化学工程师手册

《化学工程师手册》是化学工程通用的综合性工具书，手册基本按照化

工单元分章，分别介绍其方法原理、设备选型、工艺计算、设计图表、操作

要点等；还编入基础数据、过程控制、材质选择、计算机模拟、技术经济及

系统综合等内容，力求简明、实用，是化工、炼油、轻工等过程工业部门技

术人员和相关大专院校师生必备的参考书。

目 录前言第1章 单位换算和物性数据1单位制与单位换算1.1单位制1.2单位换算1.3方程系数的单位换算1.4应用计算机进行单位换算1.5通用常数2化工常用特征数3化学物质的物理化学性质3.1无机物的物理化学性质3.2无机物的热力学性质3.3水和水蒸气的热力学性质3.4干空气的热力学性质3.5气体和液体无机物的传递性质3.6有机物质的物理化学性质3.7有机液体的比定压热容3.8有机液体的热导率附：化学物质的常用物性手册简介4水溶液的物理性质4.1水溶液的密度4.2无机酸 碱水溶液的饱和蒸气压4.3气体在水溶液中的亨利常数5常用固体材料的密度和比热容6物性数据的推算方法6.1临界常数6.2饱和液体的摩尔体积和密度6.3偏心因子6.4饱和蒸气压力6.5正常沸点蒸发焓6.6液体的摩尔定压热容6.7低压气体的粘度6.8低压气体的热导率6.9液体的粘度6.10液体的热导率6.11液体的表面张力附：常用物性量和单位7状态方程及其应用简介7.1p－VT关系的计算72状态方程应用于计算热力学性质8物性数据的计算机检索与推算参考文献第2章 物料衡算和能量衡算1物料衡算1.1物料平衡方程1.2物料衡算的基准1.3物料衡算的一般步骤与分析1.4化工过程的物料衡算2能量衡算2.1能量平衡方程2.2焓值计算2.3化工过程的能量衡算3 物料和能量衡算的计算机计算3.1序贯模块法3.2通用流程模拟系统简介参考文献第3章 流体输送1流体在管道中的流动阻力1.1流体流动机械能衡算式1.2流体流动阻力计算1.3换热器内流体流动阻力计算1.4管路计算2流体绕过单个颗粒及通过颗粒床层的流动阻力2.1流体绕过单个颗粒的流动阻力2.2流体通过颗粒床层的流动阻力3化工用泵3.1离心泵3.2容积式泵3.3流体动力泵3.4旋涡泵4离心通风机4.1离心通风机的性能4.2离心通风机的选用参考文献第4章 流态化技术1概述2流化床的流体力学特征2.1流态化现象2.2流态化类型2.3流体通过颗粒床层的压降2.4流化床的操作速度3流化床的传热3.1流化床传热过程分析3.2颗粒与流体间的传热3.3流化系统与壁面的传热4流化床的传质4.1颗粒与流体间的传质4.2颗粒与流体间传热与传质的联系5流态化过程的床层特性5.1聚式流化床中的气泡现象5.2流化床层的膨胀5.3夹带和扬析6流化床的类型和选择6.1流化床的类型及其特点6.2流化床的选择7流化床直径和高度的确定7.1流化床直径的确定7.2流化床高度的确定8气体分布装置8.1气体分布板的形式8.2分布板的压降8.3气体出分布板筛孔的速度8.4孔数和孔径的确定8.5气体预分布器9流化床的内部构件9.1非传热构件9.2传热构件10扬析颗粒捕集装置10.1内过滤器10.2内旋风分离器11喷动床参考文献第5章 化工搅拌1搅拌桨叶和挡板1.1流体在搅拌槽内的流动1.2搅拌桨叶1.3挡板、导流装置和叶轮数2各搅拌装置的流动状态和特性2.1搅拌雷诺数2.2功率数2.3排出流量数和循环流量数2.4混合时间数3搅拌器的选择3.1按介质粘度选择3.2叶轮功率数与排出流量数比值的比较3.3按搅拌要求选择4搅拌器转速的确定4.1从循环要求选择搅拌转速4.2从循环次数要求选择搅拌转速4.3由要求的悬浮程度选择搅拌转速4.4临界悬浮转速和均匀悬浮转速4.5气－液分散系搅拌转速的选择5搅拌功率5.1均相搅拌功率普遍式5.2搅拌功率曲线5.3几何因素对搅拌功率的影响5.4气液系的搅拌功率5.5液液系的搅拌功率5.6固液系的搅拌功率5.7几种平面型搅拌器功率的估算5.8非牛顿流体的搅拌功率6搅拌槽传热6.1均相液体的表面传热系数6.2表面传热系数与功率的关联6.3非均相系的表面传热系数6.4非牛顿流体的表面传热系数7传质7.1固液相传质7.2气液相传质7.3液液相传质8搅拌装置的放大8.1均相混合8.2传热8.3悬浮9机械设计9.1桨叶9.2轴参考文献第6章 非均相分离技术1气固分离1.1固体颗粒及特性1.2气固分离方法与设备1.3重力沉降室1.4惯性分离器1.5旋风分离器1.6电除尘器1.7湿式洗涤器1.8布袋过滤器1.9空气过滤器2液固分离2.1悬浮液预处理2.2沉降操作2.3重力沉降原理及设备2.4离心沉降原理及设备2.5旋液分离器2.6过滤操作2.7过滤装置类型及性能2.8离心过滤2.9压榨操作2.10固液分离机械的选型3气液分离3.1惯性捕沫器3.2丝网捕沫器3.3复挡捕沫器3.4纤维除雾器3.5旋流板除沫器4液液分离4.1重力分离4.2离心分离参考文献第7章 粉体工程1粉碎1.1破碎和磨碎设备的分类及选择1.2破碎和磨碎设备的类型与特点2造粒2.1凝集造粒2.2成型造粒3粉体的分级3.1粉体分级效率3.2筛分机械3.3湿法分级机3.4干法分级机4粉体的混合4.1混合机的类型与特点4.2混合机所需要的功率4.3混合机的选型与放大5粉体的储藏5.1粉体的流动特性5.2粉体的压力5.3粉体加料器6粉体的输送6.1机械输送机6.2气力输送机参考文献第8章 传热及传热设备1导热1.1导热的基本定律和热导率1.2一维稳态导热2对流传热2.1强制对流2.2自然对流2.3混合对流2.4液态金属传热2.5非牛顿型流体传热2.6特殊情况下的传热3冷凝传热3.1管外冷凝3.2管内冷凝3.3混合蒸气冷凝3.4混有不凝性气体的冷凝4沸腾传热4.1大容积沸腾4.2对流沸腾5辐射传热6换热器传热计算6.1基本概念6.2传热系数的计算及其大致范围6.3有效平均温度差6.4传热效率－传热单元数法6.5间壁式换热器的设计计算和校核计算6.6换热器计算一般应考虑的问题7间壁式换热器7.1管壳式换热器7.2套管式换热器7.3蛇管式换热器7.4降膜式换热器7.5板式换热器7.6板翅式换热器7.7板壳式换热器7.8螺旋板式换热器7.9空冷器和其他具有翅片的换热器7.10特种材料换热器7.11再沸器7.12冷凝器7.13换热器优化设计简介7.14换热器设计和操作中应注意的事项8保温保冷材料参考文献第9章 化学反应工程与反应器1反应动力学基础1.1基本参数1.2均相反应速率方程1.3气－固非催化反应速率1.4气－固催化反应宏观速率1.5气－液反应宏观速率1.6液－液反应宏观反应速率1.7气－液－固反应的宏观反应速率2反应器流动模型2.1停留时间分布函数及其特征值2.2理想流动模型2.3非理想流动模型3反应器设计基础3.1一般介绍3.2非定常态操作的简单反应器3.3理想流动均相反应器3.4理想反应器组成的非理想流动反应系统3.5理想流动反应器的比较4气固固定床催化反应器4.1固定床反应器的类型4.2固定床层的流速分布与压力降4.3固定床的传热4.4固定床的传质与返混4.5固定床反应器数学模型4.6固定床绝热催化反应器的计算4.7换热式固定床反应器4.8变型的固定床反应器5流化床反应器5.1特点5.2流化床反应器模型5.3输送床反应器5.4流化催化的反应－再生系统5.5流化床反应器的设计与放大6气－液反应器6.1一般介绍6.2填料塔式气－液反应器6.3板式塔式气液反应器6.4鼓泡式气－液反应器6.5降膜式气－液反应器7气液固三相催化反应器7.1类型与性能比较7.2滴流床反应器7.3固定床鼓泡三相反应器7.4三相淤浆反应器7.5半连续操作三相反应器8聚合反应工程和聚合反应器8.1聚合物的相对分子质量和相对分子质量分布8.2自由基均相均聚合8.3均相离子聚合和配位聚合8.4非均相聚合8.5两元均相共聚8.6逐步聚合8.7聚合过程和聚合反应器9生化反应工程与反应器9.1生物体系的流变特性9.2培养基灭菌与空气除菌9.3好气性培养与发酵过程的气液氧传递9.4生化反应过程动力学9.5连续培养与放大参考文献第10章 工业炉1工业炉的形式和发展2燃料与燃烧计算2.1燃料2.2燃烧计算3工业炉传热计算3.1辐射室传热计算3.2对流室传热计算4工业炉计算举例4.1主要设计条件4.2燃料量计算4.3辐射室设计计算4.4对流室设计计算参考文献第11章 蒸 发1概述2蒸发操作基础2.1水蒸气表和莫里尔热力学计算图2.2有关蒸发操作的物性3蒸发设备3.1蒸发设备的结构与特点3.2蒸发器的选定3.3蒸发过程操作方式4蒸发装置的设计4.1单效蒸发器的计算4.2多效蒸发器的计算4.3升膜式蒸发器的计算4.4降膜式蒸发器的计算4.5蒸发器传热系数及其经验值4.6蒸发器的附属设备5蒸发装置热能的利用5.1额外蒸汽的引出5.2加热蒸汽冷凝液的利用5.3料液的预热5.4二次蒸汽的压缩参考文献第12章 结晶和升华1自溶液结晶1.1溶液结晶的一般问题1.2结晶装置1.3结晶器的操作与控制1.4结晶器的设计2自熔融物结晶2.1熔融结晶物系的相平衡2.2熔融结晶和晶体熔化速度2.3熔融结晶过程3升华3.1升华和升华操作形式的选择3.2简单升华3.3载气升华3.4用载气冷激凝聚的升华流程3.5分步升华3.6升华和凝聚设备参考文献第13章 蒸 馏1概述2气、液相平衡3蒸馏过程系统的自由度分析3.1单元自由度3.2组合单元的自由度4单级相平衡计算4.1泡点和露点计算4.2闪蒸及部分冷凝5二元混合物多级连续蒸馏5.1物料衡算及操作线方程5.2M.T图解法5.3简捷法6二元混合物的分批蒸馏6.1简单分批蒸馏6.2具有精馏段的分批蒸馏7多元混合物的连续蒸馏7.1多元连续蒸馏的物料衡算及热量衡算7.2多元蒸馏近似计算法7.3多元蒸馏逐级计算法8复杂精馏塔的严格计算8.1三对角矩阵算法8.2同时校正法8.3松弛法9萃取蒸馏9.1溶剂的选择9.2萃取蒸馏的计算10恒沸蒸馏10.1恒沸蒸馏的分离剂选择10.2恒沸蒸馏过程的计算11塔板效率的计算11.1塔板效率11.2塔板效率的估算12其他特殊蒸馏12.1精密精馏12.2盐溶蒸馏12.3反应蒸馏12.4分子蒸馏参考文献第14章 吸 收1概述1.1吸收操作及工程目的1.2吸收剂的选择1.3吸收流程2气液平衡关系2.1确定气液平衡状态的自由度数2.2相平衡关系表达方式2.3常见气体在溶剂中的溶解度3相际间传质3.1相际间传质的双膜模型3.2传质速率方程和传质系数3.3相际传质控制因素分析3.4影响传质系数因素定量分析3.5相际传质比表面积和体积传质系数3.6传质单元高度和理论板当量高度4吸收装置的工艺设计4.1吸收过程的工艺设计4.2填料吸收 解吸塔的设计4.3板式吸收 解吸塔的设计4.4吸收 解吸塔的操作型计算5非等温吸收5.1吸收热效应及其产生5.2对热效应影响的处理方法5.3非等温吸收的简化绝热设计法5.4对非等温吸收在操作和设备上的考虑6多组分吸收6.1过程分析6.2简捷计算法6.3严格逐板计算法6.4传质单元法7化学吸收7.1化学吸收过程分析7.2化学吸收增强因子及传质速率式7.3化学吸收传质系数的获取7.4填料层高度计算8气体吸收传质动力学数据及关联8.1填料塔中具体吸收系统传质动力学数据及关联8.2板式吸收塔传质动力学数据及关联参考文献第15章 气液传质设备1板式塔概述1.1板式塔的塔板类型及其选用1.2板式塔设计内容和步骤2溢流型塔板布置及溢流装置的设计2.1塔板上液体流动形式2.2溢流型塔板结构参数及板面布置2.3溢流装置的设计2.4溢流型塔板结构参考尺寸3筛板塔的工艺设计3.1塔径与塔板间距的估算3.2塔板板面布置3.3溢流装置的设计3.4筛板塔的流体力学计算3.5筛板塔的负荷性能图4浮阀塔板的工艺设计4.1浮阀的结构和分类4.2圆盘形浮阀的主要参数4.3塔径和塔板间距的估算4.4塔板板面布置4.5浮阀塔板的流体力学计算4.6塔板负荷性能图及操作弹性5泡罩塔板的工艺设计5.1泡罩的结构和分类5.2泡罩的主要结构参数及选用5.3塔径的估算5.4板面布置5.5溢流装置的设计5.6泡罩塔塔板流体力学计算5.7泡罩塔板的负荷性能图6网孔塔板的工艺设计6.1网孔塔板的结构6.2网孔塔板的板面布置6.3网孔塔板的板间距6.4塔径计算6.5塔板的流体力学计算7无溢流塔板的工艺设计7.1无溢流塔板的结构参数7.2塔径计算7.3塔板的流体力学计算7.4无溢流塔板常用的流体力学参数8填料塔概述8.1填料塔的特点及应用8.2填料塔的典型结构9塔填料9.1塔填料的分类及进展9.2散堆塔填料的特性数据9.3规整塔填料的特性数据10填料塔内部构件10.1填料支承板10.2填料压板10.3液体初始分布器10.4液体收集和再分布器10.5液体入塔过滤器和出塔消旋器10.6气体人塔分布器和出塔除雾沫器11填料塔基本性能11.1填料塔的流体力学性能及关联11.2填料塔的传质性能及动力学数据关联12填料塔化工设计要点12.1设计任务及条件12.2设计内容参考文献第16章 萃取和浸取1萃取1.1萃取流程及应用1.2液－液相平衡关系1.3溶剂的选择1.4液－液萃取计算1.5萃取设备2浸取2.1浸取原理与应用2.2液－固相平衡2.3级数的计算2.4浸取设备3超临界气体浸取3.1超临界气体浸取的基础3.2超临界气体浸取的原理和流程3.3应用实例参考文献第17章 调 湿1湿空气的性质及湿度图表1.1湿空气的性质1.2湿空气的湿度图2调湿过程的计算2.1调湿过程分析及速率方程2.2增湿与减湿塔塔高的计算2.3增湿与减湿过程的设计参考文献第18章 干燥及其设备1干燥的基本概念1.1物料干燥的方法及干燥的工艺流程1.2物料中所含水分的种类1.3干燥速率和干燥阶段1.4物料内水分移动的机理1.5湿空气性质及湿度图1.6干燥过程的基本计算2干燥器的选择2.1干燥器的分类2.2选择干燥器的原则2.3干燥器容积的估算3干燥器设计3.1对流传热型干燥器3.2传导传热型干燥器参考文献第19章 吸附与离子交换1吸附与离子交换的基本概念1.1吸附与离子交换的应用1.2吸附分离过程的分类1.3吸附剂与离子交换剂的种类1.4吸附剂与离子交换剂的性能2吸附及离子交换平衡2.1气相吸附平衡和吸附等温曲线2.2液相吸附平衡和吸附等温曲线2.3离子交换平衡3吸附与离子交换过程的扩散与传质3.1吸附过程的扩散与传质3.2离子交换过程的扩散与传质4吸附与离子交换过程设备和计算4.1多釜连续式吸附分离4.2固定床吸附分离过程设备和计算4.3移动床和多柱串联吸附柱4.4变压吸附分离4.5色谱分离4.6流化床吸附分离4.7其他吸附分离方法4.8离子交换过程设备和计算参考文献第20章 膜分离过程1概述1.1膜的定义和分类1.2膜分离过程2膜的材料 结构与制备2.1膜的材料2.2膜的结构与测定2.3膜的制备2.4膜的成型3膜分离器3.1板框式膜分离器3.2螺旋卷式膜分离器3.3管式膜分离器3.4毛细管和中空纤维式膜分离器3.5膜分离器的选择4反渗透和纳滤过程4.1反渗透的基本原理4.2反渗透过程的主要性能参数4.3反渗透膜 膜组件及供应商4.4浓度极化4.5膜的污染4.6反渗透过程的基本流程4.7反渗透过程的应用及经济性4.8纳滤过程5超过滤与微孔过滤过程5.1基本概念5.2超滤和微滤膜 膜组件及供应商5.3超滤和微滤的基本流程5.4超滤过程的应用5.5微滤过程的应用6渗析和电渗析过程6.1渗析过程6.2电渗析过程7气体膜分离过程7.1气体膜分离的机理和主要参数7.2气体在复合膜中的渗透机理7.3气体膜分离器的数学模型7.4气体膜分离过程的主要应用及其经济性7.5气体膜分离装置的供应商及流程设计8渗透蒸发过程8.1渗透蒸发的机理8.2渗透蒸发的几种典型流程8.3渗透蒸发膜 膜分离器及供应商8.4渗透蒸发的应用及其经济性9其他膜过程简介9.1液膜及促进传递过程9.2控制释放9.3膜反应器附录 膜分离过程中的部分缩略语参考文献第21章 制 冷1概述2蒸气压缩制冷2.1压缩制冷循环2.2制冷剂和载冷剂2.3压缩机3吸收制冷3.1吸收制冷循环3.2工质对及其热力性质3.3溴化锂吸收制冷机3.4氨－水吸收制冷参考文献第22章 化工工艺设计与技术经济1化工工厂设计1.1设计阶段的划分及内容1.2厂址选择1.3总平面设计2化工工艺设计常用代号和图例2.1化工工艺设计常用代号2.2化工工艺设计常用图例3工艺流程图4车间设备布置设计4.1车间设备布置设计的技术考虑4.2车间生产辅助室和生活室的布置4.3单元设备布置4.4车间设备布置图5化工管道布置设计5.1管道材料及管件的选择5.2管道布置5.3阀门的布置5.4单元设备管道布置5.5管道布置图绘制方法与要求6工程项目投资估算6.1国内工程项目总投资估算6.2涉外工程项目投资估算6.3工艺装置建设投资估算7产品生产成本估算7.1单位产品生产成本估算7.2总成本费用8经济评价8.1经济评价方法的分类8.2投资效果的静态分析法8.3投资效果的动态分析法9不确定性分析9.1盈亏平衡分析9.2敏感性分析9.3概率分析10主要技术经济指标参考文献2.3工业汽轮机的控制2.4工业汽轮机的选型2.5运行故障3燃气轮机3.1燃气轮机工作原理及循环3.2燃气轮机变工况3.3燃气轮机结构3.4运行与维护4往复式热力发动机4.1往复式热力发动机的分类4.2内燃机主要性能指标4.3内燃机基本工作原理4.4内燃机的燃烧与燃烧室4.5内燃机供给系统4.6润滑、水冷、起动和点火系统4.7内燃机主要特性4.8各种用途内燃机的特点5机械动力传动装置5.1各种机械传动形式的基本特性5.2联轴器5.3减速器与增速器参考文献第27章 化工厂废物处理1废气治理1.1大气污染源1.2大气污染物1.3废气治理的原则和方法1.4含尘废气治理1.5气态污染物的治理2废水处理2.1水污染源2.2水污染物2.3废水处理的原则和方法2.4废水预处理2.5废水一级处理2.6废水生物处理2.7废水的物理化学法处理2.8化学氧化法与消毒3固体废物处理与处置3.1固体废物的分类3.2固体废物处理与处置的概念3.3固体废物的预处理3.4固体废物的处理与综合利用3.5固体废物的最终处置参考文献