导图社区 2 原料及原料准备
原料及原料准备的思维导图，内容包含原料及原料路线、原料的预处理、固体原料的处理、气体原料的处理、液体原料的处理、催化剂准备，一起来看吧！
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原料及原料准备
原料及原料路线
原料在化工中的地位
所谓原料,是指生产化工产品的起始物料。 在产品生产成本中，原料所占的比例很高，有时高达60-70%，因此对化工生产来说,原料及原料路线至关重要。 原料的影响主要体现在:原料辅料性状直接影响到产品的质量、工艺过程(反应过程和分离过程)、工艺条件和成本(物料和能量消耗)。
原料辅料对产品质量的影响
1.原料的品位 原料的品位（纯度、杂质的种类和含量）直接影响到产品的质量，有些化工产品的杂质还是直接由原辅材料带入的。 案例:用原盐作原料生产烧碱的原料处理 离子膜法生产时控制精盐水的质量指标
原料和原料路线对工艺流程的影响
1.原料路线的选择 原料路线的选择，首先要满足生产产品的质量需要，同时希望反应条件尽量要求容易，不要过高的温度和压力，不要过多的辅助材料和添加剂，反应过程的步骤尽量短而少，能用一步法的尽量不用两步法和分步法，反应产物中的非目的产物尽量少而且易于分离，不产生三废或易于治理等等。此外，原料路线要进行经济评估和风险分析。 所以原料路线选择的原则仍然以先进、合理、安全、经济为综合指标，加以认真评估。
2.反应过程 氯乙烯合成的两个原料路线 分析：路线一，乙炔和氯化氢合成,反应过程直接加成，合成工艺并不复杂，但水洗和碱洗产生的三废复杂，因乙炔由电石生产，能耗和成本较高； 路线二，乙烯氧氯化法，乙烯来源充足，反应过程分步进行，产生的HCl在流程内循环，流程先进简练，成本较低。 结论：原料路线影响反应过程和成本。
3.分离过程 合成苯酐的原料路线 分析：路线一，用邻二甲苯作原料空气氧化制苯酐(邻法)，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，分离过程较复杂，可回收5%左右的副产物顺丁烯二酸酐; 路线二，萘法，由于反应温度易于控制，副产物极少，分离过程比较简单。 结论:原料路线影响分离过程和工艺条件。
原料进入流程的要求
原料的纯度和规格: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。纯度确定后,要制定一份原料的质量要求和检验方法(原料质量指标)，作为管理文件；并在原料进入流程之前，要有一份检测报告。 反应对原料的要求:反应不同，对原料要求不同；选用的反应器不同，原料要求不同；反应条件不同，对原料要求不同。 原料计量和进料方案:原料配比和进料要求
原料的预处理
原料预处理任务
原料预处理或原料准备过程是工艺流程的一个组成部分,其任务是: 用物理或化学方法率先制成在化学上(即纯度杂质上)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(即物理形态和形状的要求,如细度、粒度、平均粒度和粒度分布,含水量、比表面,粒子的形状,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,如原料配比要求,气相进料、液体进料等。
原料预处理的原则
⑴ 必须满足工艺要求 ⑵ 简便可靠的预处理工艺 ⑶ 充分利用反应和分离过程的余热及能量 ⑷ 尽量不产生新的污染,不要造成损失 ⑸ 尽量研究和采用先进技术 ⑹ 投资节省,设备维修方便 ⑺ 尽量分工由生产厂家精制
原料预处理方案设计
第一步、研究预处理方框概念
第二步、根据具体原料，进行一级、二级、三级处理，实现化工单元和装置化 例如某一固体物料,在运输等过程中可能沾有泥土等杂质,物料本身也含有杂质,加料要求是要粉碎到某个粒度,要求干燥,则根据上述方框概念,其原料预处理流程为: 将上述单元操作完善并变为装置:
第三步,将处理流程细化:
第四步,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，也可设计一个密闭的粉碎系统，不必再进行气流干燥等。
第五步,进行设备工艺设计 （此步与整个工艺流程统一进行）。
原料预处理方案的比较和评估
原料一般由供应商提供,如果供应厂商的处理方案与我们相同的话,则精原料与粗原料相比，不仅要作技术经济比较外,而且还要作充分的风险分析和研究。 原料的处理方案,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等作技术经济的综合评估。
固体原料的处理
一、粉碎
1、基本术语
粉碎: 粉碎产品加工后粒度在1～5mm以上的过程叫破碎 粒度在60μm至1～5mm之间的加工过程叫磨碎 产物粒度在60μm以下的过程叫超细磨碎 粉碎和磨碎的过程统称为粉碎或碎磨
粉碎比: D指原料(给料)中最大颗粒尺寸 d指产品中最大颗粒尺寸
破碎段或磨碎段: 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
颗粒的平均粒度 常用筛孔的“网目”来表示，网目是筛网在1英寸(2.54厘米)长度上筛孔的数目，这个目数越高，筛孔尺寸越小，如100目、200目等 ，，。，。，了。难绷vcedftg bt
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粒度分布: 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 数，列成表格或作图，表示粒度分布。
碎磨流程：为了使流程连续，各环节中间设计有输送机
2、筛分的定义及设备
定义:筛分是将粉粒原料在筛面上分为各种粒级.用于固体原料粉碎流程有三种: 预先筛分：如进料筛 检查筛分：如筛分A、B、C 最终筛分：如筛分D
设备: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 振动筛的物料运动与筛面垂直 旋转筛的物料作回转运动
3、破碎设备
破碎机
颚式破碎机
回转和圆锥破碎机
锤式冲击式破碎机
锤碎机 反击式破碎机
辊式破碎机
辊压机
常用的破碎设备
二、固体和晶体物料的纯化
当物料粉碎到一定程度之后,物料可借风力进行 “分级”和纯化
通常纯化晶体或盐类的方法如下: (1) 熔融纯化 (2)重结晶纯化 (3)制成溶液,蒸发分离,然后冷却结晶 (4)溶于溶剂,再过滤除杂质,浓缩结晶,得到纯晶体 (5)用某种不溶晶体而溶杂质的溶液进行纯化
三、固体物料干燥
1、概念:对于固体物料通常采用热物理方法进行干燥,也就是指用加热固体物料，使其中的水分蒸发,再由气流把水蒸气带出；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；或者是二者兼有。
2、设备:（1）厢式干燥器 (2）物料移动型干燥器 （3）物料搅拌式干燥器
气体原料的处理
一、原料气体除尘捕雾
二、气体净化精制
原料气体净化方法
物理方法
过滤(除雾) 洗涤-除沫 加压精馏 冷凝 吸附，如分子筛等
物理化学方法
化学吸附 离子交换 膜分离 絮凝、螯合 吸收
化学方法和生物化学方法
化学反应，如转化和破坏 溶解 生物化学方法
三、原料气体的干燥
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,当原料气体对水分有严格要求时,必须进行干燥
四、输送与计量
气体输送
气体的输送,一般由压力(气体输送机施压)通过管道输送
气体输送加料中的计量
液体原料的处理
一、纯化和净化
液体原料通常都是按照反应要求订货购买的,一般说来,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 过程要求的质量指标过于苛严，还需加以精制。
二、液体原料干燥
液体原料干燥法
精馏法净化除水 （非常情况下）
吸附法
设备
固定床 移动床
吸附剂
硅胶活性炭 活性氧化分子筛 离子交换树脂 等等
三、液体原料输送和计量
液体原料 输送法
真空抽吸 （真空装置）
压送（泵）
液体计量
粗计量：用计量罐 （安装玻璃管液位计或其它液位计）
精计量：用流量计 （常用转子流量计）
四、液体原料的混合、汽化和预热
液体原料加料有时不止一种原料,有时要加以混合,为保证混合均匀,采用一种槽式搅拌器（有敞开式和密闭式） 液体物料有时以气体的形式进入反应器,这就要在进入反应器之前进行汽化,此装置叫汽化器 物料的预热,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
催化剂准备
一、工业固体催化剂的组成
催化剂组成
活性组分:例如加氢用的镍催化剂,其活性 组分即为Ni
助催化剂: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 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NaAc(或KAc)
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, 加入适量的硒、碲、氯、溴等，能抑制 CO2生成
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
二、催化剂的主要性能
1.活性 2.选择性 3.寿命 4.比表面 5.强度、形状和密度
三、催化剂的活化、加料和出料
