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附录因次分析和单位换算1

1-1 本课程的内容1

附录1

第一章绪论1

一、因次分析1

1-2 学习本课程的目的3

二、单位换算3

1-3 化学工程和工艺中的一些基本规律5

1-3.1 物质守恒5

1-3.2 能量守恒5

1-3.3 平衡关系5

附表6

一、单位换算6

1-3.4过程的速率6

1-4 国际单位制介绍6

索引7

二、水的物理性质7

三、一些液体的物理性质10

四、一些有机物的蒸气压11

五、饱和水蒸气表12

第一篇传递过程13

第二章 流体的流动和输送13

2-1.1 理想流体和实际流体14

六、一些气体的物理性质14

2-1 一些基本概念14

2-1.2 流体的密度、比重和重度14

2-1.3 流体的压强及其测量16

七、一些固体材料的导热系数17

八、扩散系数18

九、气体在液体中的溶解度20

2-1.4 流量和流速20

十、二组分气液平衡数据22

2-1.5 稳定流动和不稳定流动22

2-2 流体稳定流动时的衡算22

2-2.1 流体稳定流动时的物料衡算22

2-2.2 流体稳定流动时的能量衡算23

2-2.3 柏努利方程的应用举例25

2-2.4 流体流量的测量27

十一、B型水泵性能表(摘录)27

十二、管壳式换热器系列标准(摘录)28

十三、一些传热系数的数据29

十四、一些填料的性质30

2-3.1 粘度32

2-3 实际流体的流动32

2-3.2 流体流动的形态36

2-4 流体在圆管内流动时的阻力计算38

2-4.1 滞流时的摩擦阻力38

2-4.2 湍流时的流动阻力39

2-4.3 局部阻力43

2-4.4 管路计算44

2-4.5 化工管路布置46

2-5 液体输送机械48

2-5.1 离心泵48

2-5.2 往复泵52

2-5.3 旋转泵53

2-6 气体输送和压缩机械54

2-6.1 离心式风机55

2-6.2 旋转式风机56

8-6.3 往复式压缩机57

2-6.4 喷射泵59

本章符号59

复习题60

习题60

第三章 流体通过床层的流动和流态化63

3-1 流体通过填充床层的流动63

3-1.1 流体通过毛细管的流动63

3-1.2 流体通过颗粒床层的流动64

3-1.3 流体通过填料床层的流动69

3-2 固体颗粒在流体中的运动70

3-2.1 球形颗粒的沉降71

3-2.2 沉降速度的计算73

3-2.3 重力沉降的应用75

3-2.4 离心沉降76

3-3 流态化77

3-3.1 流态化现象78

3-3.2 床层的压强降80

3-3.3 临界流化速度80

3-3.4 带出速度83

3-3.5 计算公式小结85

3-4 流化床86

3-4.1 流化床的类型86

3-4.2 流化床的床径和总高88

3-4.3 气体分布板89

本章符号90

习题91

复习题91

第四章 传热过程93

4-1 概述93

4-1.1 化工生产中的传热过程93

4-1.2 传热中的一些基本物理量和单位93

4-2.1 热传导基本方程——傅立叶定律94

4-1.3 稳定传热和不稳定传热94

4-2 传导传热94

4-2.2 平面壁的稳定热传导95

4-2.3 圆筒壁的传导传热98

4-3 对流传热99

4-3.1 对流传热机理99

4-3.2 对流给热系数100

4-3.3 对流给热系数的值105

4-4 热交换的计算105

4-4.1 总传热方程105

4-4.2 传热系数的大致范围107

4-4.3 传热温度差108

4-4.4 强化传热过程的途径112

4-4.5 间歇操作中的传热过程112

4-5 热交换器117

4-5.1 列管式热交换器117

4-5.2 其他热交换器119

4-6.1 基本概念123

4-6 辐射传热123

4-6.2 管式炉126

4-6.3 三种传热方式的概括比较127

复习题128

本章符号128

习题129

5-1 概述131

第五章 吸收131

5-1.1 吸收的类型131

5-1.2 吸收剂的选择132

5-1.3 吸收操作的条件132

5-2 吸收的相平衡133

5-2.1 亨利定律133

5-2.2 用比摩尔分率表示的相平衡关系134

5-3.1 吸收机理——双膜理论136

5-3 吸收速率136

5-2.3 气体在液体中的溶解度136

5-3.2 分子扩散定律——费克定律137

5-3.3 吸收速率方程141

5-3.4 对流扩散和界面动力状态理论144

5-4.1 填料层高度的计算式146

5-4 填料吸收塔的计算146

5-4.2 吸收塔中的物料衡算——操作线方程148

5-4.3 传质单元数的计算150

5-4.4 传质单元高度的求算154

5-5 填料塔156

5-5.1 填料157

5-5.2 填料塔的附属设备158

5-5.3 液泛速度和塔径的计算159

5-5.5 填料层的压强降162

5-5.4 喷淋密度和填料表面润湿率162

5-5.6 湍球塔163

5-6 绝热吸收164

5-7 化学吸收169

本章符号171

习题172

复习题172

6-1.1 理想的二组分互溶体系175

第六章 精馏175

6-1 精馏原理175

6-1.2 相对挥发度177

6-1.3 非理想的二组分互溶体系179

6-1.4 压强对气液平衡的影响180

6-1.5 以t-x-y相图表示的蒸馏过程181

6-1.6 以x-y相图表示的蒸馏过程182

6-2 简单蒸馏183

6-2.1 简单蒸馏的操作和应用183

6-2.2 简单蒸馏的计算184

6-2.3 闪发蒸馏186

6-3 连续精馏187

6-3.1 精馏的依据187

6-3.2 精馏塔中物相组成的变化188

6-3.3 回流比190

6-3.4 连续精馏的流程190

6-4.2 精馏段操作线方程191

6-4 连续精馏理论塔板数的计算191

6-4.1 计算的前提191

6-4.3 提馏段操作线方程192

6-4.4 理论塔板数的图解求算192

6-4.5 理论塔板数图解求算的原理194

6-4.6 t-x-y相图的精馏图解195

6-4.7 回流比与精馏的关系196

6-4.8 进料状态对精馏的影响199

6-4.9 捷算法求理论塔板数200

6-5 间歇精馏202

6-5.1 回流比不变下的间歇精馏203

6-5.2 间歇精馏的回流比的选择204

6-6 多组分精馏205

6-6.1 多组分精馏的方式205

6-6.2 多组分的气液平衡206

6-6.3 关键组分209

6-6.4 捷算法求理论塔板数210

6-7.1 恒沸蒸馏212

6-7 特殊蒸馏212

6-7.2 萃取蒸馏214

6-8 板式塔215

6-8.1 泡罩塔216

6-8.2 浮阀塔217

6-8.3 筛板塔219

6-8.4 浮舌塔220

6-8.5 穿流塔220

6-8.6 塔板效率221

6-8.7 填料塔与板式塔的对比222

复习题223

本章符号223

习题224

本篇主要参考书刊226

第二篇化学反应工程228

第七章 基本反应器228

7-1 化学反应器的类型228

7-1.1 按物料的相态分类228

7-1.2 按反应器的结构型式分类228

7-1.3 基本反应器230

7-1.4 理想流动和理想反应器230

7-2 化学动力学基本方程式231

7-2.1 化学反应速率式231

7-2.2 均相定容过程的化学动力学方程式235

7-2.3 均相变容过程的化学动力学方程式236

7-3 间歇釜式反应器240

7-3.1 反应器有效容积的计算240

7-3.2 反应器总容积的计算242

7-4 理想排挤反应器243

7-4.1 定容过程的反应器容积计算243

7-4.2 变容过程的反应器容积计算246

7-5 理想混和反应器247

7-6 多釜串联反应器249

7-6.1 代数法250

7-6.2 图解法252

7-7 反应器型式和操作方法的评比和选择253

7-7.1 反应器生产能力的比较253

7-7.2 关于收率的分析256

7-8 非等温过程264

7-8.1 温度对化学反应的影响265

7-8.2 热量衡算及其应用268

7-8.3 图解法求绝热式反应器的容积271

7-8.4 非等温反应器换热方式的选择272

7-9 反应器的热稳定性272

7-9.1 热稳定性原理273

7-9.2 热稳定性的控制因素275

本章增添符号277

复习题278

习题279

第八章 物料停留时间分布和流动模型282

8-1 物料返混和停留时间分布282

8-1.1 返混与停留时间分布282

8-1.2 停留时间分布表示方法283

8-2 停留时间分布的测定285

8-2.1 脉冲输入法285

8-2.2 阶跃输入法287

8-4 停留时间分布的数字特征288

8-3 停留时间分布曲线的定性应用288

8-4.1 平均停留时间289

8-4.2 停留时间分布的离散度290

8-5 理想反应器的停留时间分布291

8-5.1 理想排挤反应器的物料停留时间分布291

8-5.2 理想混和反应器的物料停留时间分布291

8-6 多釜串联模型294

8-7 非理想流动反应器物料转化率的计算297

8-8 扩散模型298

8-8.1 有效扩散系数298

8-8.2 扩散模型的数学表达式299

8-3.3 扩散模型参数的确定301

习题304

本章增添符号304

复习题304

9-1 固相催化剂概述307

第九章 气固相催化反应器307

9-1.1 催化剂的物理结构参数307

9-1.9 吸附作用308

9-2 气固相催化反应过程310

9-2.1 气固相催化反应过程分析310

9-2.2 表面动力学过程311

9-2.3 外扩散过程315

9-2.4 内扩散过程315

9-2.5 反应过程的控制阶段318

9-3 固定床催化反应器320

9-3.1 反应器的结构320

9-3.2 固定床的传热过程322

9-4.1 反应器的类型324

9-4 流化床催化反应器324

9-3.3 固定床的传质过程324

9-4.2 流化床中各部分的动态325

本章增添符号328

复习题329

习题330

本篇主要参考书刊331

第三篇化学工艺333

第十章 硫酸生产333

10-1 硫酸概述333

10-1.1 硫酸的用途和产品规格333

10-1.2 原料334

10-1.3 以硫铁矿为原料的生产原则流程334

10-2 炉气的生产和净制335

10-2.1 硫铁矿焙烧原理335

10-2.2 焙烧流程337

10-2.3 炉气的净制338

10-3.1 平衡转化率340

10-3 二氧化硫的催化氧化340

10-3.2 催化剂与反应动力学342

10-3.3 最佳工艺条件343

10-3.4 生产流程347

10-4 三氧化硫生成硫酸349

10-4.1 吸收成酸349

10-4.2 冷凝成酸350

1O-5 接触法制硫酸的全流程351

10-5.1 水洗法二转二吸流程352

10-5.2 干法净化制酸流程353

10-6 若干技术经济问题354

10-6.1 技术经济指标354

10-6.2 物料衡算与能量衡算355

10-6.3 热能的合理利用359

10-6.4 环境保护和综合利用359

复习题361

第十一章 合成氨362

11-1 概述362

11-1.1 重要性362

11-1.2 原料362

11-2.2 平衡常数363

11-2.1 化学反应与反应热363

11-2 氨合成的热力学基础363

11-1.3 原则流程363

11-2.3 影响平衡时氨浓度的因素365

11-3 氨合成动力学366

11-3.1 催化剂366

11-3.2 宏观动力学过程368

11-3.3 微观动力学过程370

11-4 氨的合成过程371

11-4.1 最佳工艺条件371

11-4.2 合成塔373

11-4.3 合成流程378

11-5 原料气生产380

11-5.1 以无烟煤为原料在固定层炉的气化法381

11-5.2 其他生产方法及方法对比383

11-5.3 变换和净制384

11-6 氨生产全流程387

11-7 技术经济分析和综合利用389

11-7.1 生产规模大型化389

11-7.2 热量综合利用390

11-7.3 联合生产391

复习题393

12-1 概述395

12-1.1 石油化工在国民经济中的重要性395

第十二章 石油化工395

12-1.2 原油396

12-1.3 石油化工生产体系396

12-2 炼制397

12-2.1 炼制方案397

12-2.2 常减压蒸馏398

12-2.3 催化裂化400

12-3 裂解与深冷分离404

12-3.1 裂解反应405

12-3.2 裂解最佳工艺条件407

12-3.3 裂解炉与裂解流程409

12-3.4 裂解气的深冷分离410

12-4.1 重整反应415

12-4 重整与萃取分离415

12-4.2 催化剂与最佳工艺条件416

12-4.3 重整流程418

12-4.4 萃取分离原理419

12-4.5 萃取设备和流程422

12-5 氯乙烯的合成425

12-5.1 氯乙烯的生产方法426

12-5.2 氧氯化法生产氯乙烯427

12-6 石油化工生产中的环境保护430

12-6.1 污染物来源430

12-6.3 防治途径430

12-7 石油化工发展动态432

12-7.1 生产规模大型化432

12-7.2 原料432

12-7.3 能量的综合利用433

12-7.4 新工艺436

复习题437