2011-3-31 1
绪论
2011-3-31 2
教材选用与学习方法
? Duc,duct=lead,bring
Educate＝ e出＋ duct＋ ate（引出知识）
Education
Aqueduct＝ aque水＋ duct（导水管）
* * *
2011-3-31 3
化学工业在国民经济中的地位与作用
? 化学工业是国民经济的重要部门之一，在各国
经济发展中举足轻重。一般占 GDP的 5-7%，占
工业产值的 7-10%甚至更高。过去十年，世界
化学工业以高于世界经济增长率的 20%-30％
的速度发展。我国化工产业占 GDP的 12-15%
左右。
? 化学工业的发展反映了人类对化工产品日益增
加的需求，显示出其在人类社会生活中的作用
愈来愈重要。
2011-3-31 4
课程的地位
2011-3-31 5
过程工程相关课程间的关系
2011-3-31 6
化学工程的发展
2011-3-31 7
化学工程的发展
2011-3-31 8
2011-3-31 9
化工生产过程
原料预处理 化学反应 产物后处理
物理过程
单元操作
化学反应过程
反应器
物理过程
单元操作
任何一个化工生产过程统称为化工过程，都是由一系
列化学反应操作 (如氧化、还原、硝化、磺化,……
等等 )和一系列物理操作所构成。习惯上把化学反应
操作称为化工单元过程，物理操作称为化工单元操作
2011-3-31 10
尿素生产流程 福尔马林生产流程
2011-3-31 11
2011-3-31 12
以, 三传, 为物理内核的单元操作
流体
输送
搅拌
过滤
与
沉降
流态
化
气体
液化
液体
汽化
蒸发
浓缩
加热
冷却
结晶
精馏
气固
吸附
液液
萃取
气液
吸收
喷雾
干燥
动量传递
质量
传递
热量
传递
2011-3-31 13
单元操作的研究内容与方向
单元操作的基本原理
单元操作典型设备的结构
单元操作设备选型设计计算
研究内容
高效率, 低能耗, 环保
开发新的单元操作
单元操作集成工艺与技术
研究方向
2011-3-31 14
? 化工原理是一门工程学科，它要解决的
不单是过程的基本规律，而且面临着真
实的、复杂的生产问题 — 特定的物料在
特定的设备中进行特定的过程。
? 在这门学科的历史发展中已形成两种基
本的研究方法,一种是实验研究方法，即
经验的方法；另一种是数学模型方法，
即半理论半经验方法。
2011-3-31 15
单位制
基本单位,7个, 化工中常用有 5个, 即长度
（ 米 ）, 质量 （ 千克 ）, 时间 （ 秒 ）, 温度
（ K）, 物质的量 （ 摩尔 ）
国际单位制
SI制
基本单位：长度 （ 厘米 cm）, 质量 （ 克 g）,
时间 （ 秒 s）
物理单位制
CGS制
基本单位：长度 （ 米 ）, 重量或力 （ 千克力
kgf）, 时间 （ 秒 ）工程单位制
我国法定单位制为国际单位制（即 SI制）
2011-3-31 16
单位换算
? 物理量的单位换算
? 换算因数,同一物理量，若单位不同其数值
就不同，二者包括单位在内的比值称为换算
因数
? 经验公式的单位换算
? 经验公式是根据实验数据整理而成的，式中
各符号只代表物理量的数字部分，其单位必
须采用指定单位。
2011-3-31 17
混合物浓度的表示方法（自学）
? 物质的量浓度
? 物质的量分数
? 物质的质量浓度
? 物质的质量分数
? 摩尔比
? 质量比
? 气体混合物组成的表示方法 （摩尔分数、压力分数、体
积分数）
Vnc ii /?
nnx ii /?
Vm ii /??
mmw ii /?
BA nnX /?
BA mmX /' ?
2011-3-31 18
单元操作中常用的基本概念
? 物料衡算 （依据质量守恒定律）
物料衡算的步骤：
? 画出流程示意图，标出物料流向等
? 用虚线划出衡算范围
? 定出衡算基准
? 列出衡算式并求解
??? 累积量输出量输入量 ＝－ GGG
2011-3-31 19
? 能量衡算 （依据能量守恒定律）
? 机械能、热量、电能、磁能、化学能、原子
能等统称能量
? 化工生产中常以机械能、热量为主。机械能
衡算将在流体流动一章讲解；热量衡算将在
传热、蒸馏、干燥等章讲解
? 能量衡算的步骤与物料衡算基本相同
2011-3-31 20
? 平衡关系
? 可以用来判断过程能否进行，以及进行的方
向和能达到的限度
? 可以考察外界参数对平衡的影响和体系中物
料状态对平衡转化率的作用，从而确定最佳
条件
? 可以用实际操作结果与平衡数据比较，从而
找出改进的方法
平衡关系
2011-3-31 21
过程速率
? 过程速率
阻力
推动力
速率＝
2011-3-31 22
绪论
2011-3-31 2
教材选用与学习方法
? Duc,duct=lead,bring
Educate＝ e出＋ duct＋ ate（引出知识）
Education
Aqueduct＝ aque水＋ duct（导水管）
* * *
2011-3-31 3
化学工业在国民经济中的地位与作用
? 化学工业是国民经济的重要部门之一，在各国
经济发展中举足轻重。一般占 GDP的 5-7%，占
工业产值的 7-10%甚至更高。过去十年，世界
化学工业以高于世界经济增长率的 20%-30％
的速度发展。我国化工产业占 GDP的 12-15%
左右。
? 化学工业的发展反映了人类对化工产品日益增
加的需求，显示出其在人类社会生活中的作用
愈来愈重要。
2011-3-31 4
课程的地位
2011-3-31 5
过程工程相关课程间的关系
2011-3-31 6
化学工程的发展
2011-3-31 7
化学工程的发展
2011-3-31 8
2011-3-31 9
化工生产过程
原料预处理 化学反应 产物后处理
物理过程
单元操作
化学反应过程
反应器
物理过程
单元操作
任何一个化工生产过程统称为化工过程，都是由一系
列化学反应操作 (如氧化、还原、硝化、磺化,……
等等 )和一系列物理操作所构成。习惯上把化学反应
操作称为化工单元过程，物理操作称为化工单元操作
2011-3-31 10
尿素生产流程 福尔马林生产流程
2011-3-31 11
2011-3-31 12
以, 三传, 为物理内核的单元操作
流体
输送
搅拌
过滤
与
沉降
流态
化
气体
液化
液体
汽化
蒸发
浓缩
加热
冷却
结晶
精馏
气固
吸附
液液
萃取
气液
吸收
喷雾
干燥
动量传递
质量
传递
热量
传递
2011-3-31 13
单元操作的研究内容与方向
单元操作的基本原理
单元操作典型设备的结构
单元操作设备选型设计计算
研究内容
高效率, 低能耗, 环保
开发新的单元操作
单元操作集成工艺与技术
研究方向
2011-3-31 14
? 化工原理是一门工程学科，它要解决的
不单是过程的基本规律，而且面临着真
实的、复杂的生产问题 — 特定的物料在
特定的设备中进行特定的过程。
? 在这门学科的历史发展中已形成两种基
本的研究方法,一种是实验研究方法，即
经验的方法；另一种是数学模型方法，
即半理论半经验方法。
2011-3-31 15
单位制
基本单位,7个, 化工中常用有 5个, 即长度
（ 米 ）, 质量 （ 千克 ）, 时间 （ 秒 ）, 温度
（ K）, 物质的量 （ 摩尔 ）
国际单位制
SI制
基本单位：长度 （ 厘米 cm）, 质量 （ 克 g）,
时间 （ 秒 s）
物理单位制
CGS制
基本单位：长度 （ 米 ）, 重量或力 （ 千克力
kgf）, 时间 （ 秒 ）工程单位制
我国法定单位制为国际单位制（即 SI制）
2011-3-31 16
单位换算
? 物理量的单位换算
? 换算因数,同一物理量，若单位不同其数值
就不同，二者包括单位在内的比值称为换算
因数
? 经验公式的单位换算
? 经验公式是根据实验数据整理而成的，式中
各符号只代表物理量的数字部分，其单位必
须采用指定单位。
2011-3-31 17
混合物浓度的表示方法（自学）
? 物质的量浓度
? 物质的量分数
? 物质的质量浓度
? 物质的质量分数
? 摩尔比
? 质量比
? 气体混合物组成的表示方法 （摩尔分数、压力分数、体
积分数）
Vnc ii /?
nnx ii /?
Vm ii /??
mmw ii /?
BA nnX /?
BA mmX /' ?
2011-3-31 18
单元操作中常用的基本概念
? 物料衡算 （依据质量守恒定律）
物料衡算的步骤：
? 画出流程示意图，标出物料流向等
? 用虚线划出衡算范围
? 定出衡算基准
? 列出衡算式并求解
??? 累积量输出量输入量 ＝－ GGG
2011-3-31 19
? 能量衡算 （依据能量守恒定律）
? 机械能、热量、电能、磁能、化学能、原子
能等统称能量
? 化工生产中常以机械能、热量为主。机械能
衡算将在流体流动一章讲解；热量衡算将在
传热、蒸馏、干燥等章讲解
? 能量衡算的步骤与物料衡算基本相同
2011-3-31 20
? 平衡关系
? 可以用来判断过程能否进行，以及进行的方
向和能达到的限度
? 可以考察外界参数对平衡的影响和体系中物
料状态对平衡转化率的作用，从而确定最佳
条件
? 可以用实际操作结果与平衡数据比较，从而
找出改进的方法
平衡关系
2011-3-31 21
过程速率
? 过程速率
阻力
推动力
速率＝
2011-3-31 22
