化工专业导论培训.ppt

化工专业导论
一门概述性的课程，对化工学科和专业的综合性介绍。作为学生学习化工专业课程知识之前的入门知识，对化工专业人才的培养起到一定的启蒙作用。
课程概述
第1章 化工概述与发展史
化工概述
化工的学科化、甲醇合成和甲醇精制等 步骤
化工在国民经济中的地位
概括而言，化学工业在国民经济中是工业革命的助手，发展农业的支持，战胜疾病的武器，改善生活的手段，与衣、食、住、行息息相关。
化工与农业
现在世界人口已经达到60亿，2025年将达到68亿
“民以食为天”
发展农业，提高粮食产量
扩大耕种面积
提高单位面积产量和食物的质量
依靠化学工业为农业提供肥料、农药、植物生长调节剂等也是一大举措
化工与农业
化肥
农作物的生长需要大量的营养素，其中N、P、K及某些微量元素是必不可缺的。而土壤的供给能力远远不能满足要求。为了提高粮食的产量，只有通过施肥加以补充。
氮肥：
N2+H2→NH3
合成氨的研制成功和大规模生产使得氮肥满足了农作物的生长需要 。
化肥的开发方向：复合肥料
农药：
化工与农业
它是化学工业对农业的又一大贡献
粮食
产量
杀虫剂
除草剂
杀菌剂
研制高效、低毒和安全的农药
有害昆虫：10000 种
有害线虫： 3000 种
杂草： 30000 种
粮食产量下降35%
ＤＴＴ，六六六
　有机磷杀虫剂
植物激素及生长调节剂（植物体内具有调节作用的内源性物质）
化工与农业
目前已研制了数百种植物生长调节剂
ＩＡＡ，能够促进植物生长
吲哚乙酸
ＧＡ，诱发花芽的形成
赤霉酸
促进果实成熟
乙烯
化工与医药
制药工业：包括生物制药、化学合成制药和中药制药
２０世纪，人们广泛使用化工分离技术，从传统药用植物中提取有效成分，同时开始大量合成化学品作药品之用
２０世纪３０年代的系列磺胺药，成为第二次世界大战前唯一有效的抗细菌感染的药物，控制了流行性脑膜炎等细菌性传染病
２０世纪４０年代的系列抗生素，消灭了结核、鼠疫和伤寒等过去严重危害人类的疾病
目前市面上的药物仍以化学合成药物为主，中药与天然药物仍有待于进一步的发展。
化工与能源
一次能源：指从自然界获得且可直接加以利用的热源和动力源，包括煤、石油、天然气、油田气等，林木秸秆等植物燃料，沼气，核燃料，还有水能、风能、地热能、海洋能和太阳能等。
图1-1 世界和中国能源消耗构成
世界：石油占第一位，煤炭和天然气分占第二、三位
中国：煤炭占据首位，石油和天然气的比重较低
由于中国是以煤炭为主的能源结构，造成较严重的环境污染和较低的能源利用效率
二次能源：指从一次能源加工得到的便于利用的能量形式，除火电外，主要是指化学加工得到的汽油、柴油、煤油、重油、渣油和人造汽油等液体燃料，煤气、液化石油气等气体燃料。
化工与能源
煤：它是固体，在运输和使用时多有不便（例如不能在汽车上使用）；煤中含有的硫等有害杂质不易清除，燃烧时容易造成污染；运输和燃烧过程中有烟尘、含硫和含氮化合物的污染。应该运用现代科学技术将其加工成便于利用的二次能源
化工与能源
石油原油直接燃烧也是不适宜，而经过炼制加工，使其成为汽油、柴油、重油和渣油等不同馏分，按照品质可用于不同场合
二次能源
化工与人类生活
衣：人们的衣着在其制造和纺织过程中都用了大量的化学品，如染料、软化剂、洗涤剂、光亮剂和漂白剂等。
食：粮食、酒、饮料、瓜果、蔬菜和肉类等，在种植、饲养和酿造过程中都用了大量的化学品。例如化肥可以增加粮食产量、农药可以抑制病虫害、保鲜剂延长了瓜果的保鲜时间、饲料添加剂增加了肉类的产量等。
住：传统的建筑材料——砖瓦、水泥、玻璃、陶瓷到新型的建筑材料例如塑料结构材料等等生产，都属于化工的范畴
行：现代交通工具，例如汽车、飞机、火车、摩托车等。从结构材料到燃料，无不需要化工产品。
化工与人类生活
化工与国防
火炸药工业是广义化学加工工业的重要组成部分，它的生产工艺及设备与一般化学工业，特别是燃料工业、制药工业十分相近，具有相同的操作和过程。
化工与国防的关系可以追溯到黑火药的发明
火炸药工业的原料，例如硝酸和甲苯，也是来自化学工业
甲苯+硝酸 2, 4, 6-三硝基甲苯
浓硫酸
100 oC
随着火箭和导弹技术的进步，对推进剂的要求也越来越高，要求化工提供能量和冲量更高的发射药和推进剂，以及能量更大、破坏力和杀伤力更强的猛炸药。
与国防有关的化工产品