化工分离过程 李士雨 编 大中专 文轩网

前言
第1章 绪论 1
1.1 分离过程的重要性 1
1.2 分离过程的多样性 4
1.3 分离过程的成熟度 5
1.4 分离过程的机理与分类 6
1.5 多级分离过程及排列方式 7
1.5.1 平衡级 7
1.5.2 平衡级的排列方式 8
1.6 分离因子 9
1.7 分离方法的选择 10
1.8 精馏过程的局限 10
思考与练习题 11
第2章 多元精馏过程的设计 12
2.1 单级气-液平衡计算 12
2.1.1 单级气-液平衡过程 12
2.1.2 闪蒸过程的数学模型与算法 13
2.1.3 物料状态的判别 15
2.2 分离方案的设计 18
2.2.1 精馏塔序列 19
2.2.2 精馏塔序列合成的启发式规则 20
2.2.3 精馏塔序列合成的约束条件 20
2.3 精馏塔的操作压力和冷凝器类型 24
2.3.1 精馏塔的操作压力 24
2.3.2 冷凝器类型的确定 26
2.4 轻、重关键组分 28
2.5 FUG法 30
2.5.1 方法概述 30
2.5.2 由Fenske方程确定最小平衡级数 30
2.5.3 由Fenske方程估算非关键组分的分配 33
2.5.4 由Underwood方程确定最小回流比 33
2.5.5 由Gilliland关联确定实际回流比与理论级数 38
2.5.6 实际回流比下非关键组分的分配 39
2.5.7 由Kirkbride方程确定进料位置 39
2.6 计算机辅助设计 40
思考与练习题 44
第3章 精馏过程的准确计算 45
3.1 多元平衡级分离模型 45
3.2 精馏塔的准确模拟 48
3.3 精馏塔的准确设计与核算 56
3.3.1 板式塔的设计与核算 57
3.3.2 填料塔的设计与核算 60
3.3.3 水力学核算 62
3.4 负荷性能图的应用 64
3.4.1 精馏塔的故障诊断 64
3.4.2 脱瓶颈与扩产 66
3.4.3 操作参数优化 67
3.5 可逆精馏与温焓分析 69
3.5.1 二元可逆精馏塔概述 69
3.5.2 二元可逆精馏塔的物料平衡与能量平衡 71
3.5.3 二元可逆精馏塔的T-H图 71
3.5.4 多元可逆精馏塔的T-H图 72
3.6 简单精馏塔的优化 73
3.6.1 T-H图的绘制 73
3.6.2 降低回流比 74
3.6.3 调整进料条件 74
3.6.4 使用中间再沸器或中间冷凝器 74
思考与练习题 86
第4章 共沸物的精馏分离 87
4.1 共沸现象及相图特征 87
4.1.1 二元物系 87
4.1.2 三元物系与三角相图 91
4.1.3 杠杆规则 97
4.2 残留曲线 99
4.2.1 残留曲线的定义 99
4.2.2 几种典型的残留曲线 100
4.2.3 残留曲线的计算 101
4.2.4 采用残留曲线分析蒸馏过程 103
4.3 精馏过程概念设计的含义 106
4.3.1 精馏过程的概念设计 106
4.3.2 从概念设计到准确设计 118
4.4 共沸点的破坏 120
4.4.1 共沸精馏 120
4.4.2 萃取精馏 123
4.4.3 加盐精馏 125
4.5 变压精馏 126
思考与练习题 128
第5章 精馏过程能量系统的优化 129
5.1 精馏过程的能量系统 129
5.1.1 再沸器的加热 129
5.1.2 冷凝器的冷却 129
5.1.3 公用工程的选用原则 130
5.2 夹点技术概要 130
5.2.1 组合曲线 130
5.2.2 夹点分析 132
5.2.3 夹点规则 134
5.2.4 夹点的计算 136
5.2.5 总组合曲线 140
5.3 精馏过程的能量集成 141
5.3.1 精馏塔能量系统的T-H图 141
5.3.2 简单精馏塔的能量集成 142
5.3.3 精馏塔序列的能量集成 143
5.3.4 二甲醚装置的能量集成 145
5.4 双效精馏及多效精馏 147
5.4.1 双效精馏原理 147
5.4.2 甲醇双效精馏 147
5.4.3 双效精馏过程的优化 148
5.4.4 多效精馏 149
5.5 热泵精馏 150
5.5.1 热泵精馏原理 150
5.5.2 BDO精馏系统的热泵精馏 152
5.5.3 节约制冷机组动力消耗的热泵精馏 154
5.6 复杂精馏塔 158
5.6.1 具有侧线采出的精馏塔 158
5.6.2 具有中间换热器或冷凝器的精馏塔 159
5.6.3 热耦精馏塔 159
5.6.4 隔板塔 161
思考与练习题 170
第6章 反应精馏 171
6.1 概述 171
6.1.1 理想的反应精馏塔 171
6.1.2 反应精馏技术的发展 172
6.1.3 反应精馏技术的适用范围 173
6.2 反应精馏工艺流程 174
6.2.1 单塔流程 174
6.2.2 双塔流程 174
6.2.3 外挂反应器流程 174
6.2.4 反应精馏流程与常规过程的对比 175
6.3 反应精馏塔的催化剂布置 176
6.3.1 板式塔催化剂布置 176
6.3.2 填料塔催化剂布置 177
6.3.3 催化剂的装填模式 177
6.4 反应精馏过程的计算机模拟 178
6.5 其他精馏过程强化模式 184
思考与练习题 185
第7章 吸收过程 186
7.1 概述 186
7.1.1 物理吸收 186
7.1.2 化学吸收 187
7.1.3 物理吸收与化学吸收的比较 188
7.1.4 亨利定律 188
7.2 物理吸收 189
7.2.1 物理吸收工艺流程 189
7.2.2 物料平衡及操作线方程 190
7.2.3 最小液气比的确定 191
7.2.4 理论级数的确定 191
7.2.5 操作条件的确定 192
7.3 化学吸收 193
7.3.1 吸收反应 193
7.3.2 工艺流程 194
7.3.3 吸收平衡 194
7.3.4 最小吸收剂用量 194
7.4 吸收过程的计算机模拟 195
7.4.1 吸收塔模拟 196
7.4.2 解吸塔模拟 201
7.4.3 化学吸收过程模拟 206
7.5 低温甲醇洗简介 209
7.5.1 需求分析 210
7.5.2 吸收机理 211
7.5.3 溶解度 211
7.5.4 工艺流程 213
思考与练习题 214
第8章 工业结晶 215
8.1 工业结晶中用到的晶体概念 215
8.2 与溶质溶解相关的概念 217
8.2.1 溶解度 217
8.2.2 饱和溶液、过饱和溶液、超溶解度曲线及介稳区 220
8.3 成核与生长 221
8.3.1 初级成核 221
8.3.2 二次成核 222
8.3.3 晶体生长 224
8.4 添加剂、杂质和溶剂对结晶的影响 225
8.5 粒数衡算和粒度分布 226
8.5.1 粒数密度 226
8.5.2 基本粒数衡算方程 227
8.5.3 稳态时与粒度无关的晶体生长的粒度分布 227
8.5.4 稳态时与粒度相关的晶体生长的粒度分布 230
8.5.5 平均粒度和变异系数 230
8.5.6 操作参数对粒度分布的影响 231
8.5.7 具有细晶消除的粒度分布 232
8.6 结晶器 234
8.6.1 冷却结晶 234
8.6.2 蒸发结晶 235
8.6.3 真空绝热闪蒸结晶 236
8.6.4 溶析结晶 237
8.7 熔融结晶 238
8.7.1 技术原理 238
8.7.2 熔融结晶器 239
8.7.3 典型案例 241
8.8 其他结晶方法 245
思考与练习题 245
第9章 吸附与离子交换 247
9.1 概述 247
9.1.1 吸附 247
9.1.2 离子交换 248
9.2 工业吸附剂 248
9.2.1 定义 248
9.2.2 常用吸附剂的物理性质 249
9.2.3 常用工业吸附剂 249
9.3 吸附平衡 251
9.3.1 单分子气体吸附平衡 251
9.3.2 气体混合物吸附平衡 251
9.3.3 液相吸附平衡 252
9.4 吸附动力学 254
9.4.1 吸附机理 254
9.4.2 外扩散传质过程 255
9.4.3 颗粒内部传质过程 256
9.5 吸附分离过程 256
9.5.1 吸附床 256
9.5.2 固定床的浓度波和透过曲线 257
9.5.3 吸附流程 258
9.5.4 变温吸附 259
9.5.5 变压吸附 261
9.5.6 吸附过程的连续化或拟连续化 262
9.6 MOFs吸附技术 263
9.6.1 MOFs材料 263
9.6.2 流动吸附技术 263
9.7 离子交换过程 265
9.7.1 离子交换树脂 265
9.7.2 离子交换原理 266
9.7.3 利用离子交换树脂进行的分离过程 266
9.7.4 离子交换反应动力学 267
9.7.5 离子交换过程的设备与操作方式 267
思考与练习题 268
第10章 膜分离 269
10.1 概述 269
10.1.1 定义及术语 269
10.1.2 膜分离的特点 270
10.2 膜的类型与材料 270
10.2.1 微孔膜 270
10.2.2 致密固体膜 270
10.2.3 不对称膜 271
10.2.4 膜材料 271
10.3 膜的形状与组件 271
10.3.1 膜的形状 271
10.3.2 膜组件 272
10.4 膜分离过程的模型 273
10.4.1 理想流动模型 274
10.4.2 多级膜分离 274
10.4.3 充分混合模型的推导 275
10.5 膜分离过程及其应用 277
10.5.1 气体膜分离 277
10.5.2 微滤、纳滤、超滤 278
10.5.3 反渗透 281
10.5.4 渗透气化 283
10.5.5 膜的污染和清洗 285
思考与练习题 286
参考文献 287