定，化工过程能量的有效利用等都属于化工热力学已经的范畴。在化工工程师的 工作中，常涉及到下面四类问题： （1） （1） 进行过程的能量衡算 物料衡算与建立在热力学第一定律基础上的能量衡算是所有化工工艺设计的基础。他可以解决： ①进、出设备每股物料的数量、组成、温度、压力，从而求得设备中的传热量、传质量或反应量。 ②确定生产过程中所需设备的尺寸和台数（如换热面积等）。 ③在设计方案评比、操作条件分析、工艺设备改进时，常以物料、热量衡算结果为依据。 （2）判断过程进行的方向和限度 建立在热力学第二定律上的一些热力学函数（ ∆S 、 ∆G 等）是判定过程进行方向与限度、确 定平衡状态的依据。而在化工单元操作及反应器设计中，平衡状态的确定、平衡组成的计算、多组元 相平衡数据的求取均是不可少的内容。 例如：为了降低原料消耗，利用本国资源，制止环境污染和不用剧毒物质作原料等，要求发展 直接合成新工艺。（清洁生产、绿色化工） 50 年代，采用乙烯和氯气为原料的氯醇法生产乙二醇，主要反应有三步： 乙烯+氯→氯乙醇→环氧乙烷→乙二醇 这个方法不但流程长，辅助原料氯的成本高，而且由于使用了氯，给后处理带来了许多麻烦（如 腐蚀、副产盐酸问题等）。 60 年代，乙烯直接氧化法在工业上得到应用，这种方法不在使用氯，主要反应有二步：