化工过程设计

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出版者:
作者:倪进方
出品人:
页数:455
译者:
出版时间:1999-8
价格:30.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787502525712
丛书系列:
图书标签:
  • 化工
  • 过程
  • 设计
  • 化工工程
  • 流程图
  • 模拟
  • 优化
  • 设备
  • 工艺
  • 传热
  • 反应工程
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具体描述

《化工过程设计》 内容简介: 《化工过程设计》是一部深入探讨现代化工生产流程设计核心理念与实践应用的权威性著作。本书旨在为化工、化学工程、制药工程、环境工程及相关领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面、系统且具有指导意义的学习平台。 本书的编排逻辑严谨,从基础概念出发,逐步深入到复杂的设计环节,力求全面覆盖化工过程设计的各个关键方面。 核心内容涵盖: 单元操作与化工设备: 本书详尽阐述了化工生产中最基础、最重要的单元操作,如流体输送、传热、传质(蒸馏、吸收、萃取、结晶、吸附等)、化学反应器设计、固液分离(过滤、沉降、离心等)、气液分离(旋风分离、洗涤塔等)以及机械操作(粉碎、筛分、混合等)。对于每一种单元操作,本书不仅会深入剖析其基本原理、物理化学基础,更会详细介绍与之相关的各类化工设备,包括其结构特点、工作原理、选型原则、操作要点以及优缺点比较。例如,在传热章节,会详细介绍管壳式换热器、板式换热器、翅片管换热器等,并讨论其热负荷计算、传热系数确定、压降分析等设计细节。 工艺流程模拟与优化: 随着信息技术的发展,工艺流程模拟软件已成为化工过程设计不可或缺的工具。《化工过程设计》重点介绍了主流的化工模拟软件(如Aspen Plus, HYSYS等)的应用,包括软件的基本操作、物性数据库的使用、流程搭建、模拟计算方法(稳态模拟、动态模拟)、收敛性处理以及结果的分析解读。本书强调如何利用模拟软件来评估不同工艺方案的可行性,预测操作条件对产品收率、能耗、环境排放的影响,并据此进行流程优化,以达到经济效益和环境效益的最大化。 设备设计与选型: 除了单元操作的原理,本书还着重于具体化工设备的详细设计与选型。这部分内容深入到具体的计算和工程实践,例如,对反应器,会涉及反应动力学模型、停留时间分布、催化剂选择、多相反应器设计(如固定床、流化床、搅拌釜式反应器)等;对于分离设备,如精馏塔,会详细讲解塔板类型(泡罩塔、筛板塔、浮阀塔等)、塔板效率、塔高计算、直径计算、回流比确定等;对于换热器,则会深入到换热面积计算、壳程和管程的设计、流体分配、热应力分析等。本书提供了大量实用的设计准则、图表和案例,帮助读者掌握设备的设计方法和选型依据。 过程安全与风险评估: 化工生产的安全性是设计的重中之重。《化工过程设计》将过程安全理念贯穿于全书,并专门设置章节详细阐述。内容包括化工过程的潜在危险源识别(如火灾、爆炸、毒性泄漏、腐蚀等)、风险评估方法(如HAZOP分析、FMEA分析、What-if分析等)、安全设计原则(如本质安全、减缓措施、安全仪表系统SIS、泄压装置等)、以及应急响应和事故预防措施。本书强调将安全考量融入设计的每一个环节,确保装置的长期稳定运行。 经济性分析与项目评价: 一个成功的化工过程设计必须兼顾技术可行性和经济可行性。本书详细介绍了化工项目的经济性分析方法,包括设备投资估算、固定成本和变动成本分析、产品成本计算、盈亏平衡点分析、投资回收期、净现值(NPV)、内部收益率(IRR)等财务指标的计算与应用。本书旨在帮助读者理解如何从经济角度评估不同设计方案的优劣,为项目决策提供科学依据。 环保与可持续发展: 随着全球对环境保护意识的提高,化工过程设计也必须遵循可持续发展的原则。《化工过程设计》关注如何通过合理的工艺选择和优化,减少废水、废气、固体废弃物的排放,降低能耗和碳排放。内容包括绿色化学原理在过程设计中的应用、污染物控制技术(如三废处理)、以及循环经济理念的实践。 本书特色: 理论与实践相结合: 本书不仅深入浅出地讲解了化工过程设计的理论基础,更提供了大量实际工程案例和计算实例,使读者能够将所学知识应用于实际问题解决。 内容全面且深入: 涵盖了化工过程设计从宏观流程到微观设备,从技术原理到经济、安全、环保等各个方面,力求做到内容的系统性和完整性。 注重前沿技术: 介绍了包括现代流程模拟软件应用、过程强化技术、以及绿色化工与可持续发展等在内的最新行业发展趋势。 结构清晰,语言精炼: 章节划分合理,逻辑性强,语言表达准确、专业,便于读者理解和学习。 《化工过程设计》是从事化工相关工作的专业人士必备的参考书籍,同时也是化工及相关专业学生理想的学习教材。通过研读本书,读者将能够掌握化工过程设计的完整流程,提升设计能力,并能更有效地应对复杂多变的工程挑战。

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读后感

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这本书简直是我的学习“黑洞”,每一次翻开,都会在某个章节里深深地陷进去,然后就忘了时间。就拿那个关于反应器设计的章节来说,我当时是抱着“了解一下”的心态去看的,结果一头扎进了各种传质、传热的方程里,还有那些看起来极其复杂的动力学模型。作者竟然能把如此抽象的概念,用如此详尽的图表和实例,一点一点地剖析出来。我记得最清楚的是关于固定床反应器的流体力学部分,他不仅仅是罗列公式,更是花了大量的篇幅去解释每个参数的物理意义,以及它们是如何相互影响的。举个例子,他讲到床层阻力时,不只是给了一个公式,而是联系实际中的催化剂颗粒大小、形状、堆积方式,甚至是流体的粘度,来一步步推导出这个阻力系数的。我当时就感觉,这不光是在学设计,更是在学如何“读懂”一个反应器在工作时的“语言”。而且,他的讲解方式非常灵活,有时像一个经验丰富的工程师在娓娓道来,分享他的“独门秘籍”;有时又像一个严谨的学者,对每一个理论都抠得很细。我尤其欣赏他对于“放大效应”的探讨,这是很多教材里一带而过的内容,但他却花了整整几页纸,用不同尺度的反应器案例,讲解了为什么实验室数据不一定能在工业规模上照搬,以及如何通过各种修正系数来弥补这种差异。我当时就觉得,这书里藏着的,可不只是课本上的知识,还有无数工程师在实践中摸索出来的宝贵经验。

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在阅读《化工过程设计》的过程中,我最大的感受就是“循序渐进,厚积薄发”。它在关于“物料衡算与能量衡算”这一基础章节的讲解,就让我体会到了精益求精的严谨。这本书不像一些教材那样,只是简单地给出几个公式,而是通过大量的实例,层层递进地展示了如何进行物料和能量的精确计算。我印象特别深刻的是,它在讲解能量衡算时,不仅考虑了显热和潜热,还深入到了各种不可逆过程带来的能量损失,例如流体流动中的压降损失,以及相变过程中的熵增。它甚至还引导读者去思考,如何通过优化操作条件和设备选择,来尽量减小这些能量损失,从而达到节能的目的。我当时就觉得,这本书里的每一个计算,都不仅仅是为了得到一个结果,更是为了理解能量如何在过程中流动和转化,以及如何去控制和优化它。这种扎实的理论基础,为后续更复杂的章节打下了坚实的基础,让我有一种“万丈高楼平地起”的踏实感。

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《化工过程设计》这本书,就像一个百科全书式的指南,能够解答我心中关于化工过程的无数疑问。它在“工艺流程模拟与优化”这个章节的阐述,让我耳目一新。我之前对工艺模拟的理解还停留在“输入数据,输出结果”的层面,但这本书却把我带入了模拟软件背后的“思维方式”。它详细地讲解了如何根据实际的工艺流程,选择合适的模拟软件,如何构建准确的数学模型,以及如何对模拟结果进行解释和验证。让我印象深刻的是,它不仅展示了如何使用模拟软件来预测过程性能,更重要的是,它引导读者如何利用模拟结果来进行工艺优化,例如调整操作参数,改变设备配置,甚至设计全新的工艺路线,以达到最佳的经济效益和环保目标。它甚至还提到了如何结合优化算法,来实现工艺参数的自动优化,这让我真切地感受到了现代化工设计所蕴含的强大力量。

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我一直认为,真正好的技术书籍,应该能够让你在掌握理论的同时,还能培养出一种“举一反三”的能力,而《化工过程设计》恰恰做到了这一点。就拿它在泵和压缩机选型部分的讲解来说,我之前对这些设备的认识还停留在“能把流体送出去就行”的阶段。但这本书却让我明白,选择合适的泵或压缩机,远比这复杂得多。它详细地介绍了不同类型泵(如离心泵、容积泵)和压缩机(如往复式、离心式、螺杆式)的工作原理、性能曲线,以及它们各自的适用范围和局限性。让我印象深刻的是,它不仅仅是给出了一些选型图表,而是通过分析实际的流体性质(粘度、密度、腐蚀性)、所需的流量和扬程,以及运行成本等因素,来指导读者如何做出最经济、最可靠的选择。它甚至还深入探讨了泵的汽蚀现象和压缩机的喘振问题,并给出了相应的预防和解决措施。我当时就觉得,这本书就像一位经验丰富的“管家”,帮你把工厂里大大小小的“动力心脏”都安排得明明白白,既能满足生产需求,又能保证设备的稳定运行。

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这本《化工过程设计》在我眼中,不仅仅是一本技术书籍,更像是一位经验丰富的导师,在耳边循循善诱。我印象最深刻的是它关于热交换器设计的章节。我之前一直觉得热交换器就是个“管子套管子”的东西,没想到书中对它的讲解之深入,让我大开眼界。它不仅仅是告诉你如何计算传热系数和换热面积,更是花了不少篇幅去分析不同种类的热交换器(如壳管式、板式、空气冷却器)的优缺点,以及它们各自最适合的应用场景。我记得他讲到壳管式热交换器时,详细地分析了管束的排列方式、挡板的设计对流体分布和压降的影响,甚至还探讨了如何通过优化设计来减少结垢和提高换热效率。他甚至还引用了一个具体的化工装置案例,详细地展示了设计一个复杂的热交换器网络是如何进行的,包括如何利用“辛格法则”来优化换热网络的配置,以达到节能降耗的目的。这本书最牛的地方在于,它把理论与实践结合得天衣无缝,让你在学习理论的同时,也能感受到实际工程中遇到的种种挑战和解决之道。我当时就觉得,这本书里的每一个字,都饱含着作者在化工行业摸爬滚打多年的智慧结晶,是多么的宝贵。

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这本书最让我着迷的地方,在于它并非机械地堆砌公式和理论,而是将化工过程设计这门学科的“魂”给挖掘了出来。举个例子,它在关于化工设备布置与管道设计的章节,真的让我眼前一亮。我之前觉得就是把设备摆一摆,管子接一接,但这本书却从安全、经济、操作、维护等多个维度进行了系统性的阐述。它详细地讲解了如何根据工艺流程、物料性质、以及安全规范来确定设备的合理布局,如何避免交叉污染和潜在的危险区域。在管道设计方面,它不仅仅是告诉你如何计算管径和壁厚,更是深入到如何选择合适的管材,如何考虑流体流速对管道侵蚀和磨损的影响,以及如何设计合理的支撑和补偿措施来应对热胀冷缩。我记得其中关于“流体动力学优化”的讲解,让我意识到,即使是看似简单的管道,其设计也能对整个过程的能耗和运行效率产生巨大的影响。他甚至还举例说明了如何通过优化管道走向和弯头数量,来降低流体阻力和泵的负荷。这种“润物细无声”的引导,让我开始从一个更宏观、更全局的视角来审视化工过程的设计。

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我必须承认,《化工过程设计》这本书的深度和广度,远超出了我的想象。尤其是在它的“过程控制与自动化”章节,让我对现代化工生产有了全新的认识。我之前总觉得自动化就是一些传感器和执行器,但这本书却把整个过程控制系统描绘得像一个精密运作的“大脑”。它详细地讲解了各种控制回路(如PID控制)的工作原理,以及如何根据被控对象的特性来整定控制参数,以达到最佳的控制效果。更让我惊叹的是,它还引入了先进的控制策略,例如模型预测控制(MPC),并结合具体的工艺过程,分析了其在优化生产、提高产品质量和节能降耗方面的巨大潜力。书中还穿插了一些关于DCS(集散控制系统)和SIS(安全仪表系统)的介绍,让我了解了现代工厂是如何通过这些系统来实现高效、安全和智能化的运行的。我当时就觉得,这本书不仅仅是教授我如何设计一个化工过程,更是让我看到了化工行业未来发展的方向,那就是以智能化和精细化为核心的自动化生产。

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这本书的叙事方式就像是一场精心设计的旅程,从最基础的单元操作开始,一步步引导读者进入更为复杂的化工过程。我尤其被它对蒸馏塔设计的讲解深深吸引。不同于以往我读过的其他教材,它没有枯燥地罗列理论,而是从实际生产中的一个典型蒸馏案例入手,比如一个分离不同沸点组分的混合物。然后,他会详细讲解如何根据物系的热力学性质(比如相对挥发度)来初步选择塔板类型和塔板数,并且解释了为什么某个塔板类型(例如筛板、泡罩板)在这种情况下更合适。最让我惊叹的是,书中对于塔板效率的讨论,他不仅仅停留在理论上的“实际塔板数”和“理论塔板数”的关系,而是深入到了影响塔板效率的各种因素,比如气液接触的均匀性、停留时间、以及湍流强度等。他甚至还引用了几个不同厂家塔板的性能数据,进行对比分析,这让我真切地感受到,原来设计一个看似简单的蒸馏塔,背后是如此多的细节和考量。他还会用一些生动的比喻来解释一些抽象的概念,比如把气液在塔板上的混合过程比作“无数个微小水滴在空中舞蹈”,这样的描述一下子就让枯燥的理论变得鲜活起来。我当时就觉得,这作者绝对是个“讲故事”的高手,能把技术细节讲得如此引人入胜,让人欲罢不能。

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对于我这样一个在化工领域摸索多年的学习者来说,《化工过程设计》这本书的出现,无疑是一场及时雨。它在关于安全与环保设计部分的讲解,可以说是既全面又深刻。我一直觉得,安全和环保是化工过程设计中至关重要的环节,但常常在一些基础教材中被一带而过。然而,这本书却花费了大量的篇幅,系统地阐述了如何将安全和环保理念贯穿于设计的全过程。它详细介绍了各种潜在的工艺危险源(如火灾、爆炸、毒性物质泄露),以及相应的风险评估方法,例如What-if分析、HAZOP分析等。在环保方面,它不仅讲解了如何控制污染物排放,更深入探讨了如何通过绿色化学原则来优化工艺,减少废物产生,提高资源利用率。我记得其中关于“三废”处理的章节,他不仅仅是罗列了几种处理技术,而是结合实际案例,分析了不同处理技术的经济性和适用性,以及如何根据具体的物料特性来选择最优的方案。这本书让我意识到,优秀的设计不仅仅是高效和经济,更应该是对人类生命和地球环境的负责。

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我一直认为,一本好的技术书籍,应该能够激发读者的思考,而不是仅仅灌输知识,而《化工过程设计》这本书,恰恰达到了这个目的。它在关于“化工过程经济性评价”的章节,让我对“成本”有了全新的认知。我之前总是把经济性评价理解为简单的成本核算,但这本书却把它提升到了战略性的高度。它详细地介绍了各种经济指标,如固定资产投资、年运行成本、投资回收期、净现值等,并且深入地分析了影响这些指标的各种因素,从原材料的价格波动,到设备的折旧年限,再到能源消耗和环保投入。更让我感到惊喜的是,它还提供了一些案例,展示了如何在不同的工艺方案之间进行经济性比较,以及如何通过工艺优化来降低生产成本,提高产品竞争力。我当时就觉得,这本书不仅是在教我如何设计一个化工过程,更是在教我如何从一个“商业”的角度来审视和评估一个化工项目,这对于任何一个有志于在化工行业发展的人来说,都是极其宝贵的财富。

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