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《化工分离工程：原理与应用》 本书旨在系统性地阐述化工分离工程的核心原理，并结合丰富的实际案例，深入剖析各项分离技术的工程应用。化工分离是现代化学工业的基石，贯穿于从原料预处理到产品精制的各个环节，直接关系到生产效率、产品质量和经济效益。本书力求为读者构建一个扎实而全面的分离工程知识体系。 第一部分：分离工程基础 本部分将首先介绍化学工程中物料衡算与能量衡算的基本概念，这是所有工程设计的前提。随后，重点讲解相平衡理论，包括液-液平衡、汽-液平衡和固-液平衡，并介绍汽-液平衡在多组分体系中的应用，如活度系数模型和逸度系数模型。热力学基本原理在分离过程中的应用，如吉布斯自由能和相变潜热，也将得到详细阐述。 第二部分：单元分离操作 本部分将系统介绍几种最基本、最常用的化工分离单元操作。 蒸馏（Distillation）：这是本书的重点之一。我们将从基础的二元蒸馏出发，详细讲解恒沸蒸馏、萃取精馏、共沸精馏等特殊蒸馏方法。对于多组分精馏，将介绍精馏塔的结构（板式塔、填料塔）、塔板效率、负荷特性以及塔的设计方法，包括计算精馏和模拟精馏。涉及的理论包括 McCabe-Thiele图解法、X-Y图解法以及 Rigorous 方法。 吸收（Absorption）：本章将深入探讨气-液传质过程，介绍吸收质的性质、吸收剂的选择原则，以及吸收塔的设计（板式塔、填料塔）和操作。重点讲解吸收过程中的传质理论，如双膜理论和表面穿透理论，并介绍传质单元数（NTU）和传质单元高度（HTU）的概念。 萃取（Extraction）：包括液-液萃取和固-液萃取。对于液-液萃取，将介绍萃取剂的选择、液-液平衡图的绘制与分析，以及萃取塔的设计，如级联萃取、连续逆流萃取等。对于固-液萃取，将介绍浸泡、淋洗等工艺，并讨论传质过程。 结晶（Crystallization）：本章将关注从溶液中获得纯净固体产物的过程。我们将探讨晶体形成的热力学与动力学，包括成核和晶体生长。详细介绍不同类型的结晶器（如强制循环结晶器、闪蒸结晶器、冷却结晶器）及其工作原理。晶体粒度分布的控制和影响因素也将被深入探讨。 吸附（Adsorption）：介绍固体吸附剂的性质、吸附等温线及其表征方法，如 Langmuir 吸附和 BET 吸附。深入分析吸附过程中的传质机理，并讲解吸附设备的设计与操作，包括固定床吸附和移动床吸附。再生方法的选择与优化也是本章的重要内容。 膜分离（Membrane Separation）：随着科技发展，膜分离技术日益重要。本章将介绍不同类型的膜材料（如高分子膜、陶瓷膜）和膜分离过程（如反渗透、纳滤、超滤、微滤、渗析）。重点分析膜的选择性、通量，以及膜污染问题和清洗技术。 第三部分：复杂分离系统与技术 在掌握了基本单元操作后，本部分将转向更复杂的分离系统和新兴技术。 多组分、多相分离：分析在实际生产中，常常面临着多组分、多相（固-液-气）共存的分离难题。本部分将探讨如何综合运用多种分离单元操作，解决复杂体系的分离问题，例如涉及azeotrope的精馏和共沸点的回避。 过程模拟与优化：介绍使用 Aspen Plus, HYSYS 等化工过程模拟软件进行分离过程的设计和优化。学习如何建立物性模型，设置操作条件，并进行灵敏度分析和经济性评估。 绿色分离技术：关注环境友好型和可持续发展的分离技术。将介绍如超临界流体萃取（SFE）、反应精馏、生物分离等技术，分析其在减少溶剂使用、降低能耗和环境污染方面的优势。 过程强化技术：探讨如何提高分离过程的效率和紧凑性。包括微反应器技术、集成反应器-分离器技术（如反应精馏），以及新型高效传质构件的应用。 安全与环保考量：分离过程中涉及易燃、易爆、有毒物质的操作，安全生产至关重要。本章将讨论分离过程中的风险评估、安全设计原则以及“三废”处理和回收的技术。 案例研究 本书的每一章都将穿插不同工业领域的典型分离案例，例如石油炼制中的常减压蒸馏、催化裂化产物的分离，化工生产中的溶剂回收、产品纯化，制药工业中的生物发酵产物分离，以及食品工业中的提取与浓缩等。通过对这些案例的深入分析，帮助读者将理论知识与实际工程应用紧密结合，培养解决工程实际问题的能力。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 理解化工分离工程的基本原理和热力学基础。 掌握主要的单元分离操作（蒸馏、吸收、萃取、结晶、吸附、膜分离）的工作原理、设计方法和操作特点。 能够分析和解决复杂分离体系中的工程问题。 了解绿色分离技术和过程强化技术的发展趋势。 具备运用化工过程模拟软件进行分离过程设计和优化的初步能力。 认识到分离过程中的安全与环保的重要性。 本书适合高等院校化学工程、石油化工、环境工程等相关专业的本科生和研究生，以及从事化工分离工程相关工作的工程师和技术人员阅读。
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