工业化学过程与计算

　　内容提要 本书概括性地阐述了现代过程工业中主要化学过程的基本知识，典型系列产品的制备原理、生产方法和工艺过程；并对其过程进行了物料、能量的衡算及设备设计计算。 本书内容丰富，素材翔实，不仅有详尽的理论，而且还列举了许多工业应用实例，具有很强的实践性，力求使读者能通过本书的学习，对我国现代过程工业有一个概括性的了解。全书共分16章。第1章概述了工业化学过程的特征及研究方法，第2、3、4章讲述了如何进行过程工业中的物料与能量的衡算，第5章至第7章分别讲述了现代过程工业中的基础无机工业，包括硫酸工业、碱工业、合成氨，第8章简要介绍了现代干法水泥工业的生产过程及有关物料和能量的衡算，第9章至第13章分别讲述了现代过程工业中的有机工业，包括石油炼制、烃类裂解、天然气转化、精细化工及医药工业，第14章叙述了工业水处理过程，第15章简要介绍了过程工业中“三废”的产业及其治理与综合利用方法，第16章介绍了过程工业的经济分析与环境评价。

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第1章概述1
11工业化学过程的特征1
111过程工业1
112工业化学过程1
12工业化学过程的原料及产品3
121无机产品及原料3
122有机产品及原料3
13工业化学过程的分类5
131化学反应的分类5
132工业化学过程的分类5
14工业化学产品的开发过程6
15工业化学过程的系统优化8
第2章物料衡算9
21物料、能量衡算在工业化学过程研究中的作用9
22工业化学过程计算基础10
221过程工业生产中的主要操作变量10
222有关物料计算的基本概念12
23物料衡算14
231系统与环境14
232稳定过程与非稳定过程15
233物料平衡方程式15
24物料衡算的基本方法16
241系统的划分16
242计算基准及其选择17
243物料衡算的步骤17
25无化学反应过程的物料衡算18
251简单过程的物料衡算18
252有多个设备过程的物料衡算20
26有化学反应过程的物料衡算21
261反应转化率、选择性及收率等概念21
262一般反应过程的物料衡算23
263有平衡反应过程的物料衡算25
27带有循环、放空及旁路过程的物料衡算27
271循环过程的物料衡算27
272具有循环及排放过程的物料衡算29
273具有旁路过程的物料衡算32
28物料衡算过程的计算机化33
习题34
主要参考文献35
第3章能量衡算36
31能量平衡方程式36
311能量的形式36
312与能量衡算有关的重要物理量37
32能量衡算的基本方法及步骤38
321总能量衡算38
322热量衡算41
323机械能衡算42
33无化学反应过程的能量衡算44
331无相变的变温变压过程45
332相变过程的能量衡算46
333溶解与混合过程47
34化学反应过程的能量衡算47
341反应热及其表示47
342反应热的计算48
343化学反应过程的能量衡算50
35能量衡算过程的计算机化54
习题57
主要参考文献58
第4章物料和能量的联合衡算59
41稳定流动过程的物能联合衡算59
411物能联算的一般解法59
412独立方程数的决定62
413综合分析示例65
42不稳定过程的物料及能量衡算72
421不稳定过程的衡算方程72
422连续不稳定过程的物料衡算73
423连续不稳定过程的能量衡算77
习题80
主要参考文献80
第5章硫酸工业81
51概述81
52二氧化硫炉气的制备82
521硫铁矿焙烧82
522焙烧工艺流程和条件84
53炉气的净化与干燥85
531炉气的净化原则及净化指标85
532炉气除尘85
533炉气中氟、砷、硒和酸雾的清除87
534湿法净化流程89
535炉气的干燥91
54二氧化硫的催化氧化92
541基本原理92
542二氧化硫氧化催化剂与工艺条件93
543二氧化硫转化器及工艺流程95
55三氧化硫的吸收97
551三氧化硫吸收的基本原理97
552三氧化硫吸收的工艺流程99
习题99
主要参考文献100
第6章制碱工业101
61制碱工业方法简介101
611路布兰法生产纯碱101
612氨碱法生产纯碱102
613联碱法制取纯碱和氯化铵102
62氨碱法制纯碱102
621氨碱法生产的流程102
622石灰石煅烧与石灰乳制备103
623盐水精制与吸氨105
624氨盐水碳酸化108
625重碱过滤110
626重碱的煅烧111
627氨回收113
628氨碱法生产纯碱的总流程及特点115
63联碱法生产纯碱和氯化铵116
631联碱法工艺流程117
632联合生产纯碱和氯化铵的工艺条件118
633氯化铵的结晶与生产流程119
64电解法制烧碱122
641电解食盐水溶液的理论基础122
642隔膜法电解123
643离子交换膜法电解126
644液氯制造和盐酸合成131
习题132
主要参考文献132
第7章合成氨工业134
71概述134
711氨的性质和用途134
712合成氨的生产方法简介134
72合成氨原料气的制取136
721固体燃料气化法136
722烃类蒸气转化法139
723重油部分氧化法142
73合成氨原料气的净化143
731原料气的脱硫143
732一氧化碳的变换143
733二氧化碳的脱除145
734原料气的最终净化145
74氨的合成146
741氨合成反应的化学平衡146
742氨合成的反应机理和动力学方程146
743催化剂及氨合成的工艺条件147
744氨合成工艺流程149
745氨合成塔150
75氨合成系统基本的物料衡算和热量衡算152
751氨合成塔的物料衡算152
752合成塔的热量衡算153
753合成回路的物料衡算154
习题156
主要参考文献157
第8章水泥工业158
81原料预均化158
811预均化的基本原理158
812原料采用预均化技术的条件159
82生料的均化159
821间歇式生料均化库159
822连续式生料均化库160
83生料粉磨161
831生料磨系统161
832各种烘干粉磨系统的特性及其选用条件161
833烘干粉磨系统的调节控制原则163
84熟料煅烧过程的工艺衡算163
841水泥熟料的形成过程163
842水泥熟料形成热的计算165
85回转窑172
851回转窑的煅烧方法172
852回转窑内的燃料燃烧173
853回转窑的结构175
86悬浮预热窑175
861各种悬浮预热窑的特性176
862悬浮预热窑的结皮及其防止技术176
87预分解窑178
871工艺概要及生产流程179
872分解窑的类型与结构179
873分解窑的工作原理180
88熟料冷却机181
881冷却机的分类181
882箅式冷却机182
89水泥粉磨183
891水泥粉磨系统183
892选粉机184
893水泥的冷却184
习题185
主要参考文献185
第9章石油炼制186
91石油的组成及物理性质186
911原油的烃组成186
912原油的非烃组成186
913石油及其馏分的物理性质188
92油品的主要类别189
921汽油189
922喷气燃料190
923柴油191
924燃料油192
93石油的蒸馏192
94重质油裂化194
95石油精炼197
96油品精制201
97炼油厂的类型及其工艺205
971燃料型炼油厂205
972燃料润滑油型炼油厂205
973燃料化工型炼油厂206
98炼油过程的物料与能量衡算206
981分离及反应过程中的物料衡算206
982管式加热炉的能量计算207
983热量的综合利用208
习题208
主要参考文献208
第10章烃类裂解210
101概述210
102烃类裂解过程的化学反应210
103烃类热裂解反应的动力学模型211
1031动力学模型的构成212
1032电子计算机模型的构成214
1033实验215
1034实验值与计算值的比较与分析215
1035结论217
104裂解工艺过程参数217
1041温度217
1042压力217
1043停留时间218
105裂解原料和产品分布219
1051裂解原料219
1052裂解产品220
106管式裂解炉221
1061结构221
1062反应管材料221
1063炉型221
107裂解气的分离和精制222
1071概述222
1072深冷分离法222
1073精馏塔226
习题227
主要参考文献227
第11章天然气转化228
111概述228
112甲烷转化过程原理229
1121转化反应 229
1122平衡组成及计算231
1123影响因素231
1124过程析碳及其处理232
1125转化催化剂233
113天然气转化方法233
1131天然气转化制氢233
1132天然气转化制合成气234
114天然气脱硫236
1141钴钼加氢转化有机硫236
1142氧化锌脱硫237
115两段转化流程和设备237
1151两段转化流程237
1152一段转化炉237
1153两段转化任务的分配239
116转化过程的物料及能量衡算239
1161一段转化炉的物料计算239
1162一段转化炉的热量计算240
1163二段炉的物料与热量衡算241
117天然气的加工处理241
习题243
主要参考文献243
第12章精细化工244
121概论244
122精细化工的定义244
123精细化工的范畴和分类244
124 染料245
1241染料名称245
1242染料分类245
125农药247
126涂料248
127颜料249
128表面活性剂250
1281表面活性剂的种类250
1282表面活性剂的合成技术253
习题258
主要参考文献258
第13章医药工业259
131概述259
132化学制药259
1321概述259
1322化学合成药物简介259
1323药物工艺路线的设计选择与工艺研究261
133天然药物制药262
1331概述262
1332天然药物的各主要类型化学成分简介263
1333天然药物制药264
134生物制药266
1341概述266
1342生物药物的特点266
1343生物药物的分类与来源266
1344生物制药工艺技术基础267
1345生物制药工艺技术的发展268
135药物制剂269
1351概述269
1352药物剂型的分类270
1353药物制剂的发展270
1354片剂生产简介271
习题273
主要参考文献274
第14章工业水处理275
141工业用水的水质要求275
1411锅炉用水275
1412冷却用水275
142水的硬性及其软化方法276
1421天然水的化学成分276
1422天然水的硬性277
1423水的软化277
143水处理化学药剂278
1431阻垢剂及分散剂278
1432缓蚀剂279
1433杀生剂280
1434清洗剂280
1435钝化和预膜处理药剂280
1436水处理药剂的选择281
144工业冷却水系统282
1441冷却水的水质标准282
1442水中沉积物的处理与控制282
1443水中微生物的处理与控制283
1444水系统中金属腐蚀的处理与控制284
1445循环冷却水设备的清洗和预膜284
145工业冷却水处理的应用实例285
习题287
主要参考文献288
第15章过程工业的“三废”治理与综合利用289
151过程工业的“三废”来源和特点289
1511过程工业废水的来源及特征289
1512过程工业主要大气污染物的特征289
1513过程工业固体废弃物的来源及其特征289
152过程工业的“三废”治理和综合利用290
1521水体的污染源和污染物290
1522过程工业废水的处理与利用291
1523过程工业废气的治理与利用302
1524过程工业固体废弃物的治理与利用304
习题306
主要参考文献307
第16章过程工业的经济分析与环境评价308
161过程工业的经济分析308
1611成本估算308
1612 财务评价309
1613不确定性分析及方案比较311
1614国民经济评价313
1615设计概算314
162工业过程的环境影响评价315
1621环境影响评价的基本原则315
1622环境影响评价的具体规定316
1623环境影响评价的主要工作内容和工作程序316
1624环境影响评价报告书的主要内容316
163工程项目可行性研究报告的基本要求与内容321
1631工程建设项目可行性研究报告的基本要求321
1632项目可行性研究报告的内容和深度322
参考文献326