化学工程与工艺综合设计实验教程

化学工程与工艺综合设计实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:冶金工业出版社
作者:孙晓然
出品人:
页数:85
译者:
出版时间:2004-1
价格:12.00元
装帧:
isbn号码:9787502434793
丛书系列:
图书标签:
  • 化学工程
  • 工艺设计
  • 实验教程
  • 化工原理
  • 过程模拟
  • 工程实践
  • 高等教育
  • 本科教学
  • 实验指导
  • 化工流程
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具体描述

本书是将煤化学化工、精细化工、工业分析实验经精选合并而编写的综合性、设计实验用书。

全书分为绪论、综合实验、设计实验、仪器介绍四部分,收入综合性实验10个,设计性实验6个,另外附有实验必要的数据及合成未知化合物的实验方法。

本书内容丰富,叙述清楚,既具有系统性、知识性,更具有综合性和创新性。

本书可作为高等院校化学工程与工艺专业的煤化工专业方向、工业分析专业方向、精细化工专业方向和其他化工类专业的本、专科学生的实验教材,也可作为广大从事化工专业的研究与开发、生产和质量控制人员的参考书。

好的,这是一份关于一本不包含《化学工程与工艺综合设计实验教程》内容的图书简介,内容力求详实、贴合专业领域,但避免涉及该特定教材的任何具体章节或实验项目。 --- 图书简介:《先进分离技术与过程强化:原理、模型与工业应用》 学科领域: 化学工程、分离科学、过程系统工程 目标读者: 化学工程、制药工程、材料科学与环境工程等相关专业的本科高年级学生、研究生、科研人员以及工业界的工艺工程师。 字数估算: 约1500字 --- 导言:面向未来的化学过程革新 在全球能源短缺、环境法规日益严苛以及对产品纯度要求不断提高的背景下,传统的化学过程单元操作正面临着前所未有的挑战。《先进分离技术与过程强化:原理、模型与工业应用》 深刻洞察了这一行业趋势,旨在为读者提供一套全面、深入且高度实用的知识体系,聚焦于超越经典单元操作范畴的前沿技术。本书的核心目标是指导读者如何利用现代化学工程的最新发展,设计出更高效、更经济、更绿色的化学过程。 本书并非对基础单元操作(如简单的蒸馏、吸收)的重复介绍,而是将重点完全置于那些需要复杂物理化学原理、先进材料科学或精细过程控制才能实现的高级分离策略和过程集成优化上。我们坚信,未来的化工生产力将不再仅仅依赖于更大的反应器,而是取决于如何更智能地将反应、分离和催化过程进行集成与优化。 第一部分:深度解析:非传统与基于膜的分离技术 本部分深入探讨了当前工业界和学术界最为关注的几类新型分离技术,强调其背后的热力学驱动力和动力学限制。 第一章:分子筛与吸附分离系统优化 本章详细解析了变压吸附(PSA)和变温吸附(TSA)系统的设计与操作。重点内容包括: 1. 新型吸附剂的表征与筛选: 重点介绍金属有机框架材料(MOFs)、共价有机框架材料(COFs)以及高性能沸石的孔隙结构与选择性吸附机制。探讨如何通过表面改性提高目标分子的吸附容量和循环稳定性。 2. 模拟移动床(SMB)的动态模拟: 建立精确的对流-扩散-反应耦合模型,用于描述多组分分离中的物质迁移与吸附平衡的瞬态行为。提供基于 Aspen Plus 或 gPROMS 等软件平台的动态模拟案例研究,以优化解吸剂的用量和循环速率。 第二章:膜分离技术的拓展现状 超越传统的反渗透,本章聚焦于需要高选择性渗透膜的复杂体系。 1. 气体分离膜的选择性与渗透性: 阐述Robeson双指数对聚合物膜性能的预测能力,并深入分析了高渗透性聚合物和混合基质膜(MMMs)的设计策略,特别是针对低分级因子(如 $ ext{O}_2/ ext{N}_2$ 或 $ ext{CO}_2/ ext{CH}_4$)的分离挑战。 2. 渗透蒸发与蒸汽渗透: 详细对比了这两种技术在处理热敏性混合物(如醇/水体系)中的热力学优势。提供传质模型,包括膜内扩散系数和溶解度的耦合计算方法。 第二部分:过程强化与集成:迈向高效的反应-分离系统 过程强化(Process Intensification, PI)是实现化工过程本质安全和可持续性的关键路径。本部分将分离技术与反应过程紧密耦合,探讨如何通过几何结构、能量输入或反应物利用的创新来提升整体效率。 第三章:反应精馏与反应萃取 本章的核心在于打破传统反应器与分离器之间的界限。 1. 反应精馏(Reactive Distillation, RD): 重点分析了反应平衡限制的酯化、醚化和酯交换反应。提供一套完整的RD塔设计流程,包括催化剂床层的填充设计(如规整填料上负载的离子交换树脂)、塔内温度分布的控制以及塔底和塔顶产物的纯度保证模型。 2. 反应萃取(Reactive Extraction): 针对酸碱性物质或离子化合物的分离,详细介绍了萃取剂的选择标准(如分配系数、反应动力学)和萃取/反萃取过程的相图分析。 第四章:新型热力学分离驱动力 本章探索利用非传统能量输入或相变驱动的分离过程。 1. 热泵辅助精馏(Heat Pump Assisted Distillation): 侧重于MVR(机械蒸汽再压缩)和TVR(热蒸汽再压缩)在节能降耗中的应用。提供详细的能量平衡和压缩功的计算模型,并分析其对投资成本的影响。 2. 反应介导的分离(Reaction-Mediated Separation): 例如利用化学反应促进传统上难以分离的共沸物或近沸点组分的有效分离,包括化学萃取和吸附剂的选择性再生。 第三部分:系统优化与建模仿真 本部分将理论模型转化为可操作的工程工具,聚焦于过程的放大和优化。 第五章:多尺度建模与CFD应用 在先进分离设备(如微通道反应器、规整填料塔)中,内部流体动力学和传质效率是设计成功的关键。 1. 计算流体力学(CFD)在分离设备中的应用: 重点演示了如何使用CFD模拟填料层或膜组件内部的非均匀流场、湍流效应和液泛现象,从而预测传质系数的真实值,而非依赖经验关联式。 2. 多孔介质的达西-菲克定律与有效导热系数: 针对吸附剂和催化剂床层的传热传质建模,提供准确的宏观参数计算方法。 第六章:过程集成与绿色化学指标 最终目标是将分散的技术整合为一个整体优化的可持续系统。 1. 过程网络合成(PNS): 介绍基于操作图(Operating Maps)和能量的Pinch分析方法,用于识别系统中浪费的能量和潜在的集成机会,尤其是在热集成与热泵循环的耦合设计中。 2. 生命周期评估(LCA)与绿色化学指标: 将过程效率与环境影响挂钩,引入过程质量指标(Process Mass Intensity, PMI)和原子经济性(Atom Economy)到高级分离过程的评估体系中,指导工程师做出环境友好的设计决策。 结语 本书不仅是一本理论参考书,更是一份面向工业实践的“工具箱”。它要求读者具备扎实的化学工程基础,并鼓励他们将热力学、动力学、过程控制和先进材料科学融会贯通,以应对21世纪化工行业对效率、纯度和可持续性的三重挑战。通过对这些先进分离与强化技术的掌握,读者将能设计出真正具有竞争力的新一代化学过程。

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读后感

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用户评价

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我最近正在攻读一个与过程控制相关的项目,急需一本能够深入浅出讲解复杂系统建模与优化的参考书。在筛选了市面上不少同类书籍后,我被这本书中对“动态系统响应分析”那一个章节深深吸引了。它没有停留在教科书式的理论推导上,而是直接切入了工业化生产中常见的滞后、振荡等实际问题,并用非常直观的频域和时域分析工具来剖析原因。作者在讲解PID控制参数整定时,引入了一种基于试错法的启发式算法,这在其他教材中是很少见的,它更贴近工程实践中那种“摸着石头过河”的真实操作。此外,书中附带的那些案例分析,数据详实,计算步骤完整,我甚至可以直接对照着我的项目数据进行套用和修改,极大地节省了我的时间。说实话,很多教材的“实验教程”部分往往只是列出步骤,缺乏对结果的深入讨论,但这本书不同,它会引导读者去思考“为什么是这个结果?”,“如果外部条件改变,我们应该如何调整策略?”,这种启发式的教学方法,才是真正培养工程师思维的关键。

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坦白说,我以前对“实验教程”类的书籍都有点敬而远之,总觉得这类书内容零散,缺乏系统性,更像是一本操作手册的堆砌。然而,这本书彻底颠覆了我的看法。它对实验环节的组织逻辑简直是教科书级别的精妙。从最初的物性数据采集与分析,到中期的单元操作模拟,再到最后的装置流程设计,每一步都建立在前一步坚实的基础上,形成了一个严密的知识链条。更棒的是,它对实验的安全规范和风险评估部分做了详尽的阐述,这一点在很多国内出版物中常被一笔带过。作者对潜在危险的识别能力非常敏锐,并且提供了非常具体的应急处理预案,这对于保障实验人员的安全至关重要。我特别关注了它对“不确定性分析”的处理方式,它不仅计算了误差范围,还讨论了误差来源的物理意义,让实验结果的可靠性有了更坚实的理论支撑。这本书真正做到了“知其所以然,更知其所以然也”。

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这本书的文字表达风格极其严谨,但又不像某些学术著作那样晦涩难懂,它在保持专业术语的精准性的同时,用词非常精炼到位。我观察到作者在组织论述时,非常擅长使用对比和类比的手法来阐明复杂概念。比如,在解释传质与传热的相似性与差异时,作者没有简单地堆砌公式,而是采用了一种非常形象的比喻,将分子扩散比作人群的自然流动,将驱动力(浓度梯度/温差)类比为人群聚集的密度差异,这种生动的描绘瞬间打通了我思维中的壁垒。我发现自己不仅在“学习”知识,更是在“吸收”一种解决问题的思维框架。此外,书中对参考文献的引用和标注也做得非常规范和专业,这体现了作者严谨的治学态度,让人对书中的内容深信不疑。阅读这本书的过程,与其说是学习,不如说是一次思维上的深度对话和拓宽视野的旅程。

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作为一名已经工作多年的资深工程师,我对教材的要求自然是更高,我更看重的是其对前沿技术和绿色化学的融合程度。翻阅这本书时,我惊喜地发现,它在探讨反应器设计时,并未固守传统的釜式或塔式反应器模型,而是专门开辟了篇幅介绍微通道反应器和膜分离技术在反应过程中的应用。特别是对“能量集成与热力学优化”这一节的论述,其深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅是简单地介绍Pinch分析法,而是结合了最新的AI算法来进行多目标优化,这无疑是紧跟当前工业4.0和可持续发展的大趋势。读到这部分内容时,我感觉自己仿佛在与一位走在行业前沿的专家进行面对面的交流,书中那种对效率提升和环境影响的平衡考量,体现了非常成熟和负责任的工程价值观。这种将经典理论与尖端技术有机结合的能力,使得这本书超越了一般的教材范畴,更像是一部具有前瞻性的行业指南。

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这本书的装帧和排版真是让人眼前一亮,封面设计简洁大气,色彩搭配既专业又不失美感,一看就知道是精心制作的。内页的纸张质量也相当不错,触感温润,不像有些教材那种廉价的印刷感。更值得称赞的是,章节的划分非常清晰,逻辑性很强,阅读起来非常顺畅。比如,它对基础理论的阐述部分,尽管涉及复杂的化学反应和工程原理,但作者总能找到恰当的比喻和图示来辅助理解,让原本枯燥的公式和定律变得生动起来。我尤其欣赏它在处理复杂流程图时所展现出的细致程度,每一个管道、每一个阀门、每一个控制点的标注都精确到位,这对于初学者来说简直是福音。我翻阅了几页,发现它在介绍不同工艺流程时,总会穿插一些历史背景或者实际工业案例,这极大地激发了我对这个领域的兴趣。整体感觉,这本书在视觉传达和信息组织上都达到了一个很高的水准,作为一本工具书,它的设计感和实用性是完美结合的典范。

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