原料及原料准备.pptx

本章的教学目标本章的教学目标了解原料在化工中的地位、原料辅料对产品质了解原料在化工中的地位、原料辅料对产品质量的影响、原料对反应中副产物生成与分离的量的影响、原料对反应中副产物生成与分离的影响以及原料和原料路线对工艺流程的影响影响以及原料和原料路线对工艺流程的影响,明明确原料进入流程的要求和原料准备的任务。确原料进入流程的要求和原料准备的任务。掌握原料预处理的原则掌握原料预处理的原则,熟悉原料预处理方案设熟悉原料预处理方案设计的基本方法和步骤计的基本方法和步骤,学会如何对原料预处理方学会如何对原料预处理方案和流程进行比较和评估。案和流程进行比较和评估。熟练掌握固体原料、气体原料、液体原料处理熟练掌握固体原料、气体原料、液体原料处理以及催化剂准备的技术和方法。以及催化剂准备的技术和方法。第1页/共78页所谓原料所谓原料,是指生产化工产品的起始物料。我们是指生产化工产品的起始物料。我们先讨论原料在化工产品生产中的影响先讨论原料在化工产品生产中的影响在产品生产成本中在产品生产成本中,原料所占的比例很高原料所占的比例很高,有时高有时高达达60-70%,因此对化工生产来说因此对化工生产来说,原料及原料路原料及原料路线至关重要。线至关重要。主要体现在主要体现在:原料辅料性状直接影响到产品的质原料辅料性状直接影响到产品的质量、工艺过程量、工艺过程(反应过程和分离过程反应过程和分离过程)、工艺条件、工艺条件和成本和成本(物料和能量消耗物料和能量消耗)。2.1 原料在化工产品生产中的影响与要求原料在化工产品生产中的影响与要求第2页/共78页隔膜法生产时控制精盐水的质量指标隔膜法生产时控制精盐水的质量指标案例一案例一:用原盐作原料生产烧碱的原料处理用原盐作原料生产烧碱的原料处理第3页/共78页案例一案例一:用原盐作原料生产烧碱的原料处理用原盐作原料生产烧碱的原料处理因原盐含有钙、镁、硫酸根杂质因原盐含有钙、镁、硫酸根杂质,对电解过对电解过程有害程有害,同时给电解产品带入杂质。同时给电解产品带入杂质。第4页/共78页原盐在进入电解槽前需要预处理原盐在进入电解槽前需要预处理,其流程是其流程是:化盐桶化盐桶澄清桶澄清桶反应槽反应槽混合槽混合槽砂滤器砂滤器pH调节槽调节槽进料精盐水槽进料精盐水槽原盐原盐纯碱纯碱烧碱烧碱氯化钡氯化钡助沉剂助沉剂盐酸盐酸泥浆泥浆去下道工序去下道工序第5页/共78页分析分析:合成等规聚丙烯，对丙烯原料的要求：一是含量高，二是含水和含氧合成等规聚丙烯，对丙烯原料的要求：一是含量高，二是含水和含氧510-6。否则将影响引发剂（催化剂）的活性，从而降低产品聚丙烯的等规度。否则将影响引发剂（催化剂）的活性，从而降低产品聚丙烯的等规度。结论结论:原料的品位原料的品位(纯度、杂质的种类和含量纯度、杂质的种类和含量)直接影响到产品的质量直接影响到产品的质量,有些化工产品的杂有些化工产品的杂质还是直接由原辅材料带入的。质还是直接由原辅材料带入的。案例二、产品聚丙烯的等规度案例二、产品聚丙烯的等规度第6页/共78页分析分析:用甲烷氯化法制取一氯甲烷用甲烷氯化法制取一氯甲烷,可以控制氯的可以控制氯的比例来提高比例来提高CH3Cl含量含量,但还副产二氯甲烷、三但还副产二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯的烯烃、氯的高级烷烃氯甲烷、四氯甲烷和氯的烯烃、氯的高级烷烃（六氯乙烷等），其中二氯甲烷含量最多。当（六氯乙烷等），其中二氯甲烷含量最多。当然二氯甲烷可作为副产品，但与一氯甲烷分离，然二氯甲烷可作为副产品，但与一氯甲烷分离，使一氯甲烷的质量达到某个水平就不容易了。使一氯甲烷的质量达到某个水平就不容易了。如果原料改用甲醇和氯化氢，那么生成物主要如果原料改用甲醇和氯化氢，那么生成物主要是一氯甲烷，副产品几乎没有。是一氯甲烷，副产品几乎没有。结论结论:原料影响到副产物的生成与分离。原料影响到副产物的生成与分离。案例三、甲烷氯化法或甲醇取代法生产一氯甲烷案例三、甲烷氯化法或甲醇取代法生产一氯甲烷第7页/共78页案例四、氯乙烯合成的两个原料路线案例四、氯乙烯合成的两个原料路线第8页/共78页第9页/共78页分析分析:路线一路线一,乙炔和氯化氢合成乙炔和氯化氢合成,反应过程直接加成反应过程直接加成,合成工艺并不复杂合成工艺并不复杂,但水洗和但水洗和碱洗产生的三废复杂碱洗产生的三废复杂,因乙炔由电石生产因乙炔由电石生产,能耗和成本较高能耗和成本较高;路线二路线二,乙烯氧氯化法乙烯氧氯化法,乙烯来源充足乙烯来源充足,反应过程分步进行反应过程分步进行,产生的产生的HCl在流程内循环在流程内循环,流程先进简练流程先进简练,成本成本较低。较低。结论结论:原料路线影响反应过程和成本。原料路线影响反应过程和成本。案例四、氯乙烯合成的两个原料路线案例四、氯乙烯合成的两个原料路线第10页/共78页案例五、合成苯酐的原料路线案例五、合成苯酐的原料路线:邻法和萘法邻法和萘法第11页/共78页分析分析:路线一路线一,用邻二甲苯作原料空气氧化制苯酐用邻二甲苯作原料空气氧化制苯酐(邻法邻法),生产中主要副产物是顺丁生产中主要副产物是顺丁烯二酸酐、丁烯二酸酐、邻苯二甲酸烯二酸酐、丁烯二酸酐、邻苯二甲酸,分离过程较复杂分离过程较复杂,可回收可回收5%左右的副产物左右的副产物顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐;路线二路线二,萘法萘法,由于反应温度易于控制由于反应温度易于控制,副产物极少副产物极少,分离过程比较简分离过程比较简单。单。结论结论:原料路线影响分离过程和工艺条件。原料路线影响分离过程和工艺条件。案例五、合成苯酐的原料路线案例五、合成苯酐的原料路线第12页/共78页其次其次,讨论原料进入流程的要求讨论原料进入流程的要求原料的纯度和规格原料的纯度和规格原料的纯度和规格原料的纯度和规格:纯度由杂质对反应的影响和纯度由杂质对反应的影响和高纯原料的价格、资源等技术经济参数决定。高纯原料的价格、资源等技术经济参数决定。纯度确定后纯度确定后,要制定一份原料的质量要求和检验要制定一份原料的质量要求和检验方法方法(原料质量指标原料质量指标),作为管理文件作为管理文件;并在原料进并在原料进入流程之前入流程之前,要有一份检测报告。要有一份检测报告。反应对原料的要求反应对原料的要求反应对原料的要求反应对原料的要求:反应不同反应不同,对原料要求不同对原料要求不同;选用的反应器不同选用的反应器不同,原料要求不同原料要求不同;反应条件不同反应条件不同,对原料要求不同。对原料要求不同。原料计量和进料方案原料计量和进料方案原料计量和进料方案原料计量和进料方案:原料配比和进料要求原料配比和进料要求原料配比和进料要求原料配比和进料要求2.1 原料在化工产品生产中的影响与要求原料在化工产品生产中的影响与要求第13页/共78页原料预处理或原料准备过程是工艺流程的一个原料预处理或原料准备过程是工艺流程的一个组成部分组成部分,其任务是其任务是:用物理或化学方法率先制成在化学上用物理或化学方法率先制成在化学上(即纯度杂即纯度杂质上质上)合乎进入反应器要求的物料。合乎进入反应器要求的物料。用物理或机械方法达到进入反应器的物理要求用物理或机械方法达到进入反应器的物理要求(即物理形态和形状的要求即物理形态和形状的要求,如细度、粒度、平均如细度、粒度、平均粒度和粒度分布粒度和粒度分布,含水量、比表面含水量、比表面,粒子的形状粒子的形状,气体的重度密度、干燥程度等待）。气体的重度密度、干燥程度等待）。用物理或其它方法达到进入反应器的加料要求用物理或其它方法达到进入反应器的加料要求,如原料配比要求如原料配比要求,气相进料、液体进料等。气相进料、液体进料等。2.2 原料预处理原料预处理(原料准备原料准备)的任务的任务第14页/共78页 必须满足工艺要求必须满足工艺要求 简便可靠的预处理工艺简便可靠的预处理工艺 充分利用反应和分离过程的余热及能量充分利用反应和分离过程的余热及能量 尽量不产生新的污染尽量不产生新的污染,不要造成损失不要造成损失 尽量研究和采用先进技术尽量研究和采用先进技术 投资节省投资节省,设备维修方便设备维修方便 尽量分工由生产厂家精制尽量分工由生产厂家精制2.3 原料预处理的原则与方案设计原料预处理的原则与方案设计（一）原料预处理的原则（一）原料预处理的原则第15页/共78页（二）原料预处理方案设计（二）原料预处理方案设计 第一步第一步,研究预处理方框概念研究预处理方框概念 第二步第二步,根据具体原料根据具体原料,进行一级、二进行一级、二级、三级处理级、三级处理,实现化工单元和装置化实现化工单元和装置化第16页/共78页 例如某一固体物料例如某一固体物料,在运输等过程中可能沾在运输等过程中可能沾有泥土等杂质有泥土等杂质,物料本身也含有杂质物料本身也含有杂质,加料要求加料要求是要粉碎到某个粒度是要粉碎到某个粒度,要求干燥要求干燥,则根据上述方则根据上述方框概念框概念,其原料预处理流程为其原料预处理流程为:将上述单元操作完善并变为装置将上述单元操作完善并变为装置:第17页/共78页 第三步第三步,将处理流程细化将处理流程细化:第18页/共78页 第四步第四步,简化完善流程。如上述流程可先浮选再洗涤简化完善流程。如上述流程可先浮选再洗涤,省去水洗和干燥省去水洗和干燥,也可设也可设计一个密闭的粉碎系统计一个密闭的粉碎系统,不必再进行气流干燥等。不必再进行气流干燥等。第五步第五步,进行设备工艺设计（此步与整个工艺流程统一进行）。进行设备工艺设计（此步与整个工艺流程统一进行）。（二）原料预处理方案设计（二）原料预处理方案设计第19页/共78页（三）原料预处理方案的比较和评估（三）原料预处理方案的比较和评估 原料一般由供应商提供原料一般由供应商提供,如果供应厂商的处理如果供应厂商的处理方案与我们相同的话方案与我们相同的话,则精原料与粗原料相比，不则精原料与粗原料相比，不仅要作技术经济比较外仅要作技术经济比较外,而且还要作充分的风险分而且还要作充分的风险分析和研究。因为析和研究。因为作为粗原料的供应渠道可能较多作为粗原料的供应渠道可能较多,而作为精原料实际上接近于专业配套厂商而作为精原料实际上接近于专业配套厂商,他们的他们的运行效益和企业成败运行效益和企业成败,直接关系到本企业产品的正直接关系到本企业产品的正常生产常生产,当然可以采取兼并或其它手段当然可以采取兼并或其它手段,这其中的这其中的风险是不可不察也。风险是不可不察也。原料的处理方案原料的处理方案,要从原料来源、技术成熟和要从原料来源、技术成熟和可靠程度、设备投资、运行费用以及带来的风险可靠程度、设备投资、运行费用以及带来的风险等作技术经济的综合评估。等作技术经济的综合评估。第20页/共78页固体原料的处理固体原料的处理气体原料的处理气体原料的处理液体原料的处理液体原料的处理催化剂准备催化剂准备2.4 原料预处理的技术与方法原料预处理的技术与方法本节讨论以下问题本节讨论以下问题:第21页/共78页一、固体原料的处理一、固体原料的处理（一）粉碎（一）粉碎（二）固体和晶体物料的纯化（二）固体和晶体物料的纯化（三）固体物料的干燥（三）固体物料的干燥（四）固体原料的输送与加料（四）固体原料的输送与加料（五）固体的混合与混料（五）固体的混合与混料第22页/共78页（一）粉碎（一）粉碎p粉碎粉碎:l粉碎产品加工后粒度在粉碎产品加工后粒度在15mm以上的过程叫破碎以上的过程叫破碎l粒度在粒度在60mm至至15mmmm之间的加工过程叫磨碎之间的加工过程叫磨碎l产物粒度在产物粒度在60mm以下的过程叫超细磨碎以下的过程叫超细磨碎l粉碎和磨碎的过程统称为粉碎或碎磨粉碎和磨碎的过程统称为粉碎或碎磨p粉碎比粉碎比:1、基本术语、基本术语D指原料指原料(给料给料)中最大颗粒尺寸中最大颗粒尺寸 d指产品中最大颗粒尺寸指产品中最大颗粒尺寸第23页/共78页（一）粉碎（一）粉碎p破碎段或磨碎段破碎段或磨碎段:l物料每经过一次破碎机或磨碎机称为一个物料每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段或磨碎段破碎段或磨碎段1、基本术语、基本术语p颗粒的平均粒度颗粒的平均粒度常用筛孔的常用筛孔的“网目网目”来表示，网目是筛网来表示，网目是筛网在在1英寸英寸(2.54厘米厘米)长度上筛孔的数目，这个长度上筛孔的数目，这个目数越高，筛孔尺寸越小，如目数越高，筛孔尺寸越小，如100目、目、200目目等等第24页/共78页（一）粉碎（一）粉碎p粒度分布粒度分布:l习惯上将物料试样称重后置于一套筛网习惯上将物料试样称重后置于一套筛网 上进行筛分，得出每个粒级的质量分上进行筛分，得出每个粒级的质量分 数，数，列成表格或作图，表示粒度分布。列成表格或作图，表示粒度分布。1、基本术语、基本术语粒度粒度/mmmm含含量量%第25页/共78页（一）粉碎p碎磨流程：碎磨流程：1、基本术语、基本术语进料筛进料筛破碎机破碎机A筛分筛分A破碎机破碎机B筛分筛分B破碎机破碎机C筛分筛分C粉碎机粉碎机筛分筛分D细细粗粗粗粗粗粗u为了使流程连续，各环节中间设计有输送机为了使流程连续，各环节中间设计有输送机粗粗产品产品第26页/共78页2、筛分的定义及设备、筛分的定义及设备p定义定义:筛分是将粉粒原料在筛面上分为各筛分是将粉粒原料在筛面上分为各种粒级种粒级.用于固体原料粉碎流程有三种用于固体原料粉碎流程有三种:预先筛分：如进料筛预先筛分：如进料筛检查筛分：如筛分检查筛分：如筛分A、B、C最终筛分：如筛分最终筛分：如筛分Dp设备设备:筛分设备按物料运动方向和筛面的筛分设备按物料运动方向和筛面的关系分为振动筛和旋转筛两大类关系分为振动筛和旋转筛两大类振动筛的物料运动与筛面垂直振动筛的物料运动与筛面垂直旋转筛的物料作回转运动旋转筛的物料作回转运动p筛分机的选用参见筛分机的选用参见P100表表2-3第27页/共78页3、破碎设备、破碎设备（一）粉碎（一）粉碎颚式破碎机颚式破碎机回转和圆锥破碎机回转和圆锥破碎机锤式冲击式破碎机锤式冲击式破碎机辊式破碎机辊式破碎机辊压机辊压机破碎机破碎机锤碎机锤碎机反击式破碎机反击式破碎机第28页/共78页3、破碎设备、破碎设备（一）粉碎（一）粉碎常用的破碎设备常用的破碎设备第29页/共78页4、磨碎设备、磨碎设备（一）粉碎（一）粉碎雷蒙磨雷蒙磨1-梅花架；梅花架；2-辊子辊子;3-磨环；磨环；4-铲刀；铲刀；5-给料部给料部;6-返风箱返风箱;7-排料口排料口第30页/共78页4、磨碎设备、磨碎设备（一）粉碎（一）粉碎球磨机球磨机筒体筒体端盖端盖给料器给料器主轴承主轴承大齿轮大齿轮中空轴承中空轴承衬板衬板第31页/共78页4、磨碎设备、磨碎设备（一）粉碎（一）粉碎棒磨机棒磨机1-筒体；筒体；2-端盖端盖;3-排料环；排料环；4-堆形盖；堆形盖；5-轮圈轮圈;6-托轮托轮;7-大止圈大止圈第32页/共78页（二）固体和晶体物料的纯化（二）固体和晶体物料的纯化u当物料粉碎到一定程度之后当物料粉碎到一定程度之后,物料可借风力进行物料可借风力进行 “分级分级”和纯化和纯化u通常纯化晶体或盐类的方法如下通常纯化晶体或盐类的方法如下:(1)熔融纯化熔融纯化 (2)重结晶纯化重结晶纯化 (3)制成溶液制成溶液,蒸发分离蒸发分离,然后泠却结晶然后泠却结晶 (4)溶于溶剂溶于溶剂,再过滤除杂质再过滤除杂质,浓缩结晶浓缩结晶,得到纯晶体得到纯晶体 (5)用某种不溶晶体而溶杂质的溶液进行纯化用某种不溶晶体而溶杂质的溶液进行纯化 第33页/共78页（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥 对于固体物料通常采用热物理方法进行干燥对于固体物料通常采用热物理方法进行干燥,也就是指也就是指用加热固体物料，使其中的水分蒸发用加热固体物料，使其中的水分蒸发,再由气流把水蒸气再由气流把水蒸气带出；带出；或是使空气加热，用热气流吹过固体物料，使水分或是使空气加热，用热气流吹过固体物料，使水分蒸发而带出；蒸发而带出；或者是二者兼有。或者是二者兼有。（1 1）厢式干燥器）厢式干燥器）厢式干燥器）厢式干燥器 2、设备、设备1、概念、概念（2）物料移动）物料移动 型干燥器型干燥器隧道式干燥器隧道式干燥器穿流带式干燥器穿流带式干燥器喷流式和移动式干燥器喷流式和移动式干燥器第34页/共78页（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥2、设备、设备（3 3）物料搅拌式干燥器）物料搅拌式干燥器）物料搅拌式干燥器）物料搅拌式干燥器 热风式糟型搅拌干燥器热风式糟型搅拌干燥器第35页/共78页（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥2、设备、设备（3 3）物料搅拌式干燥器）物料搅拌式干燥器）物料搅拌式干燥器）物料搅拌式干燥器 圆盘干燥器的结构圆盘干燥器的结构第36页/共78页（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥2、设备、设备（4 4）回转干燥器）回转干燥器）回转干燥器）回转干燥器 旋风分离器旋风分离器旋风分离器旋风分离器送风机送风机干燥段干燥段泠却段泠却段空气加热器空气加热器第37页/共78页（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥2、设备、设备（5 5）红外、远红外干燥器）红外、远红外干燥器）红外、远红外干燥器）红外、远红外干燥器 辐射器辐射器传送带传送带漏斗漏斗阀门器阀门器第38页/共78页（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥2、设备、设备（6 6）微波干燥器）微波干燥器）微波干燥器）微波干燥器 旋风分离器旋风分离器发生器发生器波导波导筛子筛子干燥器干燥器流化床流化床加热器加热器第39页/共78页（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥2、设备、设备（7 7）气流干燥器）气流干燥器）气流干燥器）气流干燥器 袋滤器袋滤器旋风分离器旋风分离器干燥管干燥管加热器加热器加料器加料器风机风机第40页/共78页（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥3、干燥流程、干燥流程干燥器干燥器出料出料热风尾气处理热风尾气处理加料加料热风热风p加料方式是由所选用的干燥器决定加料方式是由所选用的干燥器决定加料方式加料方式人工加料人工加料,如厢式干燥器如厢式干燥器真空加料真空加料,如真空干燥器如真空干燥器输送带进料输送带进料,如回转干燥器如回转干燥器螺旋进料器螺旋进料器,如气流干燥器、流化床如气流干燥器、流化床旋转加料器旋转加料器,如气流干燥器、流化床如气流干燥器、流化床第41页/共78页（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥加料装置结构示意图加料装置结构示意图3、干燥流程、干燥流程第42页/共78页3、干燥流程、干燥流程 p干燥流程的出料系统干燥流程的出料系统,一般是由干燥装置的特点决定一般是由干燥装置的特点决定人工出料人工出料,如一些间歇厢式干燥如一些间歇厢式干燥自动出料自动出料,如流态化和气流干燥装置。如流态化和气流干燥装置。这类干燥器的出料这类干燥器的出料特点是气流与物料一起输出特点是气流与物料一起输出,因此必须用旋风分离器收集干因此必须用旋风分离器收集干燥物料进入集尘斗入料仓，其方框流程示意为：燥物料进入集尘斗入料仓，其方框流程示意为：（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥旋风分离器旋风分离器二级旋风分离二级旋风分离布袋除尘布袋除尘集尘斗集尘斗集尘斗集尘斗料料 仓仓气流干燥物料气流干燥物料从干燥器出口从干燥器出口放空放空或湿式除尘或湿式除尘第43页/共78页3、干燥流程、干燥流程 u当一种干燥方法不能完全干燥要求当一种干燥方法不能完全干燥要求,或从节能目的出发或从节能目的出发,可采用两级干燥方案可采用两级干燥方案如旋风和流化床的组合如旋风和流化床的组合,粉碎和气流干燥的组合粉碎和气流干燥的组合（三）固体物料干燥（三）固体物料干燥第44页/共78页1、固体原料的输送、固体原料的输送 固体原料的输送与加料是原料预处理和进入反应器固体原料的输送与加料是原料预处理和进入反应器的重要环节的重要环节,是流程上不可缺少的部分是流程上不可缺少的部分（四）固体原料的输送与加料（四）固体原料的输送与加料固体原料固体原料输送方式输送方式人工搬运人工搬运,如用电瓶车、叉车、翻斗车等如用电瓶车、叉车、翻斗车等 机械输送机械输送气力输送气力输送带式输送机带式输送机提升料斗提升料斗螺旋输送机螺旋输送机压送（吹送）式压送（吹送）式吸送式吸送式第45页/共78页螺旋进料机螺旋进料机（四）固体原料的输送与加料1、固体原料的输送、固体原料的输送 第46页/共78页脉冲式气力输送机脉冲式气力输送机（四）固体原料的输送与加料（四）固体原料的输送与加料1、固体原料的输送、固体原料的输送 第47页/共78页喷射式吸喷射式吸-压气送装置压气送装置（四）固体原料的输送与加料（四）固体原料的输送与加料1、固体原料的输送、固体原料的输送 固定式吸嘴固定式吸嘴第48页/共78页（四）固体原料的输送与加料（四）固体原料的输送与加料2、固体物料进入反应器的加料流程、固体物料进入反应器的加料流程料仓料仓计量计量加料器加料器符合要求的固体原料符合要求的固体原料进入反应器进入反应器第49页/共78页双转子混合机双转子混合机（五）固体的混合与混料（五）固体的混合与混料有时在固体粉料加料时，不止一种物料，因此有时在固体粉料加料时，不止一种物料，因此 有必要在加入反应器后或加料之前加以混合有必要在加入反应器后或加料之前加以混合固体粉料的混合可以减少非均匀性固体粉料的混合可以减少非均匀性其设备是混合机，例如：其设备是混合机，例如：连续式研磨机连续式研磨机第50页/共78页各种混合机适用范围各种混合机适用范围第51页/共78页 二、气体原料的处理二、气体原料的处理 对于原料气的要求对于原料气的要求:不含尘粒不含尘粒,不含水分不含水分,尽量尽量纯化纯化,不含杂质不含杂质.因此因此,原料气通常要处理后投料原料气通常要处理后投料,其其处理过程有处理过程有:（一）原料气体除尘捕雾（一）原料气体除尘捕雾（二）气体净化精制（二）气体净化精制（三）原料气体的干燥（三）原料气体的干燥（四）输送与计量（四）输送与计量第52页/共78页（一）原料气体除尘捕雾（一）原料气体除尘捕雾空气过滤器空气过滤器 即捕集空气中的低浓度粉尘即捕集空气中的低浓度粉尘干法除尘干法除尘沉降器除尘沉降器除尘惯性除尘器惯性除尘器:使含尘的气体急速转向使含尘的气体急速转向 或冲击挡板或冲击挡板旋风除尘器旋风除尘器袋式过滤器袋式过滤器湿法除尘湿法除尘湿法洗涤器湿法洗涤器除沫器除沫器气气体体除除尘尘捕捕雾雾方方式式第53页/共78页（一）原料气体除尘捕雾（一）原料气体除尘捕雾空气过滤器空气过滤器第54页/共78页（一）原料气体除尘捕雾（一）原料气体除尘捕雾旋风分离器旋风分离器第55页/共78页湿法洗涤器的分类湿法洗涤器的分类第56页/共78页复档捕沫器复档捕沫器高效高效Brink除雾器除雾器（一）原料气体除尘捕雾（一）原料气体除尘捕雾第57页/共78页（二）气体净化精制（二）气体净化精制过滤过滤(除雾除雾)洗涤洗涤-除沫除沫加压精馏加压精馏泠凝泠凝吸附，如分子筛等吸附，如分子筛等化学吸附化学吸附离子交换离子交换膜分离膜分离凝絮、螯合凝絮、螯合吸收吸收化学反应，化学反应，如转化和破坏如转化和破坏溶解溶解生物化学方法生物化学方法化学方法和生物化学方法化学方法和生物化学方法物理化学方法物理化学方法物理方法物理方法原原料料气气体体净净化化方方法法第58页/共78页（三）原料气体的干燥（三）原料气体的干燥器壁泠却器壁泠却液体泠却液体泠却,即稀释了液体或结水成霜即稀释了液体或结水成霜 悬浮于液体中悬浮于液体中分子筛分子筛硅胶硅胶,Al2O3无机物无机物活性炭活性炭化学反应化学反应,如炭如炭,SiCl4等等吸附吸附,如浓如浓H2SO4、CaCl2等等加压加压泠凝水汽液化泠凝水汽液化吸附吸附冷却冷冻冷却冷冻气气体体干干燥燥方方案案吸收吸收化学吸附式吸收化学吸附式吸收 原料经水洗除尘之后，使气体中湿度增大或原料气本身原料经水洗除尘之后，使气体中湿度增大或原料气本身 含有水分含有水分,当原料气体对水分有严格要求时当原料气体对水分有严格要求时,必须进行干燥必须进行干燥第59页/共78页（四）输送与计量（四）输送与计量气体的输送气体的输送,一般由压力一般由压力(气体输送机施压气体输送机施压)通过管道输送通过管道输送1、气体输送、气体输送气体输送机气体输送机通风机通风机:排气压力小于排气压力小于0.1415MPa鼓风机鼓风机:出口风压为出口风压为0.14150.2mPa压缩机压缩机:出口压力大于出口压力大于0.2MPa2、气体输送加料中的计量、气体输送加料中的计量 通常在管道中安装节流孔板通常在管道中安装节流孔板,利用气体穿过孔板锐口造利用气体穿过孔板锐口造成的压差成的压差,用公式可以计算出气体的流量用公式可以计算出气体的流量第60页/共78页 三、液体原料的处理三、液体原料的处理（一）纯化和净化（一）纯化和净化（二）液体原料干燥（二）液体原料干燥（三）液体原料输送与计量（三）液体原料输送与计量第61页/共78页（一）纯化和净化（一）纯化和净化恒压过滤恒压过滤恒速过滤恒速过滤变压变速过滤变压变速过滤堵塞过滤堵塞过滤深层过滤深层过滤膜过滤膜过滤微过滤微过滤离心过滤离心过滤澄清过滤澄清过滤滤饼过滤滤饼过滤过过滤滤过过程程动态过滤动态过滤 液体原料通常都是按照反应要求订货购买的液体原料通常都是按照反应要求订货购买的,一般说一般说来来,很少在反应流程中加以净化、精馏或其它方法去除杂很少在反应流程中加以净化、精馏或其它方法去除杂质的。但却有一些场合，出于经济效益的考虑或由于反应质的。但却有一些场合，出于经济效益的考虑或由于反应 过程要求的质量指标过于苛严，还需加以精制。过程要求的质量指标过于苛严，还需加以精制。1、过滤和澄清、过滤和澄清第62页/共78页（一）纯化与净化（一）纯化与净化重力过滤机重力过滤机袋式过滤机袋式过滤机砂滤器砂滤器间歇间歇连续连续盘式压滤机盘式压滤机膜滤器膜滤器预敷层压滤机预敷层压滤机真空过滤机真空过滤机重力过滤器重力过滤器过过滤滤装装置置加压过滤机加压过滤机离心过滤机离心过滤机增浓过滤机增浓过滤机澄清过滤机澄清过滤机吸滤器吸滤器真空叶滤器真空叶滤器转鼓转鼓圆盘圆盘1、过滤和澄清、过滤和澄清第63页/共78页u一般含液相溶质杂质可用结晶方法一般含液相溶质杂质可用结晶方法2、结晶和重结晶、结晶和重结晶结晶结晶（一）纯化与净化（一）纯化与净化溶液结晶溶液结晶泠却结晶泠却结晶:降低温度降低温度蒸发结晶蒸发结晶:溶剂的蒸发溶剂的蒸发真空绝热泠却结晶真空绝热泠却结晶:溶剂的闪蒸与溶剂的闪蒸与 蒸发兼有降温蒸发兼有降温加晶种等其它类型加晶种等其它类型:改变压力改变压力,降低降低 溶解度方法溶解度方法熔融结晶熔融结晶升华结晶升华结晶沉析结晶沉析结晶反应沉淀反应沉淀,如氯碱工业精制食盐水如氯碱工业精制食盐水,加加BaCl2去除去除 硫酸根硫酸根,加以沉析加以沉析盐析沉淀盐析沉淀第64页/共78页 与上述气体的吸附和吸收一样与上述气体的吸附和吸收一样,只要液体原料不破坏只要液体原料不破坏或不腐蚀吸附剂或不腐蚀吸附剂,也可用于液体原料的净化纯化也可用于液体原料的净化纯化,如大型工如大型工业色谱、离子交换等业色谱、离子交换等3.吸附与吸收吸附与吸收（一）纯化与净化（一）纯化与净化有机交换剂有机交换剂强酸阳性强酸阳性强碱阴性强碱阴性弱酸阳性弱酸阳性弱减阴性弱减阴性大孔吸附树脂大孔吸附树脂其它其它无机交换剂无机交换剂沸石沸石天然天然合成合成两性水合氧化物（如氧化钛、氧化锆）两性水合氧化物（如氧化钛、氧化锆）离离子子交交换换第65页/共78页u借助与膜在分离过程中的选择渗透作用，可以净化液体借助与膜在分离过程中的选择渗透作用，可以净化液体4.膜透析和超滤膜透析和超滤（一）纯化与净化（一）纯化与净化无机膜无机膜陶瓷膜陶瓷膜玻璃膜玻璃膜金属膜金属膜分子筛炭膜分子筛炭膜复合膜复合膜聚合物膜聚合物膜基础聚合物膜基础聚合物膜共混聚合物膜共混聚合物膜分分子子膜膜第66页/共78页 膜分离流程一般包括泵、过滤器、膜分离器和管道仪膜分离流程一般包括泵、过滤器、膜分离器和管道仪表阀门等，设备简单。表阀门等，设备简单。4.膜透析和超滤膜透析和超滤（一）纯化与净化（一）纯化与净化圆管式圆管式中空纤维式中空纤维式板框式板框式内压内压外压型外压型膜膜分分离离器器螺旋卷式螺旋卷式单管单管多管、管束多管、管束第67页/共78页（二）液体原料干燥（二）液体原料干燥n液体原料液体原料 干燥法干燥法精馏法净化除水精馏法净化除水 （非常情况下）（非常情况下）吸附法吸附法设备设备固定床固定床移动床移动床吸附剂吸附剂硅胶活性炭硅胶活性炭活性氧化分子筛活性氧化分子筛离子交换树脂离子交换树脂等等等等第68页/共78页（三）液体原料输送和计量（三）液体原料输送和计量n液体原料液体原料 输送法输送法真空抽吸真空抽吸（真空装置）（真空装置）压送（泵）压送（泵）n液体计量液体计量粗计量：用计量罐粗计量：用计量罐 （安装玻璃管液位计或其它液位计）（安装玻璃管液位计或其它液位计）精计量：用流量计精计量：用流量计 （常用转子流量计）（常用转子流量计）第69页/共78页液体原料加料有时不止一种原料液体原料加料有时不止一种原料,有时要加以混有时要加以混合合,为保证混合均匀为保证混合均匀,采用一种槽式搅拌器（有敞采用一种槽式搅拌器（有敞开式和密闭式）开式和密闭式）液体物料有时以气体的形式进入反应器液体物料有时以气体的形式进入反应器,这就要这就要在进入反应器之前进行汽化在进入反应器之前进行汽化,此装置叫汽化器此装置叫汽化器物料的预热物料的预热,一般主张充分利用反应热以及蒸馏一般主张充分利用反应热以及蒸馏塔顶的换热器热量、蒸发器的余热反应加热器塔顶的换热器热量、蒸发器的余热反应加热器尾气余热等。其设备依次是塔顶的冷凝器夹套尾气余热等。其设备依次是塔顶的冷凝器夹套和列管换热器等等和列管换热器等等（四）液体原料的混合、汽化和预热（四）液体原料的混合、汽化和预热第70页/共78页 四、催化剂准备四、催化剂准备u催化剂是反应过程中一类特殊的催化剂是反应过程中一类特殊的“原料原料”（一）工业固体催化剂的组成（一）工业固体催化剂的组成（二）催化剂的主要性能（二）催化剂的主要性能（三）催化剂的加料和出料（三）催化剂的加料和出料（四）再生和处理（四）再生和处理第71页/共78页催催化化剂剂组组成成（一）工业固体催化剂的组成（一）工业固体催化剂的组成活性组分活性组分:例如加氢用的镍催化剂例如加氢用的镍催化剂,其活性其活性 组分即为组分即为Ni助催化剂助催化剂:能提高催化剂活性的添加剂其作能提高催化剂活性的添加剂其作 用是提高催化剂的活性、选择性和稳定性用是提高催化剂的活性、选择性和稳定性 例如用于乙烯气烯法合成醋酸乙烯的钯例如用于乙烯气烯法合成醋酸乙烯的钯 金催化剂中，添加的金催化剂中，添加的NaAc(或或KAc)抑制剂：用来抑制一些不希望出现的副反应抑制剂：用来抑制一些不希望出现的副反应 例如乙烯氧化制环氧乙烷的银催化剂中例如乙烯氧化制环氧乙烷的银催化剂中,加入适量的硒、碲、氯、溴等，能抑制加入适量的硒、碲、氯、溴等，能抑制 CO2生成生成载体：作为支架，可把催化剂的活性组分和载体：作为支架，可把催化剂的活性组分和 其它添加剂载于其上其它添加剂载于其上第72页/共78页1.活性活性 2.选择性选择性3.寿命寿命4.比表面比表面5.强度、形状和密度强度、形状和密度（二）催化剂的主要性能（二）催化剂的主要性能第73页/共78页1.活性活性n定义定义:指催化剂改变反应速度的能力指催化剂改变反应速度的能力n定量表示定量表示（二）催化剂的主要性能（二）催化剂的主要性能比活性比活性:用单位面积上反应速度常数用单位面积上反应速度常数 来表示的活性来表示的活性转化率转化率:用单位质量或单位体积催化用单位质量或单位体积催化 剂催化剂对反应物的转化率来表剂催化剂对反应物的转化率来表 示的活性示的活性空速空速:单位时间内单位时间内,单位质量的催化剂单位质量的催化剂 生成的目的产物量生成的目的产物量 即目的产物量即目的产物量(W)/催化剂催化剂(W).小时小时(H),WWH第74页/共78页2.选择性选择性定义定义:主反应在主、副反应中所占的比率主反应在主、副反应中所占的比率定量表示：目的产物与催化剂的比值定量表示：目的产物与催化剂的比值（二）催化剂的主要性能（二）催化剂的主要性能3.寿命寿命n定义定义:在反应条件下，催化剂在一定时间之后从在反应条件下，催化剂在一定时间之后从 宏观上可观察到其活性衰减，等到活性减到没有宏观上可观察到其活性衰减，等到活性减到没有 意义的时候，称为催化剂的寿命。意义的时候，称为催化剂的寿命。n延长寿命的措施：更换、补加、再生活化、添加助剂延长寿命的措施：更换、补加、再生活化、添加助剂第75页/共78页1.催化剂的活化催化剂的活化在出厂时稳定态在出厂时稳定态,使用时须活化使用时须活化,如还原、氧化等如还原、氧化等2.催化剂的加料催化剂的加料催化剂形态无非是液态和固态两类，其输送与加料方法催化剂形态无非是液态和固态两类，其输送与加料方法等同于液态和固态。等同于液态和固态。但请注意：但请注意：因多数催化剂不宜在空气中暴露太久，因此因多数催化剂不宜在空气中暴露太久，因此催化剂用催化剂用N2气流输送进入反应器或气流输送进入反应器或N2气流压送进入反气流压送进入反应器。应器。催化剂的加料系统必须单独设计催化剂的加料系统必须单独设计3.催化剂的出料催化剂的出料常用气流输送排出，其流程装置同固体输送常用气流输送排出，其流程装置同固体输送（三）催化剂的活化、加料和出料（三）催化剂的活化、加料和出料第76页/共78页第二章复习思考题第二章复习思考题1.在进入反应器之前在进入反应器之前,原料为什么要进行预处理原料为什么要进行预处理?初步设初步设计原盐生产烧碱的原料处理流程。计原盐生产烧碱的原料处理流程。2.原料预处理的任务是什么原料预处理的任务是什么?3.原料预处理的原则有哪些原料预处理的原则有哪些?预处理流程设计有哪些步骤预处理流程设计有哪些步骤?4.碎磨流程如何碎磨流程如何?5.列举列举5种破碎机种破碎机,并分别说明它们的适用范围并分别说明它们的适用范围?6.固体物料干燥设备、晶体纯化的方法有哪些固体物料干燥设备、晶体纯化的方法有哪些?7.试简述气流干燥的出料流程试简述气流干燥的出料流程8.气体原料净化有哪些方法气体原料净化有哪些方法?9.液体纯化有哪几种方法液体纯化有哪几种方法?10.简述催化剂的组成和主要性能简述催化剂的组成和主要性能第77页/共78页谢谢您的观看！第78页/共78页