過程工程導論

本書講述了化工、冶金、生物製藥、食品、環境保護和能源等過程工業的共性科學理論和技術特點，著重過程研究與開發的方法論教育。

從“化學工程學”演變到“過程工程學”，反映了化學工程教育思想的轉變，體現了多學科知識的融合與交叉。全書包括過程工程學的由來、過程開發的流程、過程工業的構成單元、過程工程分析與綜合、過程工業概述、過程工程的技術經濟分析和過程工程研究。本書可作為高等院校本科生和研究生的通識教育課程教材。也可供從事過程工業分析與綜合、過程開發、過程設計和決策諮詢的專業技術人員參考。

1　緒論

1.1　何謂過程工業

1.2　從化學工程學到過程工程學

1.3　本課程目的與基本任務

參考文獻

思考題

2　過程開發的流程

2.1　過程開發任務及特點

2.2　過程開發數據

2.2.1　化學反應數據

2.2.2　物料衡算

2.2.3　技術經濟評估數據

2.3　過程開發的步驟

2.3.1　概念設計

2.3.2　基礎設計

2.3.3　中間試驗

參考文獻

思考題

3　過程工業構成單元

3.1　催化劑

3.1.1　催化劑組成與性能

3.1.2　催化劑表徵

3.1.3　催化反應動力學

3.2　反應器

3.2.1　反應器分類

3.2.2　化學反應技術基礎

3.2.3　常規反應器

3.2.4　反應器設計準則

3.3　過程分析技術

3.3.1　過程分析技術目的

3.3.2　過程分析技術方法

3.3.3　過程分析技術應用實例

3.4　產物加工和分離

3.4.1　熱加工過程

3.4.2　機械分離操作單元

3.5　管道、泵和空氣壓縮機

3.5.1　柏努利方程

3.5.2　輸送設備和機械的安裝與選型

3.6　能量供應

3.6.1　蒸汽與冷凝系統

3.6.2　電力、製冷和壓縮空氣

參考文獻

思考題

4　過程工程分析與綜合

4.1　過程工程分析理論基礎

4.1.1　系統工程學

4.1.2　過程系統工程特點和內容

4.2　過程工業系統分析與模擬

4.2.1　過程工業系統分析

4.2.2　過程工業系統模擬

4.2.3　過程工業系統優化

4.3　過程工業系統綜合

4.3.1　過程系統綜合基本方法

4.3.2　幾種典型的過程系統綜合問題

4.3.3　過程工業綜合設計

4.4　過程工業系統分析與綜合軟體

4.4.1　過程工業流程模擬軟體

4.4.2　人工智慧

4.4.3　過程模擬軟體

參考文獻

思考題

5過程工業概述77

51能源化工過程77

511煤化工過程77

512石油煉製過程81

513天然氣利用過程85

514生物質能與生物煉製工業過程86

515電化學能量儲存與轉換過程89

52氨的合成過程93

521氨合成過程的概念設計93

522氨合成催化劑95

523氨合成反應器96

524氨合成過程及工藝優化97

53冶金過程工程99

531鋼鐵冶金過程99

532冶金過程工程學的形成與發展100

533鋼鐵冶金過程的集成與多聯產100

54石油化工過程103

541石油化工過程的發展103

542石油化工過程基本構成105

543乙烯裂解過程105

55食品加工過程 110

551何謂食品加工110

542天然產物提取111

56製藥過程工程 115

561化學製藥過程115

562生物製藥過程118

參考文獻123

思考題124

6過程工程的技術經濟分析126

61技術經濟分析的基本要素126

611經濟效益126

612投資128

613成本129

62過程工程的技術經濟分析130

621技術經濟分析方法130

622過程工程項目可行性研究131

參考文獻132

思考題132

7過程工程研究133

71有關過程工程的一些基本概念133

711什麼是過程工程研究133

712過程工程研究對象135

713過程工程研究不能脫離實踐135

714過程工程研究的進展程序136

715過程的發展可以相互促進，相得益彰136

716進行過程工程研究要從全面看問題137

717過程發展沒有止境 137

72過程工程研究的進行137

721過程工程研究的發展步驟137

722新觀念的形成和研討139

723實驗規模的過程實驗以及在決定作中間工廠規模實驗以前的評價140

724中間工廠規模和半企業工業規模的實驗和研究140

725觀念的實現和不斷的革新141

726過程發展中的計劃控制141

73過程工程研究工作具體內容一斑141

731理化數據和過程數據的計算和測定141

732流程的制定、物料平衡和能量平衡142

733估計在擴大規模時所產生的效應143

734新型設備的發展143

735過程實驗的設計和數據的分析——統計方法的應用144

736從間歇過程到連續過程的轉化145

737經濟數據的核算和最佳設計145

738操作規程和控制界限的制訂146