化工基礎（簡體書）

《化工基礎》結合中職學生特點，對于化工基礎的知識進行了系統的介紹。具體內容包括：流體流動與輸送，非均相物系的分離與設備，傳熱，蒸發，氣體吸收，蒸餾，固體干燥，煤氣化合成甲醇，日用化學品簡介，化工安全知識。附錄部分給出了相關物理性質及化學性質的數據。本教材采用任務引領型的教學模式，圖文並茂、簡單明了，強化學生實踐性聯系，加強實訓。
《化工基礎》可作為中等職業學校化工專業教材，也可作為相關專業技術人員的參考用書。

本書是針對非化工專業、中等職業層次的學生的教材。本書也可供有關科技人員參考，並可供職業培訓和化工技校作為教學教材使用，還可作為高職高專非化工專業教學教材。為了順應全國中等職業教育教學改革的需要，培養符合社會需要的應用型人才，本書有以下特點。
（1）採用任務引領型的教學模式
倡導以學生為主體、以教師為主導的教學理念，採用項目教學的授課模式，將知識通過案例導出，以情景引入的方式展示在學生面前，進而讓學生思考能用什麼理論來解決這個案例，然後由教師引出理論，引導學生分析問題、解決問題。通過引出問題一分析問題一解決問題的誘導模式，將理論逐步分解成一個個知識點，再將知識點按其內在邏輯組合成相對獨立的單元，將理論一層層地揭示出來，最後達到解決問題的目的。在解決問題的時候，強調師生互動，讓學生參與尋找已知條件、分析未知條件，最後教師與學生共同解決未知問題。這樣就像老師帶領學生進入了實驗室，觸摸應用，認知理論，完成實踐。課堂讓學生查取的資料，可以鍛煉學生與老師的合作能力，課後有雙邊交流練習，讓學生廣泛查找相關知識，自己尋找答案，下次上課時再分組交流，由分散練習到集中練習，充分發揮學生的主觀能動性，有利於激發學生的學習興趣和自信心。
（2）圖文並茂，簡單明了
盡可能多用圖形和照片說明問題。簡化理論，使其淺顯易懂，減少冗長理論的闡述，將抽象的理論形象化、具體化，加強學生的直觀感。
（3）強化學生實踐性練習
課後附帶多種練習，廣泛收集相關知識在工業生產及人們生活中的應用，通過填空、判斷、問答、思考、計算等練習，讓學生解決實際問題，達到學以致用的目的。
（4）加強實訓
對課程涉及的典型試驗，項目教學之後，都有實驗實訓練習，讓實訓從理論中來再到理論中去，將理論和實踐有機結合起來，起到鞏固所學的作用。
本書由河南化工職業學院張傳梅主編，並編寫項目三、項目六；陝西省石油化工學校薛彩霞為副主編，並編寫項目一、項目五、項目七；河南化學工業職業學院付玲編寫項目二、項目十；新疆化學工業學校周金輝編寫項目八、項目九；新疆化學工業學校朱江編寫項目四。初稿完成後，由新疆化學工業學校李紹嶺審稿。
本書在編寫過程中，各編寫學校的領導和老師給予了大力的支持和幫助，北京東方仿真控制技術有限公司提供了部分資料，在此表示衷心的感謝！
由於編者水平有限，不當之處在所難免，懇請各位專家和使用本書的師生及讀者批評指正。

緒論1
任務1了解化工生產過程1
任務2認識本課程的性質、作用和內容1
任務3學習本課程的任務和方法2
項目一流體流動與輸送3
任務1了解流體輸送在化工生產中的應用3
任務2學習流體的密度4
1密度的定義4
2影響氣體密度的因素6
任務3學習流體的壓力6
1壓力的定義6
2壓力的測量6
任務4學習流體的黏度7
1流體黏度的定義7
2流體黏度的獲得7
3影響流體黏度的因素7
任務5學習流體的流量和流速8
1流量8
2流速9
任務6如何實現流體的輸送過程10
1伯努利方程10
2學習流體輸送問題的解決辦法11
任務7了解流體阻力15
1流體的流動形態15
2流體的阻力16
任務8認識化工管路17
1化工管路的構成與標準化17
2管子與管件18
3管路的連接20
任務9認識流體輸送機械25
1認識離心泵25
2認識其他類型泵29
實踐環節34
思考與練習36
項目二非均相物系的分離與設備38
任務1了解非均相物系分離在化工生產中的應用38
1應用38
2非均相物系的分類和分離方法38
任務2認識重力沉降及設備39
1降塵室40
2連續沉降槽41
3提高重力沉降速度的方法42
任務3認識離心沉降及設備43
1旋風分離器43
2其他離心沉降設備44
3提高離心沉降速度的方法46
任務4認識過濾操作及設備47
1 過濾的基礎知識47
2過濾設備49
3提高過濾速度的方法51
思考與練習52
項目三傳熱53
任務1了解傳熱在化工生產中的應用53
1傳熱過程的分類53
2工業傳熱方式53
任務2認識傳熱設備55
1直接接觸式換熱器55
2蓄熱式換熱器的類型55
3間壁式換熱器55
4熱管式換熱器55
任務3學習換熱器傳熱量的計算57
1潛熱法57
2顯熱法57
3焓差法57
任務4學習換熱器固體壁面內導熱量的
計算方法58
1單層平壁導熱量的計算58
2多層平壁導熱量的計算59
3圓筒壁的穩態熱傳導熱導率的計算60
任務5學習對流傳熱速率的計算62
1對流傳熱速率的計算62
2對流傳熱係數的影響因素62
任務6學習冷、熱流體經過間壁換熱器傳
熱速率的計算64
1解決案例的理論引導64
2解決案例的步驟65
任務7學習間壁換熱器壁溫的計算67
任務8學習傳熱過程的強化方法71
1理論引導71
2具體措施71
實踐環節73
思考與練習76
項目四蒸發78
任務1了解蒸發在化工生產中的應用78
1應用78
2蒸發操作的分類78
3蒸發操作的流程78
任務2認識蒸發設備的結構及工作原理80
1循環型蒸發器80
2單程型蒸發器82
3蒸發器的輔助裝置84
任務3認識蒸發過程的影響因素85
1影響生產強度的因素85
2影響溶液沸點升高的因素85
3降低熱能消耗的措施86
思考與練習87
項目五氣體吸收88
任務1了解氣體吸收在化工生產中的應用88
1分離混合氣體以獲得一定的組分88
2回收混合氣體中有價值的組分88
3除去有害組分以淨化氣體88
4工業廢氣的治理88
任務2了解氣體的溶解度88
任務3認識吸收操作流程89
1流程89
2吸收過程的分類90
任務4學習吸收操作過程的有關計算91
任務5了解影響吸收操作的因素92
1溫度92
2壓力92
3氣流速度93
4噴淋密度93
5吸收劑的選擇93
任務6如何確定吸收劑的用量93
任務7填料層高度的確定96
實踐環節99
思考與練習104
項目六蒸餾106
任務1了解蒸餾操作在化工生產中的
應用106
1酒的生產106
2石油的分離106
３天然香料的提取106
４海水淡化技術106
任務2蒸餾的分類106
１簡單蒸餾107
２平衡蒸餾107
任務3學習氣液平衡關係108
１認識基本的氣液平衡關係108
2用相對揮發度表示的平衡關係111
任務4精餾原理和精餾流程112
１精餾原理113
2精餾流程114
任務5認識蒸餾塔的結構和蒸餾效果115
１認識蒸餾設備115
2板式塔氣液傳質狀況120
3填料塔與板式塔的比較121
任務6精餾塔的產品濃度和產品量的關係121
任務7熟知理論塔板數的計算122
１理論板的概念和恆摩爾流假定122
2精餾段操作線方程的建立(圖6 28)122
３提餾段操作線方程的建立(圖629)123
4根據分離任務逐板計算法求理論塔
板數125
任務8認識回流比的大小對理論塔板數的
影響127
１最大回流比和最小回流比127
２通過吉利蘭圖求取理論塔板數128
３實際塔板數的確定129
４產品質量的影響條件129
任務9精餾裝置的熱量衡算130
１冷凝器的熱負荷與冷卻劑用量的
計算130
２再沸器熱負荷與加熱劑用量的計算131
實踐環節132
思考與練習134
項目七固體乾燥136
任務1了解固體乾燥在化工生產中的應用136
1乾燥的方法及應用136
2認識乾燥流程136
3乾燥操作的分類136
任務2學習乾燥進行的條件137
１乾燥過程的原理137
２濕空氣的性質139
３物料中所含水分的性質140
任務3學習乾燥過程水分蒸發量和空氣
耗用量的計算142
任務4了解影響乾燥速率的因素144
１乾燥速率144
２影響乾燥速率的因素145
任務5認識乾燥設備145
１常見的干燥器145
２乾燥器的選擇148
實踐環節149
思考與練習152
項目八煤氣化合成甲醇153
任務1了解甲醇的性質和用途153
1甲醇的性質153
2甲醇的用途154
任務2認識煤氣化合成甲醇的基本原理154
任務3認識煤氣化合成甲醇的生產路線155
1甲醇原料氣的製備155
2甲醇原料氣中一氧化碳的變換工序160
3脫硫工序162
4原料氣的脫碳工序164
5甲醇的合成165
6粗甲醇的精餾170
思考與練習170
項目九日用化學品簡介171
任務1了解肥皂類171
1洗衣皂171
2高級增白洗衣皂172
任務2了解香皂類172
1護膚香皂173
2保健香皂173
3藥物香皂173
任務3了解化妝品173
1護膚用化妝品174
2美容用化妝品174
3口腔衛生用化妝品175
４毛髮用化妝品175
任務4了解其他日用化學品176
1香料176
2香精176
3專用清潔劑176
4沐浴用化學品177
思考與練習177
項目十化工安全知識178
任務1了解化工生產事故的特點178
任務2了解化學危險物質及分類179
1 我國危險化學品的分類179
2國外危險化學品分類簡介181
3危險化學品的安全標誌182
任務3學習防火防爆技術183
1燃燒的基礎知識183
2爆炸的基礎知識185
3控制點火源187
4控制可燃物和助燃物188
5滅火方法189
任務4學習工業防毒a技術190
1工業毒物及其分類190
2化學中毒現場急救191
3常見危險化學品中毒與急救191
4綜合防毒措施193
任務5了解勞動保護基本常識196
1化學灼傷及其防護197
2工業噪聲的危害與防治198
3生產性粉塵的危害與防治199
思考與練習201
附錄202
附錄一化工常用法定計量單位及單位
換算202
附錄二常用固體材料的密度和比熱容205
附錄三幹空氣的重要物理性質
(10133kPa)205
附錄四水的重要物理性質206
附錄五飽和水蒸氣表（按溫度排列）207
附錄六飽和水蒸氣表（按壓力排列）208
附錄七液體黏度共線圖210
附錄八氣體黏度共線圖（常壓下用）212
附錄九液體比熱容共線圖213
附錄十氣體比熱容共線圖（常壓
下用）214
附錄十一氣體熱導率共線圖
（常壓下用）215
附錄十二液體比汽化焓（蒸發潛熱）
共線圖217
附錄十三常見氣體水溶液的亨利係
數E218
附錄十四雙組分氣液平衡數據與溫度
（或壓力）的關係219
附錄十五IS型單級單吸離心泵性能表220
參考文獻223

化學工業是以自然資源為原料，以工業規模對原料進行加工處理，通過物理變化和化學變化，使資源成為生產資料和生活資料的加工業。化工生產過程的最明顯的特徵就是化學變化。為了使化學反應過程得以經濟有效地進行，必須創造及維持適宜的條件，對原料進行適當的預處理，以便創造具有一定的壓力、溫度、組成等適合化學反應的環境條件；反應後的產品必須經過後處理分離、提純，獲得符合質量標準的產品；對未完成反應的原料，還要進行循環利用。這些反應前的預處理和反應後的產品處理以及原料的循環處理，主要發生的是物理變化，進行的是物理操作。因此，化工生產過程是若干個物理處理過程與若干個化學反應過程的組合。
古老的化學工業有燃料、漆器、陶瓷、煉丹、釀酒、火藥、造紙等。近代化學工業以發展無機化工產品為特徵。18世紀末，發展了製酸、製鹼工業。19世紀末20世紀初，以石油化工和有機化工為主要特徵，逐步實現了化工生產裝置的大型化和自動化。化學工業的突飛猛進，新技術不斷湧現，高科技迅速發展，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。
化工基礎是一門基礎技術課，是學習化工生產過程基本知識和共同性操作規律的綜合性課程，它闡明如何運用物理和化學理論，並結合化學工程中的觀點和方法來解決化工生產中的實際問題。化工生產過程中，除了化學反應以外，還牽涉物理處理過程，這些物理處理過程稱為單元操作。本課程的內容分為化工單元操作、典型的化工工藝、化工安全、日用化學品的相關知識的介紹和分析應用。
化工單元操作是化工生產過程中普遍採用的，遵循共同的物理學定律，所用設備相似，具有相同作用的基本操作。本課程介紹典型的單元操作、典型的化學生產工藝以及化工安全技術和常識，它是一門理論性和實踐性都很強的課程。本課程介紹的單元操作過程有流體流動與輸送、非均相物系的分離、傳熱、蒸發、蒸餾、吸收、乾燥，通過學習掌握或了解其基本原理、計算方法、典型設備及操作注意事項。
化工工藝是使原料進行物理變化或化學變化，生產出物質產品。化學工藝過程要求的不僅是單一某台設備的性能優良，更重要的是全系統的性能優良，要求做到低耗、環保、高效、安全、可持續發展。本課程對較為典型的化學工藝過程進行介紹和分析。