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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