化工节能原理与技术(第2版)/雷志刚

第1章总论1

1.1化工过程的特点1

1.2化学工业节能的意义与途径1

1.2.1节能的意义1

1.2.2节能的途径2

1.3分离过程2

1.3.1分离过程的特点2

1.3.2分离过程的发展历史2

1.3.3分离过程的发展趋势3

1.4反应过程4

思考题5



第2章节能的热力学基本原理6

2.1热力学基本概念6

2.1.1系统（热力系统）6

2.1.2状态和状态参数6

2.1.3强度性质和广度性质8

2.1.4平衡态8

2.1.5功和热8

2.2热力学定律9

2.2.1热力学**定律和能量平衡方程9

2.2.2热力学第二定律和熵平衡方程10

2.2.3热力学第三定律12

2.3理想功12

2.3.1分离过程的理想功（*小功）13

2.3.2反应过程的理想功（*大功）14

2.3.3净功消耗16

2.3.4热力学效率17

2.4及其计算19

2.4.1的概念19

2.4.2环境参考态20

2.4.3功的20

2.4.4热量21

2.4.5气体的扩散22

2.4.6物质的化学22

2.5损失和衡算方程式26

2.5.1损失和衡算方程式26

2.5.2封闭系统的衡算方程式26

2.5.3稳定流动系统的衡算方程式27

符号说明29

思考题30

计算题30



第3章化工节能的新技术33

3.1夹点技术33

3.1.1温焓图与复合曲线33

3.1.2夹点及夹点温差34

3.1.3问题表法36

3.1.4夹点的意义38

3.1.5夹点法设计能量*优的换热网络38

3.1.6换热网络的调优40

3.1.7阈值问题42

3.1.8实际工程项目的换热网络合成44

3.2多效精馏及中间换热器45

3.2.1多效精馏流程46

3.2.2多效精馏的节能效果和效数47

3.2.3多效精馏应用实例——甲醇-水分离47

3.2.4精馏塔中间换热器49

3.3热偶精馏51

3.3.1热偶精馏流程52

3.3.2热偶精馏流程的适用范围53

3.4热泵精馏54

3.4.1热泵的工作原理54

3.4.2热泵精馏流程54

3.4.3热泵精馏应用实例——甲醇-水分离56

3.4.4热泵技术应用需注意的几个问题57

3.5共沸精馏58

3.5.1变压共沸精馏58

3.5.2二元非均相共沸精馏59

3.5.3三组分共沸精馏59

3.5.4共沸剂的选择60

3.6萃取精馏61

3.6.1萃取精馏流程安排62

3.6.2加盐萃取精馏63

3.6.3络合萃取精馏66

3.7反应精馏68

3.7.1利用反应促进精馏的反应精馏68

3.7.2利用精馏促进反应的反应精馏69

3.7.3催化精馏70

3.7.4反应精馏过程的特点71

3.7.5悬浮床催化精馏73

3.8离子液体分离过程强化73

3.8.1离子液体萃取精馏74

3.8.2离子液体液-液萃取78

3.8.3离子液体吸收81

3.8.4离子液体气体干燥87

3.8.5离子液体捕集可凝性挥发有机物98

3.9异丙苯工艺流程节能优化103

3.9.1二异丙苯塔的优化104

3.9.2泡点反应器合成异丙苯107

3.9.3催化精馏合成异丙苯109

3.9.4烷基化和烷基转移反应同时进行的固定床催化精馏111

符号说明113

思考题114

计算题114



第4章化工节能的新设备116

4.1新型塔板技术116

4.2新型填料技术118

4.3整体式结构化催化剂技术119

4.3.1开放错流结构化催化剂119

4.3.2蜂窝整体式结构化催化剂125

4.3.3蜂窝整体式结构化催化剂应用实例1——选择性催化还原烟气脱硝126

4.3.4蜂窝整体式结构化催化剂应用实例2——蒽醌法制备双氧水136

符号说明145

思考题145



第5章化工节能的新理论147

5.1小分子溶剂体系的预测型分子热力学147

5.1.1UNIFAC模型147

5.1.2改进的UNIFAC模型148

5.1.3基于γ∞的UNIFAC模型149

5.1.4应用实例1——无限稀释溶液活度系数计算149

5.1.5计算机辅助分子设计（CAMD）149

5.1.6应用实例2——ACN法萃取精馏分离C4的分子设计150

5.2含小分子无机盐体系的预测型分子热力学151

5.2.1定标粒子理论推导152

5.2.2应用实例3——DMF法萃取精馏分离C4组分153

5.3含聚合物体系的预测型分子热力学154

5.3.1GCLF EOS模型155

5.3.2应用实例4——GCLF EOS模型预测气体在聚合物中的溶解度158

5.3.3应用实例5——GCLF EOS模型预测聚合物的结晶度159

5.3.4应用实例6——GCLF EOS模型预测聚合物的比容159

5.4含离子液体体系的预测型分子热力学模型160

5.4.1COSMO-RS模型160

5.4.2UNIFAC-Lei模型166

5.4.3应用实例7168

符号说明173

思考题174



参考文献175