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内容简介

　　本书从分离过程的共性出发，在阐述传统的多组分分离方法的同时，着重介绍了各种新型分离单元的基本原理、相关设备、应用实例和进展情况，并将大型通用流程模拟系统Aspen Plus用于化工分离计算。内容包括料液的预处理与固液分离，多组分精馏，特殊精馏技术，新型萃取技术，吸附与离子交换，膜分离过程，薄层色谱、柱色谱和纸色谱，结晶，综合实例和Aspen Plus在化工分离计算中的应用，各章均有一定数量的例题和习题。本书在内容的取舍和深度的把握上做了深入细致的工作，使之达到强化基础、更新内容、压缩篇幅和增加信息等多重目的。
　　本书可作为高等院校化工、制药、生化、应化、轻工等专业分离工程课程的教材，也可供化工、石油、材料、轻工、环境治理等部门从事科研、设计和生产的技术人员参考。

目录

第1章 绪论
1.1 分离过程的演变历程
1.1.1 分离工程的起源
1.1.2 分离工程的发展
1.2 分离工程学科
1.2.1 分离工程学科的构架
1.2.2 分离工程学科与其他学科的关系
1.3 分离过程的分类
1.3.1 有相产生或添加的分离过程
1.3.2 有分离介质的分离过程
1.3.3 采用固体分离剂的分离过程
1.3.4 有外加场的分离过程
参考文献

第2章 料液的预处理与固液分离
2.1 预处理
2.Ll加热
2.1.2 凝聚和絮凝
2.1.3 其他预处理方法
2.2 固液分离
2.2.1 影响固液分离的因素
2.2.2 沉降
2.2.3 离心
2.2.4 过滤
习题
参考文献

第3章 多组分精馏
3.1 设计变量的确定
3.1.1 单元的设计变量
3.1.2 设备的设计变量
3.2 多组分物系泡点和露点的计算
3.2.1 多组分系统的泡点计算
3.2.2 多组分系统的露点计算
3.3 多组分精馏的简捷计算
3.3.1 多组分精馏过程分析
3.3.2 最小回流比
3.3.3 最少理论塔板数和组分分配
3.3.4 实际回流比和理论板数
3.3.5 多组分精馏塔的简捷计算方法
3.4 多组分精馏的严格计算
3.4.1 平衡级的理论模型
3.4.2 三对角线矩阵法
3.5 气液传质设备的效率
3.5.1 气液传质设备处理能力的影响因素
3.5.2 气液传质设备的效率及其影响因素
3.5.3 气液传质设备效率的估算方法
习题
参考文献

第4章 特殊精馏技术
4.1 共沸精馏
4.1.1 共沸物的特性和共沸组成的计算
4.1.2 共沸精馏共沸剂的选择
4.1.3 分离共沸物的双压精馏过程
4.1.4 共沸精馏流程
4.1.5 共沸精馏计算简介
4.2 萃取精馏
4.2.1 萃取精馏基本概念
4.2.2 萃取精馏溶剂选择
4.2.3 萃取精馏流程及举例
4.2.4 萃取精馏计算简介
4.3 加盐精馏
4.3.1 气液平衡的盐效应及溶盐选择
4.3.2 溶盐精馏
4.3.3 加盐精馏
4.4 反应精馏
4.4.1 反应精馏类型
4.4.2 反应精馏过程
习题
参考文献

第5章 新型萃取技术
5.1 双水相萃取
5.1.1 双水相体系
5.1.2 大分子和颗粒在双水相体系中的分配
5.1.3 双水相萃取在生物技术中的应用
5.1.4 双水相萃取过程及设备
5.2 超临界流体萃取
5.2.1 超临界流体及其性质
5.2.2 超临界流体萃取的工艺和设备
5.2.3 超临界流体的应用
习题
参考文献

第6章 吸附与离子交换
6.1 吸附现象与吸附剂
6.1.1 吸附现象
6.1.2 吸附剂
6.2 吸附平衡与速率
6.2.1 吸附等温线
6.2.2 单组分气体（或蒸气）的吸附平衡
6.2.3 双组分气体（或蒸气）的吸附平衡
6.2.4 液相吸附平衡
6.2.5 吸附速率
6.3 固定床吸附过程
6.3.1 固定床吸附器
6.3.2 固定床吸附器的流程及操作
6.3.3 固定床吸附器的设计计算
6.4 变压吸附过程
6.4.1 变压吸附操作原理
6.4.2 变压吸附循环流程
6.4.3 变压吸附过程计算和工艺条件
6.5 离子交换过程
6.5.1 离子交换树脂
6.5.2 离子交换原理
6.5.3 离子交换树脂的选用
6.5.4 离子交换过程设备与操作
6.5.5 离子交换过程计算
习题
参考文献

第7章 膜分离过程
7.1 反渗透
7.1.1 反渗透的原理
7.1.2 描述反渗透过程的数学模型
7.1.3 反渗透工艺
7.1.4 反渗透的应用
7.2 纳滤
7.2.1 纳滤过程
7.2.2 纳滤分离机理和分离规律
7.2.3 纳滤过程的数学描述
7.2.4 NF膜的种类
7.3 微滤和超滤
7.3.1 过程特征和膜
7.3.2 浓差极化和膜污染
7.3.3 预测渗透通量的数学模型
7.3.4 微滤和超滤的组件和工艺
7.3.5 工业应用
7.4 电渗析
7.4.1 电渗析过程
7.4.2 电渗析中的传递
7.4.3 电渗析工艺
7.4.4 电渗析的应用
7.5 渗透汽化
7.5.1 渗透汽化过程
7.5.2 渗透汽化中的传质
7.5.3 渗透汽化模型和计算
7.5.4 渗透汽化的应用
习题
参考文献

第8章 薄层色谱、柱色谱和纸色谱
8.1 薄层色谱法
8.1.1 吸附剂
8.1.2 铺层及活化
8.1.3 点样
8.1.4 展开
8.1.5 显色
8.1.6 比移值
8.2 纸色谱法
8.2.1 点样
8.2.2 展开
8.3 柱色谱法
8.3.1 吸附剂
8.3.2 溶剂
8.3.3 装柱
习题
参考文献

第9章 结晶
9.1 结晶过程的原理
9.2 晶核形成与晶体生长
9.2.1 初级成核
9.2.2 二次成核
9.2.3 晶体的生长
9.3 工业结晶过程
9.3.1 常用的工业起晶方法
9.3.2 过饱和度的形成与维持
9.3.3 简单结晶过程的计算
9.4 晶体的质量控制
9.4.1 晶体质量的内容及影响因素
9.4.2 产品的结块
9.4.3 重结晶
9.5 结晶设备
9.5.1 冷却结晶器
9.5.2 蒸发结晶器
9.5.3 真空结晶器
9.5.4 盐析与反应结晶器
9.5.5 结晶器的选择
习题
参考文献

第10章 综合实例
10.1 工业实例1：乙二醇的生产
10.1.1 概述
10.1.2 乙二醇的生产方法概述
10.1.3 乙二醇的直接水合法生产流程
10.1.4 流程中涉及的分离过程
10.1.5 安全、能耗和环保问题
10.2 工业实例2：头孢菌素C的分离与提纯
10.2.1 CPC的物化性质
10.2.2 CPC盐生产工艺
10.2.3 CPC的生产环节
10.2.4 工艺特点
习题
参考文献

第11章 Aspen Plus在化工分离计算中的应用
11.1 Aspen Plus简介
11.1.1 Aspen Plus的主要功能和特点
11.1.2 Aspen Plus的物性数据库
11.1.3 Aspen Plus的热力学模型
11.1.4 Aspen Plus的物性分析工具
11.1.5 Aspen Plus的单元模型库
11.2 Aspen Plus基本操作
11.2.1 Aspen Plus的启动
11.2.2 Aspen Plus的流程设置
11.2.3 物流数据及其他数据的输入
11.2.4 结果的输出
11.2.5 灵敏度分析和设计规定
11.2.6 物性分析和物性估算
11.2.7 物性数据回归
11.3 Aspen Plus塔设备计算中的单元模块
11.3.1 DSTWU模块
11.3.2 RadFrac模块
11.4 Aspen Plus应用实例
11.4.1 二元混合物连续精馏的计算
11.4.2 三元混合物连续精馏的计算
11.4.3 乙醇－水－苯恒沸精馏的计算
习题
参考文献

精彩书摘

　　第1章 绪论
　　世界万物都是由有序自发地走向无序，所有的纯物质都逐渐变为混合物。分离工程就是将混合物分离成两种或两种以上较纯物质的一门工程技术学科。近年来，分离工程发展迅速，新的分离方法不断出现，很多传统的分类方法在新的领域也找到了用武之地。同时，与分离工程相关的理论、设备及研究方法也不断充实．由于分离过程的选择都是与被分离的物质密切相关的，所以分离工程的发展和应用也是与被分离的体系不可分割的。本书着重介绍化工相关工业中的现代分离工程和技术问题。
　　1.1分离过程的演变历程
　　1.1.1 分离工程的起源
　　与其他学科一样，分离过程和技术也是在总结生产和生活实践的基础上逐渐形成和发展起来的，生产实践是分离工程形成与发展的源泉。
　　早在数千年前，人们已利用各种分离方法制作出许多人们生活和社会发展中需要的物质。例如，利用日晒蒸发海水结晶制盐；从矿石中提炼铜、铁、金、银等金属；火药原料硫黄的制造；从植物中提取药物；酿造葡萄酒时用布袋过滤葡萄汁等等。这些早期的生产活动都以分散的手工业方式进行，主要依靠世代相传的经验和技艺，尚未形成科学的体系。
　　18世纪产业革命以后的欧洲，三酸二碱等无机化学工业的形成开辟了现代化学工业。这些化工生产中需要将产品或生产过程的中间体从混合物中分离出来。例如，当时著名的索尔维制碱法中，使用了高达二十余米的纯碱碳化塔，同时应用了吸收、蒸馏、过滤、干燥等分离操作。但是当时的分离工程实际上是单个的分离单元操作。

前言/序言

　　所有自发过程都是一个增熵的过程，其直接的影响就是自然界中的物质是由纯物质逐渐变为混合物，而分离工程则是通过添加能量或物质的方法，使混合物变成人类生产生活需要的纯物质的过程。从1923年，美国麻省理工学院的刘易斯和麦克亚当斯合著的《化工原理》正式出版、分离操作单元被正式确认、分离工程的理论初见端倪以来，分离工程学科得到了迅速的发展，新的分离技术不断出现。本书在阐述传统多组分精馏的同时，着重介绍各种新型分离单元，如：膜分离、特殊萃取、色谱分离、离子交换等技术的基本原理、相关设备、应用实例和进展情况。力求将现代化学工业、石油工业、生物工业、制药工业等领域中出现的传质分离过程和技术阐述清楚。叙述的内容与工程密切相关，并专列出两个工程应用的实例，以培养读者综合分析和解决实际分离问题的能力。近年来，“分离工程”或“新型分离技术”也被我国高等院校作为化学工程与工艺、制药工程、应用化学、生物工程、食品工程等专业的一门学科基础课。本书将分离工程、新型分离技术内容进行整合，添加反映学科最新进展的内容，以适应相关专业和行业对分离和提纯技术的不同需求。本书可作为化学工程与工艺、制药工程、生物工程、轻化工程等本科专业的教材，也可作为相关企业、技术部门工程技术人员的参考书。全书共分11章，具体分工是：第一、第七章，钟璟；第二、第九章，王龙耀；第三、第十一章，马江权；第四章，尹芳华；第五章，叶青；第六章，李为民；第八章，席海涛；第十章，钟璟、王龙耀。尹芳华、钟璟对全书内容进行了构思和设计，尹芳华对全书进行了统稿和审核。通过本书读者可以掌握化工、制药、石化、食品和生化等行业常用分离过程的基本原理、操作特点、选用方法，并能通过查找相关书籍或使用相关软件（如：Aspen Plus）完成分离过程的初步工业设计。本书强调工程和工艺相结合的观点，增强设计和分析能力的训练；强调理论联系实际，提高解决实际问题的能力。本书在编写过程中，参考了一些相关图书；得益于我校从事这方面教学和研究工作的老师提供的宝贵经验和素材。在这里，我们对以各种形式帮助过本书出版的单位和个人表达深深的敬意和谢意。由于我们自身的知识水平和认识水平所限，书中难免有不妥之处，恳请读者批评、指正。

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