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绪论1

一、化工工艺学的定义和范畴1

二、化工工艺学研究的主要内容和方法2

三、化工工艺学在化工生产中的地位和作用5

四、学习化工工艺学的意义5

上篇 化工工艺学基础7

第一章 概论7

第一节 化学工业的发展简史7

一、古代的化工生产技术和人们对工艺的认识7

二、近代化学工业的兴起和行业的形成9

三、现代化工行业的发展和进步14

四、中国近现代化学工业发展概略28

一、化学工业的行业特征30

第二节 化学工业的行业特征和分类30

五、当代化学工业的发展趋势30

二、化学工业的分类31

第三节 化工装置的操作方式33

一、连续操作33

二、间歇操作33

三、半连续操作33

四、操作方式的采用34

第四节 化工技术的开发与生产装置建设34

一、化工新技术开发概述34

二、化工新技术开发的目的与任务35

三、化工新技术开发的主要内容35

四、化工技术开发研究的方法和程序37

二、市场调查对开发新产品新工艺的影响38

一、应用开发研究的意义38

第五节 应用开发研究38

五、化工装置的建设38

三、应用技术的研究与服务对技术开发的影响39

四、文献资料和专利提供化工新产品开发与应用技术研究39

第六节 化工工艺设计39

一、化工工艺设计的内容和要求39

二、产品生产的反应工艺研究和设计41

三、工艺流程设计方案(流程方案的设计)42

四、工艺流程方案的量化——初步设计阶段工艺流程设计的完成44

五、工艺流程的评估46

六、初步设计阶段的工艺流程图48

七、施工图阶段的工艺流程图(又称PID、PI图)52

八、车间和设备布置设计53

十、三废治理设计56

九、协调非工艺专业的设计为非工艺专业提供设计条件56

第七节 化工工艺管理57

一、工艺操作规程58

二、安全操作规程58

三、全面质量管理59

四、技术管理60

五、标准和计量管理64

第八节 化工技术经济71

一、技术经济概述71

二、技术经济指标72

三、投资项目的经济评估74

第九节 化工节能75

一、化工节能的意义75

二、化工节能的途径75

一、化工过程参数的控制(单片机控制参数)76

第十节 计算机在化工工艺中应用76

二、微机在化工生产系统中应用77

三、计算机在化工开发和设计中应用80

四、计算机在企业管理上的应用82

第十一节 绿色化工和可持续发展82

一、概述82

二、文献上关于绿色化工的概念和术语简介83

三、美国化学会提出的十二项原则85

四、化工可持续发展85

第二章 原料及原料准备87

第一节 原料及原料路线87

一、原料在化工中的地位87

二、原料辅料对产品质量的影响87

三、原料和原料路线对工艺流程的影响88

四、原料进入流程的要求91

第二节 原料的预处理(原料准备)91

一、原料预处理的原则91

二、原料的预处理方案设计92

三、原料处理流程方案的比较和评估94

第三节 固体原料的处理94

一、粉碎和团聚94

二、固体和晶体物料的净化纯化103

三、固体物料干燥106

四、固体原料的输送与加料115

五、固体的混合和混料125

六、粉尘防护127

第四节 气体原料的处理128

一、原料气体除尘捕雾128

二、气体净化精制136

三、原料气体的干燥143

四、输送与计量147

五、安全卫生149

第五节 液体原料的处理150

一、纯化和净化150

二、液体原料干燥158

三、液体原料输送和计量161

四、液体原料的混合汽化和预热164

五、安全防护167

第六节 催化剂准备168

一、活性、选择性和寿命168

二、助催化剂或添加剂168

三、催化剂形态、制备和载体168

五、再生和处理169

四、催化剂加料和出料169

第三章 反应过程和过程优化170

第一节 反应过程170

一、化学反应过程的分类170

二、反应过程的理论问题171

第二节 反应器的基本研究172

一、反应器的基本要求172

二、反应器类型和选型原则172

三、反应器的开发与放大177

第三节 釜式和鼓泡反应器180

一、搅拌与混合180

二、釜式反应器的特征183

三、釜式反应器190

四、鼓泡反应器和其它气-液反应器的特征与设计193

一、管式反应器的特点与应用196

二、管式反应器的设计196

第四节 管式反应器196

第五节 固定床反应器197

一、固定床反应器的特点197

二、固定床反应器的基本形式及应用199

三、固定床反应器数学模型201

四、固定床反应器的计算202

第六节 流化床反应器204

一、流化床反应器及基本特点204

二、流化床反应器的应用206

三、流化床反应器主要部件208

四、流化床反应器的设计与放大209

一、生化反应器的特征和工艺要求211

二、生化反应器的类型211

第七节 生化反应器211

三、生化反应器的设计213

第八节 反应的工艺参数与流程220

一、主要工艺参数的确定220

二、满足工艺参数的流程设计223

三、反应参数的测量与控制227

四、反应条件与公用工程232

第九节 反应器优化234

一、反应器最优化的基本概念234

二、反应器的最优化模型235

三、最优化方法236

第四章 产物的分离和提纯238

第一节 产物分离的原则238

一、分离方法概述238

二、基本原理240

三、分离流程的设计242

一、气固分离和除尘243

第二节 分离和精制技术243

二、液体分离250

三、液体分离和精馏259

四、蒸发和结晶264

五、干燥276

六、吸收与吸附285

第三节 分离新技术和生化分离292

一、离子交换292

二、膜分离295

三、色谱分离300

四、超临界流体萃取和其它萃取分离301

五、电泳分离307

七、其它分离方法309

六、生化分离309

第五章 产品后加工312

第一节 产品后加工概述312

第二节 产品后加工方案312

一、去除微量杂质312

二、产品后加工和精细加工方案313

第三节 产品包装318

一、产品合格检验318

二、产品计量和包装318

三、贮存和运输318

第六章 三废治理319

第一节 三废及其治理原则319

一、三废的产生和监控319

二、三废治理原则322

一、废水分析指标324

第二节 废水治理324

二、废水治理方法与流程326

第三节 废气治理334

一、废气特征与分析334

二、废气处理技术336

第四节 废渣治理及其资源综合利用340

一、治理原则与利用340

二、泥渣的处理和利用341

三、无机废渣的处理和利用342

四、塑料废渣的处理和利用343

五、固体废物的资源化343

六、固体废物的最终处理344

第五节 化工废弃物的焚烧345

一、焚烧总论345

二、焚烧工艺和设备346

第七章 检测和操作控制347

第一节 工艺操作参数347

一、温度347

二、压力348

三、原料配比350

四、反应时间和操作周期351

五、反应转化率、选择性和收率351

六、消耗定额352

七、进料、出料与循环353

第二节 操作控制和自动控制353

一、操作控制方案353

二、自动控制354

三、巡视与观测355

二、随机取样和定时取样分析356

一、条件控制356

第三节 中间分析和现场检测356

四、监测356

三、在线分析与报警357

四、现场办公检测与显示357

五、紧急停车357

六、产品检验与合格证357

第四节 设备切换和维护357

一、切换使用与再生357

二、设备维护358

第五节 安全卫生358

一、安全措施和应急措施358

二、卫生要求359

第二节 合成氨工艺流程简图及工艺流程概述360

第一节 产品概述360

第八章 合成氨360

下篇 典型化工产品工艺过程举例360

第三节 原料气的制备与净化362

一、焦炭为原料生产原料气362

二、天然气为原料生成原料气365

三、渣油制合成气366

四、原料气的净化369

第四节 氨合成的反应过程和反应工艺373

一、氨的合成原理373

二、反应催化剂378

三、合成氨操作条件380

四、反应器381

第五节 氨的分离流程384

一、产品的规格要求384

二、氨的分离384

三、氨合成与分离的工艺流程385

第六节 液氨贮存及输送387

第七节 合成氨系统的技术进展389

第九章 硝酸391

第一节 概述391

第二节 稀硝酸生产过程392

一、氨的催化氧化制一氧化氮392

二、一氧化氮的氧化397

三、氮氧化物气体的吸收401

四、稀硝酸生产工艺流程406

第三节 尾气的治理和能量利用407

第四节 浓硝酸的生产简介408

一、由氨直接合成浓硝酸408

二、间接法生产浓硝酸简介410

第五节 硝酸的毒性、安全和贮运411

第十章 烧碱412

第一节 概述412

第二节 烧碱生产的工艺流程方框图及流程概念413

一、隔膜法生产流程示意方框图及工艺流程概念413

二、离子膜生产烧碱工艺流程方框图及流程概念414

第三节 食盐水溶液的制备与净化414

一、食盐水溶液的制备414

二、盐水的净化415

第四节 反应过程和反应工艺416

一、电解过程基本定律及电流效率416

二、隔膜法电解417

三、离子交换膜法电解418

第五节 产物的分离和精制420

一、电解液的蒸发浓缩制液碱420

二、固碱制造422

三、Cl2净化和液氯生产424

四、H2精制424

五、盐酸和干燥HCl424

第六节 氯碱厂环保措施简介425

第十一章 乙烯426

第一节 概述426

第二节 原料429

第三节 烃类裂解工艺431

一、裂解原理431

二、裂解流程434

第四节 裂解气净化分离437

一、裂解气分离概论437

二、裂解气分离流程438

第五节 三废治理和产品后处理441

第十二章 丙烯腈442

第一节 产品概述442

一、概述442

二、产品规格442

三、原料路线443

第二节 产品工艺流程444

一、工艺流程示意简图444

二、工艺流程简述444

第三节 原料准备流程445

一、反应对原料的基本要求445

二、原料进入反应器的预处理445

三、加料流程示意图446

第四节 反应过程和反应工艺446

一、反应原理446

二、反应器447

三、反应的工艺条件和控制448

第五节 产物的分离过程449

一、合成产物的分离过程分析449

二、分离流程设计450

第六节 生产控制分析452

第七节 三废治理453

一、废水453

二、废气454

三、焚烧炉和事故火炬454

第八节 安全卫生防护454

第九节 技术进步和能量综合利用456

第十三章 合成苯酚457

第一节 产品概述457

一、产品工艺流程方框图461

第二节 产品工艺流程461

二、工艺流程概述463

第三节 原料流程464

第四节 反应过程和反应工艺464

一、异丙苯合成464

二、异丙苯的氧化465

三、CHP分解467

第五节 产物的分离470

一、中间体原料的精制470

二、苯酚精制471

第六节 三废治理和技术进步471

一、三废治理471

二、安全卫生472

三、技术进步472

二、产品用途474

一、产品规格和性质474

第十四章 二甲基二氯硅烷474

第一节 产品概述474

三、二甲基二氯硅烷生产历史简述475

第二节 产品工艺流程476

一、工艺流程简图476

二、流程简述476

第三节 反应过程和反应工艺477

一、反应过程477

二、催化剂478

三、反应工艺条件479

四、反应器481

第四节 原料准备流程481

一、硅粉481

二、CH3Cl481

第五节 产品分离流程482

三、催化剂482

一、除尘483

二、回收CH3Cl483

三、粗单体精馏484

第六节 三废治理原则485

第七节 技术进步485

第十五章 聚氯乙烯487

第一节 概述487

第二节 产品工艺过程487

一、产品的工艺概述487

二、工艺流程489

第三节 原料490

二、反应工艺条件491

一、反应机理491

第四节 反应机理及反应工艺491

三、聚合反应设备493

第五节 产品的后处理493

第十六章 顺丁橡胶494

第一节 概述494

第二节 产品的工艺流程495

一、催化体系概述495

二、工艺流程495

第三节 原料的准备过程496

第四节 反应工艺497

一、反应机理497

二、反应工艺条件498

三、聚合反应设备499

第五节 产品的后处理499

第一节 产品概述500

第十七章 涤纶500

第二节 产品的工艺流程501

一、流程简示501

二、工艺流程概述501

第三节 主要原料502

第四节 聚合反应工艺503

一、反应机理和反应方程503

二、反应器503

三、聚合流程503

四、反应的工艺条件和控制方法504

第五节 聚酯(PET)熔融纺丝506

一、涤纶506

二、PET的熔融纺丝506

第六节 涤纶发展前景508

一、产品概述509

第十八章 十二烷基苯磺酸钠509

第一节 概述509

二、产品的工艺流程图510

三、工艺流程概述510

第二节 生产工艺过程510

一、原料准备的过程510

二、磺化反应过程和反应工艺511

三、产品包装及其它513

第三节 三废治理及技术进步513

一、三废治理的原则和方案513

二、技术进步513

三、应用举例513

二、产品的工艺流程图514

一、产品概述514

第一节 概述514

第十九章 α-戊基桂醛514

三、工艺流程概述515

第二节 生产工艺515

一、原料准备的过程515

二、反应过程和反应工艺515

三、产品的分离流程516

第三节 三废治理和其它516

一、三废治理的原则和方案516

二、产品包装及其它517

三、应用举例517

第二十章 青霉素518

第一节 概述518

一、产品概述518

二、培养基521

一、菌种521

二、产品的工艺流程方框图521

第二节 原料521

三、前体522

第三节 发酵工艺522

一、工艺条件522

二、发酵罐523

第四节 青霉素的提取和精制523

一、发酵液的过滤和酸化处理523

二、萃取和精制523

三、结晶524

四、溶剂回收526

第五节 三废治理原则和方案526

一、抗生素工业“三废”的性质526

二、废渣和废水的利用527

第六节 产品的检定和包装528

第二十一章 苏云金杆菌杀虫农药529

第一节 产品概述529

一、产品名称和用途529

二、规格和标准529

三、生产简史529

第二节 流程方框图和流程简述530

第三节 反应工艺和反应器531

一、工艺条件及其影响531

二、生物反应器533

第四节 原料准备流程534

一、主要碳源、氮源原料534

二、种子培养534

三、空气的净化灭菌534

一、发酵液过滤535

第五节 产物分离和提取流程535

三、干燥536

第六节 技术进步536

二、发酵液浓缩536

第二十二章 谷氨酸钠(味精)537

第一节 概述537

一、产品概述537

二、我国味精的生产工艺和装备技术的进展539

三、原料生产路线及比较539

第二节 产品的工艺流程541

一、制糖工段541

二、发酵工段542

三、谷氨酸提取工段542

四、谷氨酸制造味精生产工段543

一、培养基544

第三节 原料544

二、无菌空气545

三、菌种的培养546

第四节 味精生产过程中的反应历程及反应器547

一、味精生产过程中的反应历程547

二、反应器549

第五节 谷氨酸分离技术549

一、发酵液的规格要求549

二、分离方案550

第六节 “三废”治理原则551

第七节 产品包装与贮存551

第八节 技术进步552

参考文献553