中山大学化工原理课件第0章绪论

化工原理绪论化工原理是化学工程的核心课程它以化学工程的基本理论和实践为基础，研究化学反应过程和化工生产过程的原理和规律课程简介课程名称课程代码学分授课教师化工原理08010123学分中山大学化工学院教师化工原理课程目标理解化工原理解决化工问题掌握化学工程的基本原理和应用应用化工原理解决实际问题设计化工过程安全和环境保护培养设计和优化化工生产过程的能力了解化工安全和环境保护的重要性化工原理课程内容安排绪论1课程概述、化工原理的重要性和学习目的流体流动2流体静力学、流体动力学、管道流动、流体输送和搅拌热量传递3热传导、对流、辐射、传热过程和换热器设计质量传递4扩散、对流传质、吸收、蒸馏、萃取和干燥化学反应工程5反应速率理论、反应器设计、催化剂和反应过程控制化工分离操作6蒸馏、吸收、萃取、结晶、过滤、离心和沉降等化工过程模拟与控制7过程模拟、控制系统、仪表和自动化技术化工过程安全和环境保护8化工安全管理、环境污染防治、可持续发展理念化工的基本概念和定义物质转化能量转换12化工涉及物质的物理和化学转化工过程通常伴随着能量的转化，通过各种操作和过程，将换，包括热量、机械能、电能原料转化为产品等，以驱动反应和分离过程控制环境保护34化工过程需要严格的控制，以化工生产过程需要关注环境保确保产品质量和安全，并优化护，减少污染排放，实现可持生产效率续发展化工在现代生活中的重要性化工产业为现代生活提供了各种必需品，如燃料、医药、化肥、塑料、合成纤维等化工产品已渗透到衣食住行各个方面，改善了人们的生活质量，推动了社会进步化工产业的发展与社会进步息息相关，化工技术不断进步，为人们的生活提供了更多便利和保障化工产品也推动了新兴产业发展，例如新能源、新材料、生物技术等化工学科的发展历程萌芽阶段古代人类对物质的加工和转化，如酿酒、冶金等，奠定了化工的基础近代发展18世纪工业革命推动了化工的快速发展，出现了硫酸、碱、染料等重要化工产品的生产现代化工20世纪以来，化工技术不断革新，催化剂、高分子材料等新兴领域涌现，化工产业规模不断扩大未来趋势绿色化工、智能化工、生物化工等新兴领域将引领未来化工学科的发展方向化工单元操作基本原理和应用基本概念和定义基本原理化工单元操作是化工生产中常用这些操作基于物理化学原理，如的基本操作，例如分离、混合、热力学、动力学、质量传递等传热、传质等应用范围重要性化工单元操作广泛应用于化学、单元操作的选择和优化对提高生制药、食品、能源等多个领域产效率、降低成本、减少污染至关重要化学反应工程的基本原理反应器类型反应动力学反应过程分析反应器是化学反应进行的场所，不同类型反反应动力学研究反应速率和影响速率的因素，化学反应工程涉及对反应过程的分析，包括应器适用于不同反应和操作条件是设计和优化反应过程的关键热力学、动力学和传质等因素化工过程模拟与控制的基本方法过程模拟过程控制模拟化工过程需要使用软件工具常用的模拟软件可以模拟化工过程控制是指使用控制系统调节和优化化工过程参数过程的各个方面过程控制系统通过测量和反馈来确保过程稳定性和高效运行模拟有助于了解化工过程的特性，预测过程行为，优化工艺参数化工过程设计的基本思路需求分析工艺流程设计首先要明确生产目标和技术要求，并进行可根据需求分析结果，绘制工艺流程图，并进行性分析，确定工艺路线和设备选择行物料平衡和能量平衡计算，确保工艺过程的合理性和可操作性设备选型与设计过程控制系统设计根据工艺流程和物料特性，选择合适的设备，设计过程控制系统，实现对生产过程的自动并进行设备设计，确保设备能满足工艺要求化控制，提高生产效率和产品质量，并确保并安全可靠地运行安全生产化工过程安全和环境保护的重要性安全生产环境保护事故预防可持续发展化工生产过程中，潜在的安全化工生产排放污染物，需要采加强安全管理，完善应急预案，化工行业要实现可持续发展，风险很高，需要严格遵守安全取措施，减少对环境的影响避免事故发生需要将安全和环保放在首位操作规程化工原理与化工产品生产过程设计生产工艺1设备选择生产原料准备2反应过程分离提纯控制参数监测3质量控制安全保障产品包装4储存运输化工原理在化工产品生产过程中起着至关重要的作用它指导了从原料选择到产品生产的整个过程，并确保产品质量和安全化工原理与化学工艺过程化工原理为化学工艺过程奠定理论基础理解化工原理有助于优化化学工艺过程，提高效率和安全性原料选择1确定合适的原料反应器设计2选择合适的反应器类型分离提纯3分离目标产物产品质量控制4确保产品符合标准例如，化工原理中的传热和传质原理可用于优化反应器设计，提高反应效率同时，化工原理中的安全知识可用于保障化学工艺过程的安全性，减少环境污染化工原理与反应器设计反应器类型反应器设计

11.

22.反应器类型多种多样，例如釜式反应器、管式反应器、流化化工原理知识可以帮助设计反应器，优化反应条件，提高反床反应器等应效率反应器操作反应器性能

33.

44.了解反应器操作原理，可以控制反应过程，确保安全稳定运化工原理可以分析反应器性能，例如转化率、选择性、产率行等，进行优化设计化工原理与分离过程蒸馏过滤根据沸点不同分离混合物，广泛应用于石油化利用膜或固体材料分离固体颗粒和液体，例如，工、医药制造等领域水处理、食品加工结晶萃取将溶质从溶液中分离出来，常用于制备高纯度利用溶剂将目标物质从混合物中分离出来，例物质，例如，食盐生产如，从植物中提取有效成分化工原理与传质操作传质过程传质速率传质设备传质操作是化工生产中必不可少的环节传质速率是指物质在单位时间内通过单各种传质设备用于提高传质效率，例如它包括物质在不同相之间的传递，例如位面积的传递量，它受多种因素影响，填料塔、吸收器、蒸馏塔、萃取器等，气体吸收、液体萃取、固体吸附等例如浓度差、温度、流体性质等选择合适的设备对传质过程至关重要化工原理与流体输送与储存流体输送流体储存流体输送是指将流体从一个地方输送到另一个地方涉及管道、流体储存是指将流体安全可靠地储存在容器中涉及储罐、槽车、泵、阀门等管道等•管道类型钢管、塑料管、陶瓷管等•储罐类型立式储罐、卧式储罐、球形储罐等•泵类型离心泵、往复泵、螺杆泵等•槽车类型罐式货车、罐式半挂车等•阀门类型截止阀、球阀、蝶阀等•管道类型输油管道、输气管道等化工原理与能量转换能量守恒热力学基础12能量在化工过程中的转换遵守化工原理中运用热力学原理分能量守恒定律，即能量不会凭析能量转换过程，包括热力学空产生或消失，只会从一种形第一定律、热力学第二定律、式转换为另一种形式热力学第三定律等能量利用效率能量转换设备34提高能量利用效率是化工过程常见能量转换设备包括锅炉、节能的重要方向，例如采用热汽轮机、压缩机、泵等，它们交换器、余热回收等技术在化工生产中发挥着重要作用化工原理与过程控制反馈控制过程控制系统会监测关键参数，并根据偏差进行调整以维持稳定性自动化控制自动控制系统可以根据预设程序或实时数据进行调整，提高效率和安全性优化控制通过数据分析和建模，优化控制系统可以提高生产效率，降低能耗，并实现目标化工原理与工艺设计工艺设计安全与环保团队协作过程模拟工艺设计是化工生产的关键环工艺设计要兼顾安全和环保，工艺设计需要多学科的专业人工艺设计中，过程模拟可以帮节，涉及流程选择、设备选型、确保生产过程安全可靠、环境才协同合作，才能完成复杂的助工程师优化设计方案，提高参数优化等友好设计任务生产效率化工原理与过程优化优化目标优化方法提高生产效率、降低生产成本、数学模型、统计分析、模拟仿真、减少资源消耗、改善产品质量、人工智能、机器学习等方法降低环境影响优化指标优化步骤产量、成本、能耗、排放、产品定义问题、建立模型、求解模型、质量、安全、可靠性等指标实施优化、评估效果化工原理与过程仿真虚拟环境数字化模型优化设计过程仿真在虚拟环境中模拟化工过程，预测过程仿真构建化工过程的数字化模型，对过过程仿真可以用于优化化工过程的设计参数，和优化生产过程，避免实际生产中的风险和程进行模拟和分析，帮助工程师理解过程的提高过程效率，降低成本，并改善产品质量成本浪费运行机制和性能指标化工原理与过程安全安全风险识别安全操作规程应急预案安全设施化工生产过程中存在多种安全制定并严格执行安全操作规程，建立完善的应急预案，并定期配备完善的安全设施，如报警风险，如火灾、爆炸、中毒、规范员工行为，减少人为失误，进行演练，确保在事故发生时系统、灭火器、防护服等，为泄漏等识别和评估这些风险是保证生产安全的重要措施能够及时、有效地应对员工提供安全保障是安全管理的重要环节化工原理与环境保护排放控制可持续技术减少化工生产过程中的污染物排放，例如废气、开发和应用环保的生产工艺，例如清洁生产、废水和固体废物循环经济和资源回收污染治理环境友好处理和净化化工生产过程中的污染物，例如废减少化工生产对环境的影响，例如降低能耗、水处理、废气处理和固体废物处理减少资源消耗和减少污染化工原理与可持续发展资源利用环境保护化工生产过程需要考虑资源利用化工生产过程中需要减少污染物效率，减少资源浪费，并寻找可排放，实现清洁生产，并探索环再生资源替代传统资源，例如利境友好型工艺和技术，例如利用用生物质资源替代石油资源绿色化学原理和技术降低环境影响节能减排循环经济化工生产过程中需要降低能耗，化工生产过程中需要将废弃物进减少温室气体排放，提高能源利行回收利用，实现资源循环利用，用效率，例如利用余热回收、优例如将废水进行处理回用，将废化反应条件等措施气进行回收利用化工原理课程总结理论与实践结合过程设计与安全可持续发展化工原理课程涵盖理论知识和实验实践，帮学习化工原理可以掌握过程设计、优化和安化工原理课程强调可持续发展理念，推动绿助学生理解化工过程的本质全操作的知识，为未来职业发展打下坚实基色化工技术的应用础化工原理学习方法和建议预习和笔记练习和实践课前预习，了解课程内容，课堂认真听讲，做多做习题，巩固知识，将理论知识与实际应用好笔记，方便复习和理解结合，提高解决实际问题的能力小组讨论积极提问与同学交流学习心得，互相帮助，共同进步，遇到问题及时向老师或同学请教，不懂就问，提升学习效率和团队合作能力不要害怕，积极思考，主动寻求帮助化工原理课程重难点精讲物料衡算与能量衡算传热与传质物料衡算和能量衡算是在化工过传热和传质是化工过程中的重要程分析中的重要工具，它们帮助现象，理解这些现象的原理和应理解物质和能量在过程中的流动用对于设计和优化化工设备至关和变化重要化学反应工程分离操作化学反应工程主要研究化学反应分离操作是化工生产中重要的步速率、反应器设计和操作，是化骤，旨在将混合物中的组分分离，工生产的核心部分之一提高产品纯度和产量化工原理课程学习经验分享预习与课堂结合勤于练习

11.

22.课前预习课本内容，带着问题课后及时复习，并完成课后习去听课，更易理解老师讲解题，巩固所学知识，提高解题能力善于总结积极思考

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44.定期回顾课程内容，将知识点课堂上积极参与讨论，提出问系统整理，形成知识体系，加题，与老师和同学交流，加深深理解和记忆对知识的理解化工原理课程答疑和讨论本节课重点关注学生在学习化工原理过程中遇到的疑问和问题教师将深入浅出地解释重要的概念和原理通过互动交流，学生可以更深入地理解课程内容，并拓展对化工原理的应用和思考。