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化工過程基礎(簡體書)
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商品簡介

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目次

書摘/試閱

  本書分為四篇,化工單元操作過程、化學反應過程、石油化工生產過程、其它化工產品生產過程。包括流體流動過程及設備、傳熱過程及設備、傳質過程及設備、化學反應過程及反應器、石油煉制、烯烴及其下游產品生產、芳烴及其下游產品生產、高分子化工概述、精細化工產品概述、煤化工生產過程概述、典型無機化工產品生產過程等內容,每章后面附有思考題,便于理解每章的重點內容,可以方便學生自學和復習。為方便教學,本書還配有電子教案。
  本教材可作為高等院校機械、自動化、材料、環境類等專業的教材,亦可供有關專業技術人員參考。
《化工過程基礎》注重理論與實踐的結合,層次分明、重點突出,適用于高等工科院校機械、自動化、材料、環境、建筑、建材等專業及與化工行業密切相關的高職院校的化工基礎的教學,也可供化工行業生產、營銷及企業管理的人員學習和參考。
化學工業又稱化學加工工業,是指生產過程中以化學方法占主要地位的過程工業,包括基本化學工業、塑料、合成纖維、石油、橡膠、藥劑、染料工業等,是國民經濟的重要組成部分,它為滿足人類生產和生活的需要而快速發展,并隨著生產技術的進步推動著其他行業及社會的發展。
人類與化學工業的關系十分密切,在現代生活中,幾乎隨時隨地都離不開化工產品,從衣、食、住、行等物質生活到文化藝術、娛樂等精神生活,都需要化工產品為之服務。化工產品的種類多、用途廣泛,在工農業、交通運輸、國防軍事、航空航天、信息技術等領域提供各類基礎材料、功能材料、能源及必需品,促進了各行各業的發展。
化學工業屬于知識和資金密集型的行業。隨著科學技術的發展,它由最初只生產純堿、硫酸等少數幾種無機產品和主要從植物中提取茜素制成染料的有機產品,逐步發展為一個多行業、多品種的生產過程,出現了一大批綜合利用資源和規模大型化的化工企業,近幾十年的石油化工的發展迅猛,精細化工、生物化工、煤化工也顯示出強大生命力。
化學工業在國民經濟中的作用隨著科學技術的發展會越來越大,因此,掌握化工知識不僅是對化工專業人員的要求,非化工類的從業人員也需要熟悉、掌握基本的化工知識,以利于在不同領域的發展。基于此,我們編寫了《化工過程基礎》教材。
本書注重理論與實踐的結合,層次分明、重點突出,分為四篇,化工單元操作過程、化學反應過程、石油化工生產過程、其他化工產品生產過程。包括流體流動過程及設備、傳熱過程及設備、傳質過程及設備、化學反應過程及反應器、石油煉制、烯烴及其下游產品生產、芳烴及其下游產品生產、高分子化工概述、精細化工產品概述、煤化工生產過程概述、典型無機化工產品生產過程等內容,每章后面附有思考題,便于理解每章的重點內容,可以方便學生自學和復習。
本書由沈陽工業大學李素君主編并負責全書統稿,沈陽工業大學徐鐵軍、王曉麗、趙薇,中石油遼陽石化分公司吳偉參加編寫。其中李素君編寫緒論、第5章、第9章,趙薇編寫第1章、第4章,王曉麗編寫第2章、第3章,徐鐵軍編寫第6章、第10章~第12章,徐鐵軍、李素君及吳偉共同編寫第7章、第8章。
由于編者的水平有限,不妥之處在所難免,懇請各方面批評、指正。
編者2013年8月
0.1化學工業概述
0.1.1化學工業在國民經濟中的作用與地位
0.1.2化學工業的分類
0.1.3化學工業的特點
0.2化學工業的發展簡史
0.2.1古代化學加工
0.2.2早期化學工業
0.2.3近代化學工業
0.2.4現代化學工業
0.3化工生產過程分析
0.4本課程的性質、任務、主要內容和學習方法
思考題
第1篇化工單元操作過程
1.1概述
1.2有關流體的物理量
1.2.1流體的密度和黏度
1.2.2流體的靜壓強
1.2.3流體的流量和流速
1.2.4流量的測量
1.3流體的流動阻力
1.3.1雷諾實驗和流體流動類型
1.3.2流體流動阻力產生的原因
1.3.3流動阻力的計算
1.4流體流動的基本規律及其應用
1.4.1穩定流動與不穩定流動
1.4.2連續方程
1.4.3伯努利方程
1.5化工管路
1.5.1化工管路的材料和規格
1.5.2管件和閥門
1.6離心泵
1.6.1離心泵的結構和工作原理
1.6.2離心泵的主要部件
1.6.3離心泵的主要性能
1.6.4離心泵的類型和安裝
1.7其他類型泵
1.7.1往復泵
1.7.2計量泵
1.7.3齒輪泵
1.7.4螺桿泵
1.7.5旋渦泵
1.7.6各種類型化工用泵的比較
1.8氣體輸送設備的工作原理和應用
1.8.1離心式通風機
1.8.2羅茨鼓風機
1.8.3往復式壓縮機
1.8.4水環式真空泵
1.8.5噴射式真空泵
思考題
2.1概述
2.1.1傳熱在化工生產中的應用
2.1.2工業生產中的換熱方法
2.1.3穩態傳熱與非穩態傳熱
2.1.4傳熱速率與熱流密度
2.2傳熱的基本方式
2.2.1熱傳導
2.2.2熱對流
2.2.3熱輻射
2.3間壁式換熱過程
2.3.1兩流體通過間壁的換熱過程
2.3.2傳熱速率方程式
2.4換熱設備簡介
2.4.1換熱器的分類
2.4.2列管式換熱器
2.4.3其他換熱器
2.4.4列管式換熱器的選用
思考題
3.1吸收
3.1.1概述
3.1.2吸收過程分析
3.1.3吸收過程的計算
3.1.4吸收設備
3.2蒸餾
3.2.1概述
3.2.2蒸餾與精餾原理
3.2.3精餾過程的基本計算
3.2.4精餾設備
3.3萃取
3.3.1概述
3.3.2萃取過程分析
3.3.3萃取設備
3.3.4超臨界氣體萃取簡介
思考題
4.1沉降
4.1.1重力沉降的原理及影響因素
4.1.2離心沉降原理及影響因素
4.1.3重力和離心沉降設備
4.2過濾
4.2.1過濾的基本概念和原理
4.2.2過濾設備
4.3干燥
4.3.1概述
4.3.2濕空氣的性質
4.3.3濕空氣的濕度圖
4.3.4濕物料的性質及干燥機理
4.3.5對流干燥設備
4.4膜分離
4.4.1概述
4.4.2氣體膜分離
4.4.3微濾和超濾
4.4.4反滲透
4.4.5膜吸收
4.4.6膜蒸餾
4.4.7膜萃取
思考題
第2篇化學反應過程
5.1化學反應過程的操作方式
5.1.1間歇(分批式)操作
5.1.2連續操作
5.1.3半連續(或半間歇)操作
5.2反應器
5.2.1概述
5.2.2反應器的分類
5.3典型反應器簡介
5.3.1釜式反應器
5.3.2管式反應器
5.3.3固定床反應器
5.3.4流化床反應器
5.3.5其他類型反應器
思考題
第3篇石油化工生產過程
6.1石油及其產品的性質
6.1.1石油的性質
6.1.2油品的分類及其各項指標
6.2石油的常減壓蒸餾
6.2.1常減壓蒸餾的工藝及主要產品
6.2.2常減壓蒸餾的主要設備
6.3石油的二次加工
6.3.1催化裂化
6.3.2加氫精制和加氫裂化
6.3.3減黏裂化
6.3.4焦炭化過程
思考題
7.1烴類熱裂解制烯烴
7.1.1熱裂解工藝及其主要設備
7.1.2裂解產物的急冷操作
7.1.3裂解氣的深冷分離
7.2烯烴的下游產品
7.2.1乙烯的下游產品
7.2.2丙烯的下游產品
7.2.3碳四(C4)產品
思考題
8.1芳烴的性質和用途
8.1.1芳烴的性質
8.1.2芳烴的用途
8.2芳烴的主要來源
8.2.1催化重整生產BTX芳烴
8.2.2高溫裂解制乙烯副產BTX芳烴
8.2.3芳烴的轉化
8.2.4芳烴的分離
8.2.5芳烴聯合加工流程
8.3重要的芳烴衍生物的生產
8.3.1苯乙烯
8.3.2環己烷
8.3.3環己醇(酮)、己二酸及尼龍66
8.3.4對苯二甲酸
8.3.5聚酯
思考題
9.1高分子材料及分類
9.1.1聚合物的基本概念
9.1.2聚合物的分類
9.2聚合反應類型及生產過程
9.2.1聚合反應類型
9.2.2聚合生產過程
9.3典型聚合物的生產
9.3.1聚乙烯的生產
9.3.2聚丙烯的生產
思考題
第4篇其他化工生產過程
10.1精細化工產品及其分類
10.1.1精細化工產品的定義及特性和范疇
10.1.2精細化工產品的發展現狀和范疇
10.2傳統精細化工產品
10.2.1石油添加劑
10.2.2表面活性劑
10.2.3塑料、橡膠助劑
10.2.4染料
10.2.5涂料
10.2.6香料及香精
10.2.7黏合劑
10.2.8水處理劑
10.2.9農藥
10.3精細化工產品生產特點
10.3.1生產方式的特點
10.3.2生產設備的特點
思考題
11.1煤的化學組成和煤的化工利用
11.1.1煤的化學成分
11.1.2煤的化工利用
11.2傳統煤化工
11.2.1煤的干餾
11.2.2煤的氣化
11.2.3合成氣制甲醇
11.2.4間接液化合成燃料油(費—托法)
11.3新型煤化工技術簡介
11.3.1煤的直接液化
11.3.2甲醇制低碳烯烴技術
11.3.3甲醇制乙二醇技術
思考題
12.1概述
12.1.1無機化工的特點
12.1.2無機化工的原料
12.1.3主要的無機化工產品和用途
12.2合成氨的生產
12.2.1合成氨的主要生產過程
12.2.2制氫氣
12.2.3原料氣的凈化
12.2.4氨的合成
12.3硫酸的生產
12.3.1硫酸的生產方法
12.3.2硫鐵礦制硫酸
12.4純堿的生產
12.4.1氨堿法生產純堿
12.4.2聯合法(聯堿法)生產純堿
12.5燒堿的生產
12.5.1電解食鹽水溶液的基本原理
12.5.2電解食鹽水溶液生產燒堿技術
思考題 


(3)柴油
①柴油機(壓燃式發動機)對燃料的使用要求 柴油機主要用于農用機械、重型車輛、坦克、鐵路機車、船舶艦艇等。柴油機燃料的使用要求有:良好的自燃性能;良好的蒸發性能;適當的黏度和良好的低溫流動性;良好的安定性;對機件無腐蝕性;良好的清潔性能。
②柴油的自燃性與十六烷值柴油的自燃性是指噴入燃燒室內與高溫高壓空氣形成均勻的可燃混合氣之后,能在較短的時間之內發火自燃并正常地完全燃燒。
柴油機是壓燃式發動機,與汽油機不同的是柴油并不預先和空氣混合,而是空氣先進人汽缸內單獨被壓縮(柴油機按空氣進入分自然吸氣式和增壓式兩類。前者壓縮比為15~25,壓力可達3.5MPa以上,溫度在500~600℃,后者會更高),壓縮將結束時,用高壓油泵將柴油噴射入熱的空氣中,油立即受熱蒸發,與空氣形成混合物,因柴油自燃點低,可迅速被氧化而自燃。因此柴油的自燃能力即發火性能指標就顯得十分重要了。
十六烷值(cetane number)是衡量燃料在壓燃式發動機中發火性能的指標。十六烷值高,表明該燃料在柴油機中發火性能好,滯燃期短,燃燒均勻且完全,發動機工作平穩;反之,則表明燃料發火困難,滯燃期長,發動機工作狀態粗暴。但十六烷值過高,也將會由于局部不完全燃燒而產生少量黑色排煙,造成油耗增大,功率下降。因而各種不同壓縮比、不同結構和運行條件的柴油機使用的燃料,各有其適宜的十六烷值范圍。
柴油的十六烷值與汽油的辛烷值相似,是在標準試驗用單缸柴油機中測定的。所用的標準燃料是正十六烷和a一甲基萘。正十六烷具有很短的發火延遲期,自燃性能很好,因而規定其十六烷值為100。而α—甲基萘的發火延遲期很長,自燃性能很差,規定其十六烷值為0。將這兩種化合物按不同比例摻和,可調配成各種十六烷值不同的標準燃料,把所測燃料與標準燃料進行對比,與其發火性能相同的標準燃料的十六烷值即為所測燃料的十六烷值。一般來說,轉速大于1000r/min的高速柴油機使用十六烷值為45~50的輕柴油為宜;低于1000r/min的中、低速柴油機可使用十六烷值為35~49的重柴油。

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