化學(xué)工藝學(xué)

前言

　　20世紀(jì)70年代末，隨著改革開(kāi)放，基礎(chǔ)教育迅速恢復(fù)與發(fā)展，全國(guó)各地新建一批高等師范?？茖W(xué)校。教育部為了規(guī)范此類(lèi)學(xué)校的課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，相繼組織制訂各學(xué)科的教學(xué)大綱。1982年12月，教育部在重慶江津召開(kāi)了高等師范專科化學(xué)專業(yè)各學(xué)科教學(xué)大綱研討會(huì)，河北師范大學(xué)崔恩選和當(dāng)時(shí)在河北省高等教育局高等教育研究室任職的潘鴻章作為學(xué)科專家應(yīng)邀到會(huì)參與化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)大綱的起草和制訂工作，并應(yīng)高等教育出版社之邀，根據(jù)教學(xué)大綱，組織編寫(xiě)《化學(xué)工藝學(xué)》教材。第一版于1985年問(wèn)世，1990年修訂再版。該書(shū)從問(wèn)世至今，已有20多年。在此期間，我國(guó)的化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)展，新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮。隨著高等師范培養(yǎng)模式的改革，大部分高等師范?？茖W(xué)校已升格為四年制本科院校，教學(xué)內(nèi)容也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整和充實(shí)。此外，由于基礎(chǔ)教育課程的改革，新的中學(xué)化學(xué)教材增加了許多聯(lián)系社會(huì)生活和生產(chǎn)實(shí)際的內(nèi)容，高中還設(shè)置了與“化工”有密切聯(lián)系的“化學(xué)與技術(shù)”、“化學(xué)與生活”選修課程。為了適應(yīng)改革和發(fā)展的需要，根據(jù)高等教育出版社的建議，河北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院組織編寫(xiě)了供高等師范院校本科及?？剖褂玫倪@本《化學(xué)工藝學(xué)》新教材?！　¤b于教育部制訂的化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)大綱，凸顯師范教育特色，本次編寫(xiě)時(shí)基本參照大綱規(guī)定的內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系。在化學(xué)工程基本原理部分，以闡述基本概念、基本理論及基本計(jì)算為主，適當(dāng)拓寬了部分內(nèi)容。各物理量的量綱采用國(guó)際單位制及并用的新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采用最常見(jiàn)的通用公式和數(shù)據(jù)。在化工生產(chǎn)工藝部分，盡量介紹新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝，落實(shí)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益的理念，凸顯內(nèi)容的時(shí)代性、新穎性?！　”緯?shū)由河北師范大學(xué)潘鴻章任主編，并編寫(xiě)第九、十、十一、十二章，河北師范大學(xué)王瑞芝編寫(xiě)第三、四、五、七章，河北師范大學(xué)崔振水編寫(xiě)第一、二、六、八章。在編寫(xiě)過(guò)程中得到了河北師范大學(xué)有關(guān)部門(mén)及化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院孟令鵬教授、馬子川教授等的大力支持，在此表示感謝?！　”緯?shū)由北京師范大學(xué)張文樸教授主審，提出了許多寶貴意見(jiàn)和建議。高等教育出版社殷英、劉佳同志為本書(shū)的出版付出了辛勤勞動(dòng)。在此謹(jǐn)表示衷心感謝。

內(nèi)容概要

　　《化學(xué)工藝學(xué)》的編寫(xiě)基本參照教育部制訂的化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)大綱，凸顯師范教育特色。全書(shū)共12章，分為兩大部分。第一部分為化學(xué)工程基本原理，內(nèi)容包括流體的流動(dòng)與輸送、傳熱過(guò)程、吸收、蒸餾、化學(xué)反應(yīng)器；第二部分為化工生產(chǎn)工藝，內(nèi)容包括硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)、氯堿工業(yè)、純堿工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)、有機(jī)化工、高分子材料工業(yè)。
　　在化學(xué)工程基本原理部分，以闡述基本概念、基本理論及基本計(jì)算為主，適當(dāng)拓寬了部分內(nèi)容。各物理量的量綱采用國(guó)際單位制及并用的最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采用最常見(jiàn)的通用公式和數(shù)據(jù)。在化工生產(chǎn)工藝部分，盡量介紹新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝，落實(shí)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益的理念，凸顯內(nèi)容的時(shí)代性、新穎性。
　　《化學(xué)工藝學(xué)》可供高等師范院?；瘜W(xué)類(lèi)專業(yè)用作教材，也可供相關(guān)專業(yè)選用。

書(shū)籍目錄

緒論
1 化學(xué)工業(yè)的分類(lèi)
1.1 按產(chǎn)品的類(lèi)型劃分
1.2 按產(chǎn)品的用途劃分
1.3 按使用的原料劃分
2 化工生產(chǎn)的單元過(guò)程
3 化學(xué)工藝學(xué)的課程內(nèi)容
4 化學(xué)工藝學(xué)中的一些基本概念
4.1 物料衡算
4.2 能量衡算
4.3 平衡關(guān)系
4.4 過(guò)程速率
4.5 經(jīng)濟(jì)核算
第一章 流體的流動(dòng)過(guò)程與輸送機(jī)械
1 概述
1.1 化工生產(chǎn)中流體的流動(dòng)過(guò)程與輸送機(jī)械
1.2 理想流體與實(shí)際流體
2 流體靜力學(xué)及其應(yīng)用
2.1 流體靜力學(xué)中的重要物理量
2.2 流體靜力學(xué)基本方程
2.3 流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用
3 流體穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)的物料衡算和能量衡算
3.1 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)和非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)
3.2 流體穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)的流量與流速
3.3 流體穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)的物料衡算——連續(xù)性方程
3.4 流體穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)的能量衡算——伯努利方程
4 實(shí)際流體的流動(dòng)過(guò)程與阻力計(jì)算
4.1 流體的黏度
4.2 流體流動(dòng)的型態(tài)
4.3 實(shí)際流體流動(dòng)過(guò)程的阻力計(jì)算
5 流體流量的測(cè)量
5.1 差壓式流量計(jì)——孔板流量計(jì)
5.2 文丘里流量計(jì)
5.3 轉(zhuǎn)子流量計(jì)
6 流體輸送機(jī)械
6.1 液體輸送機(jī)械——泵
6.2 氣體輸送與壓縮機(jī)械
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第二章 傳熱過(guò)程
1 概述
1.1 化工生產(chǎn)中的傳熱過(guò)程
1.2 傳熱的基本方式
1.3 工業(yè)上的換熱方法
1.4 穩(wěn)態(tài)傳熱與非穩(wěn)態(tài)傳熱
1.5 傳熱過(guò)程中的基本物理量
2 傳導(dǎo)傳熱基本定律
2.1 傳導(dǎo)傳熱基本方程——傅里葉定律
2.2 物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)
2.3 傅里葉定律的應(yīng)用
3 對(duì)流傳熱基本定律
3.1 對(duì)流傳熱機(jī)理分析
3.2 對(duì)流給熱方程——牛頓冷卻定律
3.3 對(duì)流給熱系數(shù)及其影響因素
4 熱交換的計(jì)算
4.1 總傳熱速率方程
4.2 熱交換的計(jì)算
5 強(qiáng)化傳熱過(guò)程的途徑
5.1 增大傳熱面積
5.2 增大傳熱平均溫度差
5.3 提高總傳熱系數(shù)
6 換熱器
6.1 間壁式換熱器的種類(lèi)及主要類(lèi)型
6.2 列管式換熱器
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第三章 吸收
1 概述
1.1 吸收及其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.2 吸收操作的分類(lèi)
1.3 吸收劑的選擇
1.4 吸收流程簡(jiǎn)述
2 吸收的相平衡
2.1 吸收的相平衡
2.2 亨利定律
2.3 相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系
3 吸收機(jī)理和吸收速率
3.1 吸收過(guò)程的機(jī)理
3.2 吸收速率方程
4 強(qiáng)化吸收的途徑
4.1 提高總吸收系數(shù)
4.2 增大吸收推動(dòng)力
4.3 增大氣液接觸面積
5 填料吸收塔的計(jì)算
5.1 吸收塔的物料衡算
5.2 吸收劑的用量
5.3 填料塔直徑的計(jì)算
5.4 填料層高度的計(jì)算
6 典型吸收設(shè)備
6.1 填料
6.2 填料塔附件
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第四章 蒸餾
1 概述
2 氣液相平衡
2.1 雙組分理想物系的氣液平衡關(guān)系
2.2 雙組分理想物系的氣液平衡相圖
2.3 雙組分非理想物系的氣液平衡
3 蒸餾方式
3.1 簡(jiǎn)單蒸餾
3.2 平衡蒸餾
3.3 精餾
4 雙組分連續(xù)精餾的計(jì)算
4.1 計(jì)算的基本假設(shè)
4.2 全塔物料衡算
4.3 操作線方程
4.4 進(jìn)料熱狀況及進(jìn)料方程
4.5 理論塔板數(shù)
4.6 回流比對(duì)精餾的影響及選擇
4.7 塔高和塔徑的計(jì)算
5 間歇精餾
5.1 間歇精餾的流程
5.2 間歇精餾的回流比控制
6 精餾塔
6.1 板式塔的結(jié)構(gòu)
6.2 塔板的結(jié)構(gòu)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第五章 化學(xué)反應(yīng)工程——反應(yīng)器基本原理
1 概述
1.1 化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)
1.2 化學(xué)反應(yīng)器的分類(lèi)
1.3 流體在反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)模型
1.4 反應(yīng)器的物料衡算
2 間歇釜式反應(yīng)器
2.1 間歇釜式反應(yīng)器的特點(diǎn)
2.2 反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算
2.3 反應(yīng)器容積的計(jì)算
……
第六章 硫酸工業(yè)
第七章 合成氨工業(yè)
第八章 氯堿工業(yè)
第九章 純堿工業(yè)
第十章 石油化學(xué)工業(yè)
第十一章 有機(jī)化工
第十二章 高分子材料工業(yè)
附錄
主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.1 化工生產(chǎn)中流體的流動(dòng)過(guò)程與輸送機(jī)械　　化學(xué)工業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)所涉及的物料中，流體占相當(dāng)大比重，生產(chǎn)過(guò)程也大多是在氣相或液相中進(jìn)行，因此，流體的流動(dòng)與輸送在化工生產(chǎn)中是一個(gè)重要的基本過(guò)程。流體的行為對(duì)于生產(chǎn)加工過(guò)程具有普遍重要意義，并且是研究單元操作的基礎(chǔ)之一?，F(xiàn)代化工生產(chǎn)中，為強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，往往也對(duì)固態(tài)物料粉碎，使用固體流態(tài)化技術(shù)，例如硫酸生產(chǎn)中硫鐵礦的沸騰焙燒等。　　所謂流體，是指具有流動(dòng)性的物質(zhì)，就是在切應(yīng)力作用下，能夠產(chǎn)生連續(xù)變形的物體。這個(gè)定義的重要前提是當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)不存在切應(yīng)力，應(yīng)從流動(dòng)性、壓縮性、連續(xù)性及黏滯性等角度加以理解。流體的特征在于其質(zhì)點(diǎn)幾乎可以無(wú)限流動(dòng)，而且可以任意分割或改變其形狀。物質(zhì)三態(tài)中，液態(tài)與氣態(tài)無(wú)一定形狀，能夠自由流動(dòng)，因此被統(tǒng)稱流體。流體是由大量的、不斷運(yùn)動(dòng)著的分子組成的，而工程上研究的流體，是研究它的宏觀特性，即大量流體分子的統(tǒng)計(jì)平均特性，一般不考慮流體分子間的存在間隙、分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)以及分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)等情況。因此，在研究流體流動(dòng)時(shí)，常將流體看作是由無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)介質(zhì)。在流體內(nèi)部，質(zhì)點(diǎn)一個(gè)緊挨一個(gè)，質(zhì)點(diǎn)間沒(méi)有任何間隙，流體中每一點(diǎn)都被流體質(zhì)點(diǎn)所占據(jù)，任意點(diǎn)上流體的物理量，就是指該點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)的物理量，這就是流體的連續(xù)介質(zhì)模型。把流體看成連續(xù)介質(zhì)，是流體力學(xué)中一個(gè)最基本的假定，其目的在于避開(kāi)復(fù)雜的分子運(yùn)動(dòng)。值得注意的是，，在高真空狀態(tài)下，由于氣體過(guò)于稀薄，質(zhì)點(diǎn)內(nèi)分子數(shù)較少，因而不能作為連續(xù)介質(zhì)。由此可見(jiàn)，流體的連續(xù)介質(zhì)模型是一個(gè)具有相對(duì)意義的概念?！　∫悦簹庠谔盍纤?nèi)用水洗滌，以除去煤焦油等雜質(zhì)的工藝過(guò)程為例。這里，水和煤氣的流動(dòng)與輸送過(guò)程，及附屬設(shè)備如流量計(jì)、壓差計(jì)、水封等的工作原理都遵循的是流體力學(xué)原理。其中流體在壓差計(jì)、水封中處于靜止?fàn)顟B(tài)，是流體靜力學(xué)問(wèn)題；而泵、流量計(jì)的工作原理以及水在管路中的流動(dòng)則是流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。這就要求我們掌握流體在相對(duì)靜止和流動(dòng)過(guò)程的基本原理和基本規(guī)律，并運(yùn)用這些原理和規(guī)律解決化工生產(chǎn)過(guò)程所涉及的流體流動(dòng)和輸送有關(guān)問(wèn)題。

編輯推薦

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