《化工原理》（上、下冊，第二版）是大連理工大學(xué)國家級一流本科課程化工原理的配套教材，主要介紹化工單元操作的基本原理、過程計(jì)算、典型設(shè)備及過程強(qiáng)化，強(qiáng)調(diào)基本理論與工程實(shí)踐相結(jié)合，突出工程觀點(diǎn)和過程強(qiáng)化方法。全書共10章，分為上、下兩冊。上冊主要介紹與流體流動和傳熱相關(guān)的單元操作，包括緒論、流體流動與輸送設(shè)備、機(jī)械分離與流態(tài)化、傳熱過程與換熱器、蒸發(fā);下冊主要介紹與傳質(zhì)相關(guān)的單元操作，包括蒸餾、氣體吸收、液-液萃取、干燥、其他分離過程。本書配有數(shù)字化教學(xué)資源，包括典型設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理動畫、思政案例微視頻，以及拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，讀者可以通過掃描二維碼自主學(xué)習(xí)。本書可作為高等學(xué)�；�、石油、材料、生物、制藥、輕工、食品、環(huán)境等專業(yè)本科生教材或參考書，也可供化工及相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
前言
《化工原理》（上、下冊，第二版） 為大連理工大學(xué)國家級一流本科課程化工原理 的配套教材，在2016年出版的第一版基礎(chǔ)上，修訂升級為新形態(tài)教材。本次修訂在注重單元操作過程強(qiáng)化特色的基礎(chǔ)上，充分利用信息化和可視化教學(xué)手段，結(jié)合新工科人才培養(yǎng)和新時代課程思政育人要求編寫。
本書力爭將基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐并重，以單元操作的基本原理、工藝計(jì)算、典型設(shè)備為主線，適當(dāng)補(bǔ)充在跨學(xué)科、新能源、雙碳 等方面的應(yīng)用，注重各單元操作的過程強(qiáng)化方法。內(nèi)容循序漸進(jìn)，使學(xué)生掌握化工原理的基礎(chǔ)知識和工程研究方法，培養(yǎng)學(xué)生分析解決復(fù)雜工程問題的能力，建立節(jié)能減排的工程觀念和工程責(zé)任。
本書配有數(shù)字化教學(xué)資源，包括典型設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理動畫、思政案例微視頻，以及拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，讀者可以通過掃描二維碼自主學(xué)習(xí)。
全書共10章，分為上、下兩冊。上冊主要介紹與流體流動和傳熱相關(guān)的單元操作，包括緒論、流體流動與輸送設(shè)備、機(jī)械分離與流態(tài)化、傳熱過程與換熱器、蒸發(fā)。上冊主編王瑤、賀高紅，參加編寫的有賀高紅、焉曉明（第1章），潘艷秋、俞路（第2章），姜曉濱、阮雪華（第3章），吳雪梅、張寧（第4章），董宏光、鄭文姬（第5章）。下冊主要介紹與傳質(zhì)相關(guān)的單元操作，包括蒸餾、氣體吸收、液-液萃取、干燥、其他分離過程。下冊主編潘艷秋、吳雪梅，參加編寫的有王瑤、陳婉婷（第6章），賀高紅、張文君（第7章），肖武、張秀娟（第8章），張磊、張曉鵬（第9章），李祥村、姜曉濱（第10章）。
本書凝結(jié)了大連理工大學(xué)化工原理教研室長期教學(xué)和科研積累的成果，在編寫過程中得到了教研室全體教師的無私幫助和支持，同時還參考了國內(nèi)外的許多優(yōu)秀教材，配套的動畫素材由東方仿真科技（北京） 有限公司提供技術(shù)支持，在此一并表示衷心的感謝!
限于編者水平，書中難免有不妥和疏漏之處，敬請讀者指正。
編者
2025年1月
第一版前言
化工原理課程內(nèi)容包括化工過程典型單元操作的基本原理、典型過程及設(shè)備的設(shè)計(jì)與操作分析，是化學(xué)工程與工藝及相近、相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，具有基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐并重的特點(diǎn)。通過本門課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，這在創(chuàng)新型工程技術(shù)人才培養(yǎng)過程中具有重要意義。
本書借鑒了國內(nèi)外同類教材的長處，并結(jié)合編者們多年的化工原理教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫而成。教材介紹了化工過程中主要的單元操作，各章按照單元操作的基本原理、過程計(jì)算、過程強(qiáng)化和過程典型設(shè)備的主線編寫，重點(diǎn)介紹過程的設(shè)計(jì)計(jì)算。在編寫過程中，力爭理論與實(shí)踐相結(jié)合，突出工程觀點(diǎn)和解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)及過程強(qiáng)化的方法。書中標(biāo)* 部分為拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容。
本教材包括10章，分為上、下兩冊。上冊主要介紹與流體流動和傳熱有關(guān)的單元操作，包括緒論、流體流動與輸送設(shè)備、機(jī)械分離與流態(tài)化、傳熱過程與換熱器、蒸發(fā)。上冊主編大連理工大學(xué)王瑤、賀高紅，參加編寫的有賀高紅、焉曉明（第1章），潘艷秋、俞路（第2章），姜曉濱、阮雪華（第3章），吳雪梅、張寧、鄭文姬（第4章），董宏光（第5章）。下冊介紹與質(zhì)量傳遞有關(guān)的單元操作，包括蒸餾、氣體吸收、液-液萃取、干燥和其他分離過程。下冊主編大連理工大學(xué)潘艷秋、吳雪梅，參加編寫的有王瑤（第6章），賀高紅、肖武、張文君（第7章），肖武、張秀娟（第8章），韓志忠（第9章），李祥村、姜曉濱（第10章）。大連理工大學(xué)化工原理教研室的全體同事在本書的編寫過程中給予了無私的幫助和支持，在此一并表示衷心的感謝!
限于編者水平，書中難免有不妥和疏漏之處，敬請讀者指正。
編者
2016年7月
潘艷秋，大連理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，遼寧省教學(xué)名師、中國石油與化工行業(yè)教學(xué)名師、寶鋼獎優(yōu)秀教師獎獲得者。現(xiàn)任《化工高等教育》副主編、中國石油化工行業(yè)職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會委員、中國工程教育認(rèn)證委員會化工與制藥類專業(yè)認(rèn)證分委會委員、中國化工教育協(xié)會常務(wù)理事、中國化工學(xué)會工程倫理工作委員會委員、遼寧省化工制藥類本科教學(xué)指導(dǎo)委員會秘書長等。曾任大連理工大學(xué)化工與環(huán)境生命學(xué)部副部長、化工學(xué)院副院長、化學(xué)工程與工藝專業(yè)負(fù)責(zé)人。長期承擔(dān)《化工原理》等課程的教學(xué)工作。為國家一 流本科課程《化工原理（下）》、遼寧省一 流課程《化學(xué)工程基礎(chǔ)》負(fù)責(zé)人，主編和參編《化工原理》等教材13部，主持完成20余項(xiàng)國家和省部級教改項(xiàng)目，獲包括國家教學(xué)成果一等獎在內(nèi)的國家 級和省部級教學(xué)成果獎10余項(xiàng)。主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等多項(xiàng)國家和省部級項(xiàng)目多項(xiàng)，獲國家科技進(jìn)步二等獎、自然科學(xué)獎一等獎等獎勵，發(fā)展學(xué)術(shù)論文100余篇，獲國家專利授權(quán)多項(xiàng)。
第6章 蒸餾 1
6.1 概述 1
6.2 雙組分溶液的氣液相平衡 2
6.2.1 理想體系氣液相平衡 2
6.2.2 非理想體系的氣液相平衡關(guān)系* 9
6.3 蒸餾方式 10
6.3.1 簡單蒸餾 10
6.3.2 平衡蒸餾 12
6.3.3 精餾 14
6.4 簡單塔雙組分連續(xù)精餾計(jì)算 18
6.4.1 精餾過程的物料衡算與熱量衡算 19
6.4.2 精餾過程的操作線方程及其圖示 26
6.4.3 理論板數(shù)的計(jì)算 28
6.4.4 實(shí)際板數(shù)和填料層高度 39
6.4.5 精餾過程的操作型問題* 41
6.5 間歇精餾 44
6.5.1 恒定回流比的操作 44
6.5.2 恒定餾出液組成的操作 47
6.6 多組分精餾* 49
6.6.1 多組分精餾分離序列 49
6.6.2 多組分系統(tǒng)的氣液相平衡 50
6.6.3 全塔物料衡算 52
6.6.4 多組分精餾過程的回流比 57
6.6.5 多組分精餾的理論板數(shù)計(jì)算 58
6.7 精餾過程的強(qiáng)化與節(jié)能技術(shù) 61
6.7.1 精餾過程的強(qiáng)化 61
6.7.2 精餾過程的節(jié)能技術(shù) 62
6.8 特殊蒸餾* 65
6.8.1 恒沸精餾 65
6.8.2 萃取精餾 67
6.8.3 分子蒸餾 68
6.9 板式塔 68
6.9.1 板式塔結(jié)構(gòu)和主要類型 68
6.9.2 塔板的流體力學(xué)狀況 74
6.9.3 篩板塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 77
6.9.4 板式塔的設(shè)計(jì)示例 91
習(xí)題 96
本章符號說明 99
第7章 氣體吸收 101
7.1 概述 101
7.1.1 吸收過程及其應(yīng)用 101
7.1.2 吸收過程的分類 102
7.1.3 吸收劑的選擇 103
7.1.4 吸收過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價 104
7.2 吸收過程的氣液相平衡關(guān)系 104
7.2.1 溶解度曲線 105
7.2.2 氣液相平衡方程 106
7.2.3 相平衡方程在吸收過程中的應(yīng)用 108
7.3 氣相和液相內(nèi)的質(zhì)量傳遞 109
7.3.1 傳質(zhì)的基本方式 110
7.3.2 組分運(yùn)動速度及傳質(zhì)通量 110
7.3.3 分子擴(kuò)散 111
7.3.4 渦流擴(kuò)散 119
7.3.5 對流傳質(zhì)理論和傳質(zhì)速率方程 120
7.4 相際傳質(zhì)理論和總傳質(zhì)速率方程 123
7.4.1 相際傳質(zhì)的雙膜模型 123
7.4.2 相際傳質(zhì)速率方程 124
7.4.3 吸收過程中的傳質(zhì)阻力控制步驟 126
7.5 低濃度氣體吸收 129
7.5.1 低濃度氣體吸收的特點(diǎn) 130
7.5.2 吸收過程的物料衡算及操作線方程 131
7.5.3 吸收劑用量和最小液氣比 132
7.5.4 吸收塔高度的計(jì)算 135
7.5.5 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算方法 138
7.5.6 理論級法計(jì)算吸收塔高度 145
7.6 高濃度氣體吸收 148
7.6.1 高濃度氣體吸收的特點(diǎn) 148
7.6.2 高濃度氣體吸收的計(jì)算 148
7.7 多組分吸收過程 153
7.7.1 多組分吸收的相平衡關(guān)系 153
7.7.2 多組分吸收的計(jì)算 153
7.8 化學(xué)吸收 154
7.8.1 化學(xué)吸收的特點(diǎn) 154
7.8.2 化學(xué)吸收的計(jì)算 154
7.9 解吸操作 155
7.9.1 解吸方法 155
7.9.2 氣提解吸過程的分析計(jì)算 157
7.10 填料塔 159
7.10.1 填料塔的結(jié)構(gòu) 159
7.10.2 主要塔內(nèi)件簡介 160
7.10.3 填料塔的流體力學(xué)性能 169
7.10.4 填料塔工藝設(shè)計(jì)簡介 173
7.10.5 填料塔和板式塔的比較 175
7.11 強(qiáng)化吸收過程的措施 176
7.11.1 提高吸收過程的推動力 177
7.11.2 降低吸收過程的傳質(zhì)阻力 177
7.11.3 其他新型吸收強(qiáng)化技術(shù) 178
習(xí)題 179
本章符號說明 183
第8章 液-液萃取 184
8.1 概述 184
8.1.1 萃取過程及其應(yīng)用 184
8.1.2 萃取過程基本原理 185
8.1.3 萃取劑的選擇 186
8.1.4 萃取過程的基本流程 187
8.2 液-液相平衡關(guān)系 189
8.2.1 三角形坐標(biāo) 189
8.2.2 物料衡算和杠桿定律 190
8.2.3 三角形相圖 191
8.3 萃取過程計(jì)算 195
8.3.1 單級萃取 195
8.3.2 多級錯流萃取 200
8.3.3 多級逆流萃取 204
8.3.4 微分接觸式逆流萃取 210
8.4 液-液萃取設(shè)備 211
8.4.1 混合-澄清槽 211
8.4.2 塔式萃取設(shè)備 212
8.4.3 離心萃取器 214
8.4.4 液-液萃取設(shè)備的選擇 214
8.5 超臨界流體萃取 215
8.5.1 超臨界流體及其性質(zhì) 215
8.5.2 超臨界流體萃取過程與工藝 217
8.5.3 超臨界流體萃取技術(shù)的應(yīng)用 218
8.6 萃取過程的強(qiáng)化 218
8.6.1 萃取設(shè)備的強(qiáng)化 219
8.6.2 耦合技術(shù)實(shí)現(xiàn)萃取強(qiáng)化 220
習(xí)題 220
本章符號說明 223
第9章 干燥 224
9.1 概述 224
9.1.1 固體物料去濕方法和干燥過程分類 224
9.1.2 對流干燥過程流程 225
9.1.3 對流干燥中的熱量傳遞和質(zhì)量傳遞 225
9.1.4 干燥過程操作評價 226
9.2 干燥介質(zhì) 227
9.2.1 濕空氣的狀態(tài)參數(shù) 227
9.2.2 濕空氣的濕球溫度 229
9.2.3 濕空氣的溫-濕圖及其應(yīng)用 230
9.3 水分在氣-固兩相間的相平衡 233
9.4 恒定干燥條件下的干燥速率及過程計(jì)算 235
9.4.1 恒定干燥條件下的干燥速率 235
9.4.2 恒定條件下干燥時間的計(jì)算 237
9.5 連續(xù)干燥過程及過程計(jì)算 238
9.5.1 連續(xù)干燥過程 238
9.5.2 連續(xù)干燥過程計(jì)算方法 239
9.5.3 連續(xù)干燥過程操作條件和設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 244
9.6 干燥器 244
9.6.1 干燥器的分類及其基本要求 244
9.6.2 常用對流式干燥器 245
9.6.3 干燥過程節(jié)能和技術(shù)發(fā)展 250
習(xí)題 250
本章符號說明 252
第10章 其他分離過程 254
10.1 概述 254
10.2 膜分離技術(shù) 254
10.2.1 膜的定義 255
10.2.2 膜的分類和形態(tài)結(jié)構(gòu) 255
10.2.3 膜分離過程的分類 257
10.2.4 膜分離技術(shù)在過程強(qiáng)化中的應(yīng)用 258
10.2.5 超濾與微濾過程 258
10.2.6 反滲透與納濾 260
10.2.7 滲析和電滲析 264
10.2.8 氣體膜分離過程 266
10.2.9 滲透蒸發(fā)過程 268
10.2.10 其他膜分離過程* 270
10.3 吸附分離* 271
10.3.1 吸附分離原理 271
10.3.2 吸附劑 272
10.3.3 吸附分離的應(yīng)用 273
10.4 離子交換分離* 273
10.4.1 離子交換劑 274
10.4.2 離子交換平衡 275
10.4.3 離子交換設(shè)備 276
10.4.4 離子交換分離技術(shù)的應(yīng)用 277
10.5 色譜分離技術(shù)* 278
10.5.1 色譜分離的基本原理 279
10.5.2 色譜分離技術(shù)的應(yīng)用 280
10.6 結(jié)晶 280
10.6.1 晶體的特性和幾何結(jié)構(gòu) 281
10.6.2 結(jié)晶分離的基本原理 282
10.6.3 溶液結(jié)晶 284
10.6.4 熔融結(jié)晶* 287
10.6.5 其他結(jié)晶過程* 289
習(xí)題 290
本章符號說明 291
附錄 292
附錄1 部分體系的氣液平衡數(shù)據(jù) 292
附錄2 部分物質(zhì)的安托萬常數(shù) 293
附錄3 部分體系的氣液平衡數(shù)據(jù) 293
附錄4 部分氣體稀水溶液的亨利系數(shù) 294
附錄5 部分氣體在水中的溶解度 295
附錄6 部分物質(zhì)在水中的溶解度 296
習(xí)題參考答案 297
參考文獻(xiàn) 299
書單推薦
