具体描述
本书以化学加工过程中的共性特点进行综合分类，分别对固、液、气相间物质的转化过程和工业处理手段进行了分析和阐述，特别考虑了工艺核心反应过程中相间的变化特点和相应的分离过程，通过典型的工业实例介绍了热力学分析、动力学分析、物料及热量衡算、工艺分析、流程组装等基本理论和技术手段，以及对加工对象进行处理的基本技巧和方法。书中还介绍了生态工业园，在更大尺度上对化学过程尝试组装和综合运用，融入绿色化工理念和循环经济的思想。本书为读者提供了较为广阔的化工视野，既包括了已经规模化的化工生产工艺，也涉及了相对前沿但又较为成熟的化工过程。
本书可作为高等院校化工及相关专业的本科生教材，也可作为相关科研人员和工程技术人员参考。
《化学工程基础：原理与应用》 本书旨在为化学工程领域的初学者提供一个全面而深入的入门指导，涵盖了化学工程的核心原理、基本概念以及在实际工业生产中的广泛应用。本书的编写力求清晰易懂，逻辑严谨，旨在帮助读者建立扎实的化学工程知识体系，为后续更深入的学习和研究打下坚实基础。 第一篇：化学工程概述与基本概念 本篇首先从宏观角度介绍了化学工程这门学科的定义、发展历程及其在现代工业和社会中的重要地位。我们将探讨化学工程师在解决社会问题、推动技术进步方面所扮演的关键角色，并概述化学工程的学科分支，如单元操作、反应工程、过程控制、过程设计等，为读者勾勒出化学工程的学科全貌。 接着，本书将深入讲解化学工程最基础的几个核心概念。首先是物质的量与化学计量。我们将详细介绍摩尔的概念、化学式的表示方法、化学方程式的配平原则，以及如何利用化学计量关系进行反应物和产物的定量计算。这部分内容是理解后续一切化学过程的基础。 随后，我们将聚焦于流体性质与流动。本书将深入分析流体的密度、粘度、表面张力等基本性质，并详细介绍牛顿流体和非牛顿流体的概念。在流体流动方面，我们将讲解层流与湍流的区别，介绍雷诺数的重要性，并深入阐述伯努利方程、能量方程以及流体输送设备（如泵、压缩机）的工作原理及选型依据。对管道流动阻力、局部阻力等概念的清晰阐述，将为读者理解实际生产中的管路设计提供有力支撑。 热力学作为化学工程的基石，在本篇中占据重要地位。我们将从第一定律——能量守恒入手，讲解焓、热容、绝热过程、等温过程等概念。随后，我们将深入探讨第二定律——熵增原理，理解吉布斯自由能、赫姆霍兹自由能等概念在判断过程自发性中的作用。本书将特别关注相平衡，包括单组分、多组分系统的相图，以及汽液平衡、液液平衡、固液平衡等，为理解分离过程提供理论基础。 传质是化学工程的核心内容之一。我们将首先介绍扩散过程，包括菲克定律及其在稳态和非稳态扩散中的应用。随后，我们将详细讲解对流传质，如界面传质系数、传质推动力等概念。本书将重点介绍两种重要的传质单元操作：吸收和蒸馏。在吸收部分，我们将讲解吸收原理、填料塔和板式塔的结构与操作，以及吸收过程的计算方法。在蒸馏部分，我们将深入分析挥发度、相对挥发度、相平衡图，并详细介绍简易蒸馏、分馏、萃取精馏、azeotropic蒸馏等不同蒸馏方法的原理、设备和计算。 传热是另一个关键的单元操作。我们将从导热、对流传热和辐射传热的基本原理讲起。本书将重点介绍换热器的类型（如管壳式、板式、空气冷却器等），并详细讲解换热器的传热面积计算、传热系数的确定以及设计选型。对隔热、保温以及热损失的分析，也将帮助读者理解节能降耗在化工生产中的重要性。 第二篇：化学反应工程基础 本篇将专注于化学反应在工程中的应用。我们将首先介绍反应速率的概念，包括反应级数、速率常数、活化能以及阿伦尼乌斯方程。我们将探讨影响反应速率的因素，如温度、压力、催化剂和浓度。 接着，我们将深入研究反应器设计。本书将详细介绍不同类型的反应器，包括间歇反应器、连续搅拌釜式反应器（CSTR）、管式反应器（PFR）等，并分析它们的特点、适用范围和设计方法。我们将讲解容积效率、停留时间分布等概念，并介绍多反应器系统的串联和并联设计。 催化反应在现代化学工业中占据举足轻重的地位。本书将详细阐述多相催化反应的机理，包括吸附、表面反应和脱附过程。我们将介绍催化剂的失效原因和再生方法，并探讨多相催化反应器的设计原则。 第三篇：过程设计与控制 本篇将视角从基础原理转向实际的工艺过程设计与优化。我们将介绍化工过程模拟的概念和方法，利用模拟软件对化工过程进行流程设计、优化和故障诊断。 过程控制是保证化工过程安全、稳定、经济运行的关键。本书将介绍自动控制的基本概念，如反馈控制、前馈控制、比例-积分-微分（PID）控制等。我们将详细讲解被控变量、控制器、执行器之间的关系，并介绍常用的测量仪表（如温度计、压力计、流量计）和执行机构。本书还将探讨过程安全与风险评估，包括危险性分析、安全仪表系统（SIS）等。 物料衡算与能量衡算贯穿于整个化工过程的设计与运行。本书将详细介绍如何进行复杂的化工过程的物料衡算和能量衡算，包括稳态和非稳态过程的计算，以及如何利用衡算结果进行设备尺寸的估算和能量的优化。 第四篇：化学工程在各领域的应用 为了让读者更直观地理解化学工程的实际应用，本书将精选几个典型工业部门进行介绍。我们将探讨石油化工中的炼油、裂化、重整等过程；煤化工中的气化、合成气转化等技术；精细化工中的医药、农药、染料等产品的合成与分离；环保工程中的废水处理、废气净化、固体废弃物处理等技术；以及材料工程中的聚合物合成、陶瓷制备等过程。通过这些实例，读者将能深刻体会到化学工程在国民经济和日常生活中的广泛影响。 附录 本书的附录将包含一些常用的工程数据、物性参数表、单位换算表格以及相关的专业术语解释，方便读者在学习过程中随时查阅。 本书的编写风格力求严谨而不失生动，理论分析与工程实践相结合。我们希望通过对《化学工程基础：原理与应用》的深入学习，读者能够掌握化学工程的基本理论和方法，培养解决实际工程问题的能力，为未来的职业生涯打下坚实的基础。
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