展望21世纪的化学工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社发行部

作者:王建新 编

出品人:

页数:631

译者:

出版时间:2004-12

价格:90.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502560539

丛书系列:

图书标签:

• 专业书籍类
• 综述文章
• 化学工程
• 21世纪
• 展望
• 未来技术
• 学科发展
• 工程教育
• 科技创新
• 学术研究
• 前沿动态
• 交叉学科

好的，这是一本关于现代化学工程的图书简介，内容侧重于当前的挑战、前沿技术和未来发展方向，严格避免提及“展望21世纪的化学工程”这本书的任何内容。 --- 书名： 现代化学工艺与可持续发展：从基础到前沿的系统性构建 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，剖析当代化学工程领域的核心原理、关键技术及其在应对全球性挑战中的角色。我们正处在一个技术快速迭代、环境约束日益收紧的时代，传统化工生产模式正面临深刻的转型。本书紧密围绕“效率提升、过程强化、绿色化与数字化”这四大主线，系统地梳理了化学工程学科的知识体系，并聚焦于如何利用创新方法实现可持续的工业实践。 第一部分：过程强化与反应工程的革新 在面对能耗高、设备庞大、分离效率低等传统化工瓶颈时，过程强化（Process Intensification, PI）已成为驱动行业进步的核心动力。本书首先深入探讨了微反应器技术、膜分离技术、旋转床反应器等新型反应与分离设备的原理、设计准则及其在复杂体系中的应用。重点分析了如何通过几何结构优化、多功能集成以及操作条件的精细调控，实现反应器体积的大幅缩小与过程效率的显著提升。 在反应工程方面，本书超越了传统的动力学和催化剂设计范畴，将重点放在了复杂多相催化体系的理性设计上。详细阐述了基于第一性原理（First Principles）的催化剂表面结构模拟与性能预测，特别关注了单原子催化剂（SACs）、高熵合金催化剂等前沿材料在能源转化和精细化学品合成中的突破性进展。同时，对光催化、电催化反应工程进行了详尽的论述，探讨了如何有效耦合能量输入与化学转化，以实现温和条件下的高选择性合成。 第二部分：先进分离技术与能源转化 分离过程通常占据化工生产总能耗的40%至70%。本书投入大量篇幅，系统性地介绍了超越传统蒸馏和萃取的先进分离技术。膜分离技术的深度拓展是本部分的核心内容，包括但不限于超低能耗的渗透蒸发、高效的吸附分离材料（如MOFs、COFs）的工程化应用，以及在气体分离（如碳捕集）和液体混合物精制中的最新进展。 在能源领域，本书聚焦于化学工程在构建新型能源体系中的支撑作用。详细分析了高效电解水制氢技术的反应器设计与系统集成，探讨了燃料电池的膜电极组装技术及其寿命管理。此外，针对生物质转化为高价值化学品和燃料的复杂过程，本书深入剖析了热化学转化（如快速热解、气化）与生物催化转化的耦合策略，强调了反应与下游分离的一体化优化路径。 第三部分：数字化转型与智能制造 化学工程正经历一场由大数据、人工智能和先进传感技术驱动的数字化革命。本书系统地阐述了过程分析技术（PAT）在实时过程监测与质量控制中的应用，以及如何利用高精度传感器网络构建工厂的“数字孪生”（Digital Twin）。 特别强调了基于模型的预测控制（MPC）和机器学习在优化复杂化工操作中的实际案例。通过对历史运行数据、模拟模型和实时数据的深度挖掘，阐述了如何实现生产过程的自适应优化，提高装置的稳健性和柔性。本书还探讨了流程工业中网络安全（Cybersecurity）的挑战，以及如何构建安全可靠的智能控制架构。 第四部分：可持续化学工程与循环经济 可持续性是现代化工必须承担的社会责任。本书将可持续性理念贯穿于工艺设计的始终。详细讨论了绿色化学工程原则在工艺路线选择中的体现，包括溶剂替代、原子经济性最大化等。 重点关注循环经济实践：一是废弃物资源化，包括塑料化学回收（解聚、热化学转化）技术的工程放大挑战；二是水资源的高效利用与废水零排放，介绍了几种先进的深度处理与回用技术。此外，本书还对二氧化碳的捕集、转化与利用（CCU）的最新化工路线进行了深入的工程经济性分析，探讨了将CO2转化为甲醇、聚合物等有价值产品的可行路径。 总结与展望 本书内容结构严谨，理论深度与工程实践紧密结合，案例丰富，旨在为从事化学工程设计、研发、优化和运营的工程师、研究人员和高年级学生提供一本兼具理论指导性和实践参考价值的权威著作。它不仅是理解当前化学工程领域核心技术进展的基石，更是启发下一代绿色、智能化工解决方案的思维工具。 ---

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这本《展望21世纪的化学工程》确实是本让人耳目一新的著作，尤其是对于那些希望在瞬息万变的科技浪潮中把握先机的专业人士来说。我个人对其中关于“可持续发展与绿色化学”的章节印象最为深刻。作者没有流于空泛的口号，而是深入剖析了如何将复杂的化工流程进行本质性的简化和优化，以达到近乎零排放的目标。特别是他们对新型催化剂的介绍，那些设计精巧的纳米级反应器，简直像是科幻小说里的情节照进了现实。我记得书中详细阐述了一种利用生物酶催化剂，在常温常压下高效合成高附加值精细化学品的技术路径，这与传统的高能耗、高污染的釜式反应形成了鲜明的对比。更值得称赞的是，书中不仅展示了理论模型，还附带了大量的工业应用案例分析，清晰地勾勒出从实验室到中试再到大规模量产的技术经济性评估框架。这使得即便是跨领域的研究人员，也能迅速理解其核心价值所在。这本书成功地架起了一座桥梁，连接了基础化学原理与前沿工程实践，读完后感觉自己对未来化工产业的发展方向有了更清晰的路线图，不再是雾里看花。它不仅仅是一本教科书，更像是一份指导未来十年行业变革的行动纲领，对于决策者和一线工程师都具有极高的参考价值。

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从一个纯粹的工程实践者角度来看，本书在“智能制造与过程强化”这部分内容的深度和广度，超出了我原先的预期。现在的工厂越来越依赖大数据和人工智能进行实时优化，但如何将这些前沿的IT技术真正有效地融入到复杂的化工单元操作中，始终是个难题。《展望21世纪的化学工程》在这方面给出了极具启发性的视角。它详细探讨了如何利用数字孪生技术对反应器进行高保真仿真，并在虚拟环境中进行故障诊断和预防性维护策略的制定。我特别欣赏作者对于“模型预测控制”（MPC）在非常规操作条件下的鲁棒性分析，这在处理非线性、多变量耦合的化工系统时至关重要。书中用清晰的数学工具展示了如何通过优化算法，实时调整进料配比、温度和压力，以最大化收率并最小化能耗，这比传统的PID控制要高明得多。此外，书中关于模块化工厂（Modularization）的讨论也很有见地，它预示着未来化工装置将更加灵活、快速部署，这对于快速响应市场需求的精细化工领域无疑是革命性的。整本书的论述逻辑严密，数据支撑充分，让人信服于技术变革的必然性。

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我是一名专注于材料科学交叉领域的学者，这本书中关于“新材料制备与功能化”的章节给我带来了巨大的冲击。它不再局限于传统的聚合物或金属合金，而是将焦点投向了那些具有特定电、光、磁性能的前沿纳米结构材料。书中对自组装技术在构建复杂多孔材料方面的应用进行了详尽的阐述，特别是那种可以精确控制孔径分布的介孔材料，在气体分离和药物缓释领域展现出了惊人的潜力。最让我感到兴奋的是，作者探讨了利用反应工程的手段，实现对二维材料（如石墨烯及其衍生物）的大规模、低成本、高品质连续化制备工艺。这解决了长期以来制约这些“神奇材料”走向商业化的核心瓶颈——如何从实验室的克级制备跃升到工业级的吨级产出。书中对反应动力学和传质限制在这些特殊体系中的耦合效应进行了细致的建模，展示了如何通过精妙的流场设计来克服扩散壁垒，确保反应物能够均匀有效地到达反应界面。这种对微观机理的深刻理解与宏观工程实现的完美结合，是本书最宝贵的财富之一。

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作为一个对宏观经济和能源政策感兴趣的读者，这本书在“能源转型与碳捕集利用与封存（CCUS）”方面的讨论，显示了化工工程在新时代所肩负的历史使命。作者并没有仅仅停留在技术层面上，而是巧妙地将化工工艺的革新置于全球气候治理的大背景下进行审视。书中详细对比了不同类型的胺吸收法、膜分离技术以及新型固体吸附剂在处理高浓度和低浓度二氧化碳流体时的能耗差异和经济可行性分析。我尤为关注其中关于“电化学合成”的部分，探讨了如何直接利用可再生电力驱动二氧化碳还原反应（CO2RR），将其转化为甲醇、合成气等高价值化学品。这种“Power-to-X”的思路，为我们提供了一条摆脱化石燃料依赖的清晰路径。书中的成本核算部分非常务实，它没有回避当前技术成熟度带来的高昂前期投入问题，而是提出了分阶段实施的工程路线图，这对于政策制定者制定长期投资战略非常有指导意义。读完这一章，我深刻体会到，化学工程不再仅仅是生产“东西”，更是在重塑我们的能源未来。

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这本书在“生物基化学品与合成生物学工程化”方面的论述，无疑是全书中最具前瞻性的部分之一。它清晰地勾勒出了一条从基因编辑到发酵罐放大生产的完整链条。作者并没有将生物过程视为“黑箱”，而是用严谨的工程语言解析了微生物细胞工厂的代谢流控制和物质传递限制。我非常欣赏书中对大规模生物反应器（Bioreactor）设计的深入分析，特别是针对高粘度、高剪切敏感性培养体系的搅拌和曝气策略，这些都是传统化学反应器设计中所不常考虑的关键因素。书中还详细比较了传统化学合成路径与基于微生物转化的合成路径在原子经济性、副产物产生及后处理成本上的优劣。这种跨学科的视角，让非生物背景的工程师也能理解合成生物学赋予化工的巨大潜力，比如利用工程菌株高效生产生物燃料、生物塑料单体等。书中对“下游分离纯化”的重视也体现了工程的实在性，因为生物发酵液的复杂性使得产品回收成为最大的成本挑战之一，书中提出的新型膜分离和层析技术解决方案，极大地鼓舞了行业人士。

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问题的给出，解答的思路都很清晰，路还很长。

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