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本书以化学加工过程中的共性特点进行综合分类,分别对固、液、气相间物质的转化过程和工业处理手段进行了分析和阐述,特别考虑了工艺核心反应过程中相间的变化特点和相应的分离过程,通过典型的工业实例介绍了热力学分析、动力学分析、物料及热量衡算、工艺分析、流程组装等基本理论和技术手段,以及对加工对象进行处理的基本技巧和方法。书中还介绍了生态工业园,在更大尺度上对化学过程尝试组装和综合运用,融入绿色化工理念和循环经济的思想。本书为读者提供了较为广阔的化工视野,既包括了已经规模化的化工生产工艺,也涉及了相对前沿但又较为成熟的化工过程。
本书可作为高等院校化工及相关专业的本科生教材,也可作为相关科研人员和工程技术人员参考。

第1章绪论1
11化学工业的新曙光1
111化学工业在世界经济发展中的地位1
112化学工业的进展与新世纪中的发展特点2
1121新世纪的化学工业以技术创新为发展动力2
1122新世纪的化学工业将是可持续发展的绿色产业5
12化学过程工艺学的任务6
121化学过程工艺学的研究范畴及工艺学与化学工业的关系6
122化学过程工艺学在新世纪中的发展趋势8
123本《化学过程工艺学》教材的内容体系9
124本教材在人才培养过程中的地位与作用9
思考题10
参考文献10
第2章化学工业的资源11
21化学矿11
211不溶性矿11
2111不溶性矿的开采方法11
2112磷矿的基本特性及地质分布12
2113三种典型磷矿的介微观特征参数13
2114磷矿宏观质量评价15
2115磷矿的主要用途16
2116其他化学矿16
212水溶性矿18
2121水溶性矿的开采方法18
2122云南勐野井钾盐矿和我国盐湖矿产基本情况19
22煤20
221煤的种类和特征20
222腐植煤的分类20
223煤的化学组成及用途21
23石油21
24天然气23
25生物资源24
26海洋资源25
思考题25
参考文献26
第3章固体化学矿的初加工及液固相间的化工过程27
31液固两相处理过程的一般规律27
311液固两相处理的总括流程27
312原材料的来源28
313固体物料的粉碎与分选28
3131粉碎目的28
3132粉碎机的主要类型28
3133粉碎的基本工艺30
3134分选31
314固体原料中有效成分的富集31
315液固相系统的宏观反应机理33
316液固相间的分离特点34
32磷矿石的酸解过程工艺分析与组装36
321磷矿石制取磷酸的原则流程37
322磷矿选矿流程的选择38
323湿法磷酸生产中的反应过程38
3231磷矿酸解中的化学反应38
3232磷矿酸解过程的宏观反应过程39
3233磷矿中杂质对分解过程的影响43
324磷矿酸解中硫酸钙的结晶过程43
3241硫酸钙的结晶形态43
3242硫酸钙结晶的热力学基础与体系的相平衡44
3243硫酸钙结晶的动力学基础46
325二水物磷酸流程的组装49
3251单槽多桨二水物流程49
3252几种引进的二水物流程50
326湿法磷酸生产操作条件的选择52
327二水与半水流程的组合53
328湿法磷酸生产技术的新进展55
33以相图确定工艺路线——硝酸钾流程的组装56
331硝酸钾的用途与基本生产原理56
332K+Na+Cl-NO-3H2O系统相图57
3321恒温图57
3322投影图59
3323多温图59
333反应与分离基本过程和物料衡算60
3331非循环法的基本过程60
3332非循环法的物料衡算60
3333循环法生产过程分析61
334硝酸钾生产的基本流程和技术经济指标62
34液固相流程的组装要点63
思考题64
参考文献65
第4章液相中的化工处理过程66
41液相过程中反应和分离的一般特点66
411液体均相反应器的形式与流动模型66
412液体非均相反应的特点70
413液相中的物质分离过程72
42通用性的液相工艺形式——增塑剂DOP/DBP的液相催化合成75
421增塑剂的作用机理与结构76
422DOP/DBP工业生产原理77
423硫酸催化酯化合成DOP工艺流程与控制78
424DOP等产品的连续化生产79
425邻苯二甲酸酯类增塑剂合成用催化剂进展80
4251酸催化剂体系80
4252非酸催化剂体系81
43非均液相体系——氯乙烯悬浮聚合工艺83
431氯乙烯聚合与悬浮的基本原理84
432聚氯乙烯聚合动力学分析85
433聚合工艺流程与操作参数86
434氯乙烯悬浮无规共聚88
435氯乙烯悬浮接枝共聚89
44液相中的膜耦合过程 ——离子膜电渗析法制烧碱工艺90
441离子膜电解原理和基本流程91
442盐水的精制92
4421一次精制92
4422二次精制92
443离子膜电解工艺96
444全系统工艺流程简介99
445生产固碱的后续流程99
45以稀土提纯为代表的液相萃取过程101
451稀土萃取体系的基本特性102
452槽式萃取单元的基本结构104
453萃取级数的确定104
454氟碳铈矿稀土矿的组成与工艺初步分组109
455氟碳铈矿稀土的分离流程109
456现代萃取器的进展111
46液相系统的流程分析示例112
思考题113
参考文献114
第5章气固相体系的物相转化与化学加工115
51气固相间化工过程的一般特点115
511气固非催化过程115
512气固相间的催化反应117
513本征化学反应速率(-rA)117
514气固悬浮体系中的流动形态118
515气固相体系的分离特点118
516气相中物质的主要分离方法119
52典型的固气相转化过程——煤的气化121
521煤气化原理121
5211煤气化的基本工业过程121
5212煤气化的基本化学反应122
522移动床煤气化123
5221混合发生炉煤气124
5222水煤气127
523流化床碎煤气化131
5231流化床煤气化过程131
5232温克勒(Winkler)煤气化工艺131
5233高温温克勒(HTW)法133
5234灰团聚流化床煤气化法133
524气流床煤气化134
5241气流床气化原理134
5242干法进料的气流床气化方法135
5243湿法进料的气流床气化方法136
525煤气化联合循环发电(IGCC)的典型流程137
53固体催化中的气相过程——合成氨工艺138
531氨的性质和用途139
532现代合成氨生产的主要思路和原则流程140
533合成氨原料气的脱硫净化140
534造气141
5341气态烃蒸汽转化的物理化学原理及工艺要求141
5342甲烷蒸汽转化反应热力学计算原理142
5343甲烷蒸汽转化的动力学143
5344析炭热力学和动力学144
5345造气工艺的组装145
535转化气的净化148
536氨的合成工艺150
5361氨合成反应的热力学分析150
5362氨合成反应动力学及工艺条件选择151
5363氨分离及氨合成回路流程153
5364排放气中的氢回收154
5365氨合成塔的结构特点155
537合成氨系统的能量消耗及节能156
54以气固过程为核心反应器的流程组装原则158
541硫精砂为原料生产硫酸工艺简析159
542合成氨造气流程的变化160
思考题161
参考文献161
第6章气液相系统中的物质转化与化学加工162
61气液过程的共性162
611气液相间反应的特点162
612气液相间接触器的基本类型165
613气液系统的判别参数166
614气液分离过程中的新方法167
62液相的快速气化与分离——液态烃裂解170
621烃类热裂解原理171
622烃类热裂解反应动力学174
623烃类热裂解工艺条件175
624液态烃裂解生产烯烃工艺176
625裂解炉177
626管式裂解炉的物料与热量衡算及停留时间181
627裂解气的分离183
6271气体净化系统183
6272压缩与精馏分离系统185
628乙烯工厂能量的合理利用187
63液相催化中的甲醇羰基化过程190
631甲醇羰化反应合成醋酸的基本原理190
632甲醇羰化制醋酸的工艺流程193
633甲醇低压羰基合成醋酸的优缺点195
64两相表面传递的气液磺化过程196
641三氧化硫磺化反应的特点196
642三氧化硫磺化反应器197
643三氧化硫磺化技术的应用198
6431AOS磺化机理及生产工艺198
6432MES生产工艺202
644磺化技术的发展203
65绿色化工思想与气液过程的概括分析204
思考题206
参考文献207
第7章气液固三相中进行的化工过程208
71气液固三相化工过程的一般规律208
711三相中的颗粒宏观反应机理208
712气液固三相过程中的流形209
7121悬浮床中的流动形态209
7122固定床中的流动形态210
713气液固过程中的几种分离方式212
72三相浆料系统转变为粒状产品的磷铵工艺213
721磷铵的性质214
722磷铵生产的化学反应原理214
723磷铵热力学相图分析216
724磷酸一铵生产工艺分析与组装218
7241磷酸浓缩法工艺219
7242料浆浓缩法磷铵工艺222
725磷酸二铵生产工艺分析与组装223
726根据市场发展简化的液体磷铵工艺227
73以磷铵作媒介的烟气脱硫工艺228
731烟气脱硫基本思路 228
732脱硫过程基本原理229
733脱硫工艺的组装230
734**廉价的活性炭催化剂231
735PAFP脱硫技术的进展232
74L赖氨酸的多相微生物合成233
741L赖氨酸的基本特点与合成途径233
742基本生产流程235
743种子的培养235
744多相发酵过程236
745赖氨酸的后续分离流程238
75超重力三相滴流床生产纳米碳酸钙工艺241
751碳化法生产碳酸钙的原则流程241
752原材料流程简介242
753碳化过程多相动力学243
754超重力场滴流床特性245
755超重力滴流床碳化工艺流程246
76以三相床为核心反应器的流程分析与能源化工248
思考题250
参考文献250
第8章固相过程与高温合成252
81固相过程的一般形式252
811固相间反应机理252
812影响反应过程的主要因素254
813固相反应的几种工业形式255
82钛酸钡陶瓷粉体的高温烧结工艺256
821钛酸钡合成的基本原理及热力学条件257
822固相合成钛酸钡的流程组装258
8221材料的细化258
8222粉料的级配与成型259
8223高温烧结过程260
823BaTiO3生产工艺新进展260
824钛酸钡基铁电陶瓷的进一步制作261
83回收溢出气体的高温过程——黄磷生产工艺262
831黄磷生产的化学原理和热力学条件262
832黄磷生产的原料与成型工艺263
833电炉制黄磷生产流程与设备系统264
834热法磷酸的新进展267
84固相过程的基本要素与组装268
思考题269
参考文献269
第9章循环经济与生态工业园区的集成270
91循环经济概要270
911循环经济的基本思想270
9123R原则270
92生态工业园的基本形式272
921工业共生模式272
922丹麦的卡伦堡实体型生态工业园272
923美国的布朗斯维尔虚拟生态工业园273
93生态工业园区的系统集成原则274
94鲁北生态工业园的集成概观275
941园区内主要生态工业链276
942园区中的物质循环278
9421元素代谢278
9422物质转换279
943能量利用279
95生态工业园区的构建要点280
951攀枝花地区的冶金化工生态园设想280
952长砂县地区的大范围生态园的规划282
思考题283
参考文献283

本书以化学加工过程中的共性特点进行综合分类,分别对固、液、气相间物质的转化过程和工业处理手段进行了分析和阐述,特别考虑了工艺核心反应过程中相间的变化特点和相应的分离过程,通过典型的工业实例介绍了热力学分析、动力学分析、物料及热量衡算、工艺分析、流程组装等基本理论和技术手段,以及对加工对象进行处理的基本技巧和方法。书中还介绍了生态工业园,在更大尺度上对化学过程尝试组装和综合运用,融入绿色化工理念和循环经济的思想。本书为读者提供了较为广阔的化工视野,既包括了已经规模化的化工生产工艺,也涉及了相对前沿但又较为成熟的化工过程。
本书可作为高等院校化工及相关专业的本科生教材,也可作为相关科研人员和工程技术人员参考。