石油化工工程设计基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:325

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出版时间:2009-2

价格:48.00元

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isbn号码:9787802298415

丛书系列:

图书标签:

• 石油化工
• 化工工程
• 工程设计
• 基础知识
• 流程设计
• 设备选型
• 管道设计
• 热力学
• 传质传热
• 安全工程

《现代化工工艺流程解析与优化》 本书深入剖析了现代化工生产的核心——工艺流程，旨在为化工领域的工程技术人员、研究学者以及对化工生产流程感兴趣的读者提供一套全面、系统且实用的理论指导和实践参考。与《石油化工工程设计基础》侧重于工程设计的基本原理不同，本书聚焦于现代化工工艺流程的实际构成、运行机理、性能评价以及前沿优化策略。 核心内容概述： 本书的内容体系围绕“解析”与“优化”两条主线展开。 第一部分：化工工艺流程的构成与原理（解析） 这一部分是理解现代化工生产的基础，详细阐述了各种典型化工单元操作和单元过程的内在逻辑与协同作用。 单元操作的精细化解析： 传质操作： 深入探讨了吸收、精馏、萃取、吸附、结晶、干燥等单元操作的物理化学基础，如相平衡理论、传质速率方程（包括薄膜理论、穿插理论等）、界面传质机理。本书将结合大量实际案例，分析不同操作条件（温度、压力、浓度、流速）对传质效率的影响，并介绍现代工业中常用的高效分离设备（如填料塔、筛板塔、旋转填料塔、膜分离器、超临界萃取装置等）的设计理念和性能特点。例如，在精馏部分，将不仅仅停留在平衡级模型，还会详细介绍真实塔板的效率（如Murphree效率、总效率），并引入模拟软件（如Aspen Plus, HYSYS）在精馏塔设计与操作优化中的应用。 传热操作： 系统分析了导热、对流传热、辐射传热的各种形式，以及换热器的设计原则和类型（如管壳式、板式、空气冷却器、蒸发器、冷凝器等）。本书会重点讲解换热器设计中的热负荷计算、传热温差计算（平均温差、数-温差法）、传热系数的确定，以及设备选型与防垢、腐蚀等问题。对于高效换热技术，如强化传热技术（翅片管、插入件、微通道换热器）、热管技术等，将给予专门的章节论述。 流体输送与混合： 详细讲解了流体静力学、动力学，如伯努利方程的推导与应用、管路系统中的压降计算（沿程阻力、局部阻力）、泵（离心泵、容积泵）和压缩机（离心式、轴流式、往复式）的工作原理、选型与操作。在混合操作部分，将分析不同类型混合器（如搅拌罐、射流混合器、静态混合器）的混合机理、效率评价指标，以及在多相混合（如气液、液液、固液）中的应用。 机械操作： 涵盖了粉碎、筛分、过滤、沉降、离心分离等与固体物料处理相关的单元操作。本书将深入讲解各类设备的运动学和动力学原理，以及影响操作效率的因素，如粒度分布、物料性质、设备参数等。 单元过程的集成与反应器工程： 化学反应工程基础： 深入研究化学反应动力学（反应速率方程、反应级数、表观活化能、催化剂作用）、反应器类型（间歇反应器、连续搅拌釜反应器CSTR、管式反应器PFR、固定床反应器、流化床反应器）的数学模型、性能分析与设计。本书将结合非理想反应器的概念（如返混、死区），探讨如何通过反应器设计优化产物的收率和选择性。 典型化工过程解析： 选取若干代表性的现代化工过程（如合成氨、甲醇合成、乙烯裂解、炼油装置中的催化重整、聚合物合成等），对其工艺流程进行深度剖析。这部分内容将不仅仅是工艺流程图的解读，更会追溯到每个单元操作和单元过程背后的科学原理，以及它们如何协同工作以实现整体生产目标。例如，在合成氨工艺中，将详细讲解变换反应、CO2脱除、甲烷化、CO转化催化剂的性能，以及合成塔的换热与催化剂床层设计。 第二部分：化工工艺流程的评价与优化（优化） 在掌握了流程的基本原理后，本书重点探讨如何对现有流程进行科学评价，并运用先进技术和理念进行优化，以提高生产效率、降低能耗、减少污染，并增强过程的安全性与稳定性。 工艺流程的性能评价指标： 经济性评价： 详细介绍物料衡算、能量衡算的方法，以及如何基于此进行成本估算（包括固定资产投资、运行成本）。将探讨投资回收期、净现值（NPV）、内部收益率（IRR）等关键经济指标在项目评估中的应用。 能效评价： 引入能效比（EPR）、能源消耗强度（ESI）等概念，分析流程中的主要能耗环节，并讲解 Pinch 分析技术在热集成与节能方面的应用。 物料损耗与转化率： 重点研究各单元操作和单元过程的物料收率、选择性，分析造成物料损耗的原因，并提出提高物料利用率的策略。 环保与安全评价： 探讨工艺流程的“三废”（废水、废气、废渣）排放情况，以及相关的环境法规与处理技术。同时，将深入分析工艺过程中的潜在危险源（如易燃易爆、有毒有害物质），并介绍风险评估方法（如HAZOP分析）和安全保障措施。 现代化工工艺优化技术： 过程模拟与优化： 详述如何利用 Aspen Plus, HYSYS, ChemCAD 等专业流程模拟软件，建立详细的工艺模型，进行稳态和动态模拟，预测流程性能，并在此基础上进行参数优化，寻找最佳操作条件。 过程集成（PI）： 重点介绍过程集成思想，尤其是热集成（如换热网络设计）、物料集成，通过优化物料和能量的流动路径，实现整体效益的最大化。 先进控制技术（APC）： 阐述模型预测控制（MPC）、自适应控制、模糊逻辑控制等先进控制策略在提高过程稳定性、应对扰动、减少能耗和物料消耗方面的作用，并介绍实际应用案例。 强化过程技术（EPT）： 介绍反应-分离耦合（如反应精馏、反应萃取）、微反应器技术、超重力技术、膜集成技术等，这些技术能够实现单元操作或单元过程的集成与强化，显著提高过程的效率和经济性。 生命周期评价（LCA）与绿色化工： 引入生命周期评价的理念，从原材料获取到产品废弃的整个生命周期来评估化工过程的环境影响。本书将探讨绿色化学原则在工艺设计中的应用，如使用可再生原料、开发环境友好的催化剂、减少溶剂使用、设计易于回收和降解的产品等。 大数据与人工智能在流程优化中的应用： 展望未来，本书还将探讨如何利用大数据分析、机器学习、深度学习等技术，对海量的生产数据进行挖掘，从而发现潜在的优化机会，实现智能化的过程监控与优化。 本书的特色与价值： 1. 深度与广度并重： 本书在涵盖了基础单元操作和过程原理的同时，更侧重于现代化工生产中的实际应用和前沿发展，兼具理论深度与工程实践的广度。 2. 案例驱动： 大量结合了国内外典型的化工生产案例，通过分析实际问题，帮助读者更好地理解和掌握理论知识。 3. 工具导向： 详细介绍了流程模拟软件和优化工具的使用方法，并提供了相关的实践指导，使读者能够直接应用于实际工作中。 4. 前瞻性： 关注绿色化工、智能制造等行业发展趋势，为读者提供面向未来的知识和技术视野。 5. 实用性： 内容紧密结合工程实际，旨在提升化工工程技术人员的工艺分析、设计优化和运行管理能力。 总而言之，《现代化工工艺流程解析与优化》是一本旨在帮助读者深入理解化工生产的“心脏”——工艺流程，并掌握如何对其进行科学评估与持续改进的专业著作。它将为所有致力于提升化工生产效率、降低成本、实现可持续发展的专业人士提供宝贵的知识财富。

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说实话，我是在一个几乎没有其他备选教材的情况下翻开这本大部头的。起初我非常抗拒，因为那些繁复的工程标准和规范总是让人望而生畏。但这套书的编排逻辑却展现出一种罕见的韧性和条理。它没有一股脑地灌输规范条文，而是将设计方法论嵌入到具体的设备选型和布局案例中去。例如，在介绍泵和压缩机的选型部分，它不仅详细列举了不同类型设备的性能曲线和适用工况，更引入了“可靠性工程”的视角，分析了备用机组的配置原则和维护周期对整个装置稳定性的影响。这一点非常超前，体现了作者对现代石化装置“7x24小时”不间断运行要求的深刻洞察。我尤其喜欢其中关于管道应力分析的章节，虽然篇幅不长，但它通过几个关键的弯头和支架的案例，直观展示了热胀冷缩在长距离输送管线中的破坏力。这本书的文字风格是那种老派的、严谨的、不带任何多余修饰的，它要求读者付出专注，但回报也极其丰厚。它更像是一位经验丰富的老工程师，在你身边低声指导，而不是一个喋喋不休的导游。

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这本书，初捧卷，便觉一股沉甸甸的行业气息扑面而来，仿佛能闻到那浓郁的烃类混合物的味道。作为一名行业新人，我原本对“设计基础”这类字眼抱持着一丝谨慎的期待，生怕落入枯燥乏味的理论堆砌之中。然而，前几章关于物料平衡和能量平衡的阐述，却以一种近乎艺术性的方式，将抽象的化学过程具象化。作者似乎深谙初学者的心理，没有急于抛出复杂的公式，而是从最基本的化工单元操作——比如蒸馏、吸收——的宏观流程入手，带领读者领略其精髓。特别是对热力学第二定律在实际化工流程优化中的应用剖析，细致入微，结合了大量的实际案例图示，让我这个刚走出校门的门外汉，第一次对“效率”二字有了更深刻、更贴合工程实际的理解。书中的图例并非简单的线条勾勒，而是带有鲜明工艺特征的P&ID（管道及仪表流程图）节选，每条管线、每个阀门似乎都在无声地讲述着流体在系统中的“旅程”。我特别欣赏作者在讲解反应器选型时所持的谨慎态度，没有给出“万能”的答案，而是强调了根据反应动力学、催化剂特性和经济性进行综合决策的必要性。这本教材的价值，在于它成功架起了理论与工程实践之间那座摇摇欲坠的桥梁，让人不再觉得设计是遥不可及的空中楼阁。

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从排版和装帧来看，这本书显然是面向专业院校或企业内部培训的严肃教材，字体和图表清晰，但整体风格略显陈旧，缺乏现代教材那种花哨的色彩和互动元素。但这丝毫不影响其内容的硬核价值。我最近在进行一个小型加氢装置的模拟项目时，发现书中关于换热器管束布置和清洗维护空间预留的经验法则，极大地优化了我初步设计的布局。设计基础固然重要，但“基础”的“基础”往往隐藏在那些被忽略的细节中。这本书的高明之处在于，它将这些“被忽略的细节”——比如垫片的选择、法兰的扭矩要求、安全阀的排放口设计位置——都系统地纳入了设计的考量范围。它强调的“基础”，是贯穿整个项目生命周期的系统性思维。如果你只是想了解石化装置“长什么样”，这本书可能过于厚重；但如果你真的想参与到“如何把它设计出来并保证它能安全、经济地运行几十年”的工作中去，那么这本书就是你工具箱里不可或缺的压舱石。它的知识密度极高，读完一遍，你会发现自己对工厂的整体架构有了脱胎换骨的理解。

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我购买这本书的初衷是为了准备一次内部的技术转岗面试，我对流体力学和传热学的基本原理尚有把握，但在“工艺包（Process Package）”的形成过程上一直比较模糊。这本书在这方面给予了我巨大的帮助。它系统地梳理了从概念设计到基本设计阶段（FEED）的各个输出文件，包括工艺流程图（PFD）、关键设备规格书的草拟要点，以及如何进行初步的场地布置（Plot Plan）的考量。最令我印象深刻的是关于安全与环保（HSE）集成的部分。作者没有将HSE视为事后的补救措施，而是将其贯穿于设计的全生命周期。比如，在储罐区设计中，对防火堤容积的计算标准、惰性气体保护系统的冗余设计，以及紧急泄压系统的流体动力学模拟，都有详尽的步骤解析。这让我意识到，设计不仅仅是让流程跑起来，更重要的是如何确保它在“跑坏了”或“跑脱了”的情况下，将损失降到最低。这本书的价值，在于它提供了一套完整的、可执行的设计“剧本”，而不是零散的知识点。

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坦白讲，这本书的某些部分——尤其是关于腐蚀控制和材料选用的章节——读起来颇具挑战性。它涉及到了大量的金属学、电化学知识以及国际标准（如ASME B31.3, API 570等）的交叉引用。这不是一本让你轻松翻阅的读物，更像是一本需要时刻备着笔记本和计算器的工具书。我发现作者在处理高压、高温环境下的特殊材料选择问题时，展现了惊人的广度和深度。例如，针对H2S介质的硫化物应力腐蚀开裂（SSC）预防措施，以及在氢气脱硫装置中对特种合金钢材的选材要求，都给出了明确的“红线”和“推荐区”。然而，这种深度也带来了一定的阅读门槛。我花费了大量时间去查阅那些标准附录，才能完全理解某些图表背后的工程含义。但反过来看，正是这种不回避复杂性的态度，使得这本书在需要精确决策的场景下，具有极高的参考价值。它不是教你“怎么想”，而是告诉你“应该怎么做，为什么这么做”。

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