《分離工程》(第三版)簡(jiǎn)要介紹了分離過(guò)程的特征與分類、分離過(guò)程的研究?jī)?nèi)容與研究方法,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹了多組分分離基礎(chǔ)、精餾、氣體吸收和解吸、多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算、分離過(guò)程及設(shè)備的效率與節(jié)能、其他分離方法(包括吸附、離子交換、液液萃取、膜分離)等內(nèi)容。
本書(shū)重點(diǎn)突出,難點(diǎn)分散,以“實(shí)例—原理—模型—應(yīng)用”邏輯進(jìn)行教材內(nèi)容的組織,應(yīng)用性強(qiáng)。本書(shū)可作為高等院;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)本科生教材,亦可供從事化學(xué)工程、石油加工及氣體分離、制藥工程、環(huán)境工程等專業(yè)的技術(shù)人員參考。
徐東彥,青島科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,曾任化學(xué)工程教研室主任、化學(xué)工程與工藝專業(yè)負(fù)責(zé)人及工程學(xué)部負(fù)責(zé)人。山東省優(yōu)秀研究生導(dǎo)師,山東氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專家委員會(huì)委員,青島市節(jié)能專家。2021、2023、2024年入選全球前2%頂 尖科學(xué)家榜單。1991和1998年于大慶石油學(xué)院先后獲得工學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位,2005年在中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所獲得物理化學(xué)博士學(xué)位。美國(guó)佐治亞理工學(xué)院和肯塔基大學(xué)訪問(wèn)學(xué)者。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人主持及參與教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目等省部級(jí)科研項(xiàng)目20余項(xiàng),獲山東省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、侯祥麟石油加工科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng),指導(dǎo)研究生獲山東省優(yōu)秀碩士論文3篇。發(fā)表SCI論文80余篇,授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利12件。主持省部級(jí)教改項(xiàng)目3項(xiàng)、課程建設(shè)項(xiàng)目3項(xiàng),獲省部級(jí)和校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)4項(xiàng)。
1 緒論 1
1.1 分離工程理論的形成和特性 2
1.1.1 分離工程理論的形成與完善 2
1.1.2 工業(yè)生產(chǎn)中的分離過(guò)程 3
1.1.3 分離技術(shù)的特性 6
1.1.4 分離技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài) 8
1.2 分離過(guò)程的特征與分類 9
1.2.1 分離過(guò)程的特征 9
1.2.2 分離因子 9
1.2.3 傳質(zhì)分離過(guò)程 10
1.3 分離過(guò)程的研究?jī)?nèi)容與研究方法 12
1.3.1 研究?jī)?nèi)容 12
1.3.2 研究方法 12
本章符號(hào)說(shuō)明 13
習(xí)題 13
參考文獻(xiàn) 14
2 多組分分離基礎(chǔ) 15
2.1 分離過(guò)程的變量分析及設(shè)計(jì)變量的確定 16
2.1.1 設(shè)計(jì)變量 16
2.1.2 單元的設(shè)計(jì)變量 17
2.1.3 裝置的設(shè)計(jì)變量 20
2.2 相平衡關(guān)系的計(jì)算 22
2.2.1 相平衡關(guān)系 23
2.2.2 汽液平衡的分類與計(jì)算 26
2.3 多組分物系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算 37
2.3.1 泡點(diǎn)溫度和壓力的計(jì)算 37
2.3.2 露點(diǎn)溫度和壓力的計(jì)算 41
2.4 單級(jí)平衡分離過(guò)程計(jì)算 44
2.4.1 混合物相態(tài)的確定和閃蒸計(jì)算的類型 44
2.4.2 等溫閃蒸 46
2.4.3 絕熱閃蒸 51
本章符號(hào)說(shuō)明 58
習(xí)題 58
參考文獻(xiàn) 63
3 精餾 65
3.1 多組分精餾 66
3.1.1 多組分精餾過(guò)程分析 66
3.1.2 多組分精餾的簡(jiǎn)捷(群法)計(jì)算法 75
3.2 共沸精餾 93
3.2.1 共沸物和共沸組成的計(jì)算 93
3.2.2 精餾曲線和共沸劑的選擇 99
3.2.3 共沸精餾過(guò)程及計(jì)算 105
3.3 萃取精餾 121
3.3.1 萃取精餾過(guò)程 121
3.3.2 萃取精餾的原理 123
3.3.3 萃取劑的選擇 125
3.3.4 萃取精餾過(guò)程分析 127
3.3.5 萃取精餾過(guò)程平衡級(jí)數(shù)的簡(jiǎn)捷計(jì)算 130
3.3.6 萃取精餾操作設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 132
3.3.7 共沸精餾與萃取精餾的比較 132
3.4 溶鹽精餾和加鹽萃取精餾 136
3.4.1 鹽效應(yīng)及其對(duì)汽液平衡的影響 136
3.4.2 溶鹽精餾 137
3.4.3 加鹽萃取精餾 138
3.5 反應(yīng)精餾 139
3.5.1 反應(yīng)精餾過(guò)程分析 139
3.5.2 反應(yīng)精餾過(guò)程的特點(diǎn) 143
3.5.3 反應(yīng)精餾過(guò)程設(shè)計(jì)與優(yōu)化 147
3.5.4 反應(yīng)精餾過(guò)程耦合強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì) 147
3.5.5 反應(yīng)精餾的工業(yè)應(yīng)用 148
本章符號(hào)說(shuō)明 152
習(xí)題 153
參考文獻(xiàn) 159
4 氣體吸收和解吸 162
4.1 吸收和解吸過(guò)程 163
4.1.1 多組分吸收和解吸的工業(yè)應(yīng)用 163
4.1.2 解吸的方法 167
4.1.3 吸收和解吸過(guò)程流程 168
4.1.4 吸收過(guò)程的特點(diǎn) 174
4.2 多組分吸收和解吸過(guò)程分析 174
4.2.1 氣液相平衡 174
4.2.2 吸收和解吸過(guò)程的設(shè)計(jì)變量數(shù)與關(guān)鍵組分 175
4.2.3 單向傳質(zhì)過(guò)程 176
4.2.4 吸收塔內(nèi)組分分布 176
4.2.5 吸收和解吸過(guò)程的熱效應(yīng) 177
4.3 多組分吸收和解吸過(guò)程簡(jiǎn)捷計(jì)算 179
4.3.1 吸收過(guò)程工藝計(jì)算的基本概念 179
4.3.2 吸收因子法 180
4.3.3 解吸因子法 188
4.4 膜吸收與膜解吸 191
4.4.1 膜吸收過(guò)程分類 191
4.4.2 膜吸收特點(diǎn) 192
4.4.3 膜吸收傳質(zhì)方程 192
4.4.4 膜吸收過(guò)程應(yīng)用 192
4.5 相變吸收 194
本章符號(hào)說(shuō)明 194
習(xí)題 195
參考文獻(xiàn) 199
5 多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算 201
5.1 平衡級(jí)的理論模型 202
5.1.1 復(fù)雜精餾塔物理模型 202
5.1.2 平衡級(jí)的理論模型 207
5.1.3 模擬計(jì)算方法 209
5.2 三對(duì)角矩陣法 211
5.2.1 計(jì)算方法和原理 211
5.2.2 泡點(diǎn)法(BP法) 211
5.2.3 θ 法收斂和C.M.B. 矩陣法 221
5.2.4 流量加和法(SR法) 224
5.3 逐級(jí)計(jì)算法 227
5.3.1 計(jì)算內(nèi)容與計(jì)算起點(diǎn) 227
5.3.2 恒摩爾流計(jì)算方法 228
5.3.3 進(jìn)料級(jí)的確定和計(jì)算結(jié)束的判斷 230
5.3.4 變摩爾流的逐級(jí)法 231
5.4 松弛法與非平衡級(jí)模型 235
5.4.1 松弛法 235
5.4.2 非平衡級(jí)模型 237
5.4.3 精餾過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真 240
本章符號(hào)說(shuō)明 240
習(xí)題 241
參考文獻(xiàn) 246
6 分離過(guò)程及設(shè)備的效率與節(jié)能 248
6.1 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率 249
6.1.1 氣液傳質(zhì)設(shè)備級(jí)效率的各種定義和影響因素 249
6.1.2 級(jí)效率的計(jì)算方法 256
6.2 分離過(guò)程的最小分離功 257
6.2.1 分離過(guò)程的最小功 257
6.2.2 非等溫分離和有效能 260
6.2.3 凈功消耗 261
6.2.4 熱力學(xué)效率 261
6.3 分離過(guò)程的節(jié)能 262
6.3.1 分離過(guò)程熱力學(xué)分析 262
6.3.2 中間換熱節(jié)能 263
6.3.3 多效精餾 265
6.3.4 熱泵精餾 268
6.3.5 熱耦合精餾 270
6.3.6 差壓熱耦合精餾技術(shù) 271
6.3.7 多級(jí)冷凝工藝 273
6.3.8 隔壁塔技術(shù) 274
6.3.9 循環(huán)精餾技術(shù) 275
6.3.10 有關(guān)分離操作的節(jié)能經(jīng)驗(yàn)規(guī)則 276
6.4 分離過(guò)程系統(tǒng)合成 276
6.4.1 分離順序數(shù) 277
6.4.2 分離順序的合成方法 278
6.4.3 復(fù)雜塔的分離順序 281
本章符號(hào)說(shuō)明 286
習(xí)題 286
參考文獻(xiàn) 289
7 其他分離方法 291
7.1 吸附 292
7.1.1 吸附的基本概念 292
7.1.2 吸附平衡與吸附機(jī)理 295
7.1.3 吸附分離過(guò)程 301
7.2 離子交換 309
7.2.1 離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與分類 309
7.2.2 離子交換樹(shù)脂的性能 311
7.2.3 離子交換原理 314
7.2.4 離子交換的操作 314
7.3 液液萃取 318
7.3.1 液液萃取過(guò)程的特點(diǎn) 318
7.3.2 萃取劑的選擇和常用萃取劑 318
7.3.3 萃取流程 319
7.3.4 液液萃取過(guò)程的計(jì)算 320
7.3.5 超臨界萃取 322
7.4 膜分離 324
7.4.1 膜分離概述 324
7.4.2 超濾和微濾 326
7.4.3 反滲透 329
7.4.4 電滲析 335
7.4.5 氣體膜分離 337
7.4.6 液膜分離 338
本章符號(hào)說(shuō)明 342
習(xí)題 342
參考文獻(xiàn) 344
附錄 名詞術(shù)語(yǔ)中英文對(duì)照 346