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附录 因次分析和单位换算 1

1-1 本课程的内容 1

附录 1

第一章 绪论 1

一、因次分析 1

1-2 学习本课程的目的 3

二、单位换算 3

1-3 化学工程和工艺中的一些基本规律 5

1-3.1 物质守恒 5

1-3.2 能量守恒 5

1-3.3 平衡关系 5

附表 6

一、单位换算 6

1-3.4 过程的速率 6

1-4 国际单位制介绍 6

索引 7

二、水的物理性质 7

三、一些液体的物理性质 10

四、一些有机物的蒸气压 11

五、饱和水蒸气表 12

第一篇 传递过程 13

第二章 流体的流动和输送 13

2-1.1 理想流体和实际流体 14

六、一些气体的物理性质 14

2-1 一些基本概念 14

2-1.2 流体的密度、比重和重度 14

2-1.3 流体的压强及其测量 16

七、一些固体材料的导热系数 17

八、扩散系数 18

九、气体在液体中的溶解度 20

2-1.4 流量和流速 20

十、二组分气液平衡数据 22

2-1.5 稳定流动和不稳定流动 22

2-2 流体稳定流动时的衡算 22

2-2.1 流体稳定流动时的物料衡算 22

2-2.2 流体稳定流动时的能量衡算 23

2-2.3 柏努利方程的应用举例 25

2-2.4 流体流量的测量 27

十一、B型水泵性能表(摘录) 27

十二、管壳式换热器系列标准(摘录) 28

十三、一些传热系数的数据 29

十四、一些填料的性质 30

2-3.1 粘度 32

2-3 实际流体的流动 32

2-3.2 流体流动的形态 36

2-4 流体在圆管内流动时的阻力计算 38

2-4.1 滞流时的摩擦阻力 38

2-4.2 湍流时的流动阻力 39

2-4.3 局部阻力 43

2-4.4 管路计算 44

2-4.5 化工管路布置 46

2-5 液体输送机械 48

2-5.1 离心泵 48

2-5.2 往复泵 52

2-5.3 旋转泵 53

2-6 气体输送和压缩机械 54

2-6.1 离心式风机 55

2-6.2 旋转式风机 56

8-6.3 往复式压缩机 57

2-6.4 喷射泵 59

本章符号 59

复习题 60

习题 60

第三章 流体通过床层的流动和流态化 63

3-1 流体通过填充床层的流动 63

3-1.1 流体通过毛细管的流动 63

3-1.2 流体通过颗粒床层的流动 64

3-1.3 流体通过填料床层的流动 69

3-2 固体颗粒在流体中的运动 70

3-2.1 球形颗粒的沉降 71

3-2.2 沉降速度的计算 73

3-2.3 重力沉降的应用 75

3-2.4 离心沉降 76

3-3 流态化 77

3-3.1 流态化现象 78

3-3.2 床层的压强降 80

3-3.3 临界流化速度 80

3-3.4 带出速度 83

3-3.5 计算公式小结 85

3-4 流化床 86

3-4.1 流化床的类型 86

3-4.2 流化床的床径和总高 88

3-4.3 气体分布板 89

本章符号 90

习题 91

复习题 91

第四章 传热过程 93

4-1 概述 93

4-1.1 化工生产中的传热过程 93

4-1.2 传热中的一些基本物理量和单位 93

4-2.1 热传导基本方程——傅立叶定律 94

4-1.3 稳定传热和不稳定传热 94

4-2 传导传热 94

4-2.2 平面壁的稳定热传导 95

4-2.3 圆筒壁的传导传热 98

4-3 对流传热 99

4-3.1 对流传热机理 99

4-3.2 对流给热系数 100

4-3.3 对流给热系数的值 105

4-4 热交换的计算 105

4-4.1 总传热方程 105

4-4.2 传热系数的大致范围 107

4-4.3 传热温度差 108

4-4.4 强化传热过程的途径 112

4-4.5 间歇操作中的传热过程 112

4-5 热交换器 117

4-5.1 列管式热交换器 117

4-5.2 其他热交换器 119

4-6.1 基本概念 123

4-6 辐射传热 123

4-6.2 管式炉 126

4-6.3 三种传热方式的概括比较 127

复习题 128

本章符号 128

习题 129

5-1 概述 131

第五章 吸收 131

5-1.1 吸收的类型 131

5-1.2 吸收剂的选择 132

5-1.3 吸收操作的条件 132

5-2 吸收的相平衡 133

5-2.1 亨利定律 133

5-2.2 用比摩尔分率表示的相平衡关系 134

5-3.1 吸收机理——双膜理论 136

5-3 吸收速率 136

5-2.3 气体在液体中的溶解度 136

5-3.2 分子扩散定律——费克定律 137

5-3.3 吸收速率方程 141

5-3.4 对流扩散和界面动力状态理论 144

5-4.1 填料层高度的计算式 146

5-4 填料吸收塔的计算 146

5-4.2 吸收塔中的物料衡算——操作线方程 148

5-4.3 传质单元数的计算 150

5-4.4 传质单元高度的求算 154

5-5 填料塔 156

5-5.1 填料 157

5-5.2 填料塔的附属设备 158

5-5.3 液泛速度和塔径的计算 159

5-5.5 填料层的压强降 162

5-5.4 喷淋密度和填料表面润湿率 162

5-5.6 湍球塔 163

5-6 绝热吸收 164

5-7 化学吸收 169

本章符号 171

习题 172

复习题 172

6-1.1 理想的二组分互溶体系 175

第六章 精馏 175

6-1 精馏原理 175

6-1.2 相对挥发度 177

6-1.3 非理想的二组分互溶体系 179

6-1.4 压强对气液平衡的影响 180

6-1.5 以t-x-y相图表示的蒸馏过程 181

6-1.6 以x-y相图表示的蒸馏过程 182

6-2 简单蒸馏 183

6-2.1 简单蒸馏的操作和应用 183

6-2.2 简单蒸馏的计算 184

6-2.3 闪发蒸馏 186

6-3 连续精馏 187

6-3.1 精馏的依据 187

6-3.2 精馏塔中物相组成的变化 188

6-3.3 回流比 190

6-3.4 连续精馏的流程 190

6-4.2 精馏段操作线方程 191

6-4 连续精馏理论塔板数的计算 191

6-4.1 计算的前提 191

6-4.3 提馏段操作线方程 192

6-4.4 理论塔板数的图解求算 192

6-4.5 理论塔板数图解求算的原理 194

6-4.6 t-x-y相图的精馏图解 195

6-4.7 回流比与精馏的关系 196

6-4.8 进料状态对精馏的影响 199

6-4.9 捷算法求理论塔板数 200

6-5 间歇精馏 202

6-5.1 回流比不变下的间歇精馏 203

6-5.2 间歇精馏的回流比的选择 204

6-6 多组分精馏 205

6-6.1 多组分精馏的方式 205

6-6.2 多组分的气液平衡 206

6-6.3 关键组分 209

6-6.4 捷算法求理论塔板数 210

6-7.1 恒沸蒸馏 212

6-7 特殊蒸馏 212

6-7.2 萃取蒸馏 214

6-8 板式塔 215

6-8.1 泡罩塔 216

6-8.2 浮阀塔 217

6-8.3 筛板塔 219

6-8.4 浮舌塔 220

6-8.5 穿流塔 220

6-8.6 塔板效率 221

6-8.7 填料塔与板式塔的对比 222

复习题 223

本章符号 223

习题 224

本篇主要参考书刊 226

第二篇 化学反应工程 228

第七章 基本反应器 228

7-1 化学反应器的类型 228

7-1.1 按物料的相态分类 228

7-1.2 按反应器的结构型式分类 228

7-1.3 基本反应器 230

7-1.4 理想流动和理想反应器 230

7-2 化学动力学基本方程式 231

7-2.1 化学反应速率式 231

7-2.2 均相定容过程的化学动力学方程式 235

7-2.3 均相变容过程的化学动力学方程式 236

7-3 间歇釜式反应器 240

7-3.1 反应器有效容积的计算 240

7-3.2 反应器总容积的计算 242

7-4 理想排挤反应器 243

7-4.1 定容过程的反应器容积计算 243

7-4.2 变容过程的反应器容积计算 246

7-5 理想混和反应器 247

7-6 多釜串联反应器 249

7-6.1 代数法 250

7-6.2 图解法 252

7-7 反应器型式和操作方法的评比和选择 253

7-7.1 反应器生产能力的比较 253

7-7.2 关于收率的分析 256

7-8 非等温过程 264

7-8.1 温度对化学反应的影响 265

7-8.2 热量衡算及其应用 268

7-8.3 图解法求绝热式反应器的容积 271

7-8.4 非等温反应器换热方式的选择 272

7-9 反应器的热稳定性 272

7-9.1 热稳定性原理 273

7-9.2 热稳定性的控制因素 275

本章增添符号 277

复习题 278

习题 279

第八章 物料停留时间分布和流动模型 282

8-1 物料返混和停留时间分布 282

8-1.1 返混与停留时间分布 282

8-1.2 停留时间分布表示方法 283

8-2 停留时间分布的测定 285

8-2.1 脉冲输入法 285

8-2.2 阶跃输入法 287

8-4 停留时间分布的数字特征 288

8-3 停留时间分布曲线的定性应用 288

8-4.1 平均停留时间 289

8-4.2 停留时间分布的离散度 290

8-5 理想反应器的停留时间分布 291

8-5.1 理想排挤反应器的物料停留时间分布 291

8-5.2 理想混和反应器的物料停留时间分布 291

8-6 多釜串联模型 294

8-7 非理想流动反应器物料转化率的计算 297

8-8 扩散模型 298

8-8.1 有效扩散系数 298

8-8.2 扩散模型的数学表达式 299

8-3.3 扩散模型参数的确定 301

习题 304

本章增添符号 304

复习题 304

9-1 固相催化剂概述 307

第九章 气固相催化反应器 307

9-1.1 催化剂的物理结构参数 307

9-1.9 吸附作用 308

9-2 气固相催化反应过程 310

9-2.1 气固相催化反应过程分析 310

9-2.2 表面动力学过程 311

9-2.3 外扩散过程 315

9-2.4 内扩散过程 315

9-2.5 反应过程的控制阶段 318

9-3 固定床催化反应器 320

9-3.1 反应器的结构 320

9-3.2 固定床的传热过程 322

9-4.1 反应器的类型 324

9-4 流化床催化反应器 324

9-3.3 固定床的传质过程 324

9-4.2 流化床中各部分的动态 325

本章增添符号 328

复习题 329

习题 330

本篇主要参考书刊 331

第三篇 化学工艺 333

第十章 硫酸生产 333

10-1 硫酸概述 333

10-1.1 硫酸的用途和产品规格 333

10-1.2 原料 334

10-1.3 以硫铁矿为原料的生产原则流程 334

10-2 炉气的生产和净制 335

10-2.1 硫铁矿焙烧原理 335

10-2.2 焙烧流程 337

10-2.3 炉气的净制 338

10-3.1 平衡转化率 340

10-3 二氧化硫的催化氧化 340

10-3.2 催化剂与反应动力学 342

10-3.3 最佳工艺条件 343

10-3.4 生产流程 347

10-4 三氧化硫生成硫酸 349

10-4.1 吸收成酸 349

10-4.2 冷凝成酸 350

1O-5 接触法制硫酸的全流程 351

10-5.1 水洗法二转二吸流程 352

10-5.2 干法净化制酸流程 353

10-6 若干技术经济问题 354

10-6.1 技术经济指标 354

10-6.2 物料衡算与能量衡算 355

10-6.3 热能的合理利用 359

10-6.4 环境保护和综合利用 359

复习题 361

第十一章 合成氨 362

11-1 概述 362

11-1.1 重要性 362

11-1.2 原料 362

11-2.2 平衡常数 363

11-2.1 化学反应与反应热 363

11-2 氨合成的热力学基础 363

11-1.3 原则流程 363

11-2.3 影响平衡时氨浓度的因素 365

11-3 氨合成动力学 366

11-3.1 催化剂 366

11-3.2 宏观动力学过程 368

11-3.3 微观动力学过程 370

11-4 氨的合成过程 371

11-4.1 最佳工艺条件 371

11-4.2 合成塔 373

11-4.3 合成流程 378

11-5 原料气生产 380

11-5.1 以无烟煤为原料在固定层炉的气化法 381

11-5.2 其他生产方法及方法对比 383

11-5.3 变换和净制 384

11-6 氨生产全流程 387

11-7 技术经济分析和综合利用 389

11-7.1 生产规模大型化 389

11-7.2 热量综合利用 390

11-7.3 联合生产 391

复习题 393

12-1 概述 395

12-1.1 石油化工在国民经济中的重要性 395

第十二章 石油化工 395

12-1.2 原油 396

12-1.3 石油化工生产体系 396

12-2 炼制 397

12-2.1 炼制方案 397

12-2.2 常减压蒸馏 398

12-2.3 催化裂化 400

12-3 裂解与深冷分离 404

12-3.1 裂解反应 405

12-3.2 裂解最佳工艺条件 407

12-3.3 裂解炉与裂解流程 409

12-3.4 裂解气的深冷分离 410

12-4.1 重整反应 415

12-4 重整与萃取分离 415

12-4.2 催化剂与最佳工艺条件 416

12-4.3 重整流程 418

12-4.4 萃取分离原理 419

12-4.5 萃取设备和流程 422

12-5 氯乙烯的合成 425

12-5.1 氯乙烯的生产方法 426

12-5.2 氧氯化法生产氯乙烯 427

12-6 石油化工生产中的环境保护 430

12-6.1 污染物来源 430

12-6.3 防治途径 430

12-7 石油化工发展动态 432

12-7.1 生产规模大型化 432

12-7.2 原料 432

12-7.3 能量的综合利用 433

12-7.4 新工艺 436

复习题 437