化学工艺学(湖北省化学工程与工艺专业校企合作联盟系列教材)

闫福安等编著的《化学工艺学》是“湖北省化学 工程与工艺专业校企合作联盟系列教材”之一。 《化学工艺学》是适应高等化工类专业教学改革 、拓宽专业面的一本新教材。除了对现代化学工业基 本概念、基本理论进行介绍之外，以典型产品为实例 对无机化工工艺学、有机化工工艺学、煤化工工艺学 和石油化工工艺学进行了重点介绍。 《化学工艺学》为高等院校化学工程与工艺专业 本科生教材，也可供化学和相关专业的化学工艺学课 程选用，教学内容可以根据具体专业方向进行取舍， 还可供从事化工生产、设计的工程技术人员及化工管 理、销售的相关人员参考。

第一篇 基础篇 第1章 绪论2 1.1 化学工艺学的基本概念2 1.1.1 物料衡算2 1.1.2 能量衡算3 1.1.3 平衡关系3 1.1.4 过程速率3 1.1.5 设备和装备的生产能力及设计能力3 1.1.6 经济核算4 1.1.7 化工安全生产技术4 1.2 化学工艺学的研究内容与方法4 1.2.1 化学工艺学的研究范畴4 1.2.2 化学工艺过程分类5 1.2.3 化学工艺过程流程5 1.3 化学工艺学研究的现状与发展方向7 1.3.1 现代化学工业过程特点7 1.3.2 现代化学工业过程发展方向7 参考文献8 第2章 化学工艺学基础9 2.1 化工原料资源的分类与加工利用9 2.1.1 无机化学矿9 2.1.2 煤10 2.1.3 石油10 2.1.4 天然气14 2.1.5 生物质15 2.2 化学反应过程基本概念16 2.2.1 反应过程主要效率指标16 2.2.2 反应装置的型式19 2.2.3 反应条件的影响22 2.3 化工反应过程流程设计23 2.3.1 反应过程的物料衡算23 2.3.2 反应过程的热量衡算25 2.4 产物的分离27 2.4.1 产物分离原理28 2.4.2 分离技术30 2.4.3 产物分离流程设计41 2.5 三废治理42 2.5.1 环保标准42 2.5.2 废气处理技术43 2.5.3 废水处理技术43 2.5.4 废渣处理技术45 2.5.5 噪声控制技术45 参考文献46 第二篇 无机化工工艺学 第3章 氯碱化工工艺48 3.1 概述48 3.1.1 氯碱工业发展概况48 3.1.2 中国氯碱工业发展概况48 3.1.3 氯碱工业的特点48 3.1.4 氯碱工业在国民经济中的地位49 3.2 原盐的性质及盐水精制49 3.2.1 原盐的性质49 3.2.2 盐水精制50 3.3 隔膜法电解制碱53 3.3.1 电化学基本原理53 3.3.2 隔膜法电解制碱原理55 3.3.3 隔膜法电解制碱工艺流程56 3.3.4 电解过程中的副反应56 3.3.5 电解液蒸发57 3.4 离子交换膜法电解制碱60 3.4.1 离子交换膜的进展60 3.4.2 离子交换膜电解槽的进展61 3.4.3 离子膜法制碱原理61 3.4.4 离子膜法制碱工艺流程62 3.4.5 影响离子膜寿命的因素63 3.4.6 离子膜电解工艺先进性64 参考文献64 第4章 湿法磷酸工艺66 4.1 概述66 4.1.1 硝酸法66 4.1.2 盐酸法66 4.1.3 硫酸法66 4.2 化学原理67 4.2.1 主要化学反应67 4.2.2 硫酸钙的结晶68 4.3 工艺流程70 4.3.1 二水物流程70 4.3.2 半水二水物流程71 4.3.3 二水半水物流程71 4.4 浓缩72 4.4.1 浓缩原理和方法72 4.4.2 磷酸浓缩工艺流程73 4.5 应用74 4.5.1 磷酸盐74 4.5.2 磷石膏75 参考文献76 第三篇有机化工工艺学 第5章 环氧乙烷生产工艺78 5.1 概述78 5.1.1 氯醇法78 5.1.2 直接氧化法78 5.2 化学原理79 5.3 催化剂80 5.3.1 催化剂简介80 5.3.2 催化氧化机理81 5.3.3 催化反应动力学82 5.3.4 催化剂制备与研究进展84 5.4 工艺条件85 5.4.1 温度85 5.4.2 压力86 5.4.3 原料纯度86 5.5 空速87 5.6 流程87 5.6.1 工艺流程87 5.6.2 氧化反应器89 5.7 应用90 参考文献91 第6章 酞菁颜料生产工艺92 6.1 酞菁颜料的化学结构及性质92 6.1.1 酞菁的化学结构92 6.1.2 酞菁的性质93 6.2 酞菁的合成技术95 6.2.1 原料及合成路线95 6.2.2 苯酐尿素工艺95 6.2.3 邻苯二腈工艺101 6.3 颜料化加工103 6.3.1 酸处理法103 6.3.2 研磨法104 6.3.3 颜料粒子的微胶囊化105 6.3.4 挤水转相法105 6.3.5 衍生物的表面改性处理105 6.4 主要品种和性能105 6.4.1 α型CuPc颜料105 6.4.2 β型及ξ型CuPc颜料106 6.4.3 C.I.颜料绿7及C.I.颜料绿36107 6.4.4 其他颜料品种107 6.5 展望107 参考文献108 第四篇煤化工工艺学 第7章 煤的气化与焦化工艺110 7.1 煤化学基础110 7.1.1 煤的生成、组成、性质及分类110 7.1.2 煤的利用116 7.2 煤的气化119 7.2.1 气化原理120 7.2.2 气化方法及工艺121 7.3 煤的焦化141 7.3.1 炼焦生产原理142 7.3.2 炼焦煤料的制备145 7.3.3 炼焦炉及其设备152 7.3.4 炼焦生产操作161 7.3.5 炼焦化学品的回收与制取167 7.3.6 焦炭性质与应用178 参考文献182 第8章 合成氨工艺183 8.1 概述183 8.1.1 氨的性质和用途183 8.1.2 合成氨工业概况183 8.1.3 我国合成氨工业发展183 8.1.4 合成氨生产方法简介184 8.2 煤气化气体（原料气）的净化185 8.2.1 原料气脱硫185 8.2.2 一氧化碳的变换187 8.2.3 二氧化碳的脱除190 8.2.4 原料气的最终净化191 8.3 氨的合成192 8.3.1 氨合成反应的化学平衡192 8.3.2 氨合成的反应机理和动力学方程193 8.3.3 催化剂及氨合成的工艺条件193 8.3.4 氨合成工艺流程195 8.3.5 氨合成塔196 参考文献199 第五篇石油化工工艺学 第9章 石油炼制与加工202 9.1 石油的化学组成202 9.1.1 石油的一般性质、元素组成和馏分组成202 9.1.2 石油气体及石油馏分的烃类组成205 9.1.3 石油中的非烃类化合物208 9.2 石油的物理性质209 9.2.1 油品的蒸发特性210 9.2.2 油品的质量特性211 9.2.3 油品的流动特性211 9.2.4 油品的燃烧特性211 9.2.5 油品的热性质特性212 9.2.6 油品的其他特性212 9.3 燃料油生产213 9.3.1 原油预处理214 9.3.2 原油常减压蒸馏220 9.3.3 催化裂化231 9.3.4 催化加氢234 9.4 润滑油生产240 9.4.1 润滑油的分类与性能240 9.4.2 润滑油基础油的分类与加工路线243 9.4.3 润滑油的精制244 9.5 石油烃裂解257 9.5.1 裂解原理258 9.5.2 裂解炉259 9.5.3 裂解气的净化与分离260 9.6 芳烃生产及转化261 9.6.1 芳烃的生产262 9.6.2 芳烃的转化265 参考文献268 第10章 聚丙烯生产工艺269 10.1 概述269 10.1.1 聚丙烯的发展历史269 10.1.2 国内聚丙烯的发展状况269 10.1.3 聚丙烯的牌号269 10.2 聚丙烯树脂结构与性能270 10.3 丙烯聚合机理272 10.3.1 聚合原料272 10.3.2 聚合机理275 10.4 聚丙烯生产工艺278 10.4.1 淤浆法聚合工艺278 10.4.2 溶液法聚合工艺278 10.4.3 液相本体法聚合工艺278 10.4.4 气相法聚合工艺282 10.4.5 液相气相组合式连续本体聚合工艺285 10.4.6 共聚合工艺288 10.5 加工与应用288 10.5.1 聚丙烯的流变性288 10.5.2 加工成型289 10.5.3 应用领域290 参考文献292 第11章 聚酯生产工艺293 11.1 概述293 11.2 聚酯合成原理293 11.2.1 聚酯合成化学反应原理293 11.2.2 聚酯合成的主反应294 11.2.3 聚酯合成反应动力学297 11.3 聚酯生产工艺条件299 11.4 聚酯生产工艺流程303 11.5 聚酯的应用305 参考文献306