化學工藝學

化學工藝學（第二版）

作者：米鎮濤 主編

叢書名：

出版日期：2006年5月 書號：7-5025-8408-0

開本：16 裝幀：平 版次：2版5次 頁數：452頁

本書介紹了通用的典型化工過程及生產工藝。詳細闡述了烴類熱裂解、芳烴轉化、合成氣製造、加氫與脫氫、烴類選擇性氧化、羰基化、氯化、聚合等過程的基本原理、反應特點和重要產品的生產工藝。此外，還介紹了化學工藝的基礎知識與發展方向，生物技術合成化學品及綠色化學化工的基礎知識。

第1章緒論1

11化學工藝學的研究範疇[1]1

12化學工業的發展、地位與作用[2，3]1

13現代化學工業的特點和發展方向3

131現代化學工業的特點[4，5]3

132化學工業發展的方向4

14化學工業的原料資源和主要產品5

141化學工業的原料資源[3，4，6]5

142化學工業的主要產品[6～14]5

15本教材的主要內容和特點10

參考文獻10

第2章化學工藝基礎12

21原料資源及其加工12

211無機化學礦及其加工[1，2]12

212石油及其加工[3～7]13

213天然氣及其加工[5，8，9]19

214煤及其加工[5，10，11]20

215生物質及其加工[5，12～16]22

216再生資源的開發利用[17，18]23

217空氣和水[19，20]23

22化工生產過程及流程24

221化工生產過程[21，22]24

222化工生產工藝流程[23～29]24

23化工過程的主要效率指標[30，31]27

231生產能力和生產強度27

232化學反應的效率——合成效率27

233轉化率、選擇性和收率28

234平衡轉化率和平衡產率30

24反應條件對化學平衡和反應速率的

影響[32～37]30

241溫度的影響30

242濃度的影響31

243壓力的影響32

25催化劑的性能及使用[38～46]32

251催化劑的基本特徵33

252催化劑的分類34

253工業催化劑使用中的有關問題34

26反應過程的物料衡算和熱量

衡算[47～50]36

261反應過程的物料衡算36

262反應過程的熱量衡算41

思考題與習題50

參考文獻52

第3章烴類熱裂解54

31熱裂解過程的化學反應[4～7，10～11]54

311烴類裂解的反應規律54

312烴類裂解的反應機理61

313裂解原料性質及評價64

314裂解反應的化學熱力學和

動力學66

32裂解過程的工藝參數和操作

指標[4～6，10～11]71

321裂解原料71

322裂解溫度和停留時間72

323烴分壓與稀釋劑73

324裂解深度75

33管式裂解爐及裂解工藝

過程[4～5，12，13]78

331管式裂解爐78

332急冷、熱量回收及清焦83

34裂解氣的預分餾及凈化[5，10]85

341裂解氣預分餾的目的與任務85

342預分餾工藝過程概述85

343裂解汽油與裂解燃料油87

344裂解氣的凈化87

35壓縮和製冷系統[5，6，14]95

351裂解氣的壓縮95

352裂解裝置中的製冷系統96

36裂解氣的精餾分離系統[4～8，10，13，14]99

361分離流程的組織99

362分離流程的主要評價指標102

363脫甲烷塔103

364乙烯塔107

365脫甲烷塔和乙烯塔比較109

366中間冷凝器和中間再沸器109

37乙烯工業的發展趨勢[1～3,15]110

371乙烯建設規模繼續向大型化

發展110

372生產新技術的研究開發110

思考題112

參考文獻112

第4章芳烴轉化過程114

41概述[1～3]114

411芳烴的來源與生產方法[4～13]114

412芳烴餾分的分離[14]121

413芳烴的轉化[1，15，16]123

42芳烴轉化125

421芳烴的脫烷基化[1，15，17，18]125

422芳烴的歧化與烷基

轉移[1，15，19，20]130

423C8芳烴的異構化[1,15,21～23]134

424芳烴的烷基化[1,15,24,25]138

43C8芳烴的分離[1,15,26,27]144

431C8芳烴的組成與性質144

432C8芳烴單體的分離144

44芳烴生產技術發展方向149

思考題150

參考文獻150

第5章合成氣的生產過程152

51概述[1～12]152

511合成氣的生產方法152

512合成氣的應用實例152

52由煤制合成氣[6,7，14～16]155

521煤氣化過程工藝原理155

522煤氣化的生產方法及主要設備156

53由天然氣製造合成氣[6～12]160

531天然氣制合成氣的工藝技術及其

進展160

532天然氣蒸汽轉化過程工藝

原理161

533天然氣蒸汽轉化過程的工藝

條件168

534天然氣蒸汽轉化流程和主要

設備169

54由渣油制合成氣[6，7，16]172

541渣油部分氧化過程工藝原理172

542渣油部分氧化反應器和工藝

流程173

55一氧化碳變換過程[6，7，16]174

551一氧化碳變換反應化學平衡175

552一氧化碳變換催化劑176

553一氧化碳變換反應動力學176

554一氧化碳變換的操作條件177

555變換反應器的類型178

556變換過程的工藝流程179

56氣體中硫化物和二氧化碳的

脫除[6，7]180

561脫硫方法及工藝181

562脫除二氧化碳的方法和工藝183

思考題185

參考文獻186

第6章加氫與脫氫過程187

61概述[1，2]187

611加氫反應的類型187

612脫氫反應的類型188

62加氫、脫氫反應的一般規律[1～4]188

621催化加氫反應的一般規律188

622催化脫氫反應的一般規律191

63氮加氫制合成氨[4～11]193

631反應原理194

632工藝條件選擇198

633工藝流程和合成塔199

64甲醇的合成[2，12～14]205

641合成甲醇的基本原理205

642合成甲醇催化劑207

643合成甲醇工藝條件208

644合成甲醇工藝流程及反應器208

645合成甲醇的技術進展209

65乙苯脫氫制苯乙烯[2，15]210

651製取苯乙烯的方法簡介211

652乙苯催化脫氫的基本原理212

653乙苯脫氫反應條件選擇213

654乙苯脫氫工藝流程和反應器214

655乙苯脫氫工藝的改進215

66正丁烯氧化脫氫制丁二烯[2]215

661生產方法216

662工藝原理217

663工藝條件的選擇218

664工藝流程219

思考題221

參考文獻221

第7章烴類選擇性氧化222

71概述[1～4]222

711氧化過程的特點和氧化劑的

選擇222

712烴類選擇性氧化過程的分類223

72均相催化氧化[1～13，36]223

721催化自氧化223

722配位催化氧化230

723烯烴液相環氧化235

724均相催化氧化過程反應器的

類型237

73非均相催化氧化[1～4，11，12]238

731重要的非均相催化氧化反應238

732非均相催化氧化反應機理240

733非均相氧化催化劑和反應器240

74乙烯環氧化制環氧乙烷[1～4，10～23，36]242

741環氧乙烷的性質與用途242

742環氧乙烷的生產方法242

743乙烯直接氧化法制環氧乙烷的

反應243

744乙烯直接環氧化催化劑與反應

機理243

745反應條件對乙烯環氧化的影響246

746乙烯氧氣氧化法生產環氧乙烷

的工藝流程247

747環氧乙烷生產工藝技術的新

進展249

75丙烯氨氧化制丙烯

腈[1～4，8，9，11，12，24～32，36]249

751丙烯腈的性質、用途及其工藝

概況249

752丙烯氨氧化制丙烯腈的化學

反應250

753丙烯氨氧化催化劑250

754丙烯氨氧化反應機理與動力學252

755丙烯氨氧化反應的影響因素252

756丙烯腈生產工藝流程255

757丙烯腈生產過程中的廢物處理257

76芳烴氧化制鄰苯二甲酸

酐[1～4，9，10，33～36]258

761鄰苯二甲酸酐的性質、用途及工藝

概況258

762鄰二甲苯制苯酐反應機理258

763鄰苯二甲酸酐生產採用的催

化劑259

764鄰苯二甲酸酐生產工藝流程259

77氧化操作的安全技術[11，12，37，38]260

771爆炸極限260

772防止爆炸的工藝措施261

78催化氧化技術進展[1～6]262

思考題263

參考文獻263

第8章羰基化過程265

81概述[1～4]265

811不飽和化合物的羰化反應265

812甲醇的羰化反應266

82羰基化反應的理論基礎[2，5～9]267

821中心原子268

822配位體268

823相269

83甲醇羰基化合成醋酸[4，9～11]270

831甲醇羰化反應合成醋酸的基

本原理271

832甲醇羰化制醋酸的工藝流程273

833甲醇低壓羰基合成醋酸的優

缺點275

84丙烯羰基化合成丁醇、辛醇[1，2，4，12]276

841烯烴氫甲醯化反應的基本原理276

842丙烯氫甲醯化法合成丁醇、

辛醇283

85羰基化反應技術的發展趨勢[4，13，14]290

851均相固相化催化劑的研究290

852非銠催化劑的研究290

853羰基合成生產1，4丁二醇291

854羰基合成在精細化工中的應用291

思考題292

參考文獻292

第9章氯化過程293

91概述[1，2]293

92氯代烴的主要生產方法[1～3，49～60]293

921取代氯化293

922加成氯化294

923氫氯化反應295

924脫氯化氫反應295

925氧氯化反應295

926氯解反應295

93氯乙烯[1～10]296

931氯乙烯的性質和用途296

932氯乙烯的生產方法297

94平衡氧氯化生產氯乙

烯[1～6，10～15，17～22]299

941乙烯直接氯化300

942乙烯氧氯化反應303

943二氯乙烷熱裂解反應307

95乙烯氧氯化生產氯乙烯

工藝[1～6，15，16，21，22，65]309

951直接氯化單元309

952乙烯氧氯化制二氯乙烷311

953二氯乙烷凈化313

954二氯乙烷裂解314

955氯乙烯精製316

96平衡氧氯化法技術

進展[2，25～48，61～64]316

961新反應路線316

962平衡氧氯化法318

思考題320

參考文獻321

第10章聚合物生產工藝基礎323

101聚合物的基本概念323

1011聚合物及其表徵323

1012聚合物大分子及其結構特性325

1013聚合物的命名330

1014聚合物分類332

1015聚合反應的分類334

102聚合反應的理論基礎和聚合方法335

1021連鎖聚合反應335

1022逐步聚合345

1023聚合物的化學反應350

1024聚合的實施方法353

103聚合物生產工藝355

1031聚合物的生產過程355

1032聚烯烴的生產過程358

1033聚酯的生產過程367

1034合成橡膠的生產過程372

思考題379

參考文獻380

第11章生物技術生產大宗化學品381

111概述[1～7]381

1111生物質原料381

1112生物催化劑382

1113生物技術分類與應用382

1114應用生物技術生產化工產品的

特點383

1115生物技術在大宗化工產品生產

中的應用384

112發酵法生產乙醇[8～11]385

1121常用原料385

1122發酵法制乙醇生產工藝386

1123乙醇發酵新技術389

1124燃料乙醇的生產與應用389

113生物柴油的生產[12～16]390

1131我國生物柴油的生產現狀390

1132生物柴油的生產方法390

114微生物法生產丙烯醯胺[17～21]392

1141丙烯醯胺生產概況392

1142微生物催化法生產丙烯醯胺的

工藝393

1143腈水合酶394

1144微生物轉化過程中反應器形式394

115發酵法生產二元酸[22～27]396

1151發酵法生產長鏈二元酸396

1152丁二酸397

1153己二酸的生產398

116生物法製備1，3丙二醇[28～32]398

11611，3丙二醇合成方法399

1162甘油發酵製備1，3丙二醇399

1163菌種及1，3PDO生成機理400

1164發酵過程動力學和動態行為400

1165發酵工藝401

1166其他發酵方法401

117乳酸的生物合成與聚乳酸[33～38]402

1171基本狀況402

1172乳酸發酵機理403

1173乳酸發酵工藝404

1174聚乳酸的生產406

118生物技術應用於化工產品生產

發展趨勢[39，40]407

思考題408

參考文獻408

第12章綠色化學化工概論410

121綠色化學的基本概念[1～10]410

1211綠色化學定義410

1212原子經濟性（原子利用率）411

1213綠色化學原則414

122綠色化學工藝的途徑和手段[1～30]415

1221原料綠色化415

1222過程綠色化415

1223產品綠色化425

123綠色化工過程實例[9，31～69]425

1231氫氣和氧氣直接合成過氧化

氫新工藝425

1232環氧丙烷的綠色生產工藝429

1233環己酮肟的綠色生產工藝434

思考題436

參考文獻437