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1.1 化学工业与化学工程1

1.1.1 化学工业的发展概况1

第一章 绪论1

1.1.2 化学工业的高新技术2

1.2 化学实验与化工生产过程的联系与区别4

1.3 化学工程和工艺中的一些基本规律4

1.3.1 质量守恒5

1.3.2 能量守恒5

1.4 化工过程开发简介6

1.5 化工常用单位及其换算7

2.1 流体流动中的守恒原理9

2.1.1 定态流动非定态流动9

第二章 流体流动与输送9

2.1.2 流量与流速10

2.1.3 流体流动的连续性方程11

2.1.4 伯努利方程及其应用12

2.2 流体在管内的流动阻力17

2.2.1 牛顿粘性定律与流体的粘度17

2.2.2 流动型态18

2.2.3 流动边界层20

2.2.4 流体流动阻力的计算21

2.3 流体输送管路的计算30

2.3.1 简单管路的计算30

2.3.2 复杂管路的计算31

2.4 流体流量的测量33

2.4.1 孔板流量计33

2.4.3 转子流量计35

2.4.2 文丘里流量计35

2.5 流体输送机械37

2.5.1 离心泵的工作原理及主要构件37

2.5.2 往复式压缩机41

习题43

第三章 传热过程48

3.1 概述48

3.1.1 传热过程48

3.1.2 热量传递的基本方式49

3.2 传导传热49

3.2.1 导热基本方程和导热系数49

3.2.2 平面壁的定态导热50

3.2.3 圆筒壁的定态导热52

3.3.1 对流传热过程分析55

3.3 对流传热55

3.3.2 对流传热基本方程56

3.3.3 表面传热系数56

3.3.4 表面传热系数的经验关联式57

3.4 辐射传热59

3.4.1 热辐射的基本定律59

3.4.2 两固体间的相互辐射60

3.5 传热过程计算61

3.5.1 热负荷62

3.5.2 传热过程推动力——平均温度差63

3.5.3 传热过程阻力与总传热系数66

3.5.4 热交换器传热面积的计算68

3.6 热交换过程的强化69

3.6.1 增大传热面积69

3.6.2 增大传热平均温度差69

3.6.3 提高传热系数70

3.7 加热技术及热交换设备71

3.7.1 加热技术71

3.7.2 热交换设备71

习题72

第四章 气体吸收75

4.1 概述75

4.1.1 气体的吸收过程75

4.1.2 气体吸收的应用75

4.2 气液相平衡关系76

4.2.1 相组成表示方法76

4.2.2 气体在液体中的溶解度77

4.2.3 亨利定律77

4.3 吸收机理79

4.3.2 双膜理论80

4.3.1 单相中物质的传递80

4.4 吸收速率方程式81

4.4.1 气膜吸收速率方程式81

4.4.2 液膜吸收速率方程式82

4.4.3 相界面浓度的确定82

4.4.4 总吸收速率方程式82

4.5 填料吸收塔的计算86

4.5.1 吸收塔中的物料衡算——操作线方程86

4.5.2 吸收剂用量的计算87

4.5.3 填料层高度的计算90

4.5.4 传质单元高度和传质单元数91

4.5.5 填料塔直径的计算94

习题96

第五章 液体精馏98

5.1.1 双组合理想溶液的气液相平衡99

5.1 双组合溶液的气液相平衡99

5.1.2 相对挥发度101

5.1.3 精馏原理102

5.2 双组分连续精馏的物料衡算与能量衡算104

5.3 连续精馏理论塔板数的计算110

5.3.1 逐板计算法111

5.3.2 图解法111

5.3.3 回流比及其对精馏操作的影响112

5.3.4 简捷计算法116

5.4 塔板效率与实际塔板数119

5.4.1 塔板效率119

5.4.2 塔高、塔径的计算120

5.5 其他精馏方式简介121

5.5.1 间歇精馏121

5.5.2 特殊精馏122

习题125

第六章 化学反应工程学——反应器的基本原理129

6.1 化学反应工程学的基本任务及研究方法129

6.2 工业反应器及其分类130

6.2.1 反应的操作方法130

6.2.2 反应器的型式130

6.2.3 反应的相态131

6.2.4 化学反应的动力学基础132

6.3 理想均相反应器及其计算137

6.3.1 理想流动模型137

6.3.2 反应器操作中的几个基本概念138

6.3.3 间歇釜式反应器138

6.3.4 理想置换反应器140

6.3.5 理想混合反应器143

6.3.6 多级串联理想混合反应器145

11.1 可持续发展与环境保护148

11.1.1 可持续发展的定义148

6.4 反应器型式和操作方法的评比149

6.4.1 反应器生产能力的比较149

6.4.2 容积效率150

6.4.3 反应选择性的分析151

6.5 实际反应器153

6.5.2 停留时间分布的表示方法153

6.5.1 实际反应器内物料质点的返混153

6.5.3 停留时间分布的测定154

6.5.4 停留时间分布的数字特征155

6.5.5 理想反应器中的停留时间分布156

6.5.6 非理想反应器中的停留时间分布157

6.5.7 停留时间分布曲线的应用160

习题161

7.1.1 硫酸工业在国民经济中的地位164

7.1 概述164

第七章 硫酸生产164

7.1.3 以硫铁矿为原料生产硫酸的原则流程165

7.1.2 生产硫酸的原料165

7.2 二氧化硫炉气的制备166

7.2.1 硫铁矿的焙烧166

7.2.2 沸腾焙烧与沸腾焙烧炉167

7.3 炉气的净化与干燥169

7.3.1 炉气净化的目的169

7.3.2 炉气净化的方法和流程169

7.3.3 炉气的干燥171

7.4 二氧化硫的催化氧化171

7.4.1 平衡常数和平衡转化率171

7.4.2 催化剂与反应动力学174

7.4.3 二氧化硫催化氧化的工艺条件175

7.4.4 二氧化硫催化氧化的工艺流程和设备176

7.5 三氧化硫的吸收178

7.5.1 三氧化硫吸收成酸原理178

7.5.2 吸收流程179

7.6.1 硫酸生产工艺流程的基本特点180

7.6 硫酸生产工艺流程的基本特点180

7.6.2 硫酸生产的主要反应过程181

7.6.3 硫酸生产中反应热的利用181

7.6.4 硫酸生产中的“三废”治理与环境保护182

复习题182

第八章 合成氨184

8.1 概述184

8.1.1 合成氨在国民经济中的重要地位184

8.1.2 合成氨生产方法简介184

8.2 合成氨原料气的制备185

8.2.1 固体燃料气化法185

8.2.2 天然气加压催化蒸气转化工艺190

8.3.1 原料气的脱硫192

8.3 原料气的净化192

8.3.2 一氧化碳的变换194

8.3.3 二氧化碳的脱除196

8.3.4 原料气的精制197

8.4 氨的合成198

8.4.1 氨合成反应的热力学基础198

8.4.2 氨合成反应的动力学基础201

8.4.3 氨合成的工艺流程205

8.4.4 氨合成塔206

复习题210

第九章 氯碱生产211

9.1 概述211

9.1.1 氯碱工业的生产方法及其发展211

9.1.2 氯碱工业的特点213

9.2 盐水电解的基本原理214

9.2.1 法拉第定律214

9.2.2 电流效率215

9.2.3 电压和电能消耗215

9.3 隔膜法电解的工艺过程218

9.3.1 食盐水的制备和精制219

9.3.2 食盐水的电解和立式隔膜电解槽结构219

9.3.3 隔膜法电解食盐水的工艺过程222

9.4 隔膜法电解产物的处理与加工223

9.4.1 电解碱液的蒸发223

9.4.2 氯气、氢气的处理227

9.4.3 合成盐酸227

9.4.4 氯苯的生产228

复习题229

第十章 石油炼制230

10.1 概述230

10.1.1 石油的重要性230

10.1.2 石油的化学特性的分类230

10.1.3 原油的一般加工过程232

10.2 石油的蒸馏232

10.2.1 馏分和馏分的组成232

10.2.2 原油的预处理233

10.2.3 常减压蒸馏233

10.3.1 催化裂化237

10.3 石油的二次加工237

10.3.2 催化重整242

复习题246

第十一章 绿色化学化工简介248

11.1.2 可持续发展与环境保护249

11.1.3 化学工业的可持续发展252

11.2 可持续发展与清洁生产253

11.2.1 清洁生产的定义253

11.2.2 清洁生产与可持续发展的关系255

11.2.3 典型化工清洁生产工艺及污染预防和回收利用方法255

11.3 化学工业的“绿色化”258

11.3.1 绿色化学的概念及其优点258

11.3.2 化工产品“绿色化”261

11.3.3 化学工艺过程“绿色化”262

复习题264

第十二章 化工基础实验265

实验一 流体流动阻力系数的测定270

实验二 流体流量计的校正273

实验三 液-液热交换器传热系数及表面传热系数的测定276

实验四 填料塔液侧传质膜系数的测定282

实验五 连续精馏塔分离能力的测定287

实验六 精馏柱和填料性能评比292

实验七 脉冲示踪法则定理想混合反应器的停留时间分布295

实验八 阶跃示踪法测定连续搅拌釜式反应器的停留时间分布302

主要参考文献307

附录309