《高等分離工程》是化學(xué)工程與工藝中研究混合物分離共性問題的一門核心課程，目的在于反映分離工程的新進(jìn)展，揭示有關(guān)分離過程的規(guī)律。本書在講述傳統(tǒng)分離操作多組分精餾、吸收、萃取等的基礎(chǔ)上，著重講解新型綠色分離單元操作，如吸附分離、膜分離等，及新材料在分離單元操作中的應(yīng)用研究，闡述石化企業(yè)對(duì)實(shí)際分離問題的解決過程與研究成果。
本書可作為高等院校化學(xué)工程與工藝、石油化工等相關(guān)專業(yè)研究生或高年級(jí)本科生教材，亦可作為從事化工、能源、制藥等相關(guān)工業(yè)過程工程技術(shù)人員的參考書。
自然界中的物質(zhì)大部分以混合物形式存在。許多通過化學(xué)或物理過程得到的產(chǎn)品以及所使用的原料都是混合物。為了有效利用這些物質(zhì)，需要將其進(jìn)行分離和提純。混合物的分離技術(shù)一直在化學(xué)工程與工藝的發(fā)展史中扮演著關(guān)鍵角色，是化學(xué)工程學(xué)科的重要分支。分離工程為人類在生產(chǎn)、生活中得到純物質(zhì)提供理論與方法，在石油化工、煤化工、材料、食品、醫(yī)藥、生化和環(huán)保等眾多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。
高等分離工程具有理論性和實(shí)踐性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多、涉及面廣等特點(diǎn)，是學(xué)生在學(xué)習(xí)過物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程后的進(jìn)一步提升。本書在編寫上，一方面在傳統(tǒng)的多組分精餾、吸收、萃取和結(jié)晶等操作的理論講述中加入最新研究動(dòng)態(tài)和案例，如在多組分精餾中強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使得傳質(zhì)過程復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型求解變得容易；另一方面著重講解新型綠色分離單元操作（膜分離技術(shù)、吸附分離技術(shù)等），及新材料在分離單元操作中的最新應(yīng)用研究，闡述石化企業(yè)對(duì)實(shí)際分離問題的解決過程與研究成果。
本書由常州大學(xué)化學(xué)工程教研室和化工原理教研室的部分教師基于多年的教學(xué)與科研經(jīng)驗(yàn)編寫而成。第1章和第3章由張琪編寫，第2章由王俊、孫雪妮、陳樂編寫，第4章由孫雪妮編寫，第5章由王亞男、桂豪冠編寫，第6章由陳樂編寫，第7章由鐘璟、徐榮編寫，第8章由李楠、葉菁睿編寫，第9章由陳樂、徐榮編寫，其中第6章中部分結(jié)構(gòu)圖得到了本院張致慧老師的幫助，鐘璟、陳樂、葉菁睿對(duì)全書進(jìn)行統(tǒng)稿。
本書可作為高等院�；瘜W(xué)工程與工藝、石油化工等相關(guān)專業(yè)研究生或高年級(jí)本科生教材，亦可作為從事化工、能源、制藥等相關(guān)工業(yè)過程工程技術(shù)人員的參考書。
由于編寫人員水平有限，書中難免有疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)讀者和相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜遗u(píng)指正。
主編
2023年8月
第1章緒論001
1.1分離工程的發(fā)展歷程001
1.1.1分離工程的起源001
1.1.2分離工程的發(fā)展002
1.2分離工程的研究?jī)?nèi)容和研究特點(diǎn)002
1.2.1分離工程的研究?jī)?nèi)容002
1.2.2分離工程的研究特點(diǎn)003
1.3分離過程的分類003
1.3.1有相產(chǎn)生或添加的分離過程004
1.3.2有分離介質(zhì)的分離過程005
1.3.3采用固體分離劑的分離過程005
1.3.4有外加場(chǎng)的分離過程005
1.4分離工程面臨的新機(jī)遇和挑戰(zhàn)006
思考題007
參考文獻(xiàn)007
第2章精餾009
2.1多組分精餾009
2.1.1設(shè)計(jì)變量的確定009
2.1.2多組分物系泡點(diǎn)和露點(diǎn)的計(jì)算014
2.1.3多組分精餾的簡(jiǎn)捷計(jì)算020
2.1.4多組分精餾的嚴(yán)格計(jì)算030
2.1.5氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率040
2.2特殊精餾043
2.2.1恒沸精餾043
2.2.2恒沸精餾流程043
2.2.3恒沸精餾的工業(yè)應(yīng)用045
2.2.4萃取精餾047
2.2.5萃取精餾的工業(yè)應(yīng)用050
2.3蒸餾新技術(shù)051
2.3.1分子蒸餾051
2.3.2熱泵精餾055
2.3.3超重力精餾057
2.3.4旋轉(zhuǎn)帶蒸餾技術(shù)059
本章符號(hào)說明059
思考題060
計(jì)算題060
參考文獻(xiàn)060
第3章多組分吸收062
3.1概述062
3.2多組分吸收過程分析062
3.3多組分吸收和解吸的特點(diǎn)063
3.4多組分吸收過程的簡(jiǎn)捷計(jì)算064
3.4.1吸收因子法064
3.4.2平均吸收因子法065
3.4.3平均吸收因子法的應(yīng)用067
3.5吸收過程熱量衡算070
3.6多組分吸收過程的近似計(jì)算073
3.7多組分吸收過程的嚴(yán)格計(jì)算078
3.8多組分吸收法在天然氣脫水中的應(yīng)用083
3.8.1三甘醇吸收天然氣脫水方法083
3.8.2三甘醇吸收天然氣脫水模擬計(jì)算085
本章符號(hào)說明086
思考題087
計(jì)算題087
參考文獻(xiàn)091
第4章液液萃取093
4.1概述093
4.2萃取基本概念093
4.3萃取分類095
4.4萃取劑095
4.5萃取液液傳質(zhì)特性096
4.6萃取設(shè)備的傳質(zhì)特性099
4.7萃取過程的強(qiáng)化102
4.7.1從基本原理出發(fā)強(qiáng)化102
4.7.2過程耦合強(qiáng)化103
4.8新型萃取技術(shù)103
4.8.1超臨界流體萃取103
4.8.2雙水相萃取107
4.8.3加速溶劑萃取113
本章符號(hào)說明116
思考題117
參考文獻(xiàn)117
第5章浸取119
5.1概述119
5.1.1浸取過程119
5.1.2浸取分類119
5.2浸取過程的基本理論120
5.2.1三角形相圖120
5.2.2相平衡120
5.3浸取過程的計(jì)算120
5.3.1浸取速率方程120
5.3.2擴(kuò)散系數(shù)122
5.3.3浸取的平衡及理論級(jí)124
5.3.4物料衡算及操作線方程124
5.3.5圖解法125
5.3.6解析法127
5.4浸取過程的工藝條件選擇128
5.4.1固體物料的預(yù)處理128
5.4.2浸取溶劑的選擇128
5.4.3浸取溫度的選擇129
5.4.4浸取時(shí)間129
5.5浸取設(shè)備129
5.6應(yīng)用舉例131
5.6.1天然藥物及中藥制藥過程中的新型浸取技術(shù)131
5.6.2離子吸附型稀土礦的浸取技術(shù)135
5.6.3廢催化劑中金屬元素的浸取回收138
5.6.4廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料的浸取回收138
本章符號(hào)說明140
思考題140
計(jì)算題140
參考文獻(xiàn)141
第6章吸附分離142
6.1概述142
6.1.1吸附的定義及重要性142
6.1.2吸附研究的發(fā)展142
6.1.3吸附劑的發(fā)展及前景143
6.2吸附理論145
6.2.1吸附作用力145
6.2.2平衡分離和動(dòng)力學(xué)分離147
6.2.3吸附等溫線的類型148
6.2.4吸附熱力學(xué)155
6.2.5多孔固體物理吸附過程的分子模擬155
6.3固定床吸附過程分析160
6.3.1固定床吸附器160
6.3.2穿透曲線及吸附特性參數(shù)的計(jì)算160
6.4吸附分離工藝及應(yīng)用162
6.4.1變壓吸附162
6.4.2變溫吸附166
6.4.3模擬移動(dòng)床技術(shù)167
6.5多孔固體吸附劑的分類與應(yīng)用169
6.5.1多孔固體吸附劑材料簡(jiǎn)介169
6.5.2多孔固體吸附劑的吸附分離應(yīng)用172
本章符號(hào)說明177
思考題177
計(jì)算題177
參考文獻(xiàn)178
第7章膜分離182
7.1概述182
7.2微濾和超濾183
7.2.1簡(jiǎn)介183
7.2.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況184
7.2.3微孔濾膜和超濾膜的特點(diǎn)185
7.2.4微孔濾膜和超濾膜的材質(zhì)186
7.2.5濃差極化和膜污染（微濾和超濾）188
7.2.6預(yù)測(cè)滲透通量的數(shù)學(xué)模型189
7.2.7微濾和超濾的組件和工藝192
7.2.8工業(yè)應(yīng)用194
7.3納濾、反滲透、正滲透196
7.3.1納濾196
7.3.2反滲透200
7.3.3正滲透203
7.4滲透汽化206
7.4.1滲透汽化過程206
7.4.2滲透汽化中的傳質(zhì)208
7.4.3滲透汽化模型和計(jì)算210
7.5離子交換212
7.5.1離子交換過程212
7.5.2離子交換中的傳質(zhì)214
7.5.3離子交換動(dòng)力學(xué)模型218
7.6應(yīng)用實(shí)例219
本章符號(hào)說明220
思考題221
計(jì)算題222
參考文獻(xiàn)223
第8章結(jié)晶225
8.1結(jié)晶理論基礎(chǔ)225
8.1.1過飽和溶液的形成與維持225
8.1.2成核230
8.1.3二次成核231
8.1.4晶體生長(zhǎng)232
8.2工業(yè)結(jié)晶234
8.2.1工業(yè)起晶方法234
8.2.2結(jié)晶產(chǎn)品的主要性質(zhì)及影響因素235
8.2.3重結(jié)晶237
8.2.4分步結(jié)晶238
8.3結(jié)晶設(shè)備239
8.3.1冷卻結(jié)晶器239
8.3.2蒸發(fā)結(jié)晶器240
8.3.3真空結(jié)晶器241
8.3.4鹽析與反應(yīng)結(jié)晶器242
8.3.5結(jié)晶器的選擇及設(shè)計(jì)242
8.4結(jié)晶工藝及應(yīng)用244
8.4.1氯化鉀晶體粒度控制工藝開發(fā)及設(shè)備設(shè)計(jì)244
8.4.2硝鹽聯(lián)產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)開發(fā)245
8.4.3晶體發(fā)汗法提純工業(yè)對(duì)甲酚246
8.4.4酮苯脫蠟工藝開發(fā)及設(shè)備設(shè)計(jì)246
8.4.5脫苯洗油結(jié)晶工藝開發(fā)及設(shè)備設(shè)計(jì)247
8.4.6阿莫西林生產(chǎn)工藝中等電點(diǎn)結(jié)晶的應(yīng)用248
本章符號(hào)說明249
思考題249
計(jì)算題249
參考文獻(xiàn)250
第9章組合工藝應(yīng)用實(shí)例251
9.1工業(yè)實(shí)例1：精餾結(jié)晶組合工藝分離苯-氯化苯-二氯苯-多氯苯混合液251
9.1.1概述251
9.1.2混合二氯苯分離工藝對(duì)比252
9.2工業(yè)實(shí)例2：結(jié)晶分離與吸附分離耦合法組合工藝在芳烴分離中的應(yīng)用255
9.3工業(yè)實(shí)例3：膜分離與變壓吸附耦合技術(shù)在煉廠氫氣回收中的應(yīng)用257
9.3.1單一氫氣提純工藝257
9.3.2技術(shù)比選259
9.3.3膜分離與變壓吸附耦合工藝259
參考文獻(xiàn)260
名人堂261
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