Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Ludwig, Ernest E.

出品人:

页数:485

译者:

出版时间:

价格:2706.80元

装帧:HRD

isbn号码:9780884151012

丛书系列:

图书标签:

• Chemical Engineering
• Process Design
• Petrochemical Plants
• Chemical Plants
• Process Simulation
• Plant Design
• Process Optimization
• Equipment Design
• Flowsheet Development
• Safety Engineering

好的，以下是一本关于化工与石化过程设计的书籍简介，内容详实，不涉及《Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants》中的具体内容。 --- 书名：《现代化工过程强化与绿色化设计：前沿技术与工程实践》 书籍简介 在当前全球能源转型与可持续发展的大背景下，化工与石化行业正面临着前所未有的技术革新与环境压力。传统的大规模、高能耗生产模式已难以为继，取而代之的是对高效能、低排放、环境友好的“过程强化”（Process Intensification, PI）与“绿色化学工程”的迫切需求。本书《现代化工过程强化与绿色化设计：前沿技术与工程实践》旨在深入探讨面向未来的化工与石化过程设计理念、核心技术及其在实际工程中的应用策略，为工程师、科研人员及决策者提供一套系统、前瞻性的指导框架。 本书内容涵盖了从基础原理到前沿应用的多个维度，重点聚焦于如何通过创新的设计手段，实现传统单元操作的革命性突破，并构建符合严格环保法规和经济效益要求的现代化工厂。全书结构严谨，理论深度与工程实用性并重，力求体现当前化工过程设计领域的最先进思想。 第一部分：过程强化的理论基石与核心技术 本部分首先为读者奠定了过程强化设计的理论基础。过程强化不仅仅是单元设备的简单缩小，而是通过突破性的技术手段，实现体积、能耗、质量和时间的显著优化。 1. 过程强化设计哲学与指标体系： 详细阐述了过程强化的核心原则——统一功能、集中控制、集成操作。构建了一套量化的评估指标体系，用以衡量强化设计的优越性，包括体积效率（Volume Efficiency）、能量效率（Energy Efficiency）和固有安全性（Inherent Safety）。 2. 反应-分离集成技术： 深入剖析了反应精馏（Reactive Distillation, RD）、反应萃取（Reactive Extraction）等关键技术。重点论述了如何通过热力学驱动和反应动力学控制的协同作用，消除副反应、提高转化率并简化下游分离步骤。书中提供了多案例的RD塔设计流程，包括平衡限制、塔板效率的精确计算方法。 3. 微反应器技术与多相流微尺度效应： 详细介绍了微通道反应器（Microreactor）在传热传质效率上的绝对优势。内容涵盖了微尺度下流体力学、化学反应动力学的耦合分析，特别是对于高危、高放热反应（如硝化、氧化反应）的固有安全设计策略，以及如何通过流体模型预测“热点”的形成与消除。 4. 动态过程设计与先进过程控制（APC）： 探讨了在间歇或变负荷工况下，如何利用过程模型进行预测控制。内容涵盖了模型预测控制（MPC）在复杂耦合系统中的应用，以及如何通过动态仿真优化启动、停工和负荷切换策略，避免传统设计中对冗余裕度的过度依赖。 第二部分：面向可持续性的绿色化工设计 本部分将视角转向环境责任与资源效率，聚焦于如何将绿色化学的十二项原则融入到实际的工程设计流程中。 1. 原子经济性评估与路径选择： 介绍原子经济性（Atom Economy）的计算方法，并将其作为早期工艺路线选择的决定性标准。通过对催化剂选择和反应机理的深入分析，指导工程师设计出更少副产物、更高原料利用率的合成路线。 2. 先进分离技术在资源回收中的应用： 重点介绍了膜分离技术（如纳滤、渗透蒸发）和吸附分离技术（如变压/变温吸附，PSA/TSA）在溶剂回收、水处理和高价值产物纯化中的应用。书中详细比较了这些技术与传统蒸馏在能耗和设备占地上的差异。 3. 溶剂替代与超临界流体技术： 阐述了对传统挥发性有机溶剂（VOCs）的替代方案，特别是超临界二氧化碳（scCO2）在萃取、反应和结晶过程中的独特优势。提供了超临界萃取的相平衡数据处理和设备选型指南。 4. 过程集成与能量系统优化（Pinch Analysis）： 系统阐述了基于Pinch分析的换热网络优化方法。不仅包括传统的输入-输出分析，还深入讲解了过程集成（Process Integration）在热电联产（CHP）和余热梯级利用中的高级应用，目标是实现工厂范围内的“零能耗”或最小化外部公用工程需求。 第三部分：面向未来的数字化工程与安全设计 现代化工过程设计已离不开数字化工具的支持。本部分着眼于如何利用先进的计算工具提升设计精度和运营可靠性。 1. 计算流体动力学（CFD）在设备设计中的应用： 阐述了CFD在预测复杂反应器内混合状态、流场不均匀性和传热边界条件中的关键作用。通过具体案例（如搅拌罐、流化床），展示如何利用CFD指导搅拌器几何优化和喷嘴布局。 2. 工艺模拟软件的高级应用： 不仅限于稳态模拟，更侧重于利用专业软件进行灵敏度分析、优化设计变量的扫描以及基于模型的资产性能管理（APM）的前期规划。 3. 固有安全设计（Inherently Safer Design, ISD）： 将ISD原则嵌入到设计初期，而非后期附加安全设施。内容涉及通过化学性质的改变（如使用低浓度原料）、操作强度的最小化、设备的简化和分散化设计来从根本上降低风险。 4. 全生命周期评估（LCA）与环境足迹： 指导读者如何将LCA工具整合到设计决策中，量化不同设计方案对环境的影响（如碳足迹、水资源消耗），从而确保经济可行性与环境责任的统一。 目标读者： 本书面向从事化工、石油化工、精细化工、制药工程领域的工程师、过程设计师、项目经理，以及相关专业的高年级本科生和研究生。它将作为一本深入的参考手册，指导读者突破传统思维定式，掌握面向“效率、绿色、智能”的新一代化工过程设计方法。

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这本书的写作风格非常“工程师化”，直截了当，没有太多花哨的辞藻，直奔主题。我最喜欢它对“经济性评估”和“工艺放大”之间的平衡艺术的探讨。很多设计者陷入了一个误区，就是过度追求理论上的最佳效率，而忽略了实际生产线上的成本控制和可操作性。这本书巧妙地将热力学、动力学和经济学结合起来，提供了一套非常务实的决策框架。举个例子，在精馏塔设计部分，它没有一味推荐昂贵的特殊塔盘，而是详细对比了传统塔盘和新型填料在不同物系分离任务中的投资回报周期（ROI），这对于预算紧张的项目来说，参考价值极大。它更像是陪伴在你身边的老前辈，在你犹豫不决时，抛给你一个经过无数次实践检验过的、靠谱的建议。

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总的来说，这本书给我的感觉是“厚重但实用”。它没有停留在描述“是什么”，而是深入挖掘“为什么”以及“如何做”。它的深度足以让经验丰富的老工程师进行知识更新和系统回顾，同时，它的广度又足以让初入行业的年轻人快速建立起一个完整的、基于工业标准的工艺设计知识体系。我特别注意到它对“去瓶颈化”和“柔性化生产”的讨论，这明显是站在未来工厂的角度来规划当前的工艺设计。在当前强调智能制造和可持续发展的背景下，这种前瞻性的指导思想是极其宝贵的。它提供的不是一套固定的答案，而是一套解决未来所有类似问题的思维工具箱，让人读完后，感觉自己对整个石化工艺链条的掌控力又上了一个台阶。

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阅读体验上，这本书的排版和图表质量非常高，这是我经常忽略但又非常看重的一点。在处理复杂的工艺流程图（PFD）和管道仪表流程图（P&ID）时，清晰度直接影响理解速度。这套书在这方面做得极其出色，每一个流程图都标注得详尽无遗，即便是多层级的热集成网络，也能看得一目了然。更重要的是，它没有把这些图表当作插图，而是作为解释核心设计思想的工具。比如，当它解释如何优化换热网络时，所配的“雪花图”或“Pinch图”不仅绘制美观，更重要的是，它给出了如何根据实际操作变量来动态调整这些网络的具体步骤。这对于我们这些日常与CAD和模拟软件打交道的技术人员来说，极大地减少了在图纸和文字之间来回切换寻找关联信息的时间损耗。

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这本书的封面设计挺抓人眼球的，那种深沉的蓝色调配上醒目的橙色标题，一看就知道是给搞工程的同行看的干货。我刚翻开前几页，就被那种严谨的逻辑感给镇住了。它不像有些教科书那样堆砌理论，而是非常注重实战应用。比如它在介绍反应器设计那块儿，不是简单地告诉你公式是什么，而是会深入探讨不同操作条件下，比如温度、压力波动对反应效率的影响，以及如何通过优化设备布局来降低能耗。我记得我之前负责一个石化项目的模拟优化时，很多细节上的东西总是卡壳，总感觉理论和实际操作之间有道鸿沟，这本书似乎就是来填补这个空白的。它对单元操作的讲解，那种步步为营的推导过程，让人感觉作者是手把手带着读者走过每一个设计难点。尤其是对新材料在苛刻工况下性能衰减的分析，写得非常到位，不是那种一笔带过的内容，而是给出了具体的数据模型和案例参考。

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说实话，刚开始我有点担心内容会不会太陈旧，毕竟化工和石化领域技术更新挺快的。但是通读下来，发现作者的功力深厚，很多基础原理的阐述是经得起时间考验的。比如在流体力学章节，它对多相流动的处理方式，结合了最新的CFD（计算流体力学）思想，虽然没有直接展示复杂的代码，但给出的设计准则和经验公式，对于我们这些需要快速做出初步设计方案的人来说，简直是雪中送炭。我尤其欣赏它对“过程安全”的重视，书中专门辟出一块讲如何在高风险装置中集成多重保护层，这些内容在很多同类书籍里往往只是蜻蜓点水，但在这里却被提升到了一个非常核心的位置，甚至细致到阀门选型和管道应力分析的注意事项。这对于项目经理和设计院的资深工程师来说，绝对是加分项，因为它直接关系到项目能否顺利投产。

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