化工计算与软件应用-第二版

第1章 物性数据和相平衡数据的查询与估算 / 1

1.1 化工物性数据的查询 1

1.1.1 从文献中查找 1

1.1.2　从Aspen Plus软件数据库中查找 2

1.1.3　用NIST-TDE热力学数据搜索引擎查找 3

1.1.4　物性查询举例 4

1.2 纯物质的物性估算 7

1.2.1　基础物性常数 7

1.2.2　与温度相关的热力学性质 8

1.2.3　与温度相关的迁移性质 8

1.2.4　纯物质物性估算举例 9

1.3　混合物的物性估算 17

1.3.1　估算热力学性质的模型 17

1.3.2　估算传递性质模型 18

1.3.3　混合物的物性估算举例 18

1.4　相平衡数据查询、计算与参数估算 23

1.4.1　从相平衡数据手册中查询 23

1.4.2　从NIST-TRC软件数据库中查询 24

1.4.3　用软件计算相平衡数据与绘制相图 27

1.4.4　溶液活度系数方程参数估算 39

习题 50

参考文献 52



第2章　稳态过程的物料衡算与能量衡算 / 54

2.1 衡算方法 54

2.1.1 基本概念 54

2.1.2　衡算方程式 54

2.1.3　衡算的基本步骤 55

2.1.4　用软件进行物料衡算与能量衡算的要点 56

2.2　简单物理过程 59

2.2.1　混合过程 59

2.2.2　汽化过程 62

2.2.3　单级相平衡过程 63

2.2.4　机械分离过程 74

2.3　设备组合过程 76

2.4　含化学反应过程 79

2.4.1　含反应器的组合流程 79

2.4.2　反应精馏过程 83

2.4.3　化学吸收与解吸过程 87

2.5　含循环流过程 90

2.5.1　萃取精馏 91

2.5.2　变压精馏 96

2.5.3　非均相共沸精馏 101

2.5.4　反应器与精馏塔的组合流程 105

2.5.5　吸收塔、解吸塔与换热器的组合流程 107

2.6　分离复杂组成混合物 111

习题 115

参考文献 121



第3章 节能分离过程 / 123

3.1 流体换热与热集成网络 123

3.1.1 冷热流体换热 123

3.1.2　热集成网络分析 125

3.2　蒸汽优化配置 136

3.3　多效蒸发 139

3.4　精馏过程 143

3.4.1　多效精馏 143

3.4.2　热泵精馏 147

3.4.3　热耦精馏 151

3.4.4　中段换热精馏 157

习题 166

参考文献 173



第4章 设备工艺计算 / 174

4.1 塔设备 174

4.2 换热器 180

4.2.1　管壳式换热器 180

4.2.2　板翅式换热器 196

4.3　反应器 202

4.3.1　釜式反应器 202

4.3.2　管式反应器 206

4.4　流体输送设备 211

习题 213

参考文献 217



第5章 过程的动态控制 / 218

5.1 常用控制器模块 219

5.2　储罐的液位控制 220

5.2.1　常规液位控制结构 220

5.2.2　越权液位控制结构 232

5.2.3　含外部复位反馈功能的越权液位控制结构 235

5.3　反应器的换热控制 237

5.3.1　全混流反应器 238

5.3.2　平推流反应器 246

5.4　单一精馏塔控制 258

5.4.1　判断灵敏板位置 258

5.4.2　确定设备尺寸 260

5.4.3　安装独立作用控制器 261

5.4.4　安装串级作用控制器 267

5.4.5　安装比例作用控制器 270

5.4.6　几种控制结构的比较 274

5.4.7　压差控制 276

5.5　耦合精馏塔控制 279

5.6　动态换热器与精馏塔联合控制 287

习题 298

参考文献 302



第6章 间歇过程模拟 / 304

6.1 间歇反应 304

6.1.1　釜式反应器 305

6.1.2　反应动力学模型参数拟合 311

6.2　间歇精馏 313

6.2.1　恒定回流比操作 314

6.2.2　变回流比操作 322

6.2.3　均相共沸精馏 329

6.2.4　非均相共沸精馏 334

6.3　吸附过程 338

6.3.1　固定床的吸附波、浓度波与透过曲线 339

6.3.2　吸附实验数据拟合 350

6.3.3　固定床变压吸附过程 351

6.4　色谱过程 358

6.4.1　色谱柱的流出曲线 358

6.4.2　制备色谱分离 362

6.5　模拟移动床吸附 367

习题 373

参考文献 379



工业装置流程模拟案例/380

案例一 环己烷-环己酮-环己醇混合物的高效分离过程 380

案例二　75t/h丙烯腈工艺废水四效蒸发浓缩过程 381

案例三　300kt/a规模硫黄制酸过程 381

案例四　从醚后C4烃中提取高纯异丁烯过程 381

参考文献 381



附录/383

附录1　综合过程数据包“Datapkg”中物性数据文件简介 383

附录2　电解质过程数据包“Elecins”中物性数据文件简介 384