Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes (3rd Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Richard Turton

出品人:

页数:1088

译者:

出版时间:2009-01-03

价格:USD 140.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780135129661

丛书系列:

图书标签:

• 化工
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• 化学过程
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好的，这是一本关于化学过程设计、分析与合成的教科书的简介，该书侧重于理论基础、工程实践与前沿技术。 --- 《化学过程的分析、综合与设计（第三版）》： 深入解析与前沿实践 本书旨在为化学工程及相关领域的学生、研究人员和行业专业人士提供一个全面而深入的框架，用以理解、优化和创新化学过程的各个方面。第三版在继承前两版严谨的学术基础之上，融入了最新的行业实践、绿色化学原则以及数字化工具的应用，确保读者能够掌握应对现代化工挑战所需的关键技能。 核心理念与内容结构 本书的结构围绕化学过程工程的三大支柱——分析（Analysis）、综合（Synthesis）与设计（Design）展开，提供了一个从微观反应机理到宏观工厂布局的系统性视角。 第一部分：过程分析与建模（Process Analysis and Modeling） 本部分侧重于对现有或拟建过程进行量化描述和性能评估的基础。重点包括： 1. 物料与能量衡算基础的深化： 超越传统的代数方程求解，本书强调如何利用分层方法（Hierarchical approach）构建复杂流程的整体模型。详细介绍了平衡限制（Balance limits）的设定，以及在存在循环和再循环流时的严格求解策略。讨论了如何处理多相平衡体系中的组分分配问题，并引入了高级热力学模型（如基于活度系数模型的预测）在实际过程中的应用。 2. 过程模拟与数值方法： 深入探讨了过程模拟软件（如 Aspen Plus, HYSYS 等）背后的数值算法。内容涵盖了非线性方程组的求解技术（如牛顿法及其变体）、迭代收敛策略的优化，以及如何处理求解过程中的数值不稳定性。重点讲解了如何利用模拟软件对工艺流程进行灵敏度分析（Sensitivity Analysis）和优化（Optimization）。 3. 热力学与相平衡的先进应用： 详细阐述了现代热力学工具在过程设计中的关键作用。内容涵盖了方程状态（EoS）的深入比较（如 Peng-Robinson, Soave-Redlich-Kwong），以及针对复杂混合物（如电解质体系、聚合物溶液）的活度系数模型的选择与参数化。特别强调了如何利用计算流体动力学（CFD）与热力学模型的耦合，来分析反应器内的局部条件和混合效率。 第二部分：过程综合与优化（Process Synthesis and Optimization） 本部分是本书的创新核心，探讨如何从零开始构建高效、可持续的流程流程图（PFD）。 1. 流程合成的启发式与数学方法： 详细介绍了流程综合的经典方法，如算法驱动的合成（如模拟混合法、分块法）。重点讲解了如何应用Pinch 技术（热集成网络分析）来系统地最小化能源消耗。内容不仅限于热量网络（Heat Exchanger Network, HEN）设计，还扩展到溶剂选择与回收网络的综合。 2. 绿色化学与可持续性集成： 将环境影响评估（如生命周期评估 LCA 的简化形式）集成到设计决策中。探讨了如何通过流程修改（如原子经济性最大化、副产物最小化）来提升过程的绿色指数。重点介绍了利用反应路径合成和催化剂选择来设计更清洁的化学反应。 3. 过程优化的高级技术： 超越单目标优化，本书详细讲解了多目标优化（Multi-Objective Optimization, MOO）在权衡成本、能耗和环境影响时的应用。引入了基于响应面法（Response Surface Methodology）和遗传算法（Genetic Algorithms）等启发式优化技术在大型化工流程优化中的实例分析。 第三部分：单元操作设计与集成（Unit Operation Design and Integration） 本部分将理论分析转化为具体的工程设计规范和设备选型。 1. 反应器设计与放大（Reactor Design and Scale-up）： 在回顾经典反应动力学的基础上，深入分析了非理想流态（如返混、死区）对反应器性能的影响。详细讲解了多相反应器（如三相催化反应器）的设计准则，以及如何利用实验数据进行反应器模型的辨识和放大（Scale-up）。 2. 分离过程的精细化设计： 对蒸馏、吸收、萃取等单元操作进行了详尽的工程分析。重点关注了节能型分离技术，如热泵辅助蒸馏、减压精馏的设计参数确定。在精馏塔设计方面，详细阐述了塔板效率的确定方法、塔内件的选择与优化，以及如何处理共沸与萃取精馏等复杂情况。 3. 过程控制与安全性： 讨论了如何将过程分析结果转化为有效的控制策略。涵盖了过程动态建模（使用一阶或高阶模型）、反馈控制的设计（如 PID 调谐）以及更高级的前馈和模型预测控制（MPC）的基础应用。强调了安全仪表系统（SIS）在保护关键单元操作中的作用，并介绍了危险与可操作性分析（HAZOP）在设计阶段的实施流程。 面向未来的视角 本书的第三版特别加强了对数字化转型的覆盖，讨论了工业 4.0 背景下过程工程的新趋势，包括：利用大数据进行实时过程监控与故障诊断，以及使用数字孪生（Digital Twin）技术进行虚拟调试与操作员培训。 通过对这些主题的系统性阐述，本书不仅帮助读者掌握现有化工流程的设计规范，更培养了他们运用创新思维来解决未来复杂化学工程挑战的能力。 ---

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当我合上这本书，我希望我能够带着一种“豁然开朗”的感觉，仿佛打开了一扇通往复杂化工世界的大门。我设想，这本书的语言风格会是严谨而不失启发性的，既有学术的深度，又不乏工程的实用性。我希望它能够在我心中播下探索的种子，让我对化学工程产生更浓厚的兴趣。我还会期望，这本书的参考文献列表能够非常详尽，方便我进一步深入学习和研究。我可能会在读完后，对书中提到的某个具体技术或者某个具体的工业过程产生浓厚的兴趣，并希望通过参考文献去寻找更多的资料。我设想，这本书的排版和印刷质量都会非常出色，无论是作为学习资料还是参考书，都能给我带来愉悦的阅读体验。它就像一本值得反复阅读的经典之作，每一次重读，都能从中发现新的东西，获得新的启示。

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关于这本书的“设计”（Design）部分，我猜想这是整本书的精髓所在。化学工程的过程设计，在我看来，是一个充满创造性和挑战性的领域。我希望这本书能够提供一套系统性的设计方法论，就像一个经验丰富的工程师，能够指导我从零开始，一步一步地完成一个复杂化工过程的设计。我特别期待书中能够探讨一些实际的工程问题，比如如何优化反应条件以提高产率和选择性，如何选择合适的设备以确保安全和经济效益，如何考虑环保要求以降低对环境的影响。我是否会读到关于物料衡算、能量衡算的应用，如何将这些理论计算转化为实际的设备规格？书中是否会涉及一些常用的化工设计软件的原理或者应用场景，虽然我不指望它成为软件操作手册，但了解其背后的逻辑会非常有帮助。我还对“经济性分析”这一块的内容充满期待，一个好的化工过程设计，最终必须是经济可行的。这本书是否会教我如何进行成本估算，如何进行投资回收期分析，如何评估不同设计方案的经济性？我希望能学到一些判断一个设计是否“好”的量化指标，而不仅仅是停留在定性的描述上。

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我对这本书在“安全性分析”和“风险评估”方面的论述非常感兴趣。化工生产往往伴随着潜在的危险，如何确保生产过程的安全是至关重要的。我设想，这本书会强调“安全第一”的理念，并提供一套系统的安全分析方法。是否会介绍HAZOP（危险与可操作性分析）、FMEA（故障模式与影响分析）等风险评估工具，以及如何应用它们来识别和控制潜在的危险？我期待书中能够提供一些真实的事故案例，通过分析事故原因，让我深刻认识到安全问题的重要性，并从中吸取教训。我还会想到“环境影响评估”这部分内容，现代化工生产必须考虑其对环境的影响。这本书是否会介绍如何评估一个化工过程对环境的影响，比如温室气体排放、废水处理、固体废物处置等？我希望它能提供一些减少环境污染的策略和技术，比如绿色化学的理念，以及如何设计更环保的化工过程。

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我期待这本书能够在我学习化工过程中扮演一个“导师”的角色，它不仅提供知识，更能激发我的思考。我设想，书中可能会有一些“挑战性”的问题，需要我结合书中所学知识，进行深入的分析和论证。例如，是否会要求我设计一个全新的化工过程来生产某种特定的化学品，并详细阐述设计思路、设备选择、经济性分析以及潜在风险？我希望这些问题能够引导我进行“跨学科”的思考，将不同的知识点融会贯通。我还会想象，书中可能会有一些“发展趋势”的介绍，比如绿色化工、生物化工、纳米技术在化工领域的应用等，让我对化工行业的未来发展有一个更宏观的认识。我希望它能让我感受到，化学工程是一个不断发展和创新的领域，充满着无限的可能性。

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这本书的名字是《Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes (3rd Edition)》，我是一个对化工过程充满好奇的读者，想从一个非常普通，但是又对细节有执念的读者的角度来写一些关于这本书的“想象中的”阅读体验。 这本书的封面设计，我总觉得有一种沉甸甸的学术气息，但又不像那种枯燥乏味的教科书。我设想，翻开第一页，迎面而来的会是清晰的字体，合理的排版，不会有那些让人眼花缭乱的插图，也不会有过多的文字堆砌。我期待的是，作者在介绍每一个概念的时候，都能用一种循序渐进的方式，从最基础的原理讲起，就像在搭建一座宏伟的建筑，先打牢地基，再逐步向上延伸。我尤其好奇书中对于“分析”（Analysis）部分的阐述，这部分是否能帮助我理解一个已有的化工过程的运作机制？是否会深入到每一个单元操作的物理化学原理，例如传质、传热、流体力学等？我会不会在读到这一部分的时候，突然感觉自己好像置身于一个真实的化工厂，能够“看到”物料是如何流动，能量是如何传递的？对于“合成”（Synthesis）部分，我脑海中会浮现出各种各样的化学反应，以及如何将这些反应巧妙地组合起来，形成一个完整的生产流程。这本书是否会介绍一些经典的化工过程的合成路线，就像一本食谱，教我如何用不同的“食材”（原料）和“烹饪方法”（反应条件、单元操作）来“制作”出我想要的“菜肴”（目标产品）？我希望它不仅仅是列出流程图，而是能够深入解释为什么选择这样的流程，有没有其他可能的替代方案，以及这些方案的优缺点是什么。

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在阅读这本书的过程中，我一定会对“物料衡算”和“能量衡算”这两个基础但极其重要的概念反复琢磨。我期望书中能提供非常详细的步骤和公式推导，帮助我彻底理解它们在化工过程分析和设计中的应用。是否会涵盖各种复杂体系下的衡算方法，比如包含循环物料、旁路物料的流程？我希望通过大量的练习题，能够熟练掌握这些计算技巧，就像训练肌肉一样，让它们成为我分析问题的“本能”。我还会对书中关于“流程模拟”的介绍充满期待。虽然我不指望它会像专门的模拟软件那样深入，但我希望它能介绍一些流程模拟软件背后的基本原理，以及如何利用这些工具来优化和设计化工过程。我设想，书中可能会展示一些简单的流程模拟案例，让我看到计算机是如何辅助工程师进行设计决策的。

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我非常好奇这本书在“流体力学”和“多相流”等方面的论述会如何与过程设计结合。我知道，流体的流动行为是影响许多单元操作效率的关键因素。我设想，书中会介绍不同流体在管道、泵、阀门中的流动阻力计算，以及如何选择合适的管道尺寸和泵来满足工艺要求。对于“多相流”，例如气液两相流、固液两相流等，我猜想它会是更加复杂的领域。这本书是否会提供一些实用的模型和方法，帮助我分析和设计涉及多相流的设备，比如反应器、分离器等？我期待书中能够提供一些相关的图表和实验数据，帮助我更直观地理解这些复杂流动现象。我还会想到，在设计化工设备时，材料的选择也是一个非常重要的方面。这本书是否会涉及一些关于材料科学和工程的内容，比如不同材料在高温、高压、腐蚀性环境下的性能表现，以及如何根据工艺要求选择合适的材料？

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我特别好奇这本书在“反应器设计”部分会如何展开。化学反应是化工过程的核心，而反应器则是实现化学反应的载体。我设想，这本书会详细介绍不同类型的反应器，比如连续搅拌釜反应器（CSTR）、管式反应器（PFR）、固定床反应器、流化床反应器等。它是否会深入分析每种反应器的特点，它们的适用范围，以及在设计过程中需要考虑的关键因素？我是否会学到如何根据反应动力学来选择和设计合适的反应器？例如，对于快速反应和慢速反应，是否需要不同的反应器类型？对于多相反应，又该如何进行设计？我希望书中能够提供一些实际的工业案例，展示这些反应器是如何在实际生产中应用的，以及它们在设计和操作过程中可能遇到的挑战。我还对“过程控制”这一块的内容有所期待，一个稳定的化工过程离不开有效的控制系统。这本书是否会介绍一些基本的控制理论，以及如何在化工过程中应用这些理论？例如，如何设计PID控制器，如何进行过程参数的监测和调节？

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我脑海中浮现的阅读体验，是那种一边读一边思考，甚至会拿起笔来在旁边做笔记的沉浸感。这本书是否会提供足够多的例子，帮助我理解抽象的概念？这些例子是否贴近工业实际，能够让我感受到化工工程的魅力？我特别关注书中对于“单元操作”（Unit Operations）的讲解。例如，在蒸馏部分，我希望它不仅仅是介绍理论，还能解释为什么有些塔的设计是筛板塔，有些是填料塔，它们各自的优势和劣 অর্থনৈতিক的考量？在泵和压缩机等设备的设计和选型方面，是否会有详细的指导？我设想，书中可能会穿插一些“思考题”或者“课后习题”，这些题目是否能引导我深入思考，巩固所学知识？我希望这些题目不仅仅是简单的计算题，更能包含一些开放性的问题，鼓励我进行创新性的思考。我还会想象，在阅读过程中，我可能会遇到一些不熟悉的术语或者概念，我希望这本书的索引能够非常完善，能够快速地帮我找到相关的解释，或者在文中提供清晰的定义和背景信息。

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当我翻开这本书的“传热”章节时，我期望能看到不仅仅是傅里叶定律和牛顿冷却定律的简单罗列。我希望它能带领我走进热交换器的世界，理解板式换热器、管壳式换热器等不同类型的设计原理和选择依据。是否会探讨传热系数的计算，以及如何通过优化设计来提高传热效率？我设想，书中会涉及大量的图表和数据，帮助我更直观地理解传热过程中的复杂性。我还会想到“分离过程”部分，这是化工生产中不可或缺的一环。从简单的过滤、沉降，到复杂的精馏、萃取、吸附，我希望这本书能够系统地梳理这些过程。例如，在精馏方面，我希望能够学到塔盘设计、填料选择的原则，以及操作线、平衡线的绘制和分析方法。对于萃取，是否会介绍不同溶剂的选择以及其影响因素？我期待书中能够穿插一些实际的工业应用案例，比如石油炼化、天然气处理等，让我看到这些分离过程是如何在这些大型工业中发挥作用的。

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