1、化學(xué)工業(yè)：原料產(chǎn)品化工資源化工資源( (化學(xué)工業(yè)的主要原料來源化學(xué)工業(yè)的主要原料來源) )礦產(chǎn)資源礦產(chǎn)資源化學(xué)礦化學(xué)礦煤炭煤炭石油石油天然氣天然氣化石燃料礦化石燃料礦海洋資源海洋資源空氣空氣水水動(dòng)植物動(dòng)植物2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用 化學(xué)礦化學(xué)礦 煤炭煤炭 石油石油 天然氣天然氣 其他化工資源其他化工資源2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化 學(xué) 礦 不可再生,節(jié)約充分利用 資源豐富(已探明儲(chǔ)量20多種) 用途廣泛 分布不均 高品位礦儲(chǔ)量少(多屬貧礦） 選礦較困難、利用較復(fù)雜2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及

2、其加工利用2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用無機(jī)化學(xué)礦及其加工利用無機(jī)化學(xué)礦及其加工利用無機(jī)化學(xué)礦無機(jī)化學(xué)礦無機(jī)化合物和冶煉金屬無機(jī)化合物和冶煉金屬鹽礦、硫礦、磷礦、錳礦、鐵礦、鋅礦鹽礦、硫礦、磷礦、錳礦、鐵礦、鋅礦 無機(jī)化學(xué)礦鹽礦鹽礦: :制造純堿（制造純堿（Na2CO3）、燒堿（）、燒堿（NaOH） 、鹽酸等、鹽酸等 硫礦硫礦: :生成硫酸、硫磺等生成硫酸、硫磺等磷礦磷礦: :生成磷肥、磷酸鹽等生成磷肥、磷酸鹽等鋁土礦鋁土礦錳礦錳礦 鋇礦鋇礦天然沸石天然沸石硅藻土硅藻土:(83%89%SiO:(83%89%SiO2 2.nH.nH2 2O O 可作吸附劑或催化

3、劑載體可作吸附劑或催化劑載體) )鉀鹽礦鉀鹽礦硼礦硼礦鈦礦鈦礦鋅礦鋅礦2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用鹽礦（salt mine ） 來源：海鹽、湖鹽、井鹽和礦鹽。 鹽是世界上利用最普遍的非金屬礦物原料，是人們生存的必需品。 石鹽的化學(xué)式是NaCl，理論含量：Na 39.34%、Cl 60.66%。 鹽在工業(yè)上用途很廣， “化學(xué)工業(yè)之母”。工業(yè)用鹽大部分用于生產(chǎn)純堿、燒堿、氯氣、鹽酸、金屬納等。 2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用磷礦和硫鐵礦:化學(xué)礦產(chǎn)量最大l磷礦磷礦(西南、中南 云貴川鄂湘90%） 氟磷灰石氟磷灰石Ca5F（PO4）

4、3 分級(jí)分級(jí)水洗水洗 脫泥脫泥浮選脫雜質(zhì)浮選脫雜質(zhì)商品磷礦商品磷礦生產(chǎn)磷肥（酸法、熱法）生產(chǎn)磷肥（酸法、熱法）l硫鐵礦硫鐵礦（廣東、內(nèi)蒙、安徽、四川等省85%）黃鐵礦（立方晶系黃鐵礦（立方晶系FeS2） 白鐵礦（斜方晶系白鐵礦（斜方晶系FeS2 ）磁硫鐵礦（磁硫鐵礦（ FenSn+1）粉碎粉碎沸騰爐焙燒沸騰爐焙燒SO2催化氧化催化氧化SO3吸收吸收濃濃H2SO4鋁土礦鋁土礦 化學(xué)式為Al2O3nH2O。以三水鋁石、一水硬鋁石等含水氧化鋁礦物為主，并含高嶺石、蛋白石、赤鐵礦等組成的多礦物混合物。 是提取鋁、制造耐火材料和高鋁水泥的礦物原料。 錳礦 在自然界中已知的含錳礦物約有150多種，分別屬氧

5、化物類、碳酸鹽類、硅酸鹽類、硫化物類、硼酸鹽類、鎢酸鹽類、磷酸鹽類等。但含錳量較高的礦物則不多。 錳礦產(chǎn)品包括冶金錳礦、碳酸錳礦粉、化工用二氧化錳礦粉和電池用二氧化錳礦粉等。 鋇礦 碳酸鋇礦又稱毒重石 用于鋼鐵,玻璃,顏料,搪瓷,油漆,橡膠,涂料,焊條,煙火,電子等工業(yè)及制造鋇鹽。 主要成分是碳酸鈣（CaCO3） 石灰和石灰石大量用做建筑材料，也是許多工業(yè)的重要原料。石灰石可直接加工成石料和燒制成生石灰。 石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO，一般呈塊狀，純的為白色，含有雜質(zhì)時(shí)為淡灰色或淡黃色。生石灰吸潮或加水就成為消石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰經(jīng)調(diào)配

6、成石灰漿、石灰膏、石灰砂漿等，用作涂裝材料和磚瓦粘合劑。 石灰石常見礦物質(zhì)的化工利用石灰石煅燒CaO CO2Na2CO3NaCl水電解 NaOH Cl2磷灰石分解磷肥硫鐵礦焙燒SO2H2SO4礦資源利用對(duì)策礦資源利用對(duì)策 1.加強(qiáng)礦石采選技術(shù)的研究，走人工富集的道路加強(qiáng)礦石采選技術(shù)的研究，走人工富集的道路 2.加強(qiáng)礦產(chǎn)的綜合利用技術(shù)研究，盡量從綜合體或加強(qiáng)礦產(chǎn)的綜合利用技術(shù)研究，盡量從綜合體或 復(fù)鹽中提煉出有用的副產(chǎn)品以提高開采企業(yè)的經(jīng)復(fù)鹽中提煉出有用的副產(chǎn)品以提高開采企業(yè)的經(jīng) 濟(jì)效益濟(jì)效益 3.針對(duì)中國現(xiàn)有礦藏品位低，運(yùn)輸費(fèi)用高，因而經(jīng)針對(duì)中國現(xiàn)有礦藏品位低，運(yùn)輸費(fèi)用高，因而經(jīng) 濟(jì)效益不好的

7、現(xiàn)實(shí)狀況，國家允許從國外進(jìn)口高濟(jì)效益不好的現(xiàn)實(shí)狀況，國家允許從國外進(jìn)口高 品位的礦石。品位的礦石。2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用 石油及其加工利用石油及其加工利用 石油的組成石油的組成 石油石油是一種有氣味的棕黑色或黃褐色粘稠狀液體，密是一種有氣味的棕黑色或黃褐色粘稠狀液體，密度與組成有關(guān)，相對(duì)密度度與組成有關(guān)，相對(duì)密度1.0, 沸點(diǎn)從常溫沸點(diǎn)從常溫500度以上，主要含碳、氫元素。度以上，主要含碳、氫元素。石油組成：石油組成： 烴類烴類飽和烴、環(huán)烷烴、芳香烴飽和烴、環(huán)烷烴、芳香烴 非烴類非烴類除除C，H外，還有雜原子，硫化物、氮化物、含外，還有雜原子，硫化物、

8、氮化物、含 氧化合物氧化合物 膠質(zhì)和瀝青膠質(zhì)和瀝青沸點(diǎn)高于沸點(diǎn)高于500度稠環(huán)環(huán)烷烴等度稠環(huán)環(huán)烷烴等2.1 2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用石油石油蒸餾蒸餾通常包括三個(gè)工序：通常包括三個(gè)工序：原油預(yù)處理：即脫除原油中的水和鹽。原油預(yù)處理：即脫除原油中的水和鹽。常壓常壓(1000KPa)蒸餾：在接近常壓下蒸餾出汽油、煤油（或蒸餾：在接近常壓下蒸餾出汽油、煤油（或噴氣燃料）、柴油等的直餾餾分，塔底殘余為常壓渣油（即重噴氣燃料）、柴油等的直餾餾分，塔底殘余為常壓渣油（即重油）。油）。減壓蒸餾：使常壓渣油在減壓蒸餾：使常壓渣油在8KPa左右的絕對(duì)壓力下蒸餾出重質(zhì)左右的絕

9、對(duì)壓力下蒸餾出重質(zhì)餾分油作為潤滑油料、裂化原料或裂解原料，塔底殘余為減壓餾分油作為潤滑油料、裂化原料或裂解原料，塔底殘余為減壓渣油。渣油。 原油蒸餾原油蒸餾 2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用餾分油的化學(xué)加工（二次加工）餾分油的化學(xué)加工（二次加工）催化重整：催化重整：Pt cat,石腦油，烴類分子重排，得芳烴，汽油石腦油，烴類分子重排，得芳烴，汽油催化裂化：催化裂化：cat, 重質(zhì)油，大分子烴重質(zhì)油，大分子烴汽油，柴油汽油，柴油催化加氫裂化催化加氫裂化:cat,H2, 重質(zhì)油重質(zhì)油,加氫加氫,裂化裂化煤油煤油,柴油柴油烴類熱裂解烴類熱裂解:不用不用cat, 乙烷乙

10、烷,丙烷丙烷,石腦油石腦油三烯、三苯三烯、三苯2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用天然氣及其加工利用天然氣及其加工利用天然氣主成份：甲烷天然氣主成份：甲烷天然氣田 原油伴生氣原油伴生氣 煤層氣（瓦斯氣）煤層氣（瓦斯氣） 天然氣水合物天然氣水合物 天然氣主要存在于油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中。 天然氣又可分為伴生氣和非伴生氣兩種。伴隨原油共生，與原油同時(shí)被采出的油田氣叫伴生氣；非伴生氣包括純氣田天然氣和凝析氣田天然氣兩種，在地層中都以氣態(tài)存在。凝析氣田天然氣從地層流出井口后，隨著壓力的下降和溫度的升高，分離為氣液兩相，氣相是凝析氣田天然氣，液相是凝析

11、液，叫凝析油。 天然氣開采 初步加工分離采出氣中的液體、固體雜質(zhì) 天然氣的脫水:常用吸附劑：活性鋁土礦、硅膠、活性氧化鋁、分子篩等。 天然氣脫硫與硫磺回收 來自氣井冷凝分離器干燥H2O分離CO2和H2S干燥H2O烴類分離送入輸氣管網(wǎng)制硫裝置H2SCO2硫磺分餾甲烷乙烷丙烷/丁烷液化氣化工利用化工利用 天然氣天然氣轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化合成氣合成氣高級(jí)醇、合成氨高級(jí)醇、合成氨氧化氧化甲醇甲醇甲醛甲醛裂解裂解乙炔乙炔炭黑炭黑氨氧化氨氧化氫氰酸氫氰酸氯化氯化氯化甲烷氯化甲烷硝化硝化硝基甲烷硝基甲烷甲烷甲烷乙烷乙烷裂解裂解乙烯乙烯丙烯丙烯裂解裂解氧化氧化丙烯丙烯乙醛乙醛丁烷丁烷氧化氧化醋酸醋酸脫氫脫氫丁二烯丁二烯

12、天然氣熱值高、污染小，是一種清潔能源，在能源結(jié)構(gòu)中比例逐漸提高。 煤礦中吸附在煤上的甲烷稱煤層氣（瓦斯氣），儲(chǔ)量很大，是有竟?fàn)幜Φ奶烊粴赓Y源。中國煤炭儲(chǔ)量豐富，煤層氣的利用率只有7%8%。 克勞斯法流程已廣泛地應(yīng)用于天然氣、煤氣、石油餾分加氫后所得H2S的尾氣處理，是目前由H2S制取硫磺的重要工藝。煤層氣 中國是世界煤炭生產(chǎn)大國，煤層氣相應(yīng)的儲(chǔ)藏量也很大，儲(chǔ)藏量和天然氣基本一樣。其基本成分是甲烷。它除了是廉價(jià)的化工原料外，主要作為燃料使用，它不僅作為居民的生活燃料，而且還被用作汽車、船舶、飛機(jī)等交通運(yùn)輸工具的燃料。由于煤層氣熱值高，燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染少，被認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)潔凈燃料。 2.1 化學(xué)工業(yè)

13、原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用煤及其加工利用煤及其加工利用 煤是由含碳、氫的多種結(jié)構(gòu)的大分子有機(jī)物和少量硅、煤是由含碳、氫的多種結(jié)構(gòu)的大分子有機(jī)物和少量硅、鋁、鐵、鈣、鎂的無機(jī)礦物質(zhì)組成。鋁、鐵、鈣、鎂的無機(jī)礦物質(zhì)組成。 煤的加工路線煤的加工路線 煤干餾（高溫干餾和低溫干餾）：在隔絕空氣條件下加熱煤干餾（高溫干餾和低溫干餾）：在隔絕空氣條件下加熱 煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦?fàn)t氣的過程。煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦?fàn)t氣的過程。 煤氣化煤氣化 ：合成氣，合成氨、甲醇：合成氣，合成氨、甲醇 煤液化：汽油、煤油、柴油煤液化：汽油、煤油、柴油轉(zhuǎn)化利用 原煤原煤預(yù)處

14、理預(yù)處理燃燒燃燒氣化氣化液化液化熱解熱解煉焦煉焦成型成型精燃料精燃料低熱值煤氣低熱值煤氣合成氣合成氣殘?jiān)鼩堅(jiān)虢拱虢闺娔茈娔軣釤徇€原氣還原氣氫氫燃料氣燃料氣車用車用燃料燃料化學(xué)品化學(xué)品冶金焦冶金焦型焦型焦2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用生物質(zhì)及其加工利用生物質(zhì)及其加工利用 農(nóng)林牧副漁業(yè)的產(chǎn)品及其廢棄物（殼、芯、稈、農(nóng)林牧副漁業(yè)的產(chǎn)品及其廢棄物（殼、芯、稈、糖、楂）等生物質(zhì)，通過化學(xué)或生物化學(xué)方法可以轉(zhuǎn)糖、楂）等生物質(zhì)，通過化學(xué)或生物化學(xué)方法可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)化學(xué)品或中間產(chǎn)品，如葡萄糖、乳酸變?yōu)榛A(chǔ)化學(xué)品或中間產(chǎn)品，如葡萄糖、乳酸 幾種生物質(zhì)的化工利用幾種生物質(zhì)的化工

15、利用 含糖或淀粉物質(zhì)的化工利用 水解 已糖 發(fā)酵 酒精、丁醇、丙酮 淀粉（C6H10O5）n+nH2O n（C6H12O6）葡萄糖 單糖C6H12O6 2 C2H5OH+ 2 CO2 脫水制C2H4含纖維素物質(zhì)的化工利用 水解 已糖 、戊糖 甲醇、乙醇、丙酮、糠醛等 木材的干餾 固體木炭 液體木焦油（可提取酚、醚、浮選劑、瀝青等）生物質(zhì)為原料的特點(diǎn) 節(jié)約能源、改善環(huán)境 含化工利用成分少，耗用量大、運(yùn)輸不便，成本高，來源分散性、季節(jié)性，勞動(dòng)力大，難以大工業(yè)生產(chǎn)，但可因地制宜地發(fā)展中、小型化工。 如：糧食產(chǎn)區(qū)乙醇 油料產(chǎn)區(qū)天然油脂再生資源的開發(fā)利用再生資源的開發(fā)利用 工農(nóng)業(yè)和生活廢料在原則上都可以

16、回收處理，是治工農(nóng)業(yè)和生活廢料在原則上都可以回收處理，是治理污染、保護(hù)環(huán)境的有效措施之一。理污染、保護(hù)環(huán)境的有效措施之一。空氣和水空氣和水2.2 化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)過程分三步：化工生產(chǎn)過程分三步： 原理預(yù)處理原理預(yù)處理固體破碎、溶解，液體加熱或氣化固體破碎、溶解，液體加熱或氣化 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 由原料到產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變，氧化、加氫、異構(gòu)化由原料到產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變，氧化、加氫、異構(gòu)化 產(chǎn)品分離及精制產(chǎn)品分離及精制冷凝、吸附、吸收、過濾、干燥冷凝、吸附、吸收、過濾、干燥2.2 化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)過程及流程工藝流程和流程圖工藝流程和流程圖 化工生產(chǎn)工藝流程：原料轉(zhuǎn)變成化工產(chǎn)品

17、的工藝流程?；どa(chǎn)工藝流程：原料轉(zhuǎn)變成化工產(chǎn)品的工藝流程。 原料需要經(jīng)過包括物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換的一系列加工，方能原料需要經(jīng)過包括物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換的一系列加工，方能轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)品，實(shí)施這些轉(zhuǎn)換需要有相應(yīng)的功能單元來轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)品，實(shí)施這些轉(zhuǎn)換需要有相應(yīng)的功能單元來完成，按物料加工順序?qū)⑦@些功能單元有機(jī)地組合起來，完成，按物料加工順序?qū)⑦@些功能單元有機(jī)地組合起來，則構(gòu)筑成工藝流程。則構(gòu)筑成工藝流程。2.2 化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)過程及流程工藝流程圖（工藝流程圖（flow sheet） 圖示法圖示法 它簡明地反映出由原料到產(chǎn)品過程中各物料的流向和經(jīng)歷它簡明地反映出由原料到產(chǎn)品過程中各物料的流向和經(jīng)歷

18、的加工步驟的加工步驟, 從中可了解每個(gè)操作單元或設(shè)備的功能以及相互從中可了解每個(gè)操作單元或設(shè)備的功能以及相互間的關(guān)系、能量的傳遞和利用情況、副產(chǎn)物和三廢的排放及間的關(guān)系、能量的傳遞和利用情況、副產(chǎn)物和三廢的排放及其處理方法等重要工藝和工程知識(shí)。其處理方法等重要工藝和工程知識(shí)。 煤制甲醇的生產(chǎn)工序主要分為原料氣制備、變換和脫碳、氣體凈化、其他壓縮、甲醇和成、粗甲醇精餾以及設(shè)計(jì)安全環(huán)境保護(hù)等工序。煤制甲醇的生產(chǎn)原理如下：轉(zhuǎn)化：CH4+H2O=CO+3H2 CO+H2O=CO2+H2 2CH4+O2=2CO+4H2合成：CO+2H2=CH3OH CO2+3H2=CH3OH+H2O煤制甲醇的流程見下圖

19、： 空氣氣化氧氣空氣煤變換凈化壓縮精餾合成氫回收CO2氫氣馳放氣甲醇2.2 化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)過程及流程 推論分析法：找達(dá)推論分析法：找達(dá)目標(biāo)目標(biāo)的的前提前提 流程組織流程組織 功能分析法：研究每個(gè)單元的功能功能分析法：研究每個(gè)單元的功能,屬性屬性 形態(tài)分析法：對(duì)可供選擇的方案形態(tài)分析法：對(duì)可供選擇的方案,精確分析和評(píng)價(jià)精確分析和評(píng)價(jià)2.3 化工過程的主要效率指標(biāo)化工過程的主要效率指標(biāo) 生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力指一個(gè)設(shè)備、一套裝置或一個(gè)工廠在單位時(shí)指一個(gè)設(shè)備、一套裝置或一個(gè)工廠在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量，或在單位時(shí)間內(nèi)處理的原料量。其單位為間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量，

20、或在單位時(shí)間內(nèi)處理的原料量。其單位為kg/h, td或或kt/a等。等。 設(shè)計(jì)能力設(shè)計(jì)能力最大生產(chǎn)能力最大生產(chǎn)能力 生產(chǎn)強(qiáng)度生產(chǎn)強(qiáng)度設(shè)備的單位體積的生產(chǎn)能力，或單位面積的生產(chǎn)設(shè)備的單位體積的生產(chǎn)能力，或單位面積的生產(chǎn)能力。其單位為能力。其單位為kg/(hm3)，kg/(hm2)，t/(dm3)。 時(shí)空收率時(shí)空收率在單位時(shí)間內(nèi)，單位體積催化劑或單位質(zhì)量在單位時(shí)間內(nèi)，單位體積催化劑或單位質(zhì)量催化劑所獲得的產(chǎn)品量，亦即催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度，有時(shí)也稱為催化劑所獲得的產(chǎn)品量，亦即催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度，有時(shí)也稱為時(shí)空收率。時(shí)空收率。2.3 化工過程的主要效率指標(biāo)化工過程的主要效率指標(biāo) 轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率（產(chǎn)率）

21、轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率（產(chǎn)率）轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率 X 某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化量某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化量 X 該反應(yīng)物的起始量該反應(yīng)物的起始量 不同反應(yīng)組分的轉(zhuǎn)化率不同。不同反應(yīng)組分的轉(zhuǎn)化率不同。間歇過程，以反應(yīng)開始時(shí)裝入反應(yīng)器的某反應(yīng)物料量為起始量；間歇過程，以反應(yīng)開始時(shí)裝入反應(yīng)器的某反應(yīng)物料量為起始量；連續(xù)過程，以反應(yīng)器進(jìn)連續(xù)過程，以反應(yīng)器進(jìn)口物料中某反應(yīng)物口物料中某反應(yīng)物的量為起始量。的量為起始量。 2.3 化工過程的主要效率指標(biāo)化工過程的主要效率指標(biāo) 單程（一次）轉(zhuǎn)化率：原料每（一）次通過反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率單程（一次）轉(zhuǎn)化率：原料每（一）次通過反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率全程轉(zhuǎn)化率全程轉(zhuǎn)化率(總轉(zhuǎn)化率總轉(zhuǎn)化率)：新鮮原料進(jìn)入

22、反應(yīng)系統(tǒng)到離開該：新鮮原料進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)到離開該 系統(tǒng)所達(dá)到的轉(zhuǎn)化率。系統(tǒng)所達(dá)到的轉(zhuǎn)化率。循環(huán)循環(huán) 反應(yīng)反應(yīng) 反應(yīng)掉的原料反應(yīng)掉的原料一次轉(zhuǎn)化率一次轉(zhuǎn)化率 新鮮原料量循環(huán)原料新鮮原料量循環(huán)原料 反應(yīng)掉的原料反應(yīng)掉的原料 總轉(zhuǎn)化率總轉(zhuǎn)化率(不考慮循環(huán)物料不考慮循環(huán)物料) 新鮮原料量新鮮原料量新鮮原料新鮮原料2.3 化工過程的主要效率指標(biāo)化工過程的主要效率指標(biāo)選擇性選擇性 S 對(duì)于復(fù)雜體系，同時(shí)存在著生成目的產(chǎn)物的主反應(yīng)和生成對(duì)于復(fù)雜體系，同時(shí)存在著生成目的產(chǎn)物的主反應(yīng)和生成副產(chǎn)物的副反應(yīng)，只用轉(zhuǎn)化率來衡量是不夠的。有的反應(yīng)體系副產(chǎn)物的副反應(yīng)，只用轉(zhuǎn)化率來衡量是不夠的。有的反應(yīng)體系原料轉(zhuǎn)化率很高，但

23、大多數(shù)轉(zhuǎn)變成副產(chǎn)物，目的產(chǎn)物就少了。原料轉(zhuǎn)化率很高，但大多數(shù)轉(zhuǎn)變成副產(chǎn)物，目的產(chǎn)物就少了。 轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物量轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物量 S 該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化總量該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化總量 轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物量轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物量 按反應(yīng)原料量計(jì)算目的產(chǎn)物理論量按反應(yīng)原料量計(jì)算目的產(chǎn)物理論量2.3 化工過程的主要效率指標(biāo)化工過程的主要效率指標(biāo)收率（產(chǎn)率）收率（產(chǎn)率）Y 轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物的量轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物的量 Y 該反應(yīng)物的起始量該反應(yīng)物的起始量 轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某原料量轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某原料量一次收率一次收率 100 （新鮮的循環(huán)的）原料量（新鮮的循環(huán)的）原料量 轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某原料

24、量轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某原料量 總收率總收率 100 新鮮的原料量新鮮的原料量2.3 化工過程的主要效率指標(biāo)化工過程的主要效率指標(biāo) Y= SX選擇性選擇性轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率一次收率選擇性一次收率選擇性一次轉(zhuǎn)化率一次轉(zhuǎn)化率總收率選擇性總收率選擇性總轉(zhuǎn)化率總轉(zhuǎn)化率2.3 化工過程的主要效率指標(biāo)化工過程的主要效率指標(biāo)討論：討論： 無副反應(yīng)，無副反應(yīng)，Sl，收率與轉(zhuǎn)化率相等。，收率與轉(zhuǎn)化率相等。 有副反應(yīng)有副反應(yīng), S1，選擇性高的前提下轉(zhuǎn)化率盡量高，選擇性高的前提下轉(zhuǎn)化率盡量高 通常使轉(zhuǎn)化率提高的反應(yīng)條件往往會(huì)使選擇性降低，通常使轉(zhuǎn)化率提高的反應(yīng)條件往往會(huì)使選擇性降低，反之，在選擇性高的條件下轉(zhuǎn)化率卻很低。反

25、之，在選擇性高的條件下轉(zhuǎn)化率卻很低。 不能單純追求高轉(zhuǎn)化率或高選擇性，而要兼顧兩者，不能單純追求高轉(zhuǎn)化率或高選擇性，而要兼顧兩者，使目的產(chǎn)物的收率最高使目的產(chǎn)物的收率最高。2.3 2.3 化工過程的主要效率指標(biāo)化工過程的主要效率指標(biāo) 質(zhì)量收率質(zhì)量收率 Ym 目的產(chǎn)物的質(zhì)量目的產(chǎn)物的質(zhì)量 Ym 某原料的起始質(zhì)量某原料的起始質(zhì)量注意：注意：質(zhì)量收率可以大于質(zhì)量收率可以大于100 當(dāng)原料有幾種，或產(chǎn)物有幾種時(shí)，要指明是對(duì)哪一種原料當(dāng)原料有幾種，或產(chǎn)物有幾種時(shí)，要指明是對(duì)哪一種原料 的轉(zhuǎn)化率，哪一種原料，哪一種產(chǎn)品的選擇性、收率。的轉(zhuǎn)化率，哪一種原料，哪一種產(chǎn)品的選擇性、收率。2.3 化工過程的主要效

26、率指標(biāo)化工過程的主要效率指標(biāo)平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率的計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率的計(jì)算 平衡轉(zhuǎn)化率：可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率。平衡轉(zhuǎn)化率：可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率。 平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率是可逆反應(yīng)所能達(dá)到的極限值平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率是可逆反應(yīng)所能達(dá)到的極限值 最大值）。最大值）。 本課程通過熱力學(xué)分析尋找提高平衡產(chǎn)率的有利條本課程通過熱力學(xué)分析尋找提高平衡產(chǎn)率的有利條 件，并計(jì)算出平衡產(chǎn)率。件，并計(jì)算出平衡產(chǎn)率。2.4 反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響 對(duì)對(duì)不可逆不可逆反應(yīng)反應(yīng): 逆反應(yīng)速率忽略不計(jì)，產(chǎn)物生成逆反應(yīng)速率忽略不計(jì)，產(chǎn)物生成速率隨溫度速率隨溫度 的

27、升高而加快；的升高而加快； 對(duì)對(duì)可逆吸熱反應(yīng)可逆吸熱反應(yīng): 凈速率隨著溫度的升高而增高。凈速率隨著溫度的升高而增高。 對(duì)對(duì)可逆放熱可逆放熱反應(yīng)反應(yīng): 凈速率隨溫度變化有三種可能凈速率隨溫度變化有三種可能性。存在最佳反應(yīng)溫度。性。存在最佳反應(yīng)溫度。2.4 反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響濃度的影響濃度的影響 根據(jù)反應(yīng)平衡移動(dòng)原理，反應(yīng)物濃度越高，越有利于平衡根據(jù)反應(yīng)平衡移動(dòng)原理，反應(yīng)物濃度越高，越有利于平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)。當(dāng)有多種反應(yīng)物參加反應(yīng)時(shí)，往往使價(jià)廉向產(chǎn)物方向移動(dòng)。當(dāng)有多種反應(yīng)物參加反應(yīng)時(shí)，往往使價(jià)廉易得的反應(yīng)物過量，從而可以使價(jià)貴或難得的反應(yīng)物更多地

28、易得的反應(yīng)物過量，從而可以使價(jià)貴或難得的反應(yīng)物更多地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，提高其利用率。轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，提高其利用率。 壓力的影響壓力的影響 一般來說，壓力對(duì)液相和固相反應(yīng)的平衡影響較小。對(duì)氣相一般來說，壓力對(duì)液相和固相反應(yīng)的平衡影響較小。對(duì)氣相反應(yīng)的影響要考慮。反應(yīng)的影響要考慮。2.5 催化劑的性能及使用催化劑的性能及使用作用：作用： 提高反應(yīng)速率和選擇性提高反應(yīng)速率和選擇性 改進(jìn)操作條件改進(jìn)操作條件 有助于開發(fā)新的反應(yīng)過程有助于開發(fā)新的反應(yīng)過程 消除污染，開發(fā)能源消除污染，開發(fā)能源2.5 催化劑的性能及使用催化劑的性能及使用催化劑的定義催化劑的定義 在一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中因加入了某種物質(zhì)而使化學(xué)反應(yīng)速率明在一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中因加入了某種物質(zhì)而使化學(xué)反應(yīng)速率明顯加快，但該物質(zhì)在反應(yīng)前后的數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)不變。顯加快，但該物質(zhì)在反應(yīng)前后的數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)不變。催化劑的三個(gè)基本特征催化劑的三個(gè)基本特征催化劑是參與了反應(yīng)的，但反應(yīng)終了時(shí)，催化劑本身未發(fā)催化劑是參與了反應(yīng)的，但反應(yīng)終了時(shí)，催化劑本身未發(fā) 生化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量的變化。生化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量的變化。催化劑只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)問，但不能改變平衡。催化劑只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)問，但不能改變平衡。催化劑有選擇性，特定的催化劑只能催化特定的反應(yīng)催化劑有選