高等教育规划教材·卓越工程师教育培养计划系列教材:化工分离过程.pdf

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书籍描述

内容简介
本书以传统分离过程为主,新型分离技术为辅,反映当前分离技术学科的新成果。内容包括:单级分离过程、多组分多级分离过程的分析及简介计算,多组分多级分离的严格计算,分离设备的性能和效率;分离过程的节能;新型分离技术和过程的集成。
各章均列有例题及习题。本书可作为高等学校化工及相关专业的本科教材,页适于化工、石化、冶金、轻工、环境保护等部门从事科研、设计、生产的工程技术人员参考。

编辑推荐
《高等教育规划教材·卓越工程师教育培养计划系列教材:化工分离过程(第2版)》适用于化学工程与技术学科的化学工程、化学工艺等专业大学本科分离工程教学,亦适于化工、石油、材料、冶金、轻工、环境治理等部门从事科研、设计、生产的工程技术人员阅读。

目录
第1章绪论
1.1分离操作在化工生产中的重要性
1.2传质分离过程的分类和特征
1.2.1平衡分离过程
1.2.2速率分离过程
1.3分离技术开发展望
参考文献
第2章单级平衡过程
2.1相平衡
2.1.1相平衡关系
2.1.2相平衡常数的计算
2.2多组分物系的泡点和露点计算
2.2.1泡点温度和压力的计算
2.2.2露点温度和压力的计算
2.3闪蒸过程的计算
2.3.1等温闪蒸和部分冷凝过程
2.3.2绝热闪蒸过程
2.4液液平衡计算
2.5剩余曲线概念
本章符号说明
参考文献
习题
第3章多组分多级分离过程分析与简捷计算
3.1设计变量
3.1.1单元的设计变量
3.1.2装置的设计变量
3.2多组分精馏过程
3.2.1多组分精馏过程分析
3.2.2最小回流比
3.2.3最少理论塔板数和组分分配
3.2.4实际回流比和理论板数
3.3萃取精馏和共沸精馏
3.3.1萃取精馏
3.3.2共沸精馏
3.4反应精馏
3.4.1概述
3.4.2反应精馏工艺过程分析
3.4.3反应精馏技术的应用和局限性
3.5间歇精馏
3.5.1间歇精馏工艺
3.5.2二元间歇精馏的图解计算法
3.5.3多组分间歇精馏的简捷计算法
3.6吸收和蒸出过程
3.6.1吸收和蒸出过程流程
3.6.2多组分吸收和蒸出过程分析
3.6.3多组分吸收和蒸出的简捷计算法
3.7萃取过程
3.7.1萃取流程
3.7.2逆流萃取计算的集团法
本章符号说明
参考文献
习题
第4章多组分多级分离的严格计算
4.1平衡级的理论模型
4.2逐级计算法
4.3三对角线矩阵法
4.3.1方程的解离方法和三对角线矩阵方程的托玛斯解法4.3.2泡点法(BP法)
4.3.3流率加和法(SR法)
4.3.4等温流率加和法
4.4同时校正法(SC法)
4.4.1NS—SC法模型
4.4.2NS—SC法计算步骤
4.5平衡级模型与实际塔板
4.6反应精馏过程的模拟
4.6.1模拟方法简介
4.6.2反应精馏的同时校正法
4.7多组分分离非平衡级模型
4.8过程系统稳态模拟软件
4.8.1AspenPlus
4.8.2PRO/Ⅱ
本章符号说明
参考文献
习题
第5章分离设备的性能和效率
5.1气液传质设备的性能和效率
5.1.1影响气液传质设备流体力学性能的因素
5.1.2气液传质设备的效率及其影响因素
5.1.3气液传质设备效率的估计方法
5.2萃取设备的处理能力和效率
5.2.1萃取设备的处理能力和塔径
5.2.2影响萃取塔效率的因素
5.2.3萃取塔效率
5.3传质设备的选择
5.3.1气液传质设备的选择
5.3.2萃取设备的选择
本章符号说明
参考文献
习题
第6章分离过程的节能
6.1分离的最小功和热力学效率
6.1.1等温分离的最小功
6.1.2非等温分离和有效能
6.1.3净功消耗和热力学效率
6.2精馏节能技术
6.2.1精馏过程的热力学不可逆性分析
6.2.2多股进料和侧线采出
6.2.3中间再沸器和中间冷凝器
6.2.4多效精馏
6.2.5热泵精馏
6.2.6热偶合精馏和隔壁塔
6.3分离顺序的选择
6.3.1分离顺序数
6.3.2理想多组分精馏塔序的合成
6.3.3非理想多组分精馏塔序的合成
本章符号说明
参考文献
习题
第7章新型分离技术和过程集成
7.1膜分离
7.1.1概述
7.1.2微滤、超滤、纳滤和反渗透
7.1.3气体分离
7.1.4渗透汽化和蒸汽渗透
7.1.5电渗析
7.1.6其他膜分离过程
7.2超临界流体萃取
7.3其他新型分离技术简介
7.4分离过程的集成
7.4.1传统分离过程的集成
7.4.2传统分离过程与新型分离方法的集成
本章符号说明
参考文献
习题

序言
《化工分离过程》为原高等学校化学工程与工艺专业教学指导委员会根据化学工程与工艺专业的教学计划,组织编写的专业基础课教材,1995年出版。该教材从我国高等教育的国情出发,依据我们多年来累积的本科分离过程教学经验,参考和吸取了国外名校名著同类教材相关章节的长处,合理地界定了大学本科分离工程课程的基本内容,是具有我国大学课程体系特色的分离工程教材。时至今日,该教材已出版使用19年,在国内大学本科教学中广泛使用。
跨入21世纪后,国内出版了多部大学本科分离工程教材,加之作为《化工分离过程》作者的我们均先后退休,所以近十年来未曾考虑原教材的再版问题。然而《化工分离过程》教材的发行量居高不下,说明该教材仍为较多大专院校所选用,也说明该教材的定位和所选重点内容是恰当的,得到广大院校师生的认同。当然,该教材的部分内容,特别是新型分离技术、过程集成和数学模拟软件等方面的知识已明显陈旧。于是我们意识到《化工分离过程》再版的必要和我们义不容辞的责任。
当我们决定做再版的修订工作时,接下来的问题是,教材的修改原则是什么?我们请来本校《化工分离过程》课程的任课教师座谈;上网查找兄弟院校的课程教学计划和PPT课件;追踪国外名校名著同类教材再版相关信息[E.J.Henley,J.D.Seader以《分离过程原理》为书名的三个版本(1998,2003,2011);Phillip C.Wankat以不同书名出版的四个版本(1988,1996,2006,2011)]。综合各个渠道获得的信息,得到的结论是:尽管近二十年来分离过程呈现出快速发展的趋势,新型分离技术研究开发和应用活跃,模拟软件日臻完善和广泛应用,但大学分离过程的基本教学内容和重要章节基本未变,教学重点仍然是传统分离过程,教学内容注重过程基本原理和数学模拟基础知识。据此,再版《化工分离过程》教材的主导思想是教材整体框架不变,基本内容不变;以讲授传统分离方法为主,新型分离技术为辅,并且教材内容能反映当代分离过程科学技术进步的新成果和科技前沿。使学生既掌握扎实的化工分离过程基础知识,又树立开拓创新意识。
《化工分离过程》第二版教材作了如下修订和增补:
1.在第1章绪论中增加分离技术开发展望,虽文字不多,但提纲挈领,给授课者留有发挥空间,可随时间推移,不断更新。
2.在第2章单级分离过程中新增两节,液液平衡计算和剩余曲线概念。前者是萃取过程的热力学基础;后者为第6章分离顺序的选择提供基础知识。
3.在第3章多组分多级分离过程分析与简捷计算中新增反应精馏和间歇精馏,它们是近年来研究和开发相当活跃的单元操作,在理论、工艺、模拟和应用等方面都有较大进展。删除各院校不经常选用的化学吸收内容。4.在第4章多组分多级分离的严格计算中新增4.4~4.8节,反映分离过程在数学模型和计算机模拟软件方面的进展。后四节为平衡级模型的扩展、非平衡级模型和模拟软件的介绍,篇幅不大,为自学留有空间。
5.在第5章分离设备的性能和效率中对气液传质设备的性能和效率内容作了更新和充实,编排相应变化。
6.在第6章分离过程的节能中充实了精馏节能技术;更新了精馏塔序合成的方法。
7.第7章新型分离技术和过程集成反映当前新型分离技术的研究、开发现状,篇幅有限,但内容求新。另外,本章最后一节介绍各种类型的分离过程集成,这也是目前的热点研究开发领域。
8.《化工分离过程》第一版附录中所列多个计算源程序已属淘汰之列,全部删除。
9.各章参阅了数量不等的2000~2012年期间的相关文献,做了补充。部分章节增加了少量习题。
《化工分离过程》第二版全部章节的总授课时数50~55学时;重点章节的总授课时数35~40学时,其中属自学之列的章节主要有:3.4,3.5,4.3.4,4.4(仅原则介绍,例题自学),4.5~4.8,5.2,7.1.3~7.1.6,7.3等。上述学时估计为作者一孔之见,仅供参考。
本书由陈洪钫、刘家祺编写。参加编写、制图、录入和校对工作的还有刘国维和李俊台等。限于作者水平,书中一定有不妥之处,敬请读者指正。

编著者
2014年3月于天津大学

文摘
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