现代化工导论（第三版）

　　本书主要是为理工科院校化工类及其相关专业的学生学习和了解现代化工概貌及其工程与技术基础知识编写的入门教材。全书共13章，包括化工概述与发展史，无机化工，石油炼制与石油化工，高分子化工，天然气化工与煤化工，化学工程与工艺的科学基础，精细化工，生物化工，环境化工，化工安全工程基础，绿色化学与化工，高新技术与现代化工和面向21世纪的化工高等教育。书中对化工各领域的基础知识，典型生产过程及发展的方向等作了介绍；同时结合新世纪化工面临的挑战阐述了绿色化学与化工在全球的兴起，以及传统化工向绿色化，精细化，高科技化的现代化工的发展趋势。本书可作为化工及相关专业（如化工，炼油，制药，能源，材料，轻工，环境化工，生物化工等）大学一年级必修课程教材，也可作为化工及相关企业在职人员教育的培训用书。同时还可作为非化工专业人员了解现代化工概貌的参考书。

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第1章化工概述与发展史1
1.1化工的含义 1
1.2化学工业1
1.2.1分类方法1
1.2.2化工原料2
1.2.3化工的特点2
1.3化工学科体系3
1.3.1化学与化工3
1.3.2化工学科的划分4
1.3.3化学工程与化学工艺4
1.4化工在国民经济中的地位5
1.4.1化工与农业5
1.4.2化工与医药6
1.4.3化工与能源7
1.4.4化工与人类生活10
1.4.5化工与国防11
1.5化学工业发展史12
1.5.1世界化学工业发展史12
1.5.2中国化学工业发展史15
第2章无机化工17
2.1无机化工的特点17
2.2无机化工原料18
2.3无机化工产品18
2.3.1硫酸、硝酸和盐酸18
2.3.2纯碱与烧碱19
2.3.3氨与尿素19
2.3.4无机盐工业20
2.3.5无机非金属材料20
2.3.6稀土材料21
2.3.7工业气体22
2.4典型无机产品的生产工艺22
2.4.1接触法生产硫酸工艺22
2.4.2纯碱生产工艺23
2.4.3氨的合成24
2.4.4溶胶凝胶法制备多孔陶瓷膜26
2.5无机化工的发展27
第3章石油炼制与石油化工29
3.1石油与石油炼制29
3.1.1石油29
3.1.2油品的分类与利用30
3.1.3石油炼制31
3.2石油烃类裂解制烯烃33
3.2.1烃类裂解过程的一次反应33
3.2.2烃类裂解过程的二次反应34
3.2.3裂解方法和裂解炉35
3.2.4裂解产物的急冷操作36
3.2.5裂解气的净化与分离36
3.3芳烃的生产37
3.3.1重整芳烃37
3.3.2乙烯装置副产芳烃38
3.3.3芳烃转化39
3.4石油化工系列产品40
3.4.1烯烃的系列产品和用途40
3.4.2芳烃的主要产品和用途43
3.5典型产品的生产工艺43
3.5.1乙烯制环氧乙烷和乙二醇43
3.5.2由乙烯生产二氯乙烷和氯乙烯44
3.5.3由乙烯生产乙苯和苯乙烯46
3.5.4丙烯合成丙烯腈47
3.5.5异丙苯法合成苯酚和丙酮47
3.5.6对二甲苯氧化生产对苯二甲酸49
3.6石油化工发展展望49
3.6.1大型化、综合化49
3.6.2原料的重质化、石油的深加工50
3.6.3采用节约原料、能源的生产工艺50
3.6.4采用对环境友好的石油化工技术50
第4章高分子化工51
4.1高分子的基本概念51
4.2通用高分子材料52
4.2.1塑料52
4.2.2合成橡胶53
4.2.3合成纤维54
4.3合成聚合物的原料55
4.3.1合成聚合物的原料55
4.3.2聚合物单体55
4.3.3引发剂和催化剂56
4.4聚合生产过程56
4.4.1聚合物生产的特点56
4.4.2聚合反应与设备57
4.4.3聚合产物的分离与后处理59
4.5高分子材料典型生产工艺60
4.5.1聚乙烯60
4.5.2聚丁二烯橡胶61
4.5.3聚酰胺纤维61
4.6功能高分子材料62
4.6.1分离性功能高分子材料63
4.6.2导电性功能高分子材料63
4.6.3高分子液晶64
4.6.4医药用功能高分子材料64
4.6.5其他功能高分子材料65
4.7高分子化工的发展前景66
4.7.1通用高分子生产品种66
4.7.2工程塑料和特种橡胶66
4.7.3功能高分子材料的发展方向66
4.7.4精细化工高分子材料66
第5章天然气化工与煤化工68
5.1天然气与煤68
5.1.1天然气资源与组成68
5.1.2煤资源与组成69
5.1.3天然气与煤的能源利用71
5.2天然气化工72
5.2.1概述72
5.2.2甲烷经合成气的化学转化与系列产品73
5.2.3甲烷的直接化学转化75
5.3煤化工76
5.3.1煤的干馏77
5.3.2煤的气化79
5.3.3由煤生产电石80
5.4煤化工的发展方向81
5.4.1煤的拔头工艺生产液体燃料81
5.4.2煤的液化81
5.4.3煤制氢82
5.4.4合成气用于合成液体燃料和发电的联合工艺82
5.5温室气体的化学利用82
5.5.1CO2的收集和储存83
5.5.2CO2的化学利用84
第6章化学工程与工艺的科学基础87
6.1化学工程的产生与发展87
6.1.1化学工程的产生87
6.1.2化工学科体系的形成88
6.2化工单元操作原理及设备88
6.2.1单元操作的概念88
6.2.2典型化工单元操作的原理及设备89
6.3化学反应工程96
6.3.1化学反应工程的任务和内容96
6.3.2化学反应的操作方式96
6.3.3反应器的型式96
6.3.4研究化学反应工程的基本方法98
6.4化工过程控制98
6.4.1化工过程控制的目的98
6.4.2化工过程控制的原理99
6.4.3计算机控制系统的应用100
6.5化工技术与经济100
6.5.1技术经济的评价原则100
6.5.2经济效益分析101
第7章精细化工103
7.1精细化工的发展与经济地位103
7.1.1精细化工的发展103
7.1.2精细化工在国民经济中的作用104
7.2精细化工品的分类、特点及原料104
7.2.1精细化工的定义、分类104
7.2.2精细化工的特点105
7.2.3精细化工的原料105
7.3传统精细化工106
7.3.1染料106
7.3.2涂料110
7.3.3香料及香精113
7.3.4胶黏剂117
7.3.5农药120
7.4新型精细化工121
7.4.1电子化学品121
7.4.2纳米材料124
7.4.3智能材料126
7.4.4储氢合金127
第8章生物化工128
8.1生物化工的特点与发展状况128
8.1.1生物化工的特点128
8.1.2生物化工的发展129
8.2生物化工的主要应用领域130
8.2.1现代生物制药130
8.2.2农业生物技术与生物农药131
8.2.3精细化工中的生物技术132
8.2.4生物石油化工134
8.3生物化工品的生产工艺技术135
8.3.1原材料的选择与预处理135
8.3.2工业用微生物的培养136
8.3.3生物催化剂137
8.3.4生化反应器137
8.3.5生物化工产品的分离与提纯139
8.4典型生物化工品的生产工艺举例140
8.4.1有机化工品——丙烯酰胺140
8.4.2食品添加剂——柠檬酸141
8.4.3生物农药——苏云金杆菌142
8.4.4抗肿瘤药——天冬酰胺酶143
8.5生物化工的发展趋势143
8.5.1高技术的生物医学与医药144
8.5.2农业生物技术144
8.5.3洁净新能源144
8.5.4可再生资源的生物加工技术与环境144
第9章环境化工146
9.1概述146
9.1.1环境与健康146
9.1.2环境与化学146
9.1.3环境工程与环境化学工程147
9.1.4环境工程和环境化学工程的研究内容148
9.2大气污染的防治149
9.2.1大气的污染149
9.2.2烟尘治理技术150
9.2.3有害气体的治理技术151
9.2.4PM2.5控制技术153
9.3水污染的防治154
9.3.1水体污染与污染物154
9.3.2水体污染治理技术156
9.4固体废物的处理157
9.4.1固体废物的来源158
9.4.2固体废物的一般处置方法159
9.4.3固体废物的处理与利用159
9.4.4城市垃圾的回收与利用160
9.5清洁生产161
9.5.1清洁生产的提出背景161
9.5.2清洁生产的定义及内容162
9.5.3清洁生产的发展概况163
9.5.4发展清洁生产的意义165
9.5.5清洁生产的基本理论基础166
9.5.6清洁生产原则166
9.5.7清洁生产的主要内容166
9.5.8清洁生产的评价方法167
9.5.9生命周期评估168
9.5.10污染预防经济学169
第10章化工安全工程基础172
10.1危险化学品和化学工业危险性172
10.1.1危险化学品172
10.1.2化学物质危险性173
10.1.3化学物质爆炸性173
10.1.4化学工业危险因素175
10.2化工安全操作的技术措施177
10.2.1爆炸性物质的储存和销毁177
10.2.2火灾爆炸危险与防火防爆措施178
10.2.3防火防爆措施180
10.2.4防止职业毒害的技术措施182
10.3火灾爆炸危险指数评价方法183
10.3.1物质系数183
10.3.2单元工艺危险系数184
10.3.3安全设施补偿系数185
10.3.4单元危险与损失评价189
第11章绿色化学与化工192
11.1传统化工面临的挑战192
11.1.1化工资源与能源的危机192
11.1.2传统化工对生态环境的污染193
11.1.3科技发展的基本思考——可持续发展193
11.2绿色化学的兴起与发展195
11.2.1环境保护治理的三个发展阶段195
11.2.2绿色化学的12条基本原则的提出195
11.2.3绿色化学化工的推动与发展196
11.3绿色化学与化工的研究内容198
11.3.1绿色化学与化工的定义198
11.3.2绿色化学与化工的核心——原子经济性反应198
11.3.3使用无毒无害原料及可再生资源200
11.3.4采用无毒无害催化剂202
11.3.5采用无毒无害溶剂/助剂203
11.3.6环境无害的绿色化学产品205
11.4低碳循环经济下的绿色化学与化工207
11.4.1低碳循环经济207
11.4.2绿色化学与化工在发展低碳循环经济中的作用208
11.4.3低碳循环经济理念中的“5R” 概念208
11.4.4生态工业园的建立与发展209
11.4.5低碳循环经济下的绿色化学与化工展望210
第12章高新技术与现代化工212
12.1信息、微电子技术与化工212
12.1.1信息存储材料212
12.1.2信息显示技术213
12.1.3微电子材料和器件213
12.1.4电子化学品213
12.2自动化技术与化工214
12.3新材料技术与化工214
12.3.1高分子材料215
12.3.2金属材料与无机非金属材料215
12.3.3纳米材料216
12.3.4先进复合材料216
12.4新能源技术与化工217
12.4.1生物质能217
12.4.2氢能220
12.4.3燃料电池220
12.4.4太阳能电池220
12.4.5海水盐差发电221
12.5国防及空间技术与化工221
12.5.1航天航空功能材料221
12.5.2航天航空上所用的推进剂222
12.6海洋开发技术与化工223
12.6.1海洋生物资源的开发利用223
12.6.2海水淡化223
12.6.3海洋油气资源的勘探与开发利用224
12.6.4海洋化学资源的提取和应用224
12.721世纪化工展望224
12.7.1资源利用多元化224
12.7.2产品结构精细化225
12.7.3技术结构现代化226
12.7.4经营管理全球化226
12.7.5发展方向绿色化227
第13章面向21世纪的化工高等教育228
13.1中国化工高等教育228
13.2新世纪我国化工高等教育面临的挑战228
13.2.1现代化工的发展趋势呼唤教育与时俱进229
13.2.2转变教育思想，更新教育观念，改革培养目标和培养模式230
13.2.3遵循教学规律和科技发展规律，改革教学内容230
13.2.4切实改革教学方法，加速革新教学手段231
13.2.5培养新世纪全面发展的创新人才，与世界接轨231
13.3化工专业人才培养与教学内容体系改革231
13.3.1背景231
13.3.2指导思想232
13.3.3基本思路232
13.3.4培养目标232
13.3.5课程体系与教学内容233
13.4高等工程教育与专业认证234
13.4.1高等工程教育人才培养目标234
13.4.2国内工程教育专业认证235
13.4.3工程教育专业国际认证235
13.5化工专业学生的未来与发展236
13.5.1采用双学位、辅修专业等措施培
养复合型人才236
13.5.2研究生教育的特点与发展237
13.5.3本科生走向社会的前景238
结束语——希望241
参考文献242