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上册 1

第一章 绪论 1

第一节 概述 1

一、化工工艺学的内容和任务 1

二、化学工业在国民经济中的地位和作用 1

三、我国的化学工业 2

第二节 基本概念 4

一、生产流程 4

二、含量和浓度 4

三、平衡转化率 4

四、转化率 5

五、产率 5

六、选择率(选择性) 5

七、利用率 5

八、过量率 5

第三节 化工过程开发 6

一、化工生产过程的组成 6

二、化工过程开发概述 7

三、化工开发的调研和评价 9

四、化工设计的阶段 9

参考文献 10

第二章 化工工艺过程基本原理 11

第一节 概述 11

第二节 化学反应的工艺特性 11

一、化学工艺的分类 11

二、化学反应的工艺特性 12

第三节 化工工艺流程 13

一、间歇过程和连续过程 13

二、操作流向 14

三、物料的多次加工 14

四、工艺流程的编制 15

第四节 化学平衡 16

一、平衡常数 16

二、吕·查德里原理和质量作用定律 18

三、温度对平衡的影响 20

四、浓度对平衡的影响 21

五、压强对平衡的影响 22

六、催化作用与化学平衡 23

第五节 化学反应速率 24

一、反应速率方程式 24

二、平行反应和串联反应 24

三、级数和分子数 25

四、提高过程速率的主要方法 25

五、反应物浓度对反应速率的影响 26

六、压强对反应速率的影响 27

七、温度对反应速率的影响 27

八、接触面对反应速率的影响 30

第六节 催化作用 32

一、催化剂的作用 32

二、催化作用的分类 35

三、多相催化过程的历程 35

四、催化剂的特性 36

五、催化剂的载体和助剂 37

六、催化剂的活性评价 39

参考文献 39

第三章 化工工艺基本计算 40

第一节 计算方法 40

一、内插和外推 40

二、求平均值 40

三、因式分解 41

四、量纲一致性和单位一致性 41

五、最小二乘法 42

六、试算法 43

七、逼近法 43

八、解析积分 44

九、图解积分 44

十、梯形法则积分 44

十一、辛普逊法则积分 45

十二、差分法 45

十三、拟合数学模型法 45

十四、用微分求极值的优化 46

十五、图解法求优化条件 46

第二节 物料衡算 46

一、基本知识 46

二、实例 48

第三节 热量衡算 57

一、基本概念 57

二、实例 59

参考文献 63

第四章 合成氨工业 64

第一节 概述 64

第二节 造气 65

一、烃类蒸汽转化法 65

二、煤气化法 68

三、重油部分氧化法 72

第三节 净化 73

一、脱硫 73

二、CO 变换 76

三、CO2的脱除 77

四、少量 CO 的脱除 79

第四节 氨的合成 80

一、氨合成的基本原理 80

二、氨合成的工艺与设备 83

参考文献 86

第五章 硫酸工业 87

第一节 概述 87

一、硫酸生产的发展 87

二、硫酸生产的原料 88

三、硫酸生产工艺 88

第二节 以硫铁矿为原料制取 SO2炉气 89

一、硫铁矿的焙烧反应 89

二、焙烧速率及其影响因素 90

三、硫铁矿的预处理及沸腾焙烧 90

四、焙烧流程和工艺条件 92

五、硫铁矿焙烧的工艺计算 93

第三节 SO2炉气的净化 95

一、炉气净化设备 95

二、炉气净制工艺流程 97

第四节 二氧化硫的催化氧化 99

一、化学平衡和平衡转化率 99

二、二氧化硫氧化反应催化剂 100

三、二氧化硫催化氧化的反应机理与反应速度 101

四、SO2催化氧化的最佳工艺条件 101

五、二氧化硫转化的工艺流程 103

第五节 三氧化硫的吸收 105

一、浓硫酸吸收 SO3的最适宜条件 106

二、吸收流程 106

三、吸收过程的热效应计算 107

第六节 接触法制硫酸的全流程 107

第七节 硫磺制硫酸 109

第八节 硫酸生产主要污染物及防治措施 110

一、尾气处理 110

二、烧渣的综合利用 112

三、废水处理 112

参考文献 113

第六章 制碱工业 114

第一节 概述 114

一、纯碱的工业生产 114

二、烧碱的工业生产 115

三、天然碱加工 115

第二节 氨碱法制纯碱 115

一、氨碱法生产工艺流程 115

二、氨碱法的主要工序和设备 115

第三节 联碱法制纯碱 124

一、联碱法的基本工序 124

二、联碱法析铵的基本原理 125

第四节 电解法制烧碱 126

一、电解制碱原理 127

二、隔膜法电解 128

三、水银法电解 129

四、离子交换膜电解 130

参考文献 132

第七章 石油化学工业 133

第一节 概述 133

一、石油化学工业的含义 133

二、石油化工的发展 133

三、石油化工在国民经济中的作用 134

第二节 石油炼制 135

一、概述 135

二、石油产品 136

三、主要炼油工艺简介 137

第三节 催化裂化 143

一、催化裂化的原料 143

二、衡量原料性质的指标 144

三、烃类的催化裂化反应 146

四、催化裂化工艺流程 149

第四节 催化重整 153

一、原料油预处理 153

二、催化重整装置构成 155

三、催化重整的化学反应 155

四、芳烃的抽提 158

五、芳烃精馏 161

第五节 裂解和乙烯生产 162

一、概述 162

二、烃类裂解的化学反应 163

三、裂解工艺流程 167

四、裂解气的净化与分离 169

五、裂解气深冷分离流程 175

参考文献 178

第八章 化肥工业 179

第一节 概述 179

一、化学肥料在国民经济中的作用 179

二、化学肥料的分类与品种 179

三、化学肥料工业的发展概况 180

第二节 氮肥的生产 181

一、氮素在作物中的作用 181

二、氮肥的分类与品种 181

三、尿素的生产 181

四、碳酸氢铵的生产 187

第三节 磷肥的生产 190

一、磷肥的作用 190

二、磷肥的分类与品种 190

三、过磷酸钙的生产 191

四、钙镁磷肥的生产 193

第四节 钾肥的生产 195

一、钾肥的作用 195

二、钾肥的品种 195

三、钾肥生产的原料 196

四、氯化钾的生产 196

五、硫酸钾的生产 198

第五节 复合肥的生产 200

一、复合肥的种类 200

二、磷酸铵的生产 201

三、三元复合肥的生产 204

参考文献 207

第九章 高聚物合成工艺 208

第一节 塑料工业 208

一、概述 208

二、聚氯乙烯(PVC)的生产 213

第二节 橡胶工业 230

一、概述 230

二、丁苯橡胶的生产 230

第三节 化学纤维 239

一、概述 239

二、聚酯的生产 239

第四节 水溶性聚合物 243

一、概述 243

二、聚丙烯酰胺的生产工艺 251

参考文献 254

第十章 无机盐工业 255

第一节 概述 255

一、无机盐工业的历史、现状和发展趋势 255

二、无机盐工业的原料 257

三、无机盐工业生产方法及典型流程 257

四、功能化无机盐产品的开发与应用 258

五、无机盐工业在国民经济中的地位和作用 259

第二节 磷酸盐 259

一、磷酸的生产工艺 259

二、正磷酸钙盐的生产工艺 262

三、三聚磷酸钠的生产工艺 268

第三节 碳酸钙 270

一、轻质碳酸钙的生产工艺 271

二、活性碳酸钙 278

三、超细碳酸钙 279

第四节 硅酸盐 282

一、硅酸盐水泥及其生产工艺 282

二、玻璃生产工艺 285

三、陶瓷生产工艺 289

第五节 氯的含氧酸盐 291

一、二氧化氯 291

二、次氯酸钠 295

三、亚氯酸钠 298

四、氯酸钠 298

五、氯酸钾 299

参考文献 301

第十一章 农副产品化工 303

第一节 变性淀粉 303

一、淀粉及变性淀粉概述 303

二、阳离子淀粉 306

三、磷酸酯淀粉 308

四、羧甲基淀粉 310

五、氧化淀粉 312

六、羟烷基淀粉 313

七、交联淀粉 314

八、接枝共聚淀粉 315

九、淀粉黄原酸酯 318

第二节 改性纤维素 319

一、纤维素及其衍生物概述 319

二、羧甲基纤维素 321

三、纤维素烷基醚 323

四、纤维素羟烷基醚 324

五、改性纤维素酯 327

六、阳离子纤维素醚 331

第三节 半乳甘露聚糖衍生物化工 332

一、半乳甘露聚糖的结构与性能 332

二、半乳甘露聚糖衍生物的制备及应用 333

第四节 甲壳素衍生物化工 335

一、甲壳素、壳聚糖的特性及制备工艺 335

二、甲壳素的化学改性及其应用 336

参考文献 338