全書(shū)共7章,內(nèi)容包括:緒論、典型無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、石油煉制過(guò)程及產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、基本有機(jī)化工典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、煤化工工藝、合成氣及其重要衍生物的生產(chǎn)工藝以及典型聚合物產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。本教材以典型化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和典型化工過(guò)程為主線(xiàn),介紹化工工藝過(guò)程的基本原理,注重新工藝新技術(shù)的應(yīng)用以及資源的可持續(xù)利用。
適讀人群 :本書(shū)是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的本科教材,也可用作從事化工過(guò)程的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究及生產(chǎn)的科技人員參考。
《化工工藝學(xué)》是教育部高等學(xué)校化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)第二批推薦教材之一。本書(shū)適宜工程教育人才的培養(yǎng)使用。本書(shū)特點(diǎn):本教材以典型化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和典型化工過(guò)程為主線(xiàn),講授化工工藝過(guò)程的基本原理和基本思想,注重新工藝新技術(shù)的應(yīng)用以及資源的可持續(xù)利用,介紹先進(jìn)的過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)原理和其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。本教材內(nèi)容由淺入深,適用范圍較寬,符合大化工、復(fù)合型以及國(guó)際化人才培養(yǎng)的要求,既可以作為化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的本科教材,也可以用作從事化工過(guò)程的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究及科技人員的參考教材。
化工工藝學(xué)是研究由原料經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)及相應(yīng)的加工過(guò)程制取化工產(chǎn)品的一門(mén)科學(xué),是化學(xué)工程與工藝本科專(zhuān)業(yè)的核心課程。教材的編寫(xiě)著眼于現(xiàn)代大化工一體化的發(fā)展趨勢(shì),通過(guò)系統(tǒng)地介紹機(jī)化工、石油煉制、基本有機(jī)化工、煤化工、合成氣以及聚合物化工中的典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝,使讀者能夠掌握化工工藝學(xué)的基本理論和基本知識(shí),并了解化工行業(yè)中一些重要產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、工藝特點(diǎn)、關(guān)鍵設(shè)備、環(huán)境保護(hù)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法等,還能夠了解典型化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及新技術(shù)的應(yīng)用。本教材的內(nèi)容除含蓋一般化工工藝學(xué)的基本知識(shí)和典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝以外,主要特點(diǎn)是從化學(xué)工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程、特點(diǎn)以及能源和產(chǎn)品供需現(xiàn)狀角度進(jìn)行教材的結(jié)構(gòu)組織和內(nèi)容編寫(xiě),特別將合成氣及其重要衍生物的生產(chǎn)工藝作為獨(dú)立章節(jié),希望通過(guò)合成氣或甲醇的生產(chǎn)建立由天然氣、煤碳或石油生產(chǎn)基本有機(jī)化工產(chǎn)品的橋梁,達(dá)到資源的合理利用,實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的目的。
本教材內(nèi)容既有一定的廣度,同時(shí)又具有一定的深度,可滿(mǎn)足高;瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的教學(xué)要求。本教材共分7章,由北京化工大學(xué)劉曉林和劉偉擔(dān)任主編,丁文明和王周君參編。第1章和第4章(除4。4加氫和脫氫及4。7烴類(lèi)氯化兩部分外)由劉曉林編寫(xiě),并承擔(dān)全書(shū)的統(tǒng)稿工作;第2章和第4章的4。7烴類(lèi)氯化由劉偉編寫(xiě);第3章和第4章的4。4加氫和脫氫部分由丁文明編寫(xiě);第5章、第6章和第7章由王周君編寫(xiě)。編寫(xiě)本書(shū)時(shí)參考了國(guó)內(nèi)外相關(guān)專(zhuān)著、期刊等文獻(xiàn),分別列在每章后的參考文獻(xiàn)部分,并致謝意!由于編者知識(shí)水平的局限,書(shū)中不妥之處,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者2015年6月于北京
劉曉林,北京化工大學(xué)化工學(xué)院,教授,博導(dǎo),化學(xué)工藝專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人,1983年畢業(yè)于河北化工學(xué)院無(wú)機(jī)化工專(zhuān)業(yè),獲工學(xué)學(xué)士;1986年畢業(yè)于河北師范大學(xué)化學(xué)系物理化學(xué)專(zhuān)業(yè),獲理學(xué)碩士;1996~1997,清華大學(xué)新型陶瓷與精細(xì)工藝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做訪問(wèn)學(xué)者;2001畢業(yè)于清華大學(xué)材料系,無(wú)機(jī)非金屬專(zhuān)業(yè)(全日制),獲工學(xué)博士學(xué)位;2001年至今,北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院任教。主要從事本科教學(xué)、本科教學(xué)管理、指導(dǎo)研究生博士生、科學(xué)研究工作以及其他公益工作。
主講本科生課程:化學(xué)工程與工藝概論、基本有機(jī)化工工藝學(xué)、物理化學(xué)、化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、現(xiàn)代化工技術(shù)選講、指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。
第1章緒論 / 1
1.1現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)概述1
1.2化工工藝學(xué)的研究對(duì)象與研究?jī)?nèi)容2
1.3化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程的原則3
1.4化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程的組織與評(píng)價(jià)3
1.4.1工藝流程的基本組成3
1.4.2工藝流程的組織原則和評(píng)價(jià)方法4
1.5現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)和發(fā)展方向5
思考題5
第2章典型無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝 / 6
2.1硫酸6
2.1.1概述6
2.1.2硫酸生產(chǎn)工藝流程7
2.1.3硫鐵礦制二氧化硫爐氣9
2.1.4二氧化硫爐氣凈化11
2.1.5二氧化硫轉(zhuǎn)化制三氧化硫18
2.1.6三氧化硫吸收25
2.1.7安全與三廢綜合利用31
2.2硝酸34
2.2.1概述34
2.2.2稀硝酸生產(chǎn)工藝流程35
2.2.3氨接觸氧化37
2.2.4一氧化氮氧化41
2.2.5氮氧化物的吸收43
2.2.6尾氣的治理和能量利用47
2.3純堿48
2.3.1概述48
2.3.2氨堿法制純堿49
2.3.3聯(lián)合制堿法制純堿57
2.4燒堿58
2.4.1概述58
2.4.2電解法制堿的理論基礎(chǔ)592
4.3隔膜法電解技術(shù)61
2.4.4離子膜法電解技術(shù)63
思考題64
參考文獻(xiàn)65
第3章石油煉制過(guò)程及產(chǎn)品生產(chǎn)工藝 / 66
3.1概述66
3.1.1石油及其產(chǎn)品66
3.1.2原油的加工方案71
3.2物理加工過(guò)程73
3.2.1脫鹽和脫水73
3.2.2原油蒸餾過(guò)程76
3.2.3渣油的丙烷脫瀝青85
3.3重質(zhì)油裂化過(guò)程90
3.3.1熱裂化加工90
3.3.2催化裂化94
3.3.3加氫裂化107
3.4產(chǎn)品精制過(guò)程111
3.4.1催化重整111
3.4.2加氫精制118
3.4.3異構(gòu)化、烷基化與甲基叔丁基醚生產(chǎn)120
思考題125
參考文獻(xiàn)126
第4章基本有機(jī)化工典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝 / 127
4.1概述127
4.2烴類(lèi)熱裂解131
4.2.1烴類(lèi)熱裂解的原理135
4.2.2管式裂解爐生產(chǎn)乙烯的工藝142
4.2.3裂解爐工藝流程及管式裂解爐147
4.2.4裂解氣預(yù)分餾工藝流程155
4.2.5裂解氣的壓縮與凈化工藝流程158
4.2.6裂解氣分離與精制工藝流程171
4.2.7乙烯工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和生產(chǎn)新技術(shù)179
4.3芳烴轉(zhuǎn)化182
4.3.1概述182
4.3.2芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)的類(lèi)型183
4.3.3C8芳烴異構(gòu)化和C8混合芳烴的分離184
4.3.4苯烷基化制乙苯190
4.3.5甲苯催化脫甲基制苯191
4.4加氫和脫氫194
4.4.1概述194
4.4.2加氫與脫氫的機(jī)理分析194
4.4.3苯加氫制環(huán)己烷199
4.4.4乙苯脫氫制苯乙烯201
4.5烴類(lèi)的催化氧化204
4.5.1概述204
4.5.2乙烯配位催化氧化制乙醛209
4.5.3環(huán)氧乙烷/乙二醇213
4.6羰基化反應(yīng)221
4.6.1概述221
4.6.2丙烯羰基合成制丁醇和辛醇222
4.6.3甲醇低壓羰基化制醋酸228
4.6.4羰基化技術(shù)新進(jìn)展231
4.7烴類(lèi)氯化231
4.7.1概述231
4.7.2乙烯氧氯化制氯乙烯234
4.7.3丙烯氯化制環(huán)氧氯丙烷240
思考題244
參考文獻(xiàn)245
第5章煤化工工藝 / 246
5.1概述246
5.1.1煤炭資源與煤的性質(zhì)246
5.1.2煤化工分類(lèi)及其主要產(chǎn)品251
5.1.3煤化工發(fā)展簡(jiǎn)史及煤化工在中國(guó)的發(fā)展253
5.2煤的熱分解254
5.2.1煤的熱解過(guò)程254
5.2.2煤在熱解過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)255
5.2.3影響煤熱解的因素256
5.2.4熱解過(guò)程中煤表面結(jié)構(gòu)的變化257
5.3煤的干餾258
5.3.1煤的低溫干餾258
5.3.2煤的高溫干餾261
5.4煤的氣化270
5.4.1概述270
5.4.2煤氣化原理271
5.4.3煤氣化方法273
5.4.4煤氣化工藝275
5.4.5煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電278
5.5煤的液化279
5.5.1煤的直接液化279
5.5.2煤的間接液化282
5.6煤化工發(fā)展趨勢(shì)284
5.6.1煤化工發(fā)展存在的問(wèn)題284
5.6.2煤的清潔高效利用285
思考題285
參考文獻(xiàn)286
第6章合成氣及其重要衍生物的生產(chǎn)工藝 / 287
6.1概述287
6.1.1合成氣與碳一化工287
6.1.2合成氣的生產(chǎn)方法289
6.2天然氣轉(zhuǎn)化制合成氣290
6.2.1天然氣制合成氣概述290
6.2.2天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的基本原理291
6.2.3天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝條件295
6.2.4天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝流程296
6.3煤氣化制合成氣298
6.3.1煤氣化制合成氣的基本原理298
6.3.2煤氣化制合成氣的工藝條件298
6.3.3煤氣化制合成氣的工藝流程299
6.4重油部分氧化制合成氣300
6.4.1重油部分氧化制合成氣概述300
6.4.2重油部分氧化制合成氣的基本原理300
6.4.3重油部分氧化制合成氣的工藝條件301
6.4.4重油部分氧化制合成氣的工藝流程302
6.5合成氣的凈化與調(diào)控303
6.5.1酸性氣體的脫除303
6.5.2一氧化碳變換反應(yīng)307
6.5.3合成氣的精制方法312
6.6合成氨與尿素314
6.6.1合成氨概述314
6.6.2合成氨的基本原理315
6.6.3合成氨的工藝條件319
6.6.4合成氨塔320
6.6.5合成氨的工藝流程322
6.6.6尿素的合成324
6.7甲醇及其利用326
6.7.1概述326
6.7.2合成甲醇的基本原理327
6.7.3合成甲醇的工藝條件328
6.7.4合成甲醇的工藝流程329
6.7.5甲醇制汽油(MTG)技術(shù)330
6.7.6甲醇制烯烴(MTO)技術(shù)331
思考題332
參考文獻(xiàn)333
第7章典型聚合物產(chǎn)品生產(chǎn)工藝 / 334
7.1概述334
7.1.1高分子的基本概念334
7.1.2聚合物的命名與分類(lèi)335
7.1.3高分子材料的制備337
7.1.4高分子材料的發(fā)展338
7.2聚合反應(yīng)的理論基礎(chǔ)338
7.2.1聚合原理338
7.2.2聚合物的改性340
7.2.3聚合反應(yīng)實(shí)施方法341
7.3聚合物的生產(chǎn)過(guò)程342
7.3.1聚合物生產(chǎn)的特點(diǎn)342
7.3.2聚合物的生產(chǎn)過(guò)程343
7.4典型聚合物產(chǎn)品的合成工藝344
7.4.1聚乙烯344
7.4.2聚酯纖維345
7.4.3丁苯橡膠347
思考題350
參考文獻(xiàn) / 350