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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Vogel, G. Herbert

出品人:

页数:492

译者:

出版时间:

价格:$ 303.97

装帧:HRD

isbn号码:9783527310890

丛书系列:

图书标签:

化学工程
工艺开发
流程优化
化学反应工程
工业化学
过程控制
分离工程
传热传质
反应器设计
规模化生产

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具体描述

Guiding readers through all steps of the complex process, this book covers the most diverse aspects of chemicals production, including those not or insufficiently covered in natural science courses. These comprise economic feasibility, patenting and licensing, demands on the location and the problem of waste disposal. Throughout, the author does not rely on simple references to other literature but instead reiterates many facts and places them in context, as well as succinctly explaining formulas, thus removing the need to look up items in secondary reference works. As such, the book is suitable for both newcomers as well as those already working in the field. Those working in RandD as well as plant managers will learn how to avoid pitfalls, resulting in higher safety. A common basis and indispensable ready reference for engineers and chemists.

《化学工程设计原理与实践》一部深入浅出、全面系统的现代化学工程设计指南本书简介在瞬息万变的化学工业领域，高效、安全且可持续的工艺设计是企业核心竞争力的基石。《化学工程设计原理与实践》旨在为化工、制药、石油天然气及新材料等行业的工程师、研究人员及高年级学生提供一套完整、实用的设计方法论与工程实践指导。本书摒弃了传统教材中过于侧重理论推导的窠臼，而是将重点聚焦于如何将基础的化学工程原理转化为具体可行的工业设计方案。本书结构严谨，内容涵盖了从工艺概念形成到装置投产的整个生命周期，强调系统性思维与跨学科知识的融合。我们深知，现代化工设计不再是单一单元操作的简单堆砌，而是一个涉及热力学、流体力学、反应动力学、过程控制及经济性评估的复杂决策过程。因此，本书的编写立足于工程实践的真实需求，力求提供既有理论深度又不失操作性的内容。核心内容板块详解第一部分：工艺概念化与可行性研究（Conceptualization and Feasibility）本部分是所有工程项目的起点。我们详细阐述了如何从市场需求出发，识别潜在的工艺路线。这包括对不同反应路径的初步筛选，基于化学计量学和能量平衡的宏观评估。工艺路线选择（Route Selection）：介绍多目标决策分析法（MCDM），如何权衡原料可得性、产品纯度要求、副产物处理难度以及潜在的环境影响。流程图的绘制与演进（Process Flow Diagrams - PFDs）：强调PFD作为信息传递核心的作用，细致讲解了P&ID（管道及仪表流程图）的符号规范、关键设备的表示方法，以及如何通过P&ID清晰界定控制范围和安全联锁系统。初步的质量与能量平衡（Preliminary Mass and Energy Balances）：重点讲解了如何使用流程模拟软件（如Aspen HYSYS或UniSim）建立初始模型，并解读模拟结果在初步设备选型中的指导意义。第二部分：单元操作的精细化设计（Detailed Unit Operation Design）本部分深入探讨了化学工程中核心单元操作的详细设计步骤和关键参数的确定。内容紧密结合行业标准和实际操作约束。反应器设计（Reactor Engineering）：不仅限于理想反应器模型，更侧重于非均相反应体系（如固定床、流化床）的返混效应、传热管理（急热/急冷需求）以及催化剂失活对操作周期的影响。特别辟出章节讨论微通道反应器等前沿技术在放大过程中的挑战。分离过程优化（Separation Process Optimization）：精馏（Distillation）：深入讲解了塔内件（塔盘、填料）的选择标准，压力设定对分离效率和能耗的影响，以及涉及共沸或易分解物料时的特殊操作模式（如萃取精馏、反应精馏的引入）。吸收与萃取（Absorption and Extraction）：侧重于溶剂的选择准则、传质速率的计算，以及如何通过液-液萃取有效分离结构相似的组分。热交换网络设计（Heat Exchanger Network - HEN）：系统介绍夹点（Pinch）分析法在能量集成中的应用，如何通过热集成最大化回收废热，降低公用工程的负荷，并给出优化后的网络设计验证方法。第三部分：设备选型、仪表与控制（Equipment Sizing, Instrumentation, and Control）设计图纸的最终落地需要精确的设备规格和可靠的过程控制系统。关键设备规格确定：详细指导泵、压缩机、搅拌器、塔器壳体和换热器的初步尺寸估算，并强调设计裕度（Design Margin）的合理取舍。对材料选择（Material of Construction - MOC）的考量纳入了腐蚀环境、温度压力等级和成本的综合评估。过程控制系统（Process Control）：介绍反馈控制、前馈控制的基本回路设计，强调了关键性能指标（KPIs）如超调量、调节时间对控制阀选型和PID参数整定的影响。重点讲解了安全仪表系统（SIS）与基本过程控制系统（BPCS）的集成与隔离原则。第四部分：安全、环保与经济性评估（Safety, Environmental, and Economic Evaluation）一个优秀的设计必须是安全的、合规的，并且具备经济可行性。工艺安全管理（Process Safety Management - PSM）：详细介绍了危害与可操作性分析（HAZOP）的实施流程，如何识别工艺偏差的后果，以及安全泄放系统的设计（如泄压阀的尺寸计算，基于DIERS方法的评估）。环境影响与三废处理：探讨了废水、废气和固体废物的最小化产生技术，以及主流的污染控制单元（如RTO/RCO、生物处理）与主工艺的集成设计。项目经济性分析：涵盖了资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）的估算方法，净现值（NPV）、内部收益率（IRR）和投资回收期（Payback Period）的计算，为项目决策提供量化的财务依据。本书的特色本书的独特之处在于其“设计流程导向”的叙事结构。每章均以一个虚拟的工业案例为线索，贯穿设计、分析、优化和验证的全过程。书中包含了大量的工程实例、表格数据、行业规范引用（如ASME, API标准），以及流程模拟的截图分析，确保读者能够清晰地看到理论如何转化为工程实践中的具体步骤。它不仅是一本工具书，更是一份引导工程师系统思考、解决复杂工程问题的思维地图。通过学习本书，读者将能够独立承担中小型化工项目的工艺包（Process Package）设计工作，并对大型项目的关键决策环节拥有深刻的理解和批判性评估能力。