石油化工设计手册 第3卷 化工单元过程 下PDF格式文档图书下载

第1章 气体吸收与解吸 1

1.1概述 1

1.1.1吸收（解吸）过程的基本概念 1

1.1.1.1吸收与解吸 1

1.1.1.2单组分与多组分吸收 1

1.1.1.3物理吸收与化学吸收 1

1.1.1.4等温吸收与非等温吸收 1

1.1.2吸收（解吸）设备与流程 1

1.1.2.1吸收过程适宜条件 1

1.1.2.2吸收设备 1

1.1.2.3吸收流程 2

1.1.3吸收（解吸）过程在石油化工中的应用 4

1.1.4吸收过程的技术经济评价 4

1.1.4.1吸收过程的技术指标 4

1.1.4.2吸收过程的主要经济指标 5

1.1.4.3吸收过程的评价 5

1.2吸收过程气液平衡 5

1.2.1气液相平衡概念 5

1.2.2气液相平衡关系式 6

1.2.2.1亨利定律 6

1.2.2.2热力学平衡关系式 6

1.2.3平衡数据的来源 7

1.2.4由热力学关系求平衡系数 7

1.2.5温度与压力对平衡系数的影响 9

1.2.6气体在电解质或非电解质水溶液中的溶解度 10

1.2.6.1气体在电解质水溶液中的溶解度 10

1.2.6.2气体在非电解质水溶液中的溶解度 12

1.2.7化学吸收的相平衡 12

1.2.8若干体系的气液平衡数据 15

1.2.9预测型分子热力学预测溶解度 29

1.2.9.1状态方程法 29

1.2.9.2活度系数法 35

1.3连续接触设备（填料塔）设计计算 38

1.3.1设计步骤 38

1.3.1.1溶剂选择 38

1.3.1.2操作条件的确定 38

1.3.1.3溶剂用量（液气比）的确定 38

1.3.1.4设备选择 40

1.3.1.5塔径的确定 40

1.3.1.6塔高的计算 41

1.3.2单相与相际传质速度方程 41

1.3.3传质单元数与传质单元高度 44

1.3.3.1定义 44

1.3.3.2传质单元数的计算 46

1.3.4传质系数和有效传质表面的通用关联式 51

1.3.4.1 Billet模型 51

1.3.4.2 SRP-Ⅱ模型 56

1.3.4.3修正的恩田（Onda）模型 59

1.3.5传质系数与传质单元高度的数据 61

1.3.6填料塔的当量高度（HETP） 68

1.4阶段接触设备（板式塔）的设计计算 70

1.4.1平衡级（理论级）方法 70

1.4.2图解法求平衡级数 70

1.4.3解析法求平衡级数 71

1.4.3.1贫气吸收或解吸 71

1.4.3.2富气吸收 74

1.4.4多组分吸收（解吸）严格算法 76

1.4.4.1基本方程组 76

1.4.4.2独立变量数及其指定 77

1.4.5级（板）效率 77

1.4.6利用MS Excel软件处理板式塔流体力学和塔板效率数据 81

1.4.6.1流体力学数据计算 81

1.4.6.2塔板效率数据 83

1.4.7气液固三相流体力学和塔板效率 84

1.4.7.1气液固三相流体力学 84

1.4.7.2气液固三相塔板效率 86

1.5非等温吸收 87

1.5.1吸收过程的热效应 87

1.5.2非等温吸收近似算法 88

1.5.3严格算法 88

1.6化学吸收 92

1.6.1概述 92

1.6.2化学吸收分类 93

1.6.3增强因子 94

1.6.4化学吸收速率 94

1.6.4.1一级和拟一级不可逆反应 95

1.6.4.2瞬间不可逆反应 97

1.6.4.3化学吸收的传质模型与增强因子 99

1.6.5化学吸收过程模拟与解 101

1.6.6化学吸收设备的选型与计算 103

1.6.6.1化学吸收设备的选型 103

1.6.6.2填料吸收反应器 104

1.6.6.3板式吸收塔 112

1.7气体的解吸 115

1.7.1概述 115

1.7.2物理解吸 115

1.7.2.1物理解吸的计算 115

1.7.2.2吸收蒸出（解吸）塔 116

1.7.2.3物理解吸的选择性 118

1.7.3有化学反应的解吸 118

1.7.3.1概述 118

1.7.3.2解吸塔设计 120

1.8吸收过程在石油化学工业中的应用 120

1.8.1催化裂化吸收稳定过程 121

1.8.1.1概述 121

1.8.1.2吸收（解吸）过程的模拟 121

1.8.1.3吸收-解吸流程的改进 125

1.8.1.4塔设备的设计和改进 127

1.8.2 CO2及H2S的脱除 129

1.8.2.1 CO2的脱除 129

1.8.2.2典型工艺过程及设备设计 130

1.8.2.3 H2S的脱除 140

1.8.3 SO2的脱除 140

1.8.3.1 SO2脱除方法 140

1.8.3.2氨法脱SO2的化学反应过程 141

1.8.3.3气液平衡 141

1.8.3.4热效应 142

1.8.3.5氨酸法的工艺流程 142

1.8.3.6工艺与设备设计参数 142

1.8.3.7氨法在电厂烟气脱硫中的应用 146

主要符号说明 147

参考文献 149

第2章 液-液萃取 154

2.1概述 154

2.1.1液-液萃取过程的特点 154

2.1.2液-液萃取在石油化工中的应用 154

2.2液-液萃取平衡及其数学模型 156

2.2.1分配系数和分离系数 156

2.2.2相图 157

2.2.3液-液萃取平衡的热力学基础 158

2.2.4液-液萃取平衡的预测——UNIFAC方程 160

2.3液-液萃取过程的设计计算 164

2.3.1单级萃取过程 164

2.3.2多级错流萃取和多级逆流萃取 165

2.3.3连续逆流萃取过程 167

2.3.4复合萃取 169

2.3.5用于复杂体系的矩阵解法 174

2.4考虑纵向混合的萃取塔的设计计算 176

2.4.1萃取塔内的纵向混合 176

2.4.2考虑纵向混合的萃取塔的数学模型 177

2.4.3扩散模型及其近似解法 178

2.5萃取设备的分类和选型 182

2.5.1萃取设备的分类 182

2.5.2常用萃取设备 183

2.5.3萃取塔的比较和选型 190

2.6填料萃取塔的设计计算 192

2.6.1填料萃取塔的特点 192

2.6.2设计计算步骤 194

2.6.3塔径的计算 195

2.6.4塔高的计算 198

2.6.5设计计算举例 201

2.7转盘萃取塔（RDC）的性能、设计和改进 203

2.7.1概述 203

2.7.2转盘萃取塔液泛速度的计算 205

2.7.3转盘萃取塔传质特性的计算 206

2.7.4转盘塔的纵向混合 207

2.7.5设计计算举例 208

2.7.6转盘萃取塔的改进 212

主要符号说明 214

参考文献 215

第3章 吸附与变压吸附 218

3.1吸附过程基础理论 218

3.1.1吸附基本原理 218

3.1.2物理吸附和化学吸附 219

3.1.3吸附热力学基础 220

3.1.3.1吸附平衡 220

3.1.3.2吸附热 224

3.1.4吸附动力学基础 225

3.1.4.1吸附过程速度 225

3.1.4.2固定床吸附动态特性 226

3.2吸附剂 229

3.2.1特性参数 229

3.2.2常用吸附剂 230

3.2.2.1硅胶（silica gel，SG）（参见第3.7节） 230

3.2.2.2活性氧化铝（activated alumina） 231

3.2.2.3活性炭（activated carbon，AC） 231

3.2.2.4沸石分子筛（zeolite molecular sieves，MS或ZMS） 232

3.2.2.5碳分子筛（carbon molecular sieves，CMS或MSC） 234

3.2.2.6活性碳纤维（activated carbon fiber，ACF） 235

3.2.2.7浸渍活性炭（impregnated activated carbon） 235

3.2.2.8合成聚合物（synthetie polymers） 235

3.2.3物理性质 235

3.3吸附分离工艺 236

3.3.1吸附分离程度的判别 236

3.3.2吸附剂对气体的选择性 237

3.3.2.1选择分离机理 237

3.3.2.2吸附剂与吸附质之间的相互作用对选择性的影响 238

3.3.2.3同种吸附剂结构对选择性的影响 239

3.3.3吸附分离工艺的分类 240

3.3.3.1吸附剂再生方法分类 240

3.3.3.2运行方式分类 242

3.4变温吸附循环工艺及其应用 243

3.4.1变温吸附工艺 243

3.4.2变温吸附应用 244

3.4.2.1脱除或回收有机化合物 244

3.4.2.2气体中脱除或回收酸性组分 250

3.4.2.3低沸点气体的低温净化 254

3.4.2.4干燥脱水（在第3.7节中专述） 259

3.5变压吸附（pressure-swing adsorption，PSA）循环工艺及其应用 259

3.5.1变压吸附原理流程和特点 259

3.5.1.1变压吸附原理流程 259

3.5.1.2变压吸附工艺对吸附剂的要求 259

3.5.1.3吸附塔死空间体积的重要性 261

3.5.1.4吸附系数和分离系数 261

3.5.2变压吸附工艺 261

3.5.2.1从气相提取产品的工艺 262

3.5.2.2从吸附相提取产品的工艺 267

3.5.2.3同时从气相及吸附相提取产品的工艺 268

3.5.3变压吸附技术的应用 269

3.5.3.1从富氢气体中回收和提纯氢气 269

3.5.3.2从变换气中制取合成气 277

3.5.3.3空气干燥及脱除二氧化碳 279

3.5.3.4从空气中制取富氧、纯氮、纯氧 281

3.5.3.5天然气净化 287

3.5.3.6从煤层气中浓缩甲烷 288

3.5.3.7从混合气中提取二氧化碳 288

3.5.3.8从混合气中提取一氧化碳 290

3.5.3.9从工厂废气中回收有机溶剂 292

3.5.3.10潜水呼吸气的净化 293

3.5.3.11垃圾填埋气净化回收甲烷 294

3.5.3.12炼油厂催化裂化干气提浓回收乙烯 296

3.5.3.13液相吸附分离石脑油中的芳烃 298

3.6其它的循环吸附工艺 298

3.6.1置换冲洗（displacement-purgeAdsorption，DPA）工艺 298

3.6.2变压参数泵（pressure swing parametric pumping）吸附工艺 301

3.6.3循环区域吸附（cycling zone adsorption，CZA）工艺 301

3.6.4色谱分离（chromatographic separations）工艺 302

3.6.5移动床（moving bed）吸附工艺 305

3.6.6流化床（fluidized bed）吸附工艺 307

3.6.7模拟移动床（simulated moving bed，SMB）吸附工艺 309

3.7气体吸附干燥脱水工艺 312

3.7.1吸附干燥的原理及意义 312

3.7.2湿气体的性质 312

3.7.2.1绝对湿度（？a） 312

3.7.2.2相对湿度（？r） 312

3.7.2.3比湿度（d） 313

3.7.2.4露点（td） 313

3.7.2.5湿气体比热容（cH） 313

3.7.2.6湿气体比焓（I） 314

3.7.3干燥方法 314

3.7.4吸附干燥的基本原理 315

3.7.5常用的吸附干燥剂 316

3.7.5.1硅胶（可参见第3.2.2.1节） 316

3.7.5.2活性氧化铝（参见第3.2.2.2节） 316

3.7.5.3分子筛（参见第3.2.2.4节） 317

3.7.6再生方法 317

3.7.7变温吸附干燥工艺 317

3.7.7.1 TSA干燥工艺流程 318

3.7.7.2 TSA干燥装置设计原则 320

3.7.7.3节能流程 330

3.7.7.4转轮式干燥器 331

3.7.8变压吸附干燥工艺 332

3.7.8.1 PSA干燥工艺流程 332

3.7.8.2 PSA干燥装置设计原则 333

3.7.8.3 PSA干燥、操作条件 334

3.7.9吸附干燥的特点及适用场合 335

3.8固定床吸附塔的结构 335

3.8.1轴流塔 335

3.8.2径流塔 336

3.8.3嵌入式蜂窝状板块径流塔 337

3.8.4换热型吸附塔 337

3.9转轮吸附器（旋转式吸附器） 338

3.9.1 TSA转轮吸附器 339

3.9.2 PSA转轮吸附器 343

3.10反应器/吸附器 344

参考文献 346

第4章 气液传质设备 356

4.1概述 356

4.2板式塔 357

4.2.1板式塔的分类 357

4.2.2塔板的结构参数 358

4.3板式塔初步设计内容及一般步骤 359

4.3.1塔径估算及板间距初选 359

4.3.2溢流区设计 360

4.3.2.1降液管及其受液盘的设计 360

4.3.2.2溢流堰的设计 363

4.3.3鼓泡区设计 364

4.3.4流体力学性能及计算方法 365

4.3.4.1塔板上气液两相的接触状态 365

4.3.4.2塔板上气液两相的分布状态 367

4.3.4.3塔板持液量 368

4.3.4.4堰上液流高度 368

4.3.4.5液面梯度 370

4.3.4.6塔板压降 370

4.3.4.7降液管内液层高度 374

4.3.5塔的操作极限与负荷性能图 375

4.3.5.1塔板的操作限制 375

4.3.5.2板式塔的负荷性能图 376

4.3.6全塔设计优化 382

4.3.7板效率及塔高的确定 384

4.3.7.1全塔效率与板效率 384

4.3.7.2塔高的确定 386

4.4筛孔塔板 387

4.4.1筛板的结构特性 387

4.4.2筛板塔的设计示例 388

4.5浮阀型塔板 392

4.5.1概述 392

4.5.2 F1型浮阀 394

4.5.2.1 F1型浮阀结构 394

4.5.2.2 F1型浮阀的排列 396

4.5.2.3塔板压降 396

4.5.2.4设计计算示例 396

4.5.3 V-4型浮阀 402

4.5.4十字架形浮阀 402

4.5.5 Nutter浮阀 403

4.5.6导向组合浮阀 403

4.5.6.1导向组合条阀结构特点 404

4.5.6.2导向组合浮阀塔板组合方式 405

4.5.6.3组合导向浮阀塔盘的结构及水力学性能计算 405

4.5.7波纹导向组合浮阀塔板 409

4.5.8 ADV微分浮阀塔板 410

4.5.8.1概述 410

4.5.8.2 ADV？微分浮阀塔板的整体技术 410

4.5.8.3 ADV？微分浮阀塔板的水力学性能及计算方法 411

4.5.9 Super V型浮阀 412

4.5.9.1 Super V型系列浮阀塔板结构 412

4.5.9.2各型号适用范围 413

4.5.9.3 Super V型系列浮阀塔板的水力学性能及计算方法 413

4.5.10微型浮阀 413

4.6固定阀型塔板 415

4.6.1导向筛板 415

4.6.1.1结构及特点 416

4.6.1.2流体力学计算 417

4.6.2斜喷塔板 418

4.6.2.1舌形塔板 419

4.6.2.2斜孔塔板 423

4.6.3 V-0固阀 428

4.6.4 V-grid系列固阀 428

4.6.5微型固阀 429

4.7泡罩塔板 429

4.7.1泡罩塔板的结构 429

4.7.2塔板压降 431

4.7.3负荷性能图 432

4.8网孔塔板 433

4.8.1概述 433

4.8.2网孔塔板的结构与性能 433

4.8.3塔径与板间距 434

4.8.4板面布置 435

4.8.5流体力学计算 438

4.9垂直筛板 441

4.9.1概述 441

4.9.2 CTST立体传质塔板的结构与特点 441

4.9.3立体传质塔板的流体力学性能 442

4.9.4立体传质塔板的传质性能 446

4.9.5立体传质塔板的工程设计 447

4.10无降液管塔板 448

4.10.1概述 448

4.10.2穿流式栅板或筛板的塔板结构 448

4.10.3流体力学计算 449

4.10.4穿流式波纹筛板 450

4.11多降液管塔板 454

4.11.1概述 454

4.11.2 MD塔板结构特点 454

4.11.3流体力学性能 455

4.11.4负荷性能图 457

4.11.5主要设计参数 458

4.12塔板结构设计——分块式塔板 459

4.12.1分块式塔板结构型式 459

4.12.2塔盘的分块 460

4.12.2.1塔板分块 460

4.12.2.2塔板分块示例 462

4.12.3分块式塔板结构尺寸 463

4.12.4塔板支持件结构 465

4.12.4.1分块式塔板的降液管 465

4.12.4.2分块式塔板的受液盘 466

4.12.4.3分块式塔板的溢流堰 468

4.12.5塔板紧固件 468

4.12.6塔板结构设计的其它考虑 473

4.12.6.1折流挡板 473

4.12.6.2引流板 473

4.12.6.3塔段结构改变时的降液管结构型式 473

4.12.6.4排液孔（泪孔） 474

4.13填料塔 475

4.13.1填料塔的特点 475

4.13.2填料塔的结构 476

4.13.3塔填料的分类 476

4.13.3.1散装填料 477

4.13.3.2规整填料 477

4.13.4填料的几何特性 478

4.13.4.1散装填料单体及填料层的几何参数 478

4.13.4.2规整填料层几何参数 479

4.13.5填料塔的流体力学性能 479

4.13.5.1填料塔的流体力学状态 479

4.13.5.2填料塔的流体力学模型 481

4.13.6填料塔的传质性能 489

4.13.6.1定义 489

4.13.6.2影响传质性能的因素 490

4.13.6.3填料塔传质关联式与数据 491

4.13.7填料塔的设计 493

4.13.7.1塔的工艺模拟 493

4.13.7.2填料的选择 493

4.13.7.3塔径的确定 496

4.13.7.4填料层高度的确定 496

4.13.7.5压降计算 497

4.13.7.6填料塔内件的设计 497

4.13.8填料塔的气液分布与放大问题 497

4.14散装填料的性能 499

4.14.1散装填料的特点与应用场合 499

4.14.2拉西环 500

4.14.3鲍尔环 500

4.14.4改进型鲍尔环 503

4.14.5阶梯环与阶梯短环 505

4.14.6扁环与梅花扁环填料 507

4.14.7环鞍形填料 509

4.14.8共轭环 517

4.14.9茵派克填料 521

4.14.10多鞍环填料 522

4.15规整填料的性能 525

4.15.1规整填料的特点与应用 525

4.15.2金属孔板波纹填料 525

4.15.2.1 Mellapak填料 525

4.15.2.2刺孔板波纹填料 532

4.15.2.3 Gempak填料 534

4.15.2.4 Intalox规整填料 537

4.15.3非金属板波纹填料 538

4.15.3.1塑料板波纹填料 538

4.15.3.2陶瓷板波纹填料 541

4.15.4网状波纹填料 543

4.15.4.1概述 543

4.15.4.2网状填料的特点与应用场合 544

4.15.4.3金属丝网填料 545

4.15.4.4塑料丝网波纹填料 547

4.15.4.5金属板网（网孔）波纹填料 548

4.15.4.6 Rombopak填料 549

4.15.5栅格填料 551

4.15.5.1 Glitsch栅格填料 551

4.15.5.2 Sulzer栅格填料 553

4.15.6我国新开发的规整填料 554

4.15.6.1波环填料 554

4.15.6.2组片式波纹填料 554

4.15.6.3板花填料 555

4.15.7改进型孔板波纹填料 555

4.16塔器选型导则 556

4.16.1塔器选型主要考虑因素 556

4.16.2判断气液传质设备最佳的目标 557

4.16.3板式塔和填料塔的选型原则 557

4.16.3.1板式塔和填料塔的传质机理 557

4.16.3.2板式塔和填料塔的特性比较 557

4.16.3.3优先选用填料塔的工况 557

4.16.3.4优先选用板式塔的工况 557

4.16.3.5综合选型 558

4.16.4板式塔的选型导则 558

4.16.4.1新塔的设计 558

4.16.4.2旧塔的改造 558

4.16.5填料塔的选型导则 559

4.17塔的内件与辅助装置 560

4.17.1概述 560

4.17.2填料塔的液体分布器 561

4.17.2.1对液体分布器的基本要求 561

4.17.2.2液体分布器的类型和结构 563

4.17.2.3槽式分布器 564

4.17.2.4管式分布器 568

4.17.2.5盘式分布器 572

4.17.2.6喷射式分布器 574

4.17.3填料塔液体收集及再分布装置 574

4.17.3.1填料层的分段 574

4.17.3.2液体收集器 575

4.17.3.3液体再分布器 575

4.17.4填料支承装置 576

4.17.5填料压板和床层限制器 578

4.17.6气、液进出料管 579

4.17.6.1液体进料结构 579

4.17.6.2液体出料管 582

4.17.6.3气体出、入管与气体分布器 582

4.17.7除雾沫器 586

4.17.7.1丝网除沫器 586

4.17.7.2折流板除沫器 587

4.17.7.3填料除沫器 587

4.17.7.4旋流板除沫器 588

4.17.8塔釜（底）结构 588

4.17.9塔的辅助装置 589

主要符号说明 589

参考文献 590

第5章 膜分离 595

5.1概述 595

5.1.1引言 595

5.1.2膜分离技术的发展简史 595

5.1.3膜分离过程的分类 595

5.2膜分离过程及其应用 597

5.2.1压力驱动膜过程 597

5.2.1.1微孔过滤 598

5.2.1.2超过滤 602

5.2.1.3纳滤 605

5.2.1.4反渗透 609

5.2.1.5气体分离 618

5.2.1.6膜萃取 626

5.2.2浓差驱动膜过程 630

5.2.2.1渗透蒸发 630

5.2.2.2透析 633

5.2.2.3液膜 637

5.2.2.4膜吸收法 645

5.2.3电驱动膜过程 649

5.2.3.1电渗析 649

5.2.3.2膜电解 657

5.2.3.3双极膜电渗析 661

5.2.4热驱动膜过程 666

5.2.4.1膜蒸馏 666

5.3浓差极化、膜污染及前处理 673

5.3.1浓差极化 673

5.3.1.1浓差极化形成的基本原因 673

5.3.1.2浓差极化的危害 677

5.3.1.3减小浓差极化的方法 677

5.3.2膜污染 681

5.3.2.1膜污染的定义 681

5.3.2.2膜污染的起因 682

5.3.2.3膜污染的控制方法 683

5.3.2.4膜污染的清洗方法 684

5.3.3前处理 686

5.4膜材料及制膜工艺简介 687

5.4.1膜材料 687

5.4.2制膜工艺 689

5.5膜组件及膜系统设计 691

5.5.1前言 691

5.5.2膜组件类型 691

5.5.2.1板框式 691

5.5.2.2圆管式 694

5.5.2.3螺旋卷式 701

5.5.2.4中空纤维式 703

5.5.2.5各种膜组件形式的优缺点对比 706

5.5.3膜分离系统的设计 707

5.5.3.1反渗透过程 708

5.5.3.2电渗析过程 714

5.6集成膜分离技术 720

5.6.1引言 720

5.6.2几种典型的集成膜分离过程模式 721

5.6.2.1膜分离与化学反应相结合 721

5.6.2.2膜分离与蒸发单元操作相结合 721

5.6.2.3膜分离与吸附单元操作相结合 721

5.6.2.4膜分离与冷冻单元操作相结合 721

5.6.2.5膜分离与催化单元操作相结合 721

5.6.2.6膜分离与离子交换树脂单元操作相结合 721

5.6.3集成膜分离过程的应用实例 721

5.6.3.1用集成膜过程对含油废水进行资源化回收利用处理 721

5.6.3.2集成膜工艺海水淡化与浓海水综合利用 722

参考文献 722

第6章 干燥 724

6.1干燥过程的基本计算和湿空气性质及湿度图 724

6.1.1干燥过程的基本计算 724

6.1.2湿空气性质及湿度图 724

6.2干燥器的分类和选择 724

6.2.1干燥器的分类 724

6.2.2干燥器的选择 724

6.3对流传热干燥器 729

6.3.1厢式干燥器 729

6.3.1.1型式 730

6.3.1.2设计参数 730

6.3.2气流干燥器 730

6.3.2.1气流干燥的操作原理和特点 730

6.3.2.2气流干燥器的型式 731

6.3.2.3气流干燥管有关参数的确定 733

6.3.3流化床干燥器 738

6.3.3.1操作原理及特点 738

6.3.3.2单层和卧式多室流化床干燥器 739

6.3.3.3振动流化床干燥器 741

6.3.3.4带搅拌的移动流化床干燥器 746

6.3.4旋转快速干燥机 747

6.3.4.1操作原理、工艺流程和特点 747

6.3.4.2主要操作参数 748

6.3.4.3旋转快速干燥技术的应用 749

6.3.5喷雾干燥 750

6.3.5.1喷雾干燥的操作原理及流程 750

6.3.5.2雾化器的结构和计算 752

6.3.5.3喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算 769

6.3.5.4喷雾干燥技术在工业上的应用举例 781

6.3.6转筒干燥器 786

6.3.6.1分类 786

6.3.6.2工作原理和特点 786

6.3.6.3直接加热式转筒干燥器 787

6.3.6.4间接加热式 791

6.3.6.5复合加热式 792

6.3.6.6常规直接加热式转筒干燥器的设计参数 793

6.4传导传热干燥器 797

6.4.1真空耙式干燥器 797

6.4.2双锥回转真空干燥机 798

6.4.3滚筒干燥器 798

6.4.3.1分类 798

6.4.3.2操作原理 799

6.4.3.3工艺流程 799

6.4.3.4设计参数 799

6.4.4振动流动干燥机 801

6.4.4.1分类和操作原理 801

6.4.4.2应用 802

6.4.5旋转管束干燥机 804

6.4.5.1结构及操作原理 804

6.4.5.2干燥工艺流程 804

6.4.6蒸汽管间接加热式回转圆筒干燥机 805

6.5红外线干燥和微波干燥 807

6.5.1红外线干燥 807

6.5.1.1红外线干燥的基本原理和特点 807

6.5.1.2红外线干燥器的组成和应用 807

6.5.2微波干燥 808

6.5.2.1微波干燥的基本原理 808

6.5.2.2微波干燥的特点和应用 809

6.5.2.3微波干燥系统的组成 809

6.5.2.4微波干燥过程 809

6.5.2.5几种常用的微波干燥器 809

主要符号说明 810

参考文献 811

第7章 化学反应器 813

7.1气-固固定床催化反应器 813

7.1.1气-固固定床催化反应器类型 813

7.1.1.1绝热式反应器 813

7.1.1.2换热式反应器 813

7.1.1.3工业气-固固定床催化反应器 813

7.1.2固定床反应器数学模型 814

7.1.2.1固定床反应器的基础数据 814

7.1.2.2气-固固定床催化反应器的数学模型 817

7.1.3气-固固定床催化反应器选型及设计 821

7.1.3.1气-固固定床催化反应器选型的基本原则 821

7.1.3.2气-固固定床催化反应器的过程开发 821

7.1.3.3绝热固定床反应器的设计 822

7.1.3.4换热式固定床反应器的设计 824

7.1.4固定床反应器中几个工程问题 825

7.1.4.1参数灵敏度 825

7.1.4.2温度检测 826

7.1.4.3固定床反应器的控制 827

7.1.4.4流体均布 827

7.1.4.5设计中考虑的其它因素 828

7.2气-液反应器 829

7.2.1气-液反应器的分类及其基本特征 829

7.2.1.1反应器中的气液两相接触形式 829

7.2.1.2气-液反应器的基本类型 829

7.2.1.3常见的气液反应器的特点 830

7.2.2气-液反应器的选择 831

7.2.2.1气-液反应过程的宏观反应速率方程 831

7.2.2.2物理传质系数和界面积的估算 835

7.2.2.3气-液反应器的选择原则 837

7.2.3气-液反应器的设计 838

7.2.3.1填料塔反应器 838

7.2.3.2鼓泡塔反应器 839

7.3搅拌槽式聚合反应器的设计 847

7.3.1搅拌设备概论 847

7.3.1.1槽体 848

7.3.1.2叶轮 848

7.3.1.3内构件 849

7.3.2搅拌槽式聚合反应器的选型 854

7.3.2.1搅拌对象的性质 854

7.3.2.2叶轮的剪切-循环特性 857

7.3.2.3流动状态与叶轮性能的关系 859

7.3.2.4几种常用叶轮的特性 861

7.3.2.5搅拌槽式聚合反应器的进展 864

7.3.3聚合反应器中的流动 867

7.3.3.1湍流域用搅拌叶轮的流场 868

7.3.3.2由流速分布计算叶轮排量数和循环量数 868

7.3.3.3操作条件和流体的流变行为对流型的影响 871

7.3.3.4从流场信息优化搅拌叶轮设计和操作 873

7.3.4搅拌设备的功耗、排量和混合 878

7.3.4.1搅拌功率 878

7.3.4.2排量、循环量和混合的关系 889

7.3.5搅拌槽的传热 893

7.3.5.1概述 893

7.3.5.2热载体侧的表面传热系数 895

7.3.5.3被搅液侧的表面传热系数 897

7.3.5.4高黏流体的刮壁式传热 906

7.3.6固-液搅拌槽式反应器中的非均相混合 910

7.3.6.1固-液悬浮 910

7.3.6.2液-液分散 919

7.3.6.3气-液分散 925

7.3.7搅拌槽的放大技术 936

7.3.7.1概述 936

7.3.7.2几何相似放大法 936

7.3.7.3非几何相似放大法 941

7.3.7.4关于数学模型放大 944

7.3.8悬浮聚合和乳液聚合反应器 946

7.3.8.1悬浮聚合的成粒机理 947

7.3.8.2氯乙烯悬浮聚合反应器 954

7.3.8.3乳液聚合反应器 965

7.3.9溶液聚合和均相本体聚合反应器 970

7.3.9.1高黏流体聚合反应器的选型 971

7.3.9.2苯乙烯本体聚合装置 973

7.3.10烯烃聚合反应器 982

7.3.10.1三种聚烯烃工艺简述 982

7.3.10.2搅拌釜式烯烃聚合反应器 985

7.4气-固流化床反应器 993

7.4.1基本类型及其特点 993

7.4.2工业应用 995

7.4.2.1各类反应过程 995

7.4.2.2工业应用的例子 995

7.4.3流化床的流体力学特性 997

7.4.3.1颗粒的分类及其对流态化的影响 997

7.4.3.2流域和流域的过渡 998

7.4.3.3流化状态的识别 1000

7.4.3.4鼓泡流态化 1000

7.4.3.5重要参数及其计算 1001

7.4.3.6流化床床层的膨胀 1006

7.4.4流化床中的热量和质量传递 1008

7.4.4.1流化床中的热量传递 1008

7.4.4.2流化床中的质量传递 1011

7.4.5流化床反应器的数学模型 1012

7.4.5.1鼓泡区的相际质量传递 1013

7.4.5.2流化床反应器模型 1014

7.4.6过程的开发和放大 1021

7.4.7工程设计原则 1023

7.4.7.1催化剂用量 1023

7.4.7.2流化床床层壳体的确定 1024

7.4.7.3流化床内部装置的设计 1025

7.4.7.4气-固分离装置的设计和其它 1029

7.5气-液-固三相反应器 1029

7.5.1引言 1029

7.5.2气-液-固三相反应过程的宏观动力学 1030

7.5.2.1固相为催化剂，不参与反应 1030

7.5.2.2固体颗粒参与反应 1031

7.5.3滴流床三相反应器 1032

7.5.3.1流体力学 1032

7.5.3.2压降 1033

7.5.3.3持液量 1034

7.5.3.4液体分布 1035

7.5.3.5轴向分散（或返混） 1036

7.5.3.6滴流床的传质 1036

7.5.3.7滴流床的传热 1037

7.5.4鼓泡悬浮三相反应器 1038

7.5.5气-液-固三相流化床 1041

7.6沸腾床反应器 1044

7.6.1概述 1044

7.6.2沸腾床反应器结构 1046

7.6.3沸腾床渣油加氢工艺 1046

7.6.3.1 H-Oil工艺 1046

7.6.3.2 T-Star工艺 1047

7.6.3.3 LC-Fining工艺 1048

7.6.4流体力学 1049

7.6.4.1气泡特性 1049

7.6.4.2液相流动特性 1053

7.6.4.3固含率分布 1055

7.6.5数学模型化 1057

7.6.6催化剂在线置换模拟 1058

7.6.6.1催化剂失活反应动力学 1058

7.6.6.2催化剂在线置换的计算机模拟 1061

7.7移动床催化反应器 1062

7.7.1概述 1062

7.7.2移动床反应器的分类 1063

7.7.3移动床反应器的特点 1063

7.7.4移动床反应器的模拟 1064

7.7.5移动床反应器设计 1064

7.7.5.1贴壁和空腔的计算 1064

主要符号说明 1074

参考文献 1081

附录 常用单位换算 1093

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