化工分离工程 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 分离过程的发展与分类 1

1.1.2 分离过程的地位 3

1.2 分离因子 4

1.3 过程开发及方法 5

1.4 分离方法的选择 7

思考题 11

参考文献 11

第2章 精馏 12

2.1 概述 12

2.1.1 理论板、板效率和填料的理论板当量高度 13

2.1.2 精馏操作开发的内容和步骤 14

2.2 汽液相平衡 15

2.2.1 相平衡关系的表示方法 15

2.2.2 求取相平衡常数的两条途径 15

2.2.3 汽液相平衡系统的分类 16

2.2.4 逸度、逸度系数和焓的基本方程 17

2.2.5 实际气体理想溶液的逸度？ 18

2.2.6 烃类系统相平衡常数的近似估计——p-T-K列线图 18

2.2.7 从维里状态方程计算逸度和逸度系数 22

2.2.8 应用SRK状态方程计算逸度、逸度系数和焓 23

2.2.9 纯液体逸度的计算 24

2.2.10 活度系数与过剩自由焓的关系 25

2.2.11 沃尔型方程 26

2.2.12 以局部组成概念为基础的活度系数方程——威尔逊、NRTL和UNIQUAC方程 27

2.2.13 从实测的汽液平衡数据求取活度系数方程中的参数 29

2.2.14 相平衡常数计算方法的选择 29

2.2.15 多组分系统的泡点计算 30

2.2.16 多组分系统的露点计算 34

2.2.17 等温闪蒸计算 35

2.3 精馏计算 38

2.3.1 精馏的定态数学模型 38

2.3.2 精馏的定态模拟计算算法概述 39

2.3.3 三对角线矩阵算法 40

2.3.4 全变量迭代法 43

2.3.5 内外层法 47

2.3.6 精馏的简捷计算 51

2.3.7 多组分精馏塔内的浓度、温度和流率分布 59

2.3.8 精馏操作压力的选择 61

2.4 特殊精馏 62

2.4.1 萃取精馏 63

2.4.2 恒沸精馏 71

2.4.3 恒沸精馏与萃取精馏的比较 78

2.5 板效率 78

2.5.1 效率的四种表示方法 78

2.5.2 点效率与传质问的关系 79

2.5.3 塔板上液体混合情况对板效率的影响 80

2.5.4 液体在塔板上的非均匀流动 81

2.5.5 汽体在板间的不完全混合和通过塔板的不均匀分布 82

2.5.6 雾沫夹带的影响 82

2.5.7 塔效率和板效率间的关系 83

2.5.8 系统物性对板效率的影响 85

2.5.9 相平衡数据误差对塔效率的影响 86

2.5.10 获取效率的途径 86

2.5.11 多组分系统的效率 88

2.5.12 板效率的其他表示法 88

2.5.13 填料精馏塔的理论板当量高度 89

思考题 92

计算题 93

参考文献 96

第3章 吸收 98

3.1 吸收过程在化学工业中的应用 99

3.1.1 吸收装置的工业流程 99

3.1.2 吸收过程的应用 102

3.2 吸收过程的设计变量和对工艺生产的适应性 103

3.2.1 设计关键参数分析 104

3.2.2 吸收过程对工艺生产的适应性 105

3.3 气液相平衡 105

3.3.1 物理溶解时的相平衡 106

3.3.2 伴有化学反应的吸收相平衡 110

3.3.3 相平衡曲线及其比较 112

3.3.4 工业应用实例 113

3.4 传质理论 116

3.4.1 双膜论 116

3.4.2 渗透论 117

3.4.3 表面更新论 118

3.5 传质速率与传质系数 119

3.5.1 物理吸收传质速率 119

3.5.2 化学吸收传质速率与增强因子 121

3.5.3 传质系数的关联式 125

3.6 化学吸收与增强因子 126

3.6.1 化学吸收的分类及其判别 126

3.6.2 以不同传质理论处理化学一级不可逆反应 130

3.6.3 不可逆瞬时化学反应 138

3.6.4 不可逆二级反应 141

3.6.5 可逆反应 142

3.7 设计择要 145

3.7.1 吸收率 146

3.7.2 传质设备的流向 146

3.7.3 最小液体流率 150

3.7.4 最小蒸汽速率 153

3.8 中间试验 157

3.8.1 中试流程 158

3.8.2 中试组织 158

3.9 塔径 160

3.10 塔高 164

3.10.1 低浓度气体吸收时的填料高度 164

3.10.2 高浓度气体吸收时的填料高度 165

3.10.3 多组分逆流吸收塔的填料高度——吸收因子法 168

3.10.4 伴有化学反应时的吸收塔的填料高度 176

思考题 179

计算题 179

参考文献 182

第4章 液液萃取 184

4.1 液液萃取过程 184

4.1.1 液液萃取过程的特点和主要研究内容 184

4.1.2 萃取剂的选择和常用萃取剂 185

4.1.3 液液萃取过程中的一些常用名词 187

4.2 液液相平衡 188

4.2.1 三元体系相图表示法 188

4.2.2 互溶度测定方法 189

4.2.3 测定相平衡的实验方法 190

4.2.4 结线关联 191

4.2.5 液液相平衡数据的预测和常用关联方法 192

4.2.6 相平衡数据的检索 193

4.3 萃取过程计算 193

4.3.1 萃取过程分析 193

4.3.2 逐级萃取过程 193

4.3.3 微分逆流萃取过程 198

4.4 萃取设备 204

4.4.1 萃取设备的分类 204

4.4.2 萃取设备的选择 206

4.4.3 萃取设备中两相的流动特性 206

4.4.4 萃取设备中的传质特性 209

4.4.5 萃取设备的设计 211

4.5 萃取过程的新进展 217

4.5.1 超临界流体萃取 217

4.5.2 反胶束萃取 233

4.5.3 双水相萃取 240

思考题 246

计算题 246

参考文献 248

第5章 固液浸取 251

5.1 概述 251

5.2 固体中的分子扩散 252

5.2.1 遵从菲克定律的固体内的扩散 252

5.2.2 与固体结构有关的多孔固体中的扩散 253

5.3 浸取过程的相平衡 254

5.3.1 三角坐标 254

5.3.2 相平衡 254

5.4 浸取过程的计算 255

5.4.1 浸取的平衡及理论级 255

5.4.2 物料衡算及操作线方程 256

5.4.3 代数法 256

5.4.4 图解法 257

5.4.5 解析法 259

5.5 浸取过程的工艺条件选择 262

5.5.1 固体物料的预处理 262

5.5.2 浸取溶剂的选择 263

5.5.3 浸取温度的选择 263

5.5.4 浸取时间 263

5.6 浸取过程设备 263

5.6.1 渗滤浸取设备 264

5.6.2 分散固体浸取设备 266

5.6.3 螺旋输送浸取器 268

5.7 应用举例 269

5.7.1 矿物加工 269

5.7.2 中药材浸取 270

5.7.3 食品加工 271

思考题 271

计算题 271

参考文献 272

第6章 传质分离过程的节能 273

6.1 分离过程节能的基本概念 273

6.1.1 有效能（熵）衡算 273

6.1.2 分离最小功 274

6.1.3 热力学效率 275

6.1.4 分离过程中有效能损失的主要形式 275

6.2 精馏节能技术 277

6.2.1 最适宜回流比 277

6.2.2 最佳进料热状态 277

6.2.3 中间冷凝器和中间再沸器 279

6.2.4 多效精馏 279

6.2.5 热泵精馏 280

6.2.6 SRV精馏 281

6.3 多组分物料分离流程的安排 281

6.3.1 分离流程方案数 282

6.3.2 试探法 283

6.3.3 调优法 288

6.3.4 数学规划法 290

计算题 295

参考文献 296

第7章 界面现象及其调控 298

7.1 概述 298

7.2 界面张力 298

7.2.1 界面与界面现象 298

7.2.2 表（界）面张力 299

7.2.3 溶液的表面张力——组成的影响 304

7.2.4 动态表面张力 304

7.3 四个基本定律 306

7.3.1 拉普拉斯公式——弯曲液面下的附加压力 306

7.3.2 开尔文公式——液体表面曲率与蒸汽压 307

7.3.3 吉布斯公式——溶液的表面吸附 308

7.3.4 杨公式——固体表面的润湿 313

7.4 表面活性物质 314

7.4.1 表面活性剂及其特征 314

7.4.2 表面活性剂的亲水、亲油性和HLB值 319

7.5 界面阻力与表面湍动 320

7.5.1 界面阻力 320

7.5.2 表面湍动 322

7.6 固体表面的吸附 325

7.6.1 物理吸附与化学吸附 325

7.6.2 吸附的基本理论 326

7.7 界面调控 330

7.7.1 表面张力效应 331

7.7.2 表面润湿 331

7.7.3 表面吸附 332

7.7.4 液体界面调控 333

思考题 335

计算题 335

参考文献 336

第8章 新分离方法 337

8.1 泡沫吸附分离技术 337

8.1.1 泡沫吸附分离技术的分类 337

8.1.2 泡沫分离流程设置及操作 339

8.1.3 泡沫分离的基本原理 340

8.1.4 特点与应用 347

8.2 液膜分离技术 348

8.2.1 液膜的结构及分类 348

8.2.2 液膜分离的机理 349

8.2.3 液膜分离的操作过程 351

8.2.4 液膜传质的影响因素 352

8.2.5 液膜分离的数学模型 354

8.2.6 液膜分离技术的应用 357

8.3 微波辅助提取技术 360

8.3.1 概述 360

8.3.2 微波萃取的基本原理 360

8.3.3 微波辅助提取传质过程模型 363

8.3.4 微波萃取的特点 366

8.3.5 微波辅助提取过程 366

8.3.6 微波萃取技术的应用 370

8.4 吸附技术 371

8.4.1 概述 371

8.4.2 吸附剂 372

8.4.3 吸附过程与吸附剂的实验研究 373

8.4.4 吸附分离的工艺设计 376

8.4.5 吸附剂的再生 379

8.4.6 新型吸附分离过程 380

8.5 热扩散简介 384

8.5.1 基本原理及其机理 384

8.5.2 热扩散的应用实例 385

8.6 耦合技术 387

8.6.1 耦合蒸馏 388

8.6.2 发酵与分离耦合过程 389

8.6.3 其他分离耦合技术 390

思考题 392

计算题 392

参考文献 392

第9章 固膜分离技术 396

9.1 概述 397

9.1.1 反渗透、纳滤、超过滤、微粒过滤 397

9.1.2 与过滤的区别 398

9.2 基本工作原理 399

9.2.1 反渗透 399

9.2.2 微粒过滤 401

9.3 固膜 403

9.3.1 固膜的分离机理 403

9.3.2 膜组件和膜分离系统 403

9.4 膜技术实施中遇到的若干问题 408

9.4.1 操作模式 408

9.4.2 膜的截留率 411

9.4.3 浓差极化与流率 412

9.4.4 膜降解 414

9.4.5 膜污染 415

9.5 应用实例 416

9.5.1 反渗透淡化技术 416

9.5.2 医药用水的制造 418

9.5.3 药物纯化与浓缩 420

9.5.4 超过滤回收电镀涂料 421

9.6 电渗析简介 421

9.6.1 海水脱盐 423

9.6.2 牛奶的组成的调整 424

9.6.3 果汁的调味 425

思考题 426

计算题 426

参考文献 427

第10章 色谱分离方法 428

10.1 概述 428

10.1.1 色谱法及其分类 428

10.1.2 色谱介质 429

10.2 液-固吸附平衡 429

10.2.1 液-固吸附等温线的分类 429

10.2.2 液-固吸附等温式 430

10.3 色谱分离的基本参数 430

10.3.1 色谱图 430

10.3.2 保留因子 431

10.3.3 分离因子 431

10.3.4 分离度 432

10.4 色谱基础理论 432

10.4.1 塔板理论模型 432

10.4.2 速率理论模型 435

10.5 色谱分离过程 438

10.5.1 进样量 438

10.5.2 洗脱方式 438

10.5.3 色谱柱的放大与计算 440

10.5.4 柱层析与大型工业色谱 441

10.6 不同分离机制的色谱分离法 442

10.6.1 离子交换色谱 442

10.6.2 疏水作用色谱 443

10.6.3 亲和色谱 443

10.6.4 凝胶过滤色谱 444

10.7 新型吸附和制备色谱分离技术 445

10.7.1 灌注色谱 445

10.7.2 扩张床吸附技术 447

思考题 448

计算题 448

参考文献 449

附录 由英制单位和CGS制单位转换成SI制单位的转换因子 450