化工的发展进展.docx

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1、(完整 word 版)化工的进展进展第一章、化工的进展历程回忆近代化学工业的兴起1随着产业革命在西欧开头，首先无机化学工业开头形成及进展。1740 年英国人 Wald 制得硫酸；1749 年 Roeback 在英国建立了用铅宝法生产硫酸的工厂第一个化工工业产品，标志着世界第一个典型的化工厂的诞生，是近代化学工业的开头。1771 年吕布兰猎取以食盐为原料制的纯碱，副产氧化氢至盐酸、氧气、漂白粉等，纯碱又可经苛化生成烧碱。18 世纪后期，炼铁用焦碳量大大增加，使煤化工产生。1763 年在英国产生了蜂窝式煤气炉，供给了大量焦碳。1792 年开头用煤生产民用煤气。近代化学工业的兴起2-煤化工的进展18

2、12 年，欧洲干馏煤气用于街道照明。1816 年，美国煤干馏法生产煤气。1825 年，英国人从煤焦油中分别出苯、甲苯、萘等。19 世界中叶，欧洲已有很多国家建立了炼焦厂，德国成功建立了有化学品回收装置的炼焦炉，由煤焦油中提取了大量的芳烃，作为医药、农药、染料等工业的原料。近代化学工业的兴起3-三大化工材料工业的开头1839 年，美国人固特异用硫磺硫化自然橡胶，应用于轮胎及其他橡胶制品-第一个人工加工的高分子橡胶产品。1872 年，美国开头生产赛璐珞，被认为是第一个自然加工高分子的塑料产品-开创了塑料工业。1891 年，在法国建立了人造纤维硝酸酯纤维工厂，其产品质量差，易燃，虽未能大量进展，但仍

3、被认为是化学纤维工业的开头。近代化学工业的兴起4-炼油工业开头1854 年，美国建立最早的原油分馏装置。1860 年，在美国第一个炼油厂是炼油工业。19 世纪后期，在世界已建设了很多炼油厂或炼油装置，主要生产照明用的煤油，而汽油及重质油还是用处不大的“副产”，直到80 年月，电灯的制造大大削减了煤油的重要性、汽油和柴油因汽车工业的进展而成为主要炼油产品。近代化学工业的兴起5-传统与化学制药及染料工业等19 世纪初至 60 年月，科学家先后从传统的药用植物中分别得到纯的化学成分。1846 年，硝化棉、硝化甘油问世，1862 年瑞典人诺贝尔开设了第一个硝化甘油工厂，1863 年制造了 TNT。18

4、56 年，第一个染料问世，次年设厂生产，至世纪末已有很多种染料被制造，并被投入使用。近代化学工业的兴起-总结19 世纪化学工业进展，虽有高分子、染料、医药等工业进展，但其规模尚小，影响远不如无机化学工业，后者在 90 年月隔膜电解食盐水工业化，已形成一个完整的酸、碱、氯体系。炼油虽已有确定规模，但还只是用于燃料和润滑油，根本上未与化工联系。现代化学工业的兴起19 世纪末，由于化学品大规模生产的需要而形成化学工程与技术学科。1901 年，英国 G.E.Davis 提出单元操作概念，即典型的化学工艺和设备中消灭的一些具有共同属性的工程问题归纳为各单元操作吗，这是化工学科的早期标志。1902 年美国

5、化学与冶金工程杂志创刊，不久改名为化学工程杂志。1908 年 6 月，正式成立了美国化学工程学会，化学工程这一的学科和专业正式诞生。1920 年 MIT 成立了第一个化工系，W.K.刘易斯任系主任。20 世纪初的一大突破是合成氨的生产，1912 年，在德国建成世界上第一座日产 30 吨的合成氨装置，成为化学工业进展史上的一个里程碑。1913 年德国哈勃法合成氨投产后，1916 年又实现了氨氧化制取硝酸。20 世纪 30 年月左右，催化裂化工艺的消灭，开创了炼油工业的的历史时期，使化学工业获得其次次突破性的进展。1923 年，美国联合谈化学公司在查尔顿建立了第一个以乙烷和丙烷裂解生产乙烯的石油化

6、工厂，翻开了乙烯为原料的石油化工生产的序幕，随后消灭了以乙烯、丙烯、甲苯等为原料加工一系列下游产品。1928 年，青霉素的觉察，开拓了抗生素药物的领域。1928 年生产量脲醛树脂，美国法本公司生产苯乙烯和聚氯乙烯，美国制造出有机玻璃，英国卜内门公司用高压气象本体法生产低密度聚乙烯。20 世纪 30 年月末，塑料品种已比较齐全。20 世纪 30 年月开头合成橡胶的工业化生产。1931 年美国杜邦公司生产了氯丁橡胶。1935 年德国法本公司生产定丁腈橡胶，1937 年德国又建成了丁苯橡胶装置。1939 年美国杜邦公司实现了聚酰胺-66 纤维的工业化生产。1941 年、1946 年德国分别进展聚酰胺

7、-6 纤维、聚氨乙烯纤维的工业化生产。20 世纪 50 年月以后，聚乙烯醇纤维等合成纤维相继工业化。20 世纪 20 年月兴起、60 年月大大进展的石油化学工业，由此形成了其次次工业革命。20 世纪 60 年月，“三传一反”动量传递、热量传递、质量传递和化学反响工程概念的提出，开拓了化学工程进展过程的其次个历程。20 世纪 60 年月末，计算机的快速进展和普及，给化学工程学科的进展注入了的活力。20 世纪 60 年月，化学工业更重视规模的大型化。1963 年美国凯洛格公司设计建设第一套日产 540t 合成氨单系列装置，是化学工业生产装置大型化的标志。现代石油化工装置越来越大型化。1990 年提

8、诞生态化工Eco-Chemical Engineering，按生态系统的规律来搞化工，重视污染与环境问题。中国近代化学工业进展很晚1876 年，在天津建成中国第一座铅宝法硫酸厂，可以作为中国近代化学工业的开头。1889 年，在唐山建成中国第一座水泥厂。1905 年，在陕西延长兴办了中国第一座石油开采和炼制企业，1907 年开钻出油。其次章、我国化工面临的挑战我国原油一次加工力气约为 5 亿吨/年，居世界第 2；乙烯生产力气为 1500 吨/年，居世界前三位，仅能满足国内乙烯当量需求一半左右；合成橡胶第 2，合成纤维第 1.。原油对外依存度高达 50%，估量到 2023 年进口依存度将高达 60

9、%70%。煤炭的利用照旧是以一次能源燃烧利用为主、化工利用仅限于以煤制气生产合成氨和甲醇，占煤炭总消费缺乏 15%，且产品附加值较低，能耗高，污染大。自然气的大规模化工利用，主要是合成氨和甲醇，占自然气消费的 40%。面临的挑战：装置规模小；能耗大，消耗速度快；资源和能源匮乏；产品单一；环境污染大第三章、化工持续进展推动力推动力之一：技术适应资源构造变化重质油、高硫油的加工技术。自然气加工技术。煤的转化技术：围绕先进的煤直接燃烧发电技术如超临界发电，重点争论先进燃烧器，煤中多种污染物 的燃前、燃中和燃后脱除，煤中无机组分的优化利用等关键问题，以煤的多联产过程为框架，重点解决煤炭气化、液化、化学

10、品制备、污染物脱除，制氢和 CO2封存等过程中的关键问题。农林废弃物再资源化技术：纤维发酵、沼气、生物质的裂解气化等。高硅铝矿等贫矿的转化技术。共生矿的冶炼技术：V-Ti-Fe 矿、共生稀土矿等。推动力之二：技术适应节能要求节能过程的争论与开发、节能工艺。循环经济促进法推动力之三：技术适应环保要求第一层次：污染治理，达标排放；其次层次：循环利用，微排放、零排放； 第三层次：“源头”治理，清洁工艺；第四层次：“生态化工”，化学品“生命周期”与自然生态循环相协调；第五层次：生态工业园区建立，多种化学品生产过程之间耦合，与自然生态相协调。第四章、绿色化工绿色化工又称清洁生产或环境友好技术，它是在绿色

11、化学根底上开发的从源头上阻挡环境污染的化工技术。使用无毒无害原料和溶剂。环境友好的产品。提高反响产品的专一性、反响的选择性和收率。 “原子节约”工艺：原子利用率=目的产物的分子量/全部产物分子量的总和。绿色工艺：转变工艺条件或设计的合成路线实现绿色用超临界流体技术、高能辐射技术、仿酶催化技术、基因技术等实现绿色。第五章、世纪化工进展特征化工根底争论重要性更加凸显。 “创”是形成生产力过程加速。学问产权保护加快化工根底争论近程。结合我国国情，努力开拓化工的高技术和兴学科领域中前言课题的争论。化工根底理论：化工根底数据的估算以及试验方法的开发；相转化行为的争论；分子热力学理论模型的争论；统计力学和

12、非线性理论在化工中的应用等。第六章、世纪化工技术争论热点催化反响与催化反响工程的进展1、 催化反响应用越来越广泛2、 型催化剂与催化材料的开发3、 催化剂与催化反响工程的结合可以解决难点问题，如催化剂频繁再生，高热能利用率，突破反响平衡等。4、 催化剂与催化反响工程的结合方式，如反响-再生，放热放映-吸热反响，反响-分别，反响-反响迁移过程， 反响-反响耦合技术等。脱硝反响气体集中、吸附在催化剂外表朗格缪尔、反响、解吸附、集中。非传统反响与分别技术开发1、 超高温高压技术，超临界技术，超短接触，超细激化等；2、 能量引入方式，如等离子体、省、光、电磁、微波等；3、 反响-分别耦合，反响-反响间

13、或等；4、 瞬间过程和非稳态操作；流量脉动，温度和压力脉动，进出口周期切换等；5、 从传统利用“相间平衡安排系数不同”到利用“传质速度不同”进展分别。超临界流体SCF的应用：超临界萃取CO2、超临界聚合反响、超临界中化学反响、超细颗粒及薄膜材料制备。医药工业：中草药提取酶、纤维素精制；化学工业：金属离子萃取、烃类分别、共沸物分别、高分子化合物分别； 食品工业：植物油脂萃取、酒花萃取、植物色素提取；扮装品香料：自然香料萃取、扮装品原料提取精制。工程放大方法的突破难点问题：多相湍流场；化学过程与物理过程的耦合。突破：计算技术的进展，如计算流体力学，计算传质学，计算化学工程学等。开发的方法：小试、计算机模拟、工业试验。