化工生产基本过程
Basic Unit of Chemical Production
化学工业出版社
E-mail:chmingyi@
总教学目标
知识目标
能力目标
素质目标
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知识目标
了解产品包装与储存方面的知识。
掌握原料的选用、储存、处理、混合与输送技术；
了解并熟悉化工产品的通用加工过程：化学反应、
输送、传热、传质等化工过程；
掌握不同状态产物的分离与精制方法；
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能力目标
•能够根据产
品的要求选
用原料路线
与生产路线；
能够操控
反应设备，
正确地使
用反应器；
能够对所选
用的原料进
行预处理、
混合与输送；
能够根据反
应产物的状
态选用单元
操作过程，
正确地操作
单元过程设
备；
能够正确地
选用产物储
存设备和运
输装置；
能够正确处
置生产过程
中所发生的
安全事故。
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对工作严格要求，一
丝不苟，实事求是，
不弄虚作假，严格交
接班制度；
严格遵守装置的操作规
程和操作方法，养成遵
章守纪的良好习惯；
严格遵守工厂的规章制
度，坚守岗位，保证装
置或设备安全、优质、
高效地运转；
具有团结协作的精神，
遇事不推逶、不扯皮，
努力作好本职工作。
素质目标
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第三章 反应产物的分离与精制
第四章 产品的包装与储运
主要内容
第一章 原料及预处理
第二章 化工生产基本过程、工艺流程图
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第一章 原料及预处理
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应用知识
1．原料选用的方法和贮存；
2．原料预处理的单元操作技术；
3．原料输送设备的选用与操作。
技能目标
1．能够根据生产要求和产品要求选用正确的化工原料；
2．能够根据化工原料的物理和化学性质，正确贮存化工原料，确保
安全的前提下，减少化工原料在贮存过程中的损失；
3．根据化学反应单元对所选原料的要求，对于不符合反应要求的原
料能够用正确的简单的方法处理；
4．能够选择正确的原料输送机械将原料输送入反应器。
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主要内容
一、原料的选用与储存
Selection, Use and Storing of Raw Material
二、原料的预处理
Raw Material Pretreatment or Prehandling
三、原料输送
Raw Material Transport
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第一节 化工资源
●化学矿
●煤炭
●石油
●天然气
●其他化工资源
化工资源：
1）.化工原料：用于生产化工产品的物质统称为化工原料
2）.化工原料类型：矿产资源；海洋资源；动物、植物、
空气和水；其他工业、农业和林业的副产品
3）.矿产资源：主要包括化学矿；煤炭；石油；天然气
1-1.化学矿
1）.我国化学矿产资源的特点：
化学矿资源丰富，矿产种类较多（20多种），但分布不
均匀，高品位矿储量较少；选矿比较困难，利用较为复杂。
2）.化学矿资源用途：
主要用于生产化肥；无机酸、碱、盐及有机盐；还用于
建材、农药、医药等其他工业部门。
1-2.煤炭
煤炭是世界上储藏量最丰富的化石能源，目前世界人均煤炭
资源占有量约为300吨左右，依据目前能源消耗水平，可供人
类消耗300年。我国煤炭可开采量仅次于美国、俄罗斯居世界
第三位，近年来我国每年煤炭的开采量均在23亿吨以上，且回
采率较低。资料显示从1949年-2003年我国累计开采煤炭350
亿多吨，专家估计扔掉的煤炭约有650亿吨。
一、煤炭的种类和特征：
1.煤的种类：（根据生成煤的植物种类和生成条件分类）
⑴.腐植煤 由高等植物形成，煤炭的主要存在形式
⑵.残植煤 由高等植物的稳定组份（角质、树皮、孢子、树脂）
等形成
⑶.腐泥煤 由湖沼、泻湖中藻类等浮游生物在还原环境下经腐
败分解而形成
●腐植煤类型：泥炭；褐煤；烟煤；无烟煤。
●残植煤类型：角质残植煤；树皮残植煤；孢子残植煤；
●腐泥煤类型：藻煤；胶泥煤；油页岩；石煤。油页岩含
有大量的矿物质和油资源，可由于人造石油。
●其他煤类型：腐植腐泥煤；烛煤；煤精：都是由藻类和
较多腐植质形成。
2.腐植煤与腐泥煤的特征与区别：
●腐植煤颜色多为褐色和黑色，断口有光泽，燃点高用
火柴点燃不燃烧含氢量较低（＜6%），焦油含量低
●腐泥煤颜色多为褐色，光泽较暗，燃点较低有火柴点
燃可燃烧，有沥青气味，氢含量较高（＞6%），低温
焦油产率高（＞25%）
二、煤的化学组成和分子结构
1.组成煤的元素：主要有
2.煤的元素组成：
泥煤： 碳：60~70% 氢：5~6% 氧：25~35%
褐煤： 碳：70~80% 氢：5~6% 氧：15~25%
烟煤： 碳：80~90% 氢：4~5% 氧：5~15%
无烟煤：碳：90~98% 氢：1~3% 氧：1~3%
3.煤的分子结构：
煤的分子结构随煤化程度的加深而越来越复杂，但都是
以芳核结构为主还有烷基侧链和含氧、含氮、含硫基团
。煤的近似表达式：
●
不
同
类
型
煤
的
结
构
单
元
●煤中除了有机组分外，还有无机组分，如粘土矿、黄
铁矿、石英、方解石等。它们会给煤的燃烧、化学加
工、环境保护等带来困难，必须将它们除去。
三、选煤和煤的储存
1.选煤：
●原煤：从煤矿开采出来的煤。
由于含有杂质不能直接进行使用。需要进
入选煤厂加工成精煤。
●精煤加工流程：
⑴.原煤准备：对原煤预处理，选出大块煤
矸石、木块和铁器等杂质，并进行粉碎。
⑵.选煤与脱水：采用跳汰或重介选煤，将
煤中的矸石分出，再脱除水分。
⑶.煤泥回收和洗水澄清循环使用，北方冬
季寒冷，有时要进行煤的干燥。
⑷.生产技术检查，生产中要及时进行采样
化验，控制产品质量。
●
选
煤
厂
常
使
用
的
选
煤
加
工
流
程
图
2.煤的储存
●煤的风化：煤受到空气中氧、水分及气温
变化的影响而发生的一系列变化
●煤风化的危害：煤发热量减少，热加工产
率降低，粘结性变坏，燃烧时火焰变短等，
有时热量散发不出，会发生煤的自燃。
●煤的储存方法：
⑴.尽量使煤和空气隔绝：
如把煤制成煤砖储存；储存于惰性气体中；
储存于水中；储存于半密封槽型煤场中。
⑵.使煤堆中空气流通以利散热：
如煤堆装风筒等。
▲闪点：用明火接近易燃物或可燃液体液
面时其蒸气发生一闪一闪而不连续燃烧现
象时的温度。
▲燃点：点火源接近可燃物时其连续燃烧
时的温度。
▲自然点：连续加热与明火未接触的可燃
物发生燃烧的温度。
▲自然点＞燃点＞闪点
●各种煤炭的主要用途
1-3石油
●原油：从地下开采出来的石油。
●石油的形成：由低级的动植物在地下及细菌的作用经过复杂的
化学变化和生物化学变化而形成，可追溯到亿至200万年。
一、石油的性质、组成和分类
1.石油的性质：石油是多种有机烃类化合物的混合
物，是有气味的粘性液体，因含有杂质的不同，其
色泽一般是黄色到黑褐色或青色，相对密度为
~，其化合物的沸点从室温到500℃以上。
●石油主要产地：地中海—中东—印度尼西亚地带; 阿拉斯加
—北美—南美地带
●石油的开采—石油开采简介
2.石油的组成：石油中含量最多的元素为C和H, C元素
的含量为85~87%，H元素的含量为11~14%，其他元
素的含量因产地的不同而有较大波动，S元素含量
~%，N含量为~%，O含量为
~%,还含有微量的Ni、V、Fe、Cu，及溶于
水的K、Na、Ca、Mg的氯化物。
3.原油中各种杂质的危害：
●硫化物有一种臭味物质，对生产设备和管道有腐蚀
性，燃烧后的产物（SO2）污染环境，使催化剂中毒。
●石油中的氮化物形成胶质物质，在热加
工过程中对热不稳定，易发生叠合和分
解反应，所得产物的结构非常复杂，严
重影响石油产品的质量，氮含量越多，
油品的残渣及胶质越多，质量越差。
●氧化物主要是环烷酸和酚类化合物，它
们呈酸性对设备和管道有腐蚀，但它们是
有用的化合物，加工时应注意回收利用。
4.石油的分类：
●按比重指数
●按含硫量：含硫原油（＞%），低硫原
油（＜%）
●按化学组成：
①石蜡基原油：含烷烃较高（＞50%），蜡含
量高，含硫氮胶质低，如大庆、南阳油田；
②环烷基原油：环烷烃芳烃含量较多，硫胶质
沥青含量较多；如胜利油田、单家寺原油。
③中间基原油：性质介于上述两者之间的原油。
大庆油田的贡献
●截至2010年3月，大庆油田50年来已累计生产原油
20亿吨，占全国同期陆上原油总产量的40%以上，实
施的注水开发、聚合物驱油配套以及三元复合驱油等
主要技术均达到了世界领先水平，主力油田采收率突
破50%，比国内同类油田高出10至15个百分点。
●大庆油田从1976年开始实现年产原油5000万
吨并且连续27年稳产高产，创造世界同类油田
开发史上的奇迹。2009年共生产原油
万吨，生产天然气亿立方
米。 2020年以前，原油或者油气将继续保持
在4000万吨/年以上，继续在我国的油气供应
中保持较大比重。
●1935年美国将原油在特定简易蒸馏设备中，按规定
条件蒸馏切割出250~275℃的馏分作为第一关键馏分，
在395~425℃的馏分作为第二关键馏分，测定其密度
并依次进行分类，以确定原油的类型。
▲石油计量单位的换算关系：
1.原油：欧佩克组织和英美等西方国家原油
计量单位为桶，中国、俄罗斯等国家用吨作
为原油计量单位；
1吨≈7桶，对轻质原油1吨≈~桶。
2.成品油：加仑（欧佩克及西方国家）
和升（我国）
美制1加仑=升；英制1加仑=升；
1桶=42加仑=升。
二、原油的预处理
1.原油的预处理
●经油田脱水后的原油，还
含有一定量的盐和水，在
原油中形成稳定的油包水
型乳化液。
●原油中盐和水的危害：增
加能量的消耗及冷凝器的
负荷；盐物质可分解为
HCl而腐蚀设备；盐类易
结垢降低热效率；盐残留
在渣油中影响后处理。
●原油电脱盐脱水工艺流程：
混合
预热
电脱盐脱水Ⅰ
沉降分离
混合
电脱盐脱水Ⅱ
沉降分离 合格原油
原油 破乳化剂 洗涤水
高压电场
炼油工序
2.油品的概念
根据沸程不同，将石油产品分类
石油产品名称 沸程及碳原子数
石脑油（轻汽油）50~140℃ C5~C7
汽油 140~200℃ C6~C11
航空煤油 140~230℃ C8~C14
煤油 180~310℃ C10~C16
柴油 260~350℃ C14~C18
润滑油 350~520℃ C16~C20
重油、渣油 ＞520℃ ＞C30
第二节 原料的选用与储存
1.原料的选用
化工原料的选用，首先要考虑原料来
源是否可靠；其次要考虑运输是否方便、
安全；再者在确定原料后，要选择成本低
廉、安全可靠的运输方式。所以原料的选
用是一个复杂的系统工程，要从技术的、
经济的、安全的、环保的等多方面综合考
虑后，确定技术成熟、经济合理、来源可
靠，而且环境友好，又符合国家能源政策
的原料作为该生产装置的原料路线。
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2.原料的储存
（1）适量
一、原料的选用与储存
在化工生产过程中，为了保证生产的正常进行，需要有一定的原料储存
量。化工原料储存量既不能过多，也不能过少。过多的原料储存量，一
是占用大量的流动资金，影响生产的发展；二是占用工厂的大量空间；
三是有可能因为贮存过程不当而造成挥发、风化等形式的损耗和浪费；
四是有时因为贮存过多而造成安全事故。同样，过少的储存量，一旦遇
到原料价格的波动或者运输障碍，会直接影响工厂的正常生产，有时还
会导致停产。所以为了保证生产的正常进行，必须有一定的原料储存量。
原料储存量的多少应视原料的供应情况确定。另外，原料贮存量的多少
直接确定了贮存场所或贮存设备投资的多少，例如，液体贮存就包括单
个设备的容积和相同设备的套数。
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19 七月 2022 38
2.原料的储存
（2）安全
一、原料的选用与储存
•正确地储存原料也是减少原料的损耗、避免安全事故的发生，提高生产
经济效益的重要方面。在过去或即使现在有些化工厂无论从工程设计、
工程施工直到正常生产，都忽略了化工原料储存的环节，以至于化工原
料在储存的过程中造成原料的流失，甚至燃烧、爆炸事故的发生，给人
们的生命财产造成了不必要的损失。所以，在化工生产过程中必须重视
化工原料的储存，以防止流失或安全事故的发生。
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2.原料的储存
一、原料的选用与储存
•化工原料的储存，从经济性上考虑的一般原则是：能室外储存不用室内
储存，能堆放储存不用容器储存，能用非金属容器贮存不用金属容器贮存，
能用普通碳钢容器贮存不用合金钢容器贮存，在保证原料贮存安全的前提
下，尽量节约贮存原料场地或设备的投资。除此之外，还要考虑原料量的
多少才能最终确定化工原料的储存方式。因为固体原料储存时，所占空间
的大小；气体物料或液体物料贮存时，所需单个容器的容积和容器的数量，
都直接确定了化工原料贮存的安全性和经济性。
（3）经济
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第二章化工生产过程
1、化学反应过程
2、输送过程：流体输送；
固体输送
3、传热过程
4、传质过程：蒸馏、吸收、蒸发、干燥、
萃取等
5、结晶
6、分离及混合过程：过滤、
第一节、输送过程
1.原料输送定义
•原料输送是指利用输送机械将原料从储存区输送到
计量罐或者反应器让其参与化学反应的过程。根据
原料的状态，可分为固体原料输送和流体原料输送，
流体原料输送又可分为液体原料输送和气体原料输
送。
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2.固体原料输送
•固体原料的输送都是敞开
输送过程，有的利用皮带输
送机，如右上图，进行具有
一定斜坡高度的输送，如电
解食盐水溶液之前的粗盐的
精制，就是利用皮带输送机
械将工业粗盐从粗盐仓库输
送到具有一定高度的食盐溶
解槽中；
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2.固体原料输送
有的利用平板车、手推车将
固体物料搬运到反应装置，
然后利用料斗或料桶通过手
提或电动葫卢提升到进料口
送入反应器中；还有的是通
过螺旋推进器连续不断地定
量的送入反应器中，如右下
图。由于固体物料的输送相
对于流体输送来说比较安全、
方便、快捷，所以本节不作
为重点介绍。下面着重介绍
流体的输送过程。
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3.流体输送
IS型离心泵和压缩机组
•无论是气体或是液体的输送总
是以一定的流速或流量沿着管
道从一处送往另一处，它属于
流体动力过程的单元操作过程。
作为化工生产处理的物料（包
括原料、中间产物、产品和载
体等）多数为流体，按工艺要
求如何在原料贮罐和化学反应
设备之间把这些物料安全的输
送，是实现化工安全生产的重
要环节。
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3.流体输送
IS型离心泵和压缩机组
•液体化工原料的种类繁多，性
质各异，如密度、黏度、毒性、
腐蚀性、易燃性与易爆性等各
不相同，而且温度变化较大，
从低于-200℃到高达1000℃以
上；压力从高度真空到
100MPa；流量从10-3m3/h到
104m3/h以上，所以输送液体
原料所用的流体输送机械有多
种形式，输送机械或管道的材
质也是多种多样，但工业上最
常见的是离心泵。气体常用的
输送机械是压缩机。
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原料输送
注意
•当送料点流体的位能足够高时，所要求的流体输送量
能自行的流至位能较低的反应器中，否则就需要补充
能量以才能满足输送的要求。补充能量的方式对于液
体和气体是不同的。液体可以采用压送、抽吸和泵送
的方式；气体采用鼓风机和压缩机。液体的压送适应
于那些挥发性较大、沸点较低、易于发生燃烧爆炸的
物质，这类物质是无法用抽吸或泵送的方式输送。抽
吸的方式适应于那些物质沸点较高、挥发性相对较小；
泵送一般适应于水溶液，或有机液体。
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第二节 反应过程
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应用知识：
1．不同反应器的结构特征、优缺点以及适用
范围；
2．反应影响因素分析的方法，选择反应条件
的依据；
3．操控各反应条件的方法与技巧。
技能目标：
1．能根据反应类型和对反应的要求正确地选
用化学反应器；
2．能够分析简单化学反应的工艺影响因素，
能够正确地确定工艺条件；
3．能够正确地控制工艺条件。
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一 二 三
一、反应器选型
(Selection and Use
of Reactor Type)
二、反应条件的选择
（Selection of Reaction
Condition）
三、反应条件的控制
（Control of Reaction
Condition）
主要内容
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一、反应器选型
(Selection and Use of Reactor
Type)
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一、反应器选型
1.管式反应器（tubular reactor）
注意 管式反应器的结构特性、优缺点及适用范围
图2-3 管式反应器
a．多管式反应器装置图； b.多管式反应器结构示意图
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一、反应器选型
2.釜式反应器
a.外型结构图 b.结构示意图
图2-4釜式反应器
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一、反应器选型
3.固定床式反应器
图2-5 固定床式反应器
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一、反应器选型
4.流化床式反应器
图2-6 流化床反应器
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一、反应器选型
5.鼓泡塔式反应器
图2-7鼓泡塔式反应器
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一、反应器选型
6.涓流床反应器
图2-8涓流床式反应器
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一、反应器选型
6.浆态反应器
图2-9浆态反应器
1.原料气进口；2.产物出口；3.热介质；4.
气泡；5.催化剂+载体
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图2-10 板式塔与填充塔
一、反应器选型
7.板式塔、填充塔反应器
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二、反应条件的选择
（Selection of Reaction
Condition）
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二、反应条件的选择
1.反应温度的选择；
（1）理论分析，即满足反应热力学和动力分析要
求－是放热还吸热；热效应的大小；转折温度；
阿累尼乌斯方程和反应速率方程式；
（2）催化剂性能要求－活性温度范围；
（3）向反应器的供热能力或从反应器中移热的能
力－即放热或吸热速率与移热或供热速率的平衡
问题－热点温度以及工程问题；
（4）设备材质要求－即材质的强度随温度的升高
而下降。
以下教学内容均采用分组讨论、互动式的教学方式
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1.反应温度的选择
理论分析，即
满足反应热力
学和动力分析
要求－是放热
还吸热；热效
应的大小；转
折温度；阿累
尼乌斯方程和
反应速率方程
式；
催化剂
性能要
求－活
性温度
范围；
向反应器的
供热能力或从
反应器中移热
的能力－即放
热或吸热速率
与移热或供热
速率的平衡问
题－热点温度
以及工程问题；
设备材
质要求
－即材
质的强
度随温
度的升
高而下
降。
二、反应条件的选择
以下教学内容均采用分组讨论、互动式的教学方式
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2.压力的选择
一是反应压
力的增加使
反应在热力
学上是否有
利，主要是
考虑反应前
后有体积变
化的气相或
气固相反应
二是要考虑增加压力
确实能够提高设备的
生产能力，但是对设
备材质的强度要求提
高，设备的投资费用
也相应的增加，也就
是说设备生产能力的
增加所创造的经济效
益是否能超过设备投
资费用的增加所造成
生产成本的增；
三是要考虑
整个系统的压
力关系，需要
负压操作时，
就要选择机械
真空装置、水
流喷射装置或
蒸汽喷射装置
实现真空操作；
需要加压
操作时，
对于来料
系统不能
满足该反
应压力要
求的，则
需要加压
设备。
二、反应条件的选择
以下教学内容均采用分组讨论、互动式的教学方式
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.原料配比的选择原料配比的选择
（1）对于有氧
参加的化学反应
的原料配比－考
虑爆炸极限，什
么是爆炸极限？
爆炸极限与哪些
因素有关？
（2）对于无氧参加的
化学反应的原料配比－首
先考虑以化学计量比为基
础，然后再考虑其它因素，
如原料的价格、产物的分
离难易程度等，才能确定
一个适当的原料配比。
二、反应条件的选择
以下教学内容均采用分组讨论、互动式的教学方式
要求：在老师的引导下能否举出一些实例。可以采用提问、讨论等多种形式教学。
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.空间速度与接触时间空间速度与接触时间
定义 是指单位时间内，单位体
积的催化剂上所通过反应物的体
积（在标准状态下）单位为标准
米3/(米3催化剂·小时)，简写成[h-
1]。空间速度简称空速，常用SV
表示 ：
请写出空速的表达式，通过空速
换算得到倒实际空塔气速，通过
换算使学习者了解空速与实际空
塔气速之间有什么区别与联系。
定义 是指反应物料（蒸汽或气体）
在催化剂上的停留时间，又称为停
留时间。
常用表示，单位[s] ；说明接触时
间与转化率、选择性、生产能力之
间的辩证关系。
三、反应条件的控制
空间速度空间速度 接触时间接触时间
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杂质及有害物质的来源
原料中除了含有主要的反应物料外，还含有一些对催化剂有
毒害作用的物质；还有虽然对催化剂无害但是却会恶化反应
条件的有害物质；另外有些既对催化剂无毒，又对反应无害
的惰性物质，它的存在会降低反应的速率。
5.原料纯度
二、反应条件的选择
以下教学内容均采用分组讨论、互动式的教学方式
对于催化剂的毒物和容易恶化反应条件的有害物质，一定要脱除到反
应要求的微量以下，惰性物质也要控制其含量。除了空气或氧气以外，
其余的新鲜反应物料都是上一工段或其它厂家的化工产品，其产品质
量应符合本工段的要求。空气使用前要进行净化，空气要经过吸附除
尘，水洗和碱洗脱除酸性气体。过程中的循环物料主要是脱除惰性物
质，以提高反应的速率。对于某些气固相反应，经分离产物后，有大
量未反应的原料需循环使用，但不能全部循环，必须有部分气体放空、
或进入火炬烧掉，或经脱除惰性气体后循环气再与新鲜原料气混合进
入反应器进行反应，这样做的目的就是为了控制惰性气体含量，提高
反应物的浓度，增大反应速度，以期提高设备的生产能力。
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三、反应条件的控制
（Control of Reaction Condition）
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注意：对于高职学生来说控制反应条件比选择反应条件更重要，因为选择条件
是科学家和工程师的事情，而控制条件的确生产一线操作人员必须掌握的技术。
三、反应条件的控制
1.反应温度的控制
在催化剂确定的情况下，反应温度指标是确定的，但是反应温度能否稳
定在工艺指标下操作，主要受进料的温度、流量、加热介质或移热介质
的流量和温度、反应器的结构型式和使用状态的影响。
反应温度的控制取决于进料流量、进料组成、换热介质的状态等。
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负压操作下的
反应，真空度
的大小主要靠
真空设备来控
制。真空机械
前有一缓冲罐，
靠罐顶放空阀
调节。
1 32
2.反应压力的控制
加压操作下
的反应，压
力的大小靠
压缩机的回
流管线上的
回流阀调节
或者缓冲罐
顶的放空阀
调节。
常压反应，在
反应器或连同
反应器一起的
产物冷却器的
最高点均设有
放空阀，该放
空阀在正常反
应过程中是打
开的，绝对不
允许关闭。
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☆确定了原料配比之后，应该采用正确的控制方法。如液
相物料的流量或配比的控制，一般采用离心泵、计量罐、液
位计三位一体的控制；也可采用计量泵直接计量。首先用离
心泵将料罐中的料液打入高位计量槽，然后通过现场液位计
或远程指示液位计对其进行计量放入反应器中，这类计量只
适应于间歇反应过程；对于采用计量泵计量的过程，可以适
应于连续反应过程。对于气体物料的计量，一般采用气动阀
或电动阀自动调节。自动阀前后均设截止阀，另外还有旁通
阀。开车时，前后截止阀均打开，旁通阀关闭，并将“自动
”调节打至“手动”调节，当流量指标数值接近于“设定”
值时，再打“自动”。
3.原料配比的控制
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空速的大小与所使用的催化剂有很大的关
系，不同的催化剂有不同的空速数值；
同一催化剂在不同的使用阶段采用不同的
空速。空速的控制一般用孔板流量计、文
丘里流量计。实际空速控制过程中还要参
考反应温度、反应后产物的组成、反应的
压力降及催化剂使用时间等。
4.空速的控制
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5.原料纯度的控制
原料纯度是根据化学反应对原料要求进行控制的，
其纯度是否符合要求由原料来源确定。进入装置
的原料纯度必须符合工艺要求，不符合时必须拒
收或进行预处理，若需要精馏、吸收等复杂操作
处理才能符合要求的的原料，一般是不能接收的；
对于经过简单吸附、干燥、非均相分离等操作处
理后能满足要求的原料可以接收；但必须用这些
简单的预处理过程进行处理后才能进行配料进入
反应装置。
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第三节 反应产物的分离与精制
(Separation and Refinement of Reaction Products)
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2．能够根
据液体混
合物各物
质的沸点、
互溶性等
选择正确
分离方案；
1．对各种高温
气体混合物能够
选择正确的分离
装置进行气体混
合物的分离操作，
能够回收高温气
体的热量，根据
能级要求合理利
用；
技能目标
3．能够根据
固体混合物
饱和溶解度，
选择适当的
溶剂，进行
重结晶操作；
4．能够对
气固、气
液、液液
和气液固
进行非均
相分离。
气体、液体、固体和非均相混合物的分离方法、过程
和原则。
应用知识
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1
3
4
2
主要
内容
一、气体混合物的分离
（Separation of Reacted Gas Mixture）
二、液体混合物的分离
（Separation of Reacted Liquid Mixture）
三、固体混合物的分离
（Separation of Solid Mixture）
四、非均相混合物的分离
（Separation of Heterogeneous Mixture）
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一、气体混合物的分离
（Separation of Reacted Gas Mixture）
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一、气体混合物的分离
1.合成甲醇后气体混合物分离过程；
图2-11合成甲醇后气体混合物分离流程示意图
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2.以石脑油为裂解原料的烃类裂解气的分离；
图2-12裂解气分离流示意图
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二、液体混合物的分离
（Separation of Reacted Liquid
Mixture）
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二、液体混合物的分离
三个方案：
方案一：蒸发－高沸塔－低沸塔－产品醋酸
方案二：蒸发－低沸塔－高沸塔－产品醋酸
方案三：蒸发－低沸塔－蒸 发－产品醋酸
要求：从产品质量、设备投资、能量消耗等方面
进行探讨，从而达到确定分离方案。
举例：粗醋酸的分离与精制
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二、液体混合物的分离
举例：粗醋酸的分离与精制
蒸发－高沸塔－低沸塔－产品醋酸
蒸发－低沸塔－高沸塔－产品醋酸
1
2
3蒸发－低沸塔－蒸 发－产品醋酸
三
个
方
案
要求：从产品质量、设备投资、能量消耗
等方面进行探讨，从而达到确定分离方案。
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三、固体混合物的分离
（Separation of Solid Mixture）
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三、固体混合物的分离
1.溶解（dissolution）
就是选择适当的溶剂将粗品固体溶解其中形成稀
溶液，目的是除去粗品中不溶的固体杂质，以制
取纯度较高的符合产品质量要求的晶体。
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三、固体混合物的分离
2.过滤 (filtration)
就是去除在溶解过程中没有溶解的固
体杂质，此时过滤过程应处于热状态
过滤。根据过滤推动力不同可分为：
重力过滤、加压过滤、真空过滤和离
心过滤。
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三、固体混合物的分离
3.结晶（crystallization）
（1）利用共同离子效应，加入具有同离子的固体
盐于溶液中，溶液中相对更不易溶解的组分被析
出，加入的固体盐类溶解，进入液相，取代被折
出的盐类，例如联合制碱的盐析结晶。
（2）利用冷却的方法是使初始不饱和溶液变为饱
和溶液、过饱和溶液，使晶体析出来，开始是细
微的晶核，逐步再与后面折出的结晶相结合逐步
生长，最后达到要求的粒度。
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三、固体混合物的分离
3.结晶（crystallization）
（3）在蒸发结晶中，是以去除溶剂的方式，使溶液由不饱和变
成饱和进而变成过饱和溶液，打破了原有的溶解度平衡状态，有
细微的晶核折出，然后互相结合或生长达到成品结晶的粒度。
（4）真空结晶是依靠闪蒸使溶剂离开溶液，同时又有潜热带出，
使溶液温度下降，也就是兼具蒸发与冷却的双重效应，从而达到
过饱和状态，有部分晶体折出。
（5）盐析结晶则是在初始的饱和溶液中先加入适量的另外一种
固体盐，溶液中相对更不易溶解的盐被新加入的盐所取代，新固
体盐被溶解，而液相中的盐被析出。
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4.结晶器（crystallization tank）
是为了满足结晶需要的装置。按照溶解
度因温度的变化的特性不同，结晶器的
基本类型有：冷却结晶器、蒸发结晶器、
真空结晶器、盐析结晶器和喷雾结晶器、
附有反应的结晶器、非混相的两相直接
接触致冷结晶器等。根据“晶习”的要
求选择不同的结晶器。
所谓“晶习”就是晶体在一定的条件下
形成特定的晶形。
类型类型
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5.再过滤(refiltration)
即得产品晶体，再过滤与过滤的不同点，是其处于
在冷态过滤。初始过滤时，为了防止已经溶解的晶
体由于温度的下降而重新析出，与不溶解的杂质一
起被过滤掉，造成浪费，所以初始过滤必须热过滤；
再过滤操作是为了得到更多的晶体，必须降低晶体
的饱和溶解度，所以再过滤必须采用冷过滤。而且
过滤后的母液可作为溶剂回收使用。对晶体进行再
洗涤，可除去晶体中包裹的杂质，晶体中的杂质是
否除去干净，常用洗涤液的pH值作为控制指标，
当pH值接近于7时，可以认为洗涤干净。
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6.干燥（chemical or physical drying）
目的是使湿滤饼除去其中的湿份，得到干燥的
产品。干燥过程控制的好坏是控制产品质量的关
键操作步骤。
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四、非均相混合物的分离
（Separation of Heterogeneous Mixture）
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四、非均相混合物的分离
此外非均相混合物的分离特指产物离开反
应器之后，但还没有进入精制操作之前的
非均相分离。
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第四节 产品的包装与储运
(Packing, Storing and Transporting of Products)
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产品包装是实现产品商
品化的重要一环。包装总的
要求是安全、经济、环保、
实用，最终将产品安全地送
到用户手中。
知识拓展
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Reality
第四节 产品的包装与储运
一、按物质的状态分类
二、按材质分类
三、按封口类别分类
四、包装物外观印刷要求
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一、按物质的状态分类
气：气体贮存有钢瓶、气柜，气柜又分为湿式
低压气柜、干式低压气柜和高压气柜等
液：液体有桶装和瓶装
固：固体主要是袋装和瓶装，少量利用桶装；
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二、按材质分类
１．非金属类包装，如塑料、纸
质等。
２．金属类包装 。
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１缝线。采用缝线
的包装有：PP编
织袋、纸塑袋、纸
袋等。
３不封口袋
包装或自封
口包装：
２热封。采用热封的
包装有：PE聚乙烯薄
膜袋，热熔胶袋和铝
箔袋等。
三、按封口类别分类
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四、包装物外观印刷要求
对于有毒物质，要有骷颅人头标志，在人头标志下
方标明毒物或剧毒物；
商标，商品名、化学名称；
纯物质要有化学分子式或结构式，分子量；
混合物要注明主要物质和主要添加物的名称及其含
量；
产品的主要性能、适用范围，有的要注明用法与用
量；
袋或桶毛重、净重以及误差；
厂址，联系方式，生产日期等。
袋装或桶装外观印刷要求是：
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本章主要介绍了：原料选用与储存的原则、原料的预处理方法和过
程、原料的输送原则，反应器的选型、反应条件的选择、反应器的
操控过程，反应产物的分离精制及产品的包装与储运。
1.化工原料有气、液、固三种不同的状态。当选用的是化工起始原
料时，不同的原料状态可用不同的处理方法；
2.化学反应器的结构型式、适用范围、选用方法，重点要掌握使用
方法；
3.，反应温度、反应压力、空间速度、原料配比和原料纯度等工艺
条件的选控原则和方法；
4.根据不同的产物的状态和物理性质确定其分离方法。
5.非均相混合物的分离是由反应过程向产物分离过程过渡的中间阶
段，它主要包括气固分离、气液分离和液液分离过程。
6.产品的包装是知识拓展部分。熟悉包装材质、包装规格、包装要
求，尤其是包装要求，要达到安全、经济、环保、实用，不至于因
过度的包装而增加用户过多的支出，同时还要有防伪标志，不仅保
护厂家的利益，而且更重要的是保护消费者的合法权益。
本章小结
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综合练习
1.在制备脲醛树脂过程中，所用原料为尿素和甲
醛，所使用的催化剂为固碱，请问对原料和催化
剂有什么要求，在投入反应器前要进行何种处理，
选择何种反应器，如何控制反应条件，产物应该
如何处理才能达到产品的要求？通过分析，写出
实验方案，请查阅资料后再做练习。
2.合成氨原料气净化过程阅读资料，见教材，阅
读后，写出净化工艺过程，同时确定相应的单元
操作设备。
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复习思考题
1.化工原料有哪三种状态，每种状态的净化方
法有哪些？请用列表方法回答。
2.化工原料输送机械有哪些，请列出液体原料的输
送机械。
3.固定床反应器与流化床反应器各有什么优缺点？
4.塔式反应器适用于何种类型反应？
5.影响反应温度的因素有哪些？
7.当合成甲醇的温度上升时，请分析影响因素和确
定调节方案。
6.反应压力的确定主要考虑哪些因素？
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复习思考题
8.液体混合物的分离方案如何确定，其分离依
据是什么？
9.气体混合物的分离方案如何确定，其分离依据是
什么？
10.固体混合物的分离方案如何确定，其分离依据
是什么？
11.非均相混合物的分离方案如何确定，是分离依
据是什么？
12.请在教师指导下完成某一混合物分离方案的确
定，并说明理由。
13.请在教师指导下完成某一气液反应体系的反应
器的选用。
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