化工生产中的间歇过程 原理、工艺及设备PDF电子书下载

第一章 精细化工是化学工业向纵深发展的必然结果 1

第一节 化学工业发展的两个阶段 1

第一篇 间歇生产过程的特殊地位 1

第二节 精细化工发展的历程 4

第三节 精细化工的广阔领域 7

一、精细化工的定义 7

二、精细化工产品的分类 7

第四节 精细化工的技术特点 8

第二章 间歇生产过程在现代化学工业中的作用 13

第一节 间歇生产过程的发展及现状 13

第二节 间歇生产过程的分类与协调 14

第三节 间歇生产过程的前景 17

第四节 间歇过程与连续过程的异同 19

第一章 绪论 21

第二篇间歇反应过程及设备 21

第二章 间歇反应器的设计基础 24

第一节 反应动力学基础 24

一、化学反应速率 24

二、反应组分的转化速率和生成速率 26

三、反应速率方程 27

四、温度对反应速率的影响 31

第二节 物料衡算 32

一、物料衡算的基础及步骤 32

二、计算举例 34

第三节 热量衡算 37

一、设备的热量平衡 37

二、化学反应热的计算 41

三、浓度变化热的计算 45

四、间歇过程热量计算举例 48

第三章 间歇釜式反应过程 52

第一节 搅拌釜式反应器的特点及其结构 52

第二节 釜式反应器体积和数量的计算 53

第三节 间歇釜式反应器的物料衡算 58

第四节 等温恒容间歇反应 59

一、单一反应 59

二、复合反应 63

第五节 变温釜式反应器 70

第六节 间歇反应的优化操作和控制策略 79

一、间歇操作时间的优化 79

二、反应温度的优化 83

第七节 间歇操作设备间的平衡 90

第四章 半间歇操作反应 93

第一节 均相半间歇釜式反应 94

第二节 气液相半间歇反应 98

一、气液非均相反应过程的宏观反应动力学 99

二、半间歇操作的气液相反应器 110

第五章 间歇搅拌釜式反应器的搅拌和传热 125

第一节 搅拌的目的和要求 125

第二节 搅拌装置 126

一、搅拌器的形式 127

二、“标准”搅拌装置 129

第三节 搅拌液体的流动特性 130

一、搅拌液体的流型 130

二、搅拌釜内液体的循环流量和压头 132

第四节 混合时间及搅拌转速 133

一、均相液体的搅拌 133

三、固液相的搅拌 134

二、不互溶液体的搅拌 134

四、气液相的搅拌 135

第五节 搅拌功率 136

第六节 搅拌器的放大 142

一、搅拌器的放大基础 142

二、搅拌放大的方法 144

第七节 间歇搅拌釜式反应器的传热方式 147

一、传热方式 148

二、反应器的传热装置 149

第八节 搅拌釜式反应器系统的对流传热系数关联式 151

一、反应器内壁的对流传热系数 152

二、蛇管外壁的对流传热系数 154

第九节 搅拌釜式反应器传热面积的计算 155

符号说明 158

参考文献 161

第三篇 化工生产中的间歇分离过程 166

第一章 非均相物料的分离过程与设备 166

第一节 沉降分离过程与设备 166

一、重力沉降的基本原理与计算 166

二、离心沉降过程 172

三、应用沉降分离技术应注意的问题 175

四、沉降过程的深入研究 176

第二节 过滤分离过程与设备 180

一、过滤过程与设备 181

二、过滤过程的基本计算 182

第三节 干燥分离过程与设备 190

一、干燥的目的与方法 190

二、间歇干燥设备 191

三、水的蒸气压与湿度 193

四、物质的平衡含水量 198

五、干燥速率曲线 200

符号说明 205

第二章 均相-非均相物料分离过程（溶液结晶） 207

第一节 结晶过程的分类与溶液结晶过程的机理 207

一、结晶过程的分类 207

二、溶液结晶过程的机理 208

第二节 溶液结晶的方法 211

一、冷却法 211

二、蒸发法 212

三、真空冷却法 212

四、盐析法 212

第三节 溶液结晶过程的计算 213

一、物料衡算 213

二、热量衡算 214

第四节 溶液结晶设备 215

一、冷却结晶设备 215

二、蒸发结晶设备 217

三、直接冷却结晶设备 222

第五节 溶液结晶器设计 223

一、溶液结晶器设计的特点 223

二、晶体的粒数衡算模型 225

三、晶体粒度分布 228

四、结晶器的设计计算 229

第六节 结晶器的主要设计步骤 231

符号说明 232

符号说明 232

第三章 均相物料的间歇分离过程（吸附） 233

第一节 吸附分离过程的工业应用 233

一、搅拌槽吸附 236

第二节 工业吸附分离过程和设备 236

二、恒温下固定床吸附 237

三、脱湿干燥 240

四、溶剂回收 247

五、脱臭 249

第三节 吸附剂的再生 251

一、再生流体的流动方向的影响 251

二、吸附剂的再生和劣化度 252

第四节 变压吸附 255

一、变压吸附的应用和发展 255

二、操作原理 259

三、变压吸附循环 263

四、工业四床层变压吸附 264

符号说明 266

第四章 间歇蒸馏过程的基本模式 267

第一节 概述 267

第二节 简单蒸馏（无回流蒸馏） 273

一、液体为均相的简单蒸馏 273

二、非均相液体的简单蒸馏 276

第三节 全回流间歇精馏过程 277

一、基本计算 277

二、设备结构 280

三、全回流间歇精馏的应用特点 281

第四节 部分回流间歇精馏 281

一、恒定回流比操作 282

二、恒塔顶浓度操作 287

三、塔内持液对分批蒸馏过程的影响 288

第五节 关于多元精馏塔内夹紧区的研究 290

一、精馏式间歇精馏塔内的夹紧区 291

二、提馏式间歇精馏塔的夹紧区 304

三、三元物系间歇精馏塔的夹紧区解析计算 304

一、概述 308

第六节 间歇精馏的优化操作 308

二、二元间歇精馏过程的优化回流比（无持液计算） 311

三、多组元间歇精馏的优化（有持液计算） 325

第七节 间歇精馏过程的数学模拟与计算 339

一、间歇精馏过程的数学模型 340

二、间歇精馏过程恒体积持液模型（Ⅱ）的数值解法 346

三、间歇精馏过程数学模型的无量纲化 352

四、间歇精馏过程的模拟计算方法（恒回流比操作） 355

五、计算实例 359

第八节 间歇精馏过程的设计计算 361

一、间歇精馏过程设计计算的基本思路 362

二、间歇精馏过程的无持液简捷设计计算方法 367

三、确定间歇精馏塔的理论板数的另一种方法 373

符号说明 377

第一节 间歇精馏过程的扩展 380

一、操作方法的扩展 380

第五章 间歇精馏过程的其他模式 380

二、间歇精馏塔的新结构形式 387

三、间歇精馏应用范围的扩展 389

第二节 复合式间歇精馏塔 405

一、概述 405

二、复合式间歇精馏塔的设计计算简介 410

三、复合式间歇精馏塔蒸馏顺序的估计 412

四、复合式间歇精馏塔的数学模型 422

五、复合式间歇精馏塔蒸馏全过程的模拟计算 431

六、复合式间歇精馏塔模拟过程计算举例 435

第三节 热敏物料的间歇精馏 437

一、热敏物料受热的稳定性 438

二、分离设备的研究 440

三、热敏物料重复蒸馏方法 446

第四节 高凝固点物系的间歇精馏 451

一、高凝固点物系间歇蒸馏设备的特点 451

二、苯酐间歇精馏塔的设计及应用效果 453

三、异丙基萘间歇蒸馏装置 458

符号说明 461

参考文献 463

第四篇 间歇过程系统的优化 467

第一章 总论 467

第一节 引言 467

一、间歇过程的基本概念 468

二、间歇过程的分类 468

三、重要的术语 470

第二节 间歇过程最优化问题的分类 475

第三节 间歇过程系统优化的方法 476

第二章 间歇过程设计及最优化 477

第一节 问题定义 477

第二节 基本的手算设计方法 478

一、过程的合成 478

二、设备尺寸的计算 478

三、安全因子和标准尺寸 480

四、瓶颈问题的处理 480

第三节 间歇过程的最优化设计 481

一、生产路线的定义 482

二、期限的产生 483

三、模型的推导 486

四、计算举例 491

附录 501

第一节 问题定义 503

第二节 简单问题的启发算法 503

第三章 间歇过程的生产计划和调度 503

第三节 多产品厂的生产排序 506

一、中间贮罐对生产排序的影响 506

二、UIS问题的最优排序模型 509

三、ZW问题的最优排序模型 511

四、算例分析 516

第四节 顺序型多目的厂的排序 520

一、顺序型多目的厂排序的特点 522

二、顺序型多目的厂的排序模型 523

三、模型验证 525

四、周期性排序 529

第四章 间歇过程常用的最优化方法 533

第一节 引言 533

第二节 经验规则法 535

第三节 智能型随机算法——改进的模拟退火算法 536

一、模拟退火算法的原理 536

二、模拟退火算法的结构 537

三、改进的模拟退火算法 541

四、算法的应用 546

第四节 分解策略及结合型算法 547

一、问题的分解 547

二、结合型算法 548

三、SA/LP算法及其在间歇过程最优化设计中的应用 548

参考文献 556