目录 1
第一章 绪论 1
上篇 基础知识 4
第二章 工业化学过程概要 4
§2-1 工业化学过程特征 4
§2-2 原料及产品 6
一、石油化工产品及原料 6
二、基本化工产品及原料 7
三、精细化工产品 8
§2-3 工业化学过程分类 9
一、化学反应的分类 9
二、工业化学过程的分类 10
三、工业反应器的类型 10
§2-4 化工产品的开发过程 11
§2-5 过程的合成 13
§2-6 流程设计 16
§2-7 过程系统最优化 18
参考文献 19
第三章 物料衡算 20
§3-1 物料、能量衡算在化工技术中的作用 20
§3-2 有关物料计算的基本概念 21
·物料平衡、能量平衡与热量平衡 21
·化学反应效率——反应变 22
·复杂反应系统产物的收率与选择性 24
·气相反应过程体积膨胀比或体积缩小率 26
·原材料消耗指标与产率 27
·空间速度、接触时间和空时得率 28
§3-3 物理量的量度、单位和单位制 29
§3-4 化学计量法 31
一、化学计量方程式 31
二、复杂反应系统的化学计量法 33
三、原子矩阵与化学计量系数的关系 35
§3-5 物料衡算的原理和基本方程式 36
四、反应系统的自由度 36
§3-6 物料衡算的计算基准 38
§3-7 物料平衡的计算方法和步骤 43
§3-8 特殊过程的物料衡算 49
一、循环过程 49
二、不稳定过程 54
§3-9 物料衡算的解题技巧与灵活应用 59
参考文献 61
习题 61
第四章 能量衡算 63
§4-1 能量的各种形式及相互转换 63
§4-2 物性数据及其计算 64
一、热容 64
二、焓及反应热 66
二、总能量衡算 76
§4-3 能量衡算的原理、方法和步骤 76
一、能量守恒 76
三、能量衡算的方法和步骤 77
§4-4 能量衡算基准及基准温度 78
§4-5 燃料燃烧过程计算 80
一、燃烧过程特性 80
二、燃烧过程的物料计算 82
三、燃烧过程的热量衡算 87
§4-6 伴有相变、溶解及混合过程的能量衡算 92
一、相变过程 92
二、溶解和混合过程 93
§4-7 物料和能量的联合运算 93
一、物料和能量联合运算示例 94
二、焓－浓度图和焓－湿度图在物热联合运算中的应用 95
参考文献 96
习题 96
§5-1 可用能的定义及表达式 98
第五章 可用能衡算 98
§5-2 高级能量与热能的可用性 100
一、高级能量的可用能 100
二、热能的可用能 101
§5-3 可用能的计算 103
一、基准状态 103
二、物理可用能与化学可用能 104
三、物理可用能的计算 105
四、化学可用能及燃料的可用能 108
§5-4 可用能方程式 111
§5-5 可用能衡算的方法与步骤 113
§5-6 可用能效率 115
参考文献 119
习题 119
§6-1 概述 121
第六章 石油炼制 121
下篇 典型过程 121
§6-2 石油的组成及物理性质 122
一、原油的烃组成 122
二、原油的非烃组成 123
三、石油及其馏分的物理性质 124
§6-3 主要石油产品介绍 129
一、车用汽油 129
二、航空汽油 131
三、喷气燃料 132
四、柴油 132
五、煤油及燃料油 133
§6-4 石油炼制工艺 133
一、原油蒸馏 133
二、重质油裂化 136
三、石油精炼 141
四、油品精制 146
§6-5 炼油厂的类型及工艺组合 150
一、燃料型炼油厂 151
二、燃料—润滑油型炼油厂 154
三、燃料—化工型炼油厂 154
§6-6 炼油过程的物料及能量衡算 154
一、分离及反应过程中的物料衡算 154
二、管式加热炉的能量计算 156
参考文献 158
习题 158
第七章 天然气转化 159
§7-1 原料 159
§7-2 甲烷转化过程原理 160
一、转化反应 160
二、平衡组成及计算 163
三、影响因素 169
四、过程析碳及其处理 170
五、转化催化剂 171
六、甲烷蒸汽转化动力学 172
§7-3 天然气转化方法 175
一、天然气转化制氢 175
二、蓄热式间歇催化转化法 175
三、两段连续转化法 176
§7-4 天然气脱硫 177
一、钴—钼加氢转化有机硫 177
二、氧化锌脱硫 177
§7-5 两段转化流程和设备 178
一、两段转化流程 178
二、一段转化炉 179
三、两段转化任务的分配 180
§7-6 转化过程物料及能量衡算 181
一、一段炉物料计算 181
二、一段炉热量计算 181
三、二段炉物料热量计算 182
参考文献 182
习题 183
第八章 烃类裂解 184
§8-1 概述 184
§8-2 烃类裂解原理 185
一、烃类裂解反应 185
二、裂解过程的热力学分析 188
三、裂解过程的动力学分析 191
§8-3 影响烃类裂解的主要因素 193
一、原料 193
二、裂解温度 195
三、停留时间 197
四、压力和稀释剂 199
§8-4 裂解过程有关参数的确定 200
一、单程转化率 200
二、产率 200
三、转化率和产率的关系 203
四、裂解深度 204
§8-5 烃类裂解工艺流程及设备 207
一、管式炉裂解工艺流程 207
二、管式裂解炉 208
三、管式裂解炉简化计算法 210
四、其它裂解方法 212
五、烃类裂解技术的展望 213
六、裂解气的分离 214
参考文献 217
习题 217
第九章 合成氨及合成甲醇生产 218
§9-1 概述 218
一、合成氨生产方法简介 218
二、合成甲醇生产方法简介 220
§9-2 合成原料气的制备 220
一、固体燃料气化制合成气的基本原理 220
二、蓄热法制气的工作循环和操作条件 223
三、煤气发生炉的物料及能量衡算 225
四、间歇法制半水煤气的工艺流程 232
§9-3 原料气的脱硫 232
一、干法硫脱 232
二、湿法脱硫 233
§9-4 一氧化碳变换 235
一、基本原理 236
二、工业生产方法 239
§9-5 二氧化碳脱除 241
一、脱碳方法分类 241
二、碳酸丙烯酯溶解脱碳 241
三、苯菲尔法脱碳 244
§9-6 合成氨原料气的精制 247
一、概况 247
二、甲烷化基本原理 247
一、基本原理 249
§9-7 氨的合成 249
三、甲烷化工艺流程 249
二、工艺操作条件 255
三、氨的合成与分离流程 258
四、循环系统物料衡算 262
§9-8 甲醇的合成 267
一、基本原理 267
二、工艺操作条件 271
三、工艺流程 271
参考文献 272
习题 272
第十章 硫酸生产 274
§10-1 概述 274
一、硫酸的性质 274
二、生产方法 277
§10-2 原料及产品 277
一、各种含硫原料 277
二、矿石原料的预处理 278
三、工业硫酸的规格 279
§10-3 接触法硫酸生产的基本过程及原理 279
一、基本过程 279
二、硫铁矿焙烧 280
三、炉气的净化 283
四、二氧化硫的催化转化 285
五、三氧化硫的吸收及尾气处理 291
§10-4 接触法硫酸生产流程 294
一、接触法硫酸生产总流程 294
二、炉气净化流程 295
参考文献 297
习题 297
第十一章 典型无机盐生产 298
§11-1 无机盐生产概况 298
一、无机盐产品的种类及生产特征 298
二、生产无机盐的原料 298
三、无机盐生产的主要过程 300
四、我国无机盐的生产情况 302
§11-2 氯化钾生产 303
一、氯化钾生产概况 303
二、溶解结晶法从钾石盐制氯化钾的理论基础 303
三、溶解结晶法从钾石盐制氯化钾的工艺流程 310
四、氯化钾生产过程中的物料计算 310
§11-3 碳酸钠和氯化铵的生产 313
一、概况 313
二、路布兰法生产纯碱 313
三、氨碱法生产纯碱 314
四、联合法生产纯碱和氯化铵 319
参考文献 324
习题 325
第十二章 电化学生产过程 326
§12-1 电解食盐水溶液 326
一、离子的放电顺序 327
§12-2 电解食盐水溶液的理论基础 327
二、电解过程中的反应 329
三、电流效率 330
四、电压效率 333
五、电能效率 335
§12-3 隔膜法电解食盐水溶液的工艺流程 335
一、盐水的制备及净化 336
二、电解 337
三、电解液的蒸发 338
四、氯气和氢气的处理及加工 338
§12-4 水银法电解食盐水溶液 339
§12-5 两种电解方法的比较及其发展趋势 340
习题 340
参考文献 341
一、定步长辛普生积分子程序 342
例：按不同的基准温度计算甲烷转化反应热 342
附录 工业化学计算常用电算程序 342
二、可燃气体及其混合物理论燃烧温度的计算 343
例：H2、CO、CH4等物质及其混合物理论燃烧温度计算 343
三、氨平衡浓度的计算程序 345
例：求一定温度和压力下的平衡氨浓度 345
四、水煤气变换反应的绝热温升计算程序 346
例：以出口温度为基准，用迭代法计算绝热温升 346
六、高斯消元法解线性方程组子程序 348
例：计算二氯甲烷的蒸汽压 348
例：一段转化炉平衡温度距计算 348
五、牛顿法解线性方程程序 348
七、下山法解非线性方程组 349
例：求天然气转化产物组成 350
八、一元m点拉格朗日插值子程序 351
例：计算345℃时氧气的热焓 351
九、二元三点拉格朗日插值子程序 352
例：作氨分离过程物料平衡计算 352