内容提要3

译者的话4

作者简介5

第二版前言7

符号表25

量纲和单位37

第一篇基本概念1

第1章分离过程3

1.0本章教学目的3

1.1工业规模的化学过程4

1.2分离机理7

1.3通过添加或产生新相实现的分离9

1.4采用阻挡物（膜）的分离操作16

1.5采用固体介质的分离操作17

1.6应用外力场或梯度的分离操作19

1.7组分的回收率和产品的纯度20

1.8分离能力23

1.9适宜分离过程的选择25

1.10本章小结29

参考文献30

习题30

第2章分离操作的热力学35

2.0本章教学目的35

2.1能量、熵和有效能平衡35

2.2相平衡40

2.2.1逸度和活度系数41

2.2.2K值42

2.3理想气体、理想液体溶液模型45

2.4热力学性质的图解关联50

2.5非理想热力学性质的模型56

2.5.1pVT状态方程模型57

2.5.2从pVT模型导出热力学性质60

2.6液相的活度系数模型65

2.6.1从吉布斯自由能导得活度系数66

2.6.2正规溶液模型66

2.6.3非理想液体溶液68

2.6.4马古斯(Margules)方程71

2.6.5范拉尔方程72

2.6.6局部组成概念和威尔逊模型73

2.6.7NRTL模型77

2.6.8UNIQUAC模型78

2.6.9UNIFAC模型79

2.6.10液液平衡81

2.7难处理的混合物82

2.7.1预测性的SoaveRedlichKwong (PSRK)模型82

2.7.2电解质溶液模型82

2.7.3高分子溶液模型83

2.8合适模型的选择83

2.9本章小结84

参考文献84

习题86

第3章传质和扩散94

3.0本章教学目的95

3.1定态（普通）分子扩散96

3.1.1扩散的费克定律96

3.1.2传质速度97

3.1.3等分子反向扩散98

3.1.4单向扩散100

3.2扩散系数104

3.2.1气体混合物中的扩散系数104

3.2.2液体混合物中的扩散系数107

3.2.3电解质的扩散系数113

3.2.4生物溶质在液体中的扩散系数115

3.2.5固体中的扩散系数115

3.3通过静止介质的一维定态和不定态分子扩散123

3.3.1定态124

3.3.2非定态124

3.4层流流动中的分子扩散133

3.4.1下降液膜133

3.4.2平板上的边界层流动139

3.4.3圆形直管中已充分发展的流动142

3.5湍流流动中的传质145

3.5.1雷诺类似147

3.5.2ChiltonColburn类似148

3.5.3其他类似149

3.5.4Churchill和Zajic的理论类似150

3.6流体流体界面处传质的模型154

3.6.1膜理论155

3.6.2渗透理论156

3.6.3表面更新理论157

3.6.4膜渗透理论159

3.7双膜理论和总传质系数160

3.7.1气液系统160

3.7.2液液系统163

3.7.3大的传质推动力系统164

3.8本章小结167

参考文献168

习题170

第4章单个平衡级和闪蒸计算176

4.0本章教学目的176

4.1吉布斯相律和自由度177

4.1.1自由度分析177

4.2二元汽液系统179

4.3恒沸系统186

4.4多组分闪蒸、泡点和露点的计算189

4.4.1等温闪蒸190

4.4.2泡点和露点193

4.4.3绝热闪蒸196

4.5三元液液系统198

4.6多元液液系统206

4.7固液系统209

4.7.1浸取209

4.7.2结晶213

4.7.3液相吸附215

4.8气液系统218

4.9气固系统221

4.9.1升华和凝华221

4.9.2气相吸附222

4.10多相系统224

4.10.1气液固系统的近似算法224

4.10.2气液液系统的近似算法225

4.10.3气液液系统的严格算法227

4.11本章小结230

参考文献231

习题231

第5章级联和复合系统245

5.0本章教学目的246

5.1级联的结构246

5.2固液相级联247

5.3单段液液萃取级联251

5.3.1并流级联251

5.3.2错流级联252

5.3.3逆流级联252

5.4多元气(汽)液相级联254

5.4.1单段级联的集合算法255

5.4.2两段级联260

5.5膜分离级联266

5.6复合系统268

5.7逆流级联的自由度和指定271

5.7.1物流变量271

5.7.2绝热和非绝热平衡级272

5.7.3单段逆流级联273

5.7.4两段逆流级联274

5.8本章小结280

参考文献280

习题281

第二篇通过添加或产生新相实现的分离289

第6章低浓度混合物的吸收和汽提291

6.0本章教学目的291

6.0.1工业实例292

6.1设备294

6.2一般设计考虑301

6.3用于板式塔的图解平衡级法302

6.3.1最小吸收剂流量304

6.3.2平衡级数306

6.4确定平衡级数的代数法308

6.5级效率312

6.5.1性能数据312

6.5.2经验关联式314

6.5.3半理论模型319

6.5.4根据实验室数据放大323

6.6塔板直径、压降和传质324

6.6.1塔板直径325

6.6.2高处理量塔板328

6.6.3塔板气相压降330

6.6.4传质系数和传质单元332

6.6.5漏液、夹带和降液管阻塞336

6.7用于填料塔的以速率为基础的方法338

6.8填料塔的效率、处理量和压降345

6.8.1持液量346

6.8.2塔径和压降351

6.8.3传质效率358

6.9填料塔中的浓溶液366

6.10本章小结370

参考文献371

习题373

第7章二元混合物的蒸馏383

7.0本章教学目的383

7.0.1工业实例384

7.1设备和设计考虑386

7.2用于板式塔的McCabeThiele图解平衡级法387

7.2.1精馏段391

7.2.2提馏段392

7.2.3进料级考虑393

7.2.4平衡级数和进料级位置的确定397

7.2.5极限状况397

7.2.6平衡级的最小数目398

7.2.7最小回流比398

7.2.8清晰分离399

7.2.9塔的操作压力和冷凝器类型402

7.2.10过冷回流403

7.2.11再沸器类型406

7.2.12冷凝器和再沸器热负荷408

7.2.13进料预热409

7.2.14最优回流比409

7.2.15大级数410

7.2.16Murphree效率的应用413

7.2.17多进料、侧线和直接蒸汽413

7.3级效率的估计417

7.3.1性能数据417

7.3.2经验关联式420

7.3.3半理论模型422

7.3.4根据实验室数据放大422

7.4板式塔的塔径和回流罐423

7.4.1回流罐423

7.5用于填料塔的以速率为基础的方法425

7.5.1HETP法425

7.5.2HTU法426

7.6用于板式塔的PonchonSavarit图解平衡级法430

7.7本章小结432

参考文献433

习题434

第8章三元系统的液液萃取449

8.0本章教学目的449

8.0.1工业实例450

8.1设备453

8.1.1混合沉降槽453

8.1.2喷洒塔455

8.1.3填料塔456

8.1.4板式塔456

8.1.5设有机械辅助搅拌的塔457

8.2一般设计考虑462

8.3HunterNash图解平衡级法467

8.3.1平衡级数469

8.3.2最小和最大溶剂进料流量比473

8.3.3直角三角形相图的应用476

8.3.4借助McCabeThiele图的辅助分配曲线的应用479

8.3.5萃取液和萃余液回流480

8.4MaloneySchubert图解平衡级法486

8.5萃取器性能的理论和放大491

8.5.1混合沉降装置491

8.5.2多室塔501

8.5.3轴向分散506

8.6本章小结510

参考文献511

习题513

第9章多元多级分离计算的近似方法521

9.0本章教学目的521

9.1FenskeUnderwoodGilliland法521

9.1.1两个关键组分的选择522

9.1.2塔的操作压力525

9.1.3计算最小平衡级数的Fenske方程526

9.1.4全回流条件下非关键组分的分配529

9.1.5计算最小回流量的Underwood方程530

9.1.6用于确定实际回流比和理论级数的Gilliland关联式537

9.1.7进料级位置540

9.1.8实际回流比下非关键组分的分配541

9.2Kremser组合法543

9.2.1汽提塔543

9.2.2液液萃取546

9.3本章小结548

参考文献549

习题550

第10章基于平衡的多组分吸收、解吸、精馏和萃取计算方法556

10.0本章教学目的556

10.1平衡级的理论模型557

10.2数学解法的一般策略560

10.3方程切断法561

10.3.1三对角线矩阵算法561

10.3.2精馏计算的泡点（BP）法563

10.3.3吸收和汽提计算的流率加和法574

10.3.4液液萃取计算的等温流率加和法580

10.4NewtonRaphson法584

10.5内外层法597

10.5.1MESH方程599

10.5.2严格和复杂的热力学性质模型599

10.5.3近似的热力学性质模型600

10.5.4内外层算法601

10.6本章小结605

参考文献605

习题606

第11章特殊精馏和超临界萃取617

11.0本章教学目的618

11.1三角形相图的应用618

11.1.1残余曲线图622

11.1.2精馏曲线图630

11.1.3全回流条件下的产物组成区间（蝶形领结区域）632

11.2萃取精馏635

11.3加盐精馏641

11.4变压精馏643

11.5均相恒沸精馏646

11.6非均相恒沸精馏652

11.6.1解的多重性657

11.7反应精馏661

11.8超临界流体萃取670

11.9本章小结678

参考文献679

习题682

第12章基于速率的精馏模型685

12.0本章教学目的687

12.1基于速率的模型688

12.2热力学性质和传递速率表示式691

12.3估算传递系数和界面面积的方法696

12.4气相和液相流动模型697

12.5计算方法697

12.5.1ChemSep程序698

12.5.2RATEFRAC程序703

12.6本章小结706

参考文献706

习题707

第13章间歇精馏711

13.0本章教学目的711

13.1微分精馏712

13.2恒定回流和变馏出液组成的二元间歇精馏716

13.3恒定馏出液组成和变回流的二元间歇精馏719

13.4间歇提馏和复杂间歇精馏720

13.5持液量的影响721

13.6恒定回流多元间歇精馏的简捷算法722

13.7多元间歇精馏的逐板算法725

13.7.1严格模型725

13.7.2严格积分方法728

13.7.3快速求解法734

13.8优化控制737

13.8.1不合格馏分738

13.8.2通过改变回流比实现优化控制740

13.9本章小结744

参考文献745

习题746

第三篇采用阻挡物（膜）和固体介质的分离751

第14章膜分离753

14.0本章教学目的754

14.0.1工业应用实例755

14.1膜材料757

14.2膜组件762

14.3膜中传递现象764

14.3.1多孔膜765

14.3.2主体流动765

14.3.3孔中液体扩散767

14.3.4气体扩散769

14.3.5无孔膜770

14.3.6液体混合物的溶解扩散膜型771

14.3.7气体混合物的溶解扩散膜型772

14.3.8流动方式模型777

14.3.9级联781

14.3.10外部传质阻力783

14.3.11浓差极化和结垢785

14.4渗析和电渗析785

14.4.1电渗析789

14.5反渗透793

14.6气体渗透799

14.7膜蒸发（渗透蒸发）803

14.8超过滤809

14.8.1过程结构811

14.9微过滤823

14.9.1恒速率操作825

14.9.2恒压操作826

14.9.3组合操作826

14.10本章小结828

参考文献829

习题831

第15章吸附、离子交换和色谱（色层分离）837

15.0本章教学目的839

15.0.1工业应用实例840

15.1吸着剂841

15.1.1吸附剂842

15.1.2离子交换树脂847

15.1.3色谱的吸着剂850

15.2平衡852

15.2.1纯气体吸附852

15.2.2液体吸附859

15.2.3离子交换平衡862

15.2.4色谱平衡866

15.3动力学和传递867

15.3.1外部传递868

15.3.2内部传递871

15.3.3离子交换和色谱中的传质874

15.4吸着系统875

15.4.1吸附操作875

15.4.2离子交换879

15.4.3色谱880

15.4.4浆料吸附（接触过滤）881

15.4.5固定床吸附（渗滤）886

15.4.6变温吸附897

15.4.7变压吸附906

15.4.8连续逆流吸附系统909

15.4.9模拟移动床系统913

15.4.10离子交换循环925

15.4.11色谱分离927

15.5本章小结934

参考文献935

习题939

第四篇涉及固相的分离949

第16章浸取和洗涤951

16.0本章教学目的951

16.0.1工业实例951

16.1浸取设备953

16.1.1间歇萃取器953

16.1.2Espresso 咖啡机955

16.1.3连续萃取器958

16.1.4连续逆流洗涤959

16.2浸取和洗涤的平衡级模型961

16.2.1McCabeSmith代数法965

16.2.2可变底流968

16.3基于速率的浸取模型971

16.3.1食品加工971

16.3.2矿物加工975

16.4本章小结978

参考文献979

习题979

第17章结晶、凝华和蒸发982

17.0本章教学目的984

17.0.1工业实例984

17.1晶体几何学987

17.1.1晶体大小分布989

17.1.2微分筛分分析992

17.1.3累计筛分分析993

17.1.4表面平均直径994

17.1.5质量平均直径994

17.1.6算术平均直径994

17.1.7体积平均直径995

17.2热力学考虑996

17.2.1溶解度和物料衡算996

17.2.2焓衡算1000

17.3动力学和传递考虑1004

17.3.1过饱和1004

17.3.2成核1006

17.3.3晶体生长1007

17.4溶液结晶设备1013

17.4.1循环间歇结晶器1014

17.4.2连续冷却结晶器1015

17.4.3连续真空蒸发结晶器1016

17.5MSMPR结晶模型1017

17.5.1晶体人口衡算1018

17.6沉淀1024

17.7熔融结晶1028

17.7.1熔融结晶设备1028

17.8区域熔炼1032

17.9凝华1036

17.9.1换热器中的凝华1038

17.10蒸发1039

17.10.1蒸发器模型1043

17.10.2多效蒸发系统1046

17.10.3蒸发器总传热系数1050

17.11本章小结1051

参考文献1052

习题1053

第18章固体干燥1062

18.0本章教学目的1062

18.0.1工业实例1063

18.1干燥设备1064

18.1.1间歇操作1065

18.1.2连续操作1067

18.2湿度测定法1083

18.2.1湿球温度1086

18.2.2绝热饱和温度1088

18.2.3湿分蒸发温度1090

18.3固体的平衡湿含量1094

18.4干燥阶段1098

18.4.1恒速干燥阶段1101

18.4.2降速干燥阶段1104

18.5干燥器模型1120

18.5.1直接加热干燥器的物料和能量衡算1120

18.5.2全循环带式干燥器1122

18.5.3直接加热回转干燥器1126

18.5.4流化床干燥器1129

18.6本章小结1132

参考文献1133

习题1134

索引1141