本书作为化学工程与工艺专业化工工艺专业课教材,结合现行专业设置特点,本着有所为、有所不为的原则,从矿物原料(包括化学矿物、煤炭、石油和天然气等)出发,以无机化工、石油化工和煤化工反应单元工艺为主线组织编写。在内容组织方面,在总结现有化工工艺学和化学工艺学教材的基础上,结合教学实践,适当增加了盐水体系相图、石油炼制和煤化学基础等方面的内容。在阐述各类化工过程时,注重工艺理论原理及工程实践应用,兼顾深度与广度,并努力反映相关领域的新工艺、新方法和新技术及其发展趋势。通过学习,使学生获得基本的化工工艺知识和解决化工工程实践问题的素质,为其将来从事化工过程的研究、开发、设计、建设和管理奠定基础。

第1章 绪论
1.1 由原料到化工产品
化学工业(chemical industry)泛指生产过程中化学方法占主要地位的制造工业。由原料到化工产品的转化工艺,即化工工艺(chemical technology),系指将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这种转���的全部化学的和物理的措施。
用做化工生产的原料,称为化工原料,可以是自然资源,也可以是化工生产的阶段产品。例如,由食盐生产纯碱、烧碱、氯气和盐酸;由硫铁矿生产硫酸;由煤或焦炭生产合成氨、硝酸、乙炔和芳烃;由石油和天然气生产低级烯烃、芳烃、乙炔、甲醇和合成气(CO+H2);由淀粉或糖蜜生产酒精、丙酮和丁醇等。其中,硫酸、盐酸、硝酸、烧碱、纯碱、合成氨、工业气体(如氧、氮、氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等)等无机物,乙炔、乙烯、丙烯、丁烯(丁二烯)、苯、甲苯、二甲苯、萘、苯酚和醋酸等有机物,经各种反应途径,可衍生出成千上万种无机或有机化工产品、高分子化工产品和精细化工产品,故又将它们称之为基础化工原料。
由基础化工原料制得的结构简单的小分子化工产品称做一般化工原料。例如,各种无机盐和无机化学肥料,各种有机酸及其盐类、醇、酮、醛和酯等。它们可直接作为商品出售,例如氧化铁红(Fe2O2)、锌钡白(俗称立德粉,是硫化锌和硫酸钡的混合物)等无机盐用做颜料和染料,氟里昂(Freon,甲烷和乙烷的氟、氯或溴代化合物)用做制冷剂和气雾剂,丙烯酸酯用做建筑用涂料原料,氯化石蜡用做阻燃材料,丙酮用做工业溶剂等;也可作为原料继续参与化学反应制造大分子或高分子化合物,例如各种有机染料和颜料、医药、农药、香料、表面活性剂、合成橡胶、塑料、化学纤维等。
基础化工原料和一般化工原料统称为基本化工产品。
除利用一般的无机和有机反应外,工业上还可通过生化反应来生产化工产品。这一类产品统称为生化制品。例如利用微生物发酵和生物酶催化(又称酶促),可以制得乙醇、丙酮、丁醇、柠檬酸、谷氨酸、丙烯酸胺、各类抗生素**、人造蛋白质、油脂、调味剂(如味精等)、食品添加剂和加酶洗涤剂等。随着科学技术的发展,利用生化反应制取的有机化工产品品种将愈来愈多。
到目前为止,已发现和人工合成的无机和有机化合物品种在2000万种以上,作为商品出售的有8万余种,而与工农业生产、国防建设和人们日常生活密切相关的产品仅4000种左右。其中有的产品产量(吨位)极大,年产亿吨以上的就有硫酸、化肥和塑
…… 化工工艺学是研究由化工原料加工成化工产品的生产过程中涉及到的生产原理、生产方法、工艺流程及设备的一门工程科学,是化学理论与化工生产实践结合的产物,与化学工业的发展密切相关。
18世纪以前的制陶、酿造、冶炼等是古代化工工艺的代表。18世纪无机酸、碱、盐和煤化工,以及在此基础上的合成染料、医药、涂料工业是近代化学工业兴起的标志。现代化学工业起源于20世纪中叶,石油和天然气取代煤成为基本有机化学工业的主要原料。化学工业发展的特征之一是关键工艺技术的应用带来的革命性作用。高压催化合成氨、管式炉裂解、F—T合成技术等无疑是化学工业发展进程中的里程碑。这既是化工工艺学在化学工业中实践的结果,同时又极大地丰富了化工工艺学的内涵。化学工业发展的另一个显著特征是化工资源以及与其相关的化工工艺的更替和发展。由煤化工到石油和天然气化工的转变之后,化学工业又开始了向煤以及在更广泛意义上的由矿物资源向可再生资源路线的转变。可以预见,C1化工理论在这一转变过程中将发挥主导作用。当今化学工业的鲜明特征更表现在专门化、精细化、绿色化和人性化。化工工艺理论与化学工业联系更紧密,使理论和生产不断完善和发展。
几乎所有*重要的基本化工原料和基本化工产品都可从空气、水、化学矿、煤、石油、天然气以及生物质原料制取。本书从矿物原料出发,以无机化工、石油化工、煤化工为主线组织编写,切中基础,有特色,符合“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”精神和当前高等学校理工类化学工程与工艺专业课程设置和培养要求。
本书作者多年来一直从事相关的教学和科研工作。本书在吸收前人工作的基础上,融入作者教学及科研实践的成果。相信本书的出版对化工工艺学的教学及教材建设会有所裨益。
前言
根据教育部1998年颁布的专业目录和拓宽专业的原则,新设立的化学工程与工艺专业,覆盖了现有的化学工程、化工工艺、高分子化工、精细化工、生物化工(部分)、工业分析、电化学工程和工业催化等专业,几乎包括化学工业的各个领域。其中化工工艺类包括无机化工、石油化工和煤化工的研究范围,涵盖了由矿物原料到一般化工产品的生产过程原理、方法和装备等,处于整个化学工业链的前端,是重要的基本化学工业。目前世界上超过85%的能源和化学工业均建立在石油、天然气、煤炭和化学矿物资源的基础上,化工工艺的重要性由此可略见一斑。
本书作为化学工程与工艺专业化工工艺专业课教材,结合现行专业设置特点,本着有所为、有所不为的原则,从矿物原料(包括化学矿物、煤炭、石油和天然气等)出发,以无机化工、石油化工和煤化工反应单元工艺为主线组织编写。在内容组织方面,在总结现有化工工艺学和化学工艺学教材的基础上,结合教学实践,适当增加了盐水体系相图、石油炼制和煤化学基础等方面的内容。在阐述各类化工过程时,注重工艺理论原理及工程实践应用,兼顾深度与广度,并努力反映相关领域的新工艺、新方法和新技术及其发展趋势。通过学习,使学生获得基本的化工工艺知识和解决化工工程实践问题的素质,为其将来从事化工过程的研究、开发、设计、建设和管理奠定基础。
全书共5章,参与编写的教师有:徐绍平(第1、5章,第2章2.4、2.5节)、仲剑初(第2章2.1、2.2节,第3章)、殷德宏(第2章2.3节,第4章)。
本书由郭树才教授审阅。本书成稿得益于郭树才教授的指教和宝贵的修改意见。由于知识水平的局限,书中错误和缺点在所难免,恳请读者批评指正。

第1章 绪论
1.1 由原料到化工产品
1.2 化工原料的变迁与化学工业发展趋势
1.3 化工工艺学的任务
参考文献
第2章 化工原料及其初步加工
2.1 化学矿物
2.2 天然气
2.3 石油
2.3.1 原油常减压蒸馏
2.3.2 原油的二次加工
2.3.3 焦化
2.4 煤炭
2.4.1 煤的特征和生成
2.4.2 煤岩学及其应用
2.4.3 煤有机质的化学组成和结构
2.4.4 煤的一般性质
2.4.5 煤的分类
2.5 生物质
2.5.1 生物质构成和再生
2.5.2 生物质作为能源
2.5.3 生物质作为化工原料
参考文献
第3章 无机化工单元工艺
3.1 盐水体系相图及其应用
3.1.1 概述
3.1.2 二元盐水体系相图及应用
3.1.3 三元盐水体系相图及应用
3.1.4 四元盐水体系相图及应用
3.2 合成氨
3.2.1 概述
3.2.2 原料气的制备
3.2.3 原料气的净化
3.2.4 氨的合成
3.3 无机化学矿物加工利用
3.3.1 概述
3.3.2 化学矿物加工的方法和原理
3.3.3 无机化学矿物加工利用
3.4 无机酸、碱及化学肥料
3.4.1 硫酸与硝酸
3.4.2 纯碱与烧碱
3.4.3 化学肥料
参考文献
第4章 石油化工单元工艺
4.1 烃类裂解
4.1.1 裂解反应和反应机理
4.1.2 裂解原料与工艺条件讨论
4.1.3 管式裂解炉及裂解工艺流程
4.1.4 裂解气的净化与分离
4.1.5 裂解气的压缩与制冷系统能量利用
4.1.6 裂解气深冷分离流程
4.1.7 裂解气分离系统主要评价指标
4.2 芳烃转化及生产
4.2.1 概述
4.2.2 芳烃转化反应的化学过程
4.2.3 芳烃的歧化和烷基转移
4.2.4 C8芳烃的异构化
4.2.5 芳烃的烷基化
4.2.6 芳烃的脱烷基化
4.2.7 C8芳烃的分离
4.3 催化加氢与脱氢过程
4.3.1 概述
4.3.2 催化加氢、脱氢反应的一般规律
4.3.3 CO加氢合成甲醇
4.3.4 乙苯催化脱氢制苯乙烯
4.4 催化氧化
4.4.1 概述
4.4.2 均相催化氧化
4.4.3 非均相催化氧化
4.5 羰基化反应
4.5.1 羰基合成反应类型
4.5.2 丙烯氢甲酰化合成(丁)辛醇
4.5.3 甲醇羰化反应合成醋酸
4.6 反应过程的物料及热量衡算
4.6.1 反应过程的物料衡算基础
4.6.2 反应过程的热量衡算基础参考文献第5章煤化工单元工艺 5.1煤的热分解
5.1.1 煤的热解过程
5.1.2 煤的热解机理及动力学研究
5.1.3 影响煤热解过程的因素
5.1.4 煤的快速热解 5.2煤的低温干馏
5.2.1 煤的干馏
5.2.2 煤低温干馏产品
5.2.3 煤低温干馏工艺
5.3 煤的高温干馏
5.3.1 炭
5.3.2 焦配煤
5.3.3 在炭化室内的成焦过程
5.3.4 代焦炉
5.3.5 炉热工基础
5.3.6 高温炼焦的发展
5.3.7 焦化产品的回收和加工
5.3.8 焦油加工5.4煤的气化
5.4.1 气化原理
5.4.2 气化工艺
5.4.3 气化技术的应用5.5煤的液化
5.5.1 的直接液化
5.5.2 的间接液化
参考文献
……