第一章 化工的地位与发展史

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第1章 化工的地位与发展史1.1 化工概述 1.2 化工与国民经济的关系 1.3 化工发展史

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化工的含义化学工业、化学工程和化学工艺的总称 化学工业、化学工程和化学工艺的总称 或其单一部分都可称为化工 都可称为化工。 或其单一部分都可称为化工。 “化工”的范围不断扩充，并形成新的 化工”的范围不断扩充， 名词, 环境化工、化工自动化、 名词,如: 环境化工、化工自动化、化工 过程模拟、化工技术经济、化工安全等。 过程模拟、化工技术经济、化工安全等。 化工可以分别指化学工业、 化工可以分别指化学工业、化学工程和 化学工艺，也可指其综合。 化学工艺，也可指其综合。

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化学工业(1)按原料分：石油化学工业、煤化学工业、 按原料分：石油化学工业、 化学工业、 化学工业 生物化学工业 农林化学工业等 化学工业、 生物化学工业、农林化学工业等 . (2)按产品吨位分：大吨位产品、精细化学 按产品吨位分：大吨位产品、精细化学 产品 品，前者指产量大对国民经济影响大的一 些产品，如氨、乙烯、甲醇， 些产品，如氨、乙烯、甲醇，后者指产量 品种多，但价值高的产品，如药品、 小、品种多，但价值高的产品，如药品、 染料等。。 染料等。。

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化学工业(3)按化学特性分：分为无机化学工业和有机化学工业。 按化学特性分：分为无机化学工业和有机化学工业。 (4)我国统计的方法，把化学工业划分为下列各种工业： 我国统计的方法，把化学工业划分为下列各种工业： 合成氨及肥料工业、硫酸工业、制碱工业、 合成氨及肥料工业、硫酸工业、制碱工业、无机物工业 包括无机盐及单质),基本有机原料工业、 ),基本有机原料工业 (包括无机盐及单质),基本有机原料工业、染料及中间 体工业、产业用炸药工业、化学农药工业、医药药品工业、 体工业、产业用炸药工业、化学农药工业、医药药品工业、 合成树脂与塑料工业、合成纤维工业、合成橡胶工业、 合成树脂与塑料工业、合成纤维工业、合成橡胶工业、橡 胶制品工业、涂料及颜料工业、信息记录材料工业(包括 胶制品工业、涂料及颜料工业、信息记录材料工业( 感光材料、磁记录材料)、化学试剂工业、 )、化学试剂工业 感光材料、磁记录材料)、化学试剂工业、军用化学品工 以及化学矿开采业和化工机械制造业等。 业，以及化学矿开采业和化工机械制造业等。

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化学与化工(1) 化学与化工(1)从事科学研究的科学家和研究者关心的是 有关自然界、 有关自然界、人类社会现象和规律的系统 知识、理论的探索。 知识、理论的探索

。在高等教育中一般属 于理科范畴。 于理科范畴。 化学家主要对合成新物质， 化学家主要对合成新物质，发现新的化学 反应，测定物质的化学结构和性质， 反应，测定物质的化学结构和性质，以及 新的机理、规律、理论感兴趣。 新的机理、规律、理论感兴趣。

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化学与化工(2) 化学与化工(2)从事技术研究的“工程师” 从事技术研究的“工程师”关心的是将科 学知识、 学知识、规律和理论用于最有效地改变和 利用自然资源， 利用自然资源， 生产或制造各种产物和器 物，以有利于人类。技术研究在高等教育 以有利于人类。 中一般属于工科。 中一般属于工科。

理科和工科的专业背景和兴趣均不 但他们共同构筑了科学与技术， 同，但他们共同构筑了科学与技术， 形成了第一生产力

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化学工程与工艺(1) 化学工程与工艺(1)化学工程研究以化学工业为代表的过程工 化学工程研究以化学工业为代表的过程工 业中有关的化学过程和物理过程的一般原 理和共性规律，解决过程及装置的开发、 理和共性规律，解决过程及装置的开发、 设计、操作及优化的理论和方法问题。 设计、操作及优化的理论和方法问题。

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化学工程与工艺(2) 化学工程与工艺(2)早期的化学工程内容， 早期的化学工程内容，实际上只限于研究物料 的物理加工过程，基本上只是数学、物理、 的物理加工过程，基本上只是数学、物理、化 学和机电诸基础学科的综合应用。 学和机电诸基础学科的综合应用。 上世纪中叶，引入了以蒸发、流体流动、传热、 上世纪中叶，引入了以蒸发、流体流动、传热、 干燥、蒸馏、吸收、萃取、结晶、 干燥、蒸馏、吸收、萃取、结晶、过滤等单元 操作，于是“单元操作”被看作是传热、 操作，于是“单元操作”被看作是传热、传质 和动量传递的特殊情况或特定的组合。 和动量传递的特殊情况或特定的组合。

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化学工程与工艺 (3)20世纪中叶以来，化学工程学科进入了 20世纪中叶以来，化学工程学科进入了 世纪中叶以来 传递工程” 反应工程” 以“传递工程”和“反应工程”为中心 的所谓“三传一反”阶段。 的所谓“三传一反”阶段。化学工程随 化学工业的产生而出现， 化学工业的产生而出现，并随其发展而 发展。 发展。当今已形成一大门类工程技术学 科体系，即现代化学工程学科体系。 科体系，即现代化学工程学科体系。

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化学工程与工艺(4) 化学工程与工艺(4)化学工艺即化工技术或化学生产技术。 化学工艺即化工技术或化学生产技术。 即化工技术或化学生产技术 它是指将原料物质主要经过化学反应转变为产 品的方法和

过程， 品的方法和过程，包括实现这一转变的全部措 施。化学工艺学是以产品为目标，研究化工生 化学工艺学是以产品为目标， 产过程的学科， 产过程的学科，目的是为化学工业提供技术上 最先进、经济上最合理的方法、原理、设备、 最先进、经济上最合理的方法、原理、设备、 流程。 流程。

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化学工程与工艺(5) 化学工程与工艺(5)在国外， 在国外，化工学科一般认为属于工程范畴而纳 入工程学科(Engineering),也有根据其研 入工程学科(Engineering),也有根据其研 ), 究的对象而将其放入化学学科中. 究的对象而将其放入化学学科中. 在我国当前的学科划分中，以一级学科“ 在我国当前的学科划分中，以一级学科“化学 工程与技术” 概括化工学科， 工程与技术” 概括化工学科，并又分为以下 五个二级学科：化学工程、化学工艺、 五个二级学科：化学工程、化学工艺、应用化 生物化工、工业催化。 学、生物化工、工业催化。

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化学工程与工艺(6) 化学工程与工艺(6)一般概括为三个主要步骤： 一般概括为三个主要步骤： ①原料处理，使原料符合进行化学反应 原料处理， 所要求的状态和规格； 所要求的状态和规格； ②化学反应，使其获得目的产物或其混 化学反应， 合物； 合物； ③产品精制，将由化学反应得到的混合 产品精制， 物进行分离，除去副产物或杂质， 物进行分离，除去副产物或杂质，以获 得符合组成规格的产品。 得符合组成规格的产品。

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化学工程与工艺(7) 1.1.4 化学工程与工艺(7)教育部颁部的普通高等学校本科专业目录和专业介绍 设立的化学工程与工艺专业， 设立的化学工程与工艺专业，则覆盖了现有的化学工 化学工艺、高分子化工、精细化工、 程、化学工艺、高分子化工、精细化工、生物化工 部分)、工业分析、电化学工程、工业催化、 )、工业分析 (部分)、工业分析、电化学工程、工业催化、化学 工程与工艺、高分子材料及化工(部分)、 )、生物化学 工程与工艺、高分子材料及化工(部分)、生物化学 工程(部分)等专业，几乎包括化学工业的各个领域。 工程(部分)等专业，几乎包括化学工业的各个领域。 本专业的人才可以进入化工、炼油、医药、能源、 本专业的人才可以进入化工、炼油、医药、能源、冶 金、轻工、材料、环境等部门工作。 轻工、材料、环境等部门工作。

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学科关系化学工程为化学工艺、生物化工、 化学工程为化学工艺、生物化工、应用化学和工业催化等 学科提供了解决工程问题的基础。 学科提供了解决工程问题的基础。 化学工程与技术的学科分类是相对

的、 化学工程与技术的学科分类是相对的、并会随学科发展而 有变化。 有变化。 在当前我国高等教育改革中，为造就厚基础，专业宽、 在当前我国高等教育改革中，为造就厚基础，专业宽、素 厚基础 质高、能力强的符合新世纪要求的化工专门人才， 质高、能力强的符合新世纪要求的化工专门人才， 将淡 化学科的严格划分。 化学科的严格划分。

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化工原料化学工业起始原料是空气、 化学工业起始原料是空气、水、矿物、生物。 起始原料是空气 矿物、生物。 对无机化学工业而言，矿物常常是最重要的原料； 对无机化学工业而言，矿物常常是最重要的原料；而对氨 的合成而言，关键的原料是氮和氢的制得，因而常用煤、 的合成而言，关键的原料是氮和氢的制得，因而常用煤、 油、天然气等有机原料。 天然气等有机原料。 化学工业的基本原料，即大部分产品的原料中 化学工业的基本原料，即大部分产品的原料中, 起主要作 石油( 用的原料是石油 或加工后的各种馏份)天然气、 用的原料是石油(或加工后的各种馏份)天然气、煤。 利用生物质资源获取有机原料或产品已有悠久历史。 利用生物质资源获取有机原料或产品已有悠久历史。与石 生物质资源获取有机原料或产品已有悠久历史 天然气、煤等化石燃料不同， 油、天然气、煤等化石燃料不同，生物质资源是可再生资 源。

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基本有机化工原料与产品(基本)有机化工原料： 基本)有机化工原料： 基本 有机： 三烯、 有机： 三烯、三苯 基本有机化学品： 上百种， 如甲醇、 重要 基本有机化学品： 上百种， 如甲醇、 乙醇、 苯酐、 苯酚、醋酸、丙酮、 乙醇、萘、苯酐、 苯酚、醋酸、丙酮、丁 辛醇等。 醇、辛醇等。 有机化工产品： 有机化工产品： 三大合成材料：合成树脂(塑料), 三大合成材料：合成树脂(塑料), 合成 橡胶 ， 合成纤维 各种精细化学品： 品种繁多。 各种精细化学品： 品种繁多。

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化工的特点(1) 化工的特点(1)(1)品种多。这是最大特点，与其它行业 品种多。这是最大特点， 只涉及几十种化合物不同， 只涉及几十种化合物不同，化学工业所涉 及的品种远远超过万种。 及的品种远远超过万种。不同化合物各有 特点，有不同的物理和化学性质，有不同 特点，有不同的物理和化学性质， 的制备方法和用途， 的制备方法和用途，不得不进行更多的实 验及更多的计算。 验及更多的计算。

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化工的特点(2) 化工的特点(2)(2)原料、生产方法和产品的多样性和复杂性。可 原料、生产方法和产品的多样性和复杂性。 以从不同原料出发制造同一产品，

以从不同原料出发制造同一产品，也可从同一原 料制造许多不同产品， 料制造许多不同产品，同一原料制造同一产品还 可采用许多不同生产路线。 可采用许多不同生产路线。 化学工业是耗能大户，在大吨位产品中， (3)化学工业是耗能大户，在大吨位产品中，除了 靠提高得率外， 靠提高得率外，节能也常常是企业竞争中获胜的 保证。 保证。

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化工的特点(3) 化工的特点(3)(4)化工生产过程条件变化大，高温可达 化工生产过程条件变化大， 1000℃以上 低温可达-200℃以下 以上， 以下， 1000℃以上，低温可达-200℃以下，高压 可达几百个MPa 低压可至几个Pa MPa, Pa, 可达几百个MPa,低压可至几个Pa,经常要 处理强腐蚀性化合物， 处理强腐蚀性化合物，这种严峻的条件不 但对设备的设计增加难度， 但对设备的设计增加难度，更因为物质的 物理化学性质的极端变化， 物理化学性质的极端变化，需要掌握更多 的规律性。 的规律性。

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化工的特点(4) 化工的特点(4)(5)知识密集、技术密集和资金密集。由 知识密集、技术密集和资金密集。 于化学工业的复杂性， 于化学工业的复杂性，往往需要多学科的 合作，成为知识密集性的生产部门， 合作，成为知识密集性的生产部门，进而 又导致资金密集，技术复杂更新又快， 又导致资金密集，技术复杂更新又快，投 资多，其中研究费用多，开发人员多。 资多，其中研究费用多，开发人员多。