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页数:242

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出版时间:2009-3

价格:38.00元

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isbn号码:9787122040671

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• 书籍,不需分类
• 蒸馏技术
• 精馏
• 萃取
• 化工分离
• 分离工程
• 过程工程
• 化学工程
• 工业化学
• 传质
• 化工设备

现代蒸馏技术 内容概述： 本书聚焦于当前工业界广泛应用且极具发展潜力的蒸馏技术。我们深入剖析了蒸馏过程的各个环节，从基础的传质传热原理，到先进的塔盘与填料设计，再到各种创新的蒸馏工艺与集成方案。本书旨在为读者提供一个全面、系统且实用的蒸馏技术知识体系，帮助他们理解、设计、优化和操作各类蒸馏单元，以应对日益严峻的能源消耗和环境保护挑战。 第一章 蒸馏基础理论回顾 本章将从最基础的层面入手，快速梳理并巩固读者对蒸馏核心原理的理解。我们将回顾相平衡的基本概念，包括拉乌尔定律、亨利定律以及非理想体系的活度系数模型，为后续深入讨论复杂分离过程打下坚实基础。接着，我们将重点讲解蒸馏过程中的传质与传热耦合机制，分析汽液两相间的物质和能量传递如何共同影响分离效率。此外，本章还将简要介绍二元和多元体系的相图表示方法，如T-x-y图、P-x-y图等，并阐述相律在蒸馏过程中的应用。最后，我们将引入分离效率的概念，为后续评估和优化蒸馏设备性能提供理论依据。 第二章 蒸馏塔盘与填料：核心构件详解 蒸馏塔是实现分离的核心设备，其内部构件的设计与选择直接关系到操作效率和能耗。本章将对目前主流的塔盘类型进行详细介绍。我们将深入探讨筛板塔、泡罩塔、穿流塔以及阀式塔等各类塔盘的设计特点、流动机制、传质传热性能以及各自的优缺点和适用范围。对于每种塔盘，我们将从流体力学角度分析气液接触方式，结合传质理论解释其分离机理，并提供相关的设计准则和选型依据。 除了塔盘，填料塔在许多蒸馏应用中也占据着重要地位。本章将全面介绍各种规整填料和散装填料的结构、特性、比表面积、空隙率以及它们对传质传热效率的影响。我们将讨论不同填料在不同操作条件下的性能表现，包括压降、润湿性、持液量等关键参数，并提供填料选型和塔内件设计的指南。此外，本章还将强调塔盘和填料在实际操作中可能遇到的问题，如冲塔、漏液、沟流等，并给出相应的预防和解决措施。 第三章 经典蒸馏工艺及其现代改良 本章将深入探讨几种最为经典且至今仍在广泛应用的蒸馏工艺，并重点介绍这些工艺在现代技术条件下的改良与创新。 连续精馏： 这是最常见的工业蒸馏方式。我们将详细阐述其操作原理，包括进料位置的选择、塔顶采出和塔底采出的策略、以及回流比对分离效果的影响。本章还将深入分析塔顶塔底设计方程（如McCabe-Thiele图解法、横梁法等）的原理和应用，并介绍如何通过优化操作参数来提高产品纯度并降低能耗。 分批蒸馏： 适用于小批量生产或需要频繁更换产品种类的场合。我们将分析分批蒸馏的周期性操作特点，包括进料、加热、蒸馏、排料等环节，并讨论其在特定应用中的优势和局限性。 萃取精馏： 当两组分相对挥发度相近，难以通过简单精馏分离时，萃取精馏是一种有效的解决方案。本章将详细讲解萃取精馏的原理，即通过加入第三种萃取剂改变混合物相对挥发度来提高分离效率。我们将分析萃取剂的选择原则，如选择性、最小化夹带、易于回收等，并介绍萃取精馏塔的设计要点和操作策略。 共沸精馏： 对于能形成共沸物的体系，传统精馏无法将其完全分离。本章将介绍共沸精馏的多种策略，包括添加共沸剂（如共沸精馏）、变压精馏、以及利用共沸物分解产物进行分离等。我们将分析不同方法的机理，并探讨其在工业上的应用案例。 第四章 新型蒸馏技术与前沿进展 随着对能源效率和环境保护要求的不断提高，新型蒸馏技术应运而生并快速发展。本章将聚焦于这些具有创新性和颠覆性的技术。 加料精馏（Feed-Tray Distillation）： 这种技术通过在塔内不同位置优化进料，可以有效降低能耗和塔设备尺寸。我们将深入分析加料精馏的原理，探讨进料位置对塔负荷和分离效率的影响，并介绍相关的设计和优化方法。 热耦合精馏（Heat-Integrated Distillation）： 这是提高蒸馏过程能源效率的关键技术之一。本章将详细介绍不同类型热耦合精馏的结构，如共享壁塔（Dividing Wall Column）、串级精馏（Cascade Distillation）等。我们将分析它们如何通过内部热量交换来减少外部加热和冷却的需求，从而实现显著的节能效果。 反应精馏（Reactive Distillation）： 将化学反应与蒸馏过程集成在一个设备中，实现反应和分离的同步进行。本章将探讨反应精馏的优势，包括提高转化率、抑制副反应、减少设备投资和操作费用等。我们将介绍反应精馏塔的设计原则、催化剂的选择以及操作控制要点，并列举其在酯化、醚化等反应中的成功应用。 膜辅助蒸馏（Membrane-Assisted Distillation）： 结合了膜分离技术和蒸馏过程的优点。我们将介绍不同类型的膜蒸馏，如真空膜蒸馏、渗透汽化等，并分析它们在处理难分离物质、提高能耗效率方面的潜力。 吸附精馏（Adsorption Distillation）： 利用吸附剂选择性吸附某一组分，从而改变混合物的挥发度，辅助蒸馏分离。本章将介绍吸附精馏的原理、吸附剂的选择以及与蒸馏塔的集成方式。 第五章 蒸馏过程的模拟与优化 现代蒸馏过程的设计与优化离不开先进的模拟工具。本章将介绍如何利用商业化流程模拟软件（如Aspen Plus, HYSYS等）对蒸馏过程进行建模和模拟。我们将讲解建立蒸馏模型所需的关键输入参数，如物性数据库、组分数据、塔的结构参数等，并展示如何通过模拟来预测塔的性能，如分离效率、能耗、压降等。 此外，本章还将重点讨论蒸馏过程的优化策略。我们将介绍单变量和多变量优化方法，以及如何利用模拟结果来确定最佳的操作参数，如进料流量、回流比、加热量、冷凝量等，以实现最佳的经济效益或最低的环境影响。本章还将涵盖灵敏度分析和稳态/动态模拟的应用，帮助读者更好地理解和控制蒸馏过程。 第六章 蒸馏单元的能效提升与环境保护 能源消耗是蒸馏过程面临的最大挑战之一。本章将集中探讨如何提高蒸馏单元的能效。除了前面章节介绍的热耦合和反应精馏等技术，我们还将深入探讨其他节能措施，如优化塔顶冷凝器和塔底加热器的设计，采用高效的隔热材料，以及改进操作控制策略以减少不必要的能量损耗。 环境保护是现代工业不可忽视的议题。本章将分析蒸馏过程中可能产生的环境影响，如废气排放、废水处理、固体废弃物等，并介绍相应的减排和处理技术。我们将讨论如何通过优化工艺设计来减少挥发性有机物（VOCs）的排放，如何对产生的废水进行有效的处理，以及如何回收和再利用废弃物。此外，本章还将关注绿色溶剂和生物质原料在蒸馏过程中的应用前景，以及如何通过技术创新实现蒸馏过程的可持续发展。 第七章 蒸馏操作中的关键问题与故障排除 即使设计再完美的蒸馏单元，在实际操作中也可能遇到各种问题。本章将聚焦于蒸馏操作中的常见问题及其故障排除。我们将深入分析导致操作效率下降、产品质量不达标、甚至设备损坏的潜在原因，包括： 传质传热效率下降： 如塔盘堵塞、填料结垢、润湿不良等。 流动问题： 如回流不足、冲塔、沟流、泛沫等。 组分泄漏： 如阀门密封不良、管道连接松动等。 压力控制问题： 如真空系统故障、塔顶压力波动等。 温度控制问题： 如加热器功率不足、冷却器效率下降等。 本章将为读者提供一套系统的故障诊断和排除流程，强调从现象分析、原因追溯到解决措施的逻辑链条。我们将结合实际案例，指导读者如何通过观察操作参数、检查设备状态、进行必要的测试来快速准确地定位问题，并给出相应的维修和调整建议。 第八章 蒸馏在特定工业领域的应用实例 本章将通过一系列具体工业领域的应用案例，来展示现代蒸馏技术的多样性和实用性。我们将深入剖析不同行业在蒸馏技术应用中的独特挑战和解决方案。 石油化工： 介绍原油分馏、乙烯裂解产物分离、芳烃精馏等关键过程，探讨塔盘/填料选择、能耗优化和产品分离的挑战。 精细化工： 讨论高纯度化学品、医药中间体、农药的生产中，对蒸馏分离精度和操作灵活性的高要求，以及如何通过反应精馏、共沸精馏等技术实现高效分离。 食品与饮料： 介绍酒精（乙醇）的生产、食用油的精炼、香料的提取等过程，关注产品风味、安全性和能耗的平衡。 气体分离： 探讨空气分离（氮气、氧气、氩气）、天然气净化（CO2、H2S去除）等过程，分析低温精馏和吸附技术在这些领域的应用。 制药工业： 强调药品纯度、无菌操作以及对溶剂回收的要求，介绍膜辅助蒸馏和高效精馏在制药过程中的作用。 通过这些案例，读者将能够更直观地理解现代蒸馏技术的价值，并将其应用于自身的实际工作中。 结论与展望 本书的最后，我们将对现代蒸馏技术的发展进行总结，并对未来的发展趋势进行展望。我们将强调持续的技术创新、智能化控制、绿色化设计以及与其他分离技术的集成将是未来蒸馏技术发展的关键方向。本书希望能够成为广大工程师、研究人员和学生在蒸馏领域学习和实践的有力工具。

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说实话，我购买《现代蒸馏技术》是冲着它“现代”二字来的，期待能看到更多关于非传统分离方法的介绍。书中确实花费了不少篇幅介绍了模拟技术在优化中的应用，例如如何通过敏感性分析来确定最佳操作窗口，这一点做得相当出色。但当我翻到关于新型塔设备的部分时，发现内容更新的速度似乎跟不上工业界的发展步伐。比如，对于微反应器技术在精馏中的结合，或者更先进的膜分离与蒸馏耦合系统，仅仅是蜻蜓点水，没有展开深入探讨其经济性和可行性。我更希望看到一些针对特定行业（如生物制药或石油化工）的深度案例，而非通用的流程图。书中对真空精馏的讨论倒是比较到位，详述了提高热敏物料回收率的具体操作要点。总体感觉，这本书更像是对过去二十年成熟技术的系统性总结和巩固，对于寻求颠覆性创新的读者来说，可能会略感保守和意犹未尽。它是一本可靠的基石，但离“前沿”二字，还有一段距离。

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这本书的价值在于它构建了一个非常完整的知识体系框架，从基础的热力学回归到具体的设备选型，脉络清晰，逻辑严密。我特别欣赏作者在讨论塔内件效率评估时，引入的国际标准和行业公认的评判指标，这使得书中的结论具有很强的权威性和可信度。通过阅读本书，我对如何平衡分离精度、能耗与设备投资之间的复杂关系有了更深刻的理解。但是，这本书在软件应用层面的指导略显薄弱。虽然提到了模拟软件，但缺乏具体的输入文件范例或调试技巧，这使得那些习惯于“动手操作”来学习的读者会感到有些受限。此外，书中对腐蚀和材料选择的讨论，也仅仅停留在一般性的说明，并未深入到特定操作条件下（如高硫、高酸环境）的材料失效分析，这是一个在实际工厂中至关重要的环节，略感遗憾。总的来说，这是一本扎实、全面的教材，非常适合作为高级课程的指定用书，但若想直接用于快速解决跨领域的新问题，可能还需要结合其他专业文献。

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这本书的排版和插图质量实在令人称赞，这是我在众多化工书籍中体验到最好的之一。清晰的流程图、详细的设备剖面图，大大降低了理解复杂结构的认知负担。尤其值得称赞的是，作者在每一章末尾都附带了一系列思考题和实际工程问题，这极大地促进了读者的主动学习和知识内化。我尝试解了几道关于精馏塔放大设计的问题，发现书中所提供的经验系数和修正因子非常有价值，比我以往使用的手册数据更为精确。语言风格上，作者采用了非常务实的口吻，没有过多的华丽辞藻，直奔主题，这点我很欣赏。不过，在处理多相流体平衡和界面现象的数学模型时，某些步骤的跳跃性较大，对于非专业背景的工程师来说，可能需要辅以其他流体力学教材来弥补这部分的知识盲区。总而言之，它是一本注重实用性和可操作性的工具书，非常适合需要快速解决现场问题的工程师作为参考。

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这本《现代蒸馏技术》读完后，我的感受可谓五味杂陈。从内容上来看，作者对蒸馏过程的物理化学原理阐述得相当深入，尤其是关于新型塔盘设计和高效填料的比较分析，让人耳目一新。书中对气液平衡数据的精确性讨论，以及如何利用现代模拟软件（如Aspen Plus）进行流程优化，提供了非常实用的指导。不过，对于初学者而言，前几章涉及的理论深度可能略显吃力，需要一定的化工基础才能完全消化。我尤其欣赏的是，作者在探讨节能降耗方面所下的功夫，特别是关于热泵辅助蒸馏和侧线进料的优化策略，这些内容在当前的工业界具有极高的现实意义。整本书的结构清晰，图表质量很高，很多工程实例都非常贴近实际操作中的痛点。然而，美中不足的是，对于一些前沿的反应精馏技术，探讨得不够深入，更多是停留在原理介绍层面，缺乏更具操作性的案例分享。总的来说，这是一本偏向于工程师和研究人员的深度参考手册，而不是面向入门者的科普读物。

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翻开这本书，最先吸引我的是它那扎实的理论基础和严谨的逻辑结构。作者没有停留在表面的操作描述，而是深入挖掘了影响分离效率的关键变量——比如回流比、操作压力对塔板数的实际影响曲线，这些细节在其他教材中往往被一笔带过。我特别关注了其中关于“塔内件的流体力学特性”这一章节，对不同类型填料在不同液泛率下的性能曲线进行了细致的对比，这对设计人员选择合适的内件至关重要。不过，这本书的叙述风格偏向学术化，语言组织较为紧凑，有时候需要反复阅读才能捕捉到其中的细微差别。比如在讨论精馏塔的动态特性和控制策略时，公式推导虽然详尽，但缺乏对实际DCS（集散控制系统）操作界面的直观描述，使得理论与实践之间似乎还隔着一层纱。尽管如此，其对“杂质的迁移规律”的建模分析，为解决复杂多组分分离难题提供了强有力的理论支撑。这本书无疑是提升专业深度的利器，但阅读过程需要极大的专注力和耐心。

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