化学工艺学-(第二版)

.2.2化工生产过程及流程24
2.2.1化工生产过程［21，22］24
2.2.2化工生产工艺流程［23～29］24
2.3化工过程的主要效率指标［30，31］27
2.3.1生产能力和生产强度27
2.3.2化学反应的效率——合成效率27
2.3.3转化率、选择性和收率28
2.3.4平衡转化率和平衡产率30
2.4反应条件对化学平衡和反应速率的影响［32～37］30
2.4.1温度的影响30
2.4.2浓度的影响31
2.4.3压力的影响32
2.5催化剂的性能及使用［38～46］32
2.5.1催化剂的基本特征33
2.5.2催化剂的分类34
2.5.3工业催化剂使用中的有关问题34
2.6反应过程的物料衡算和热量衡算［47～50］36
2.6.1反应过程的物料衡算36
2.6.2反应过程的热量衡算41
思考题与习题50
参考文献52
第3章烃类热裂解54
3.1热裂解过程的化学反应［4～7，10～11］54
3.1.1烃类裂解的反应规律54
3.1.2烃类裂解的反应机理61
3.1.3裂解原料性质及评价64
3.1.4裂解反应的化学热力学和动力学66
3.2裂解过程的工艺参数和操作指标［4～6，10～11］71
3.2.1裂解原料71
3.2.2裂解温度和停留时间72
3.2.3烃分压与稀释剂73
3.2.4裂解深度75
3.3管式裂解炉及裂解工艺过程［4～5，12，13］78
3.3.1管式裂解炉78
3.3.2急冷、热量回收及清焦83
3.4裂解气的预分馏及净化［5，10］85
3.4.1裂解气预分馏的目的与任务85
3.4.2预分馏工艺过程概述85
3.4.3裂解汽油与裂解燃料油87
3.4.4裂解气的净化87
3.5压缩和制冷系统［5，6，14］95
3.5.1裂解气的压缩95
3.5.2裂解装置中的制冷系统96
3.6裂解气的精馏分离系统［4～8，10，13，14］99
3.6.1分离流程的组织99
3.6.2分离流程的主要评价指标102
3.6.3脱甲烷塔103
3.6.4乙烯塔107
3.6.5脱甲烷塔和乙烯塔比较109
3.6.6中间冷凝器和中间再沸器109
3.7乙烯工业的发展趋势［1～3,15］110
3.7.1乙烯建设规模继续向大型化发展110
3.7.2生产新技术的研究开发110
思考题112
参考文献112
第4章芳烃转化过程114
4.1概述［1～3］114
4.1.1芳烃的来源与生产方法［4～13］114
4.1.2芳烃馏分的分离［14］121
4.1.3芳烃的转化［1，15，16］123
4.2芳烃转化125
4.2.1芳烃的脱烷基化［1，15，17，18］125
4.2.2芳烃的歧化与烷基转移［1，15，19，20］130
4.2.3c8芳烃的异构化［1,15,21～23］134
4.2.4芳烃的烷基化［1,15,24,25］138
4.3c8芳烃的分离［1,15,26,27］144
4.3.1c8芳烃的组成与性质144
4.3.2c8芳烃单体的分离144
4.4芳烃生产技术发展方向149
思考题150
参考文献150
第5章合成气的生产过程152
5.1概述［1～12］152
5.1.1合成气的生产方法152
5.1.2合成气的应用实例152
5.2由煤制合成气［6,7，14～16］155
5.2.1煤气化过程工艺原理155
5.2.2煤气化的生产方法及主要设备156
5.3由天然气制造合成气［6～12］160
5.3.1天然气制合成气的工艺技术及其进展160
5.3.2天然气蒸汽转化过程工艺原理161
5.3.3天然气蒸汽转化过程的工艺条件168
5.3.4天然气蒸汽转化流程和主要设备169
5.4由渣油制合成气［6，7，16］172
5.4.1渣油部分氧化过程工艺原理172
5.4.2渣油部分氧化反应器和工艺流程173
5.5一氧化碳变换过程［6，7，16］174
5.5.1一氧化碳变换反应化学平衡175
5.5.2一氧化碳变换催化剂176
5.5.3一氧化碳变换反应动力学176
5.5.4一氧化碳变换的操作条件177
5.5.5变换反应器的类型178
5.5.6变换过程的工艺流程179
5.6气体中硫化物和二氧化碳的脱除［6，7］180
5.6.1脱硫方法及工艺181
5.6.2脱除二氧化碳的方法和工艺183
思考题185
参考文献186
第6章加氢与脱氢过程187
6.1概述［1，2］187
6.1.1加氢反应的类型187
6.1.2脱氢反应的类型188
6.2加氢、脱氢反应的一般规律［1～4］188
6.2.1催化加氢反应的一般规律188
6.2.2催化脱氢反应的一般规律191
6.3氮加氢制合成氨［4～11］193
6.3.1反应原理194
6.3.2工艺条件选择198
6.3.3工艺流程和合成塔199
6.4甲醇的合成［2，12～14］205
6.4.1合成甲醇的基本原理205
6.4.2合成甲醇催化剂207
6.4.3合成甲醇工艺条件208
6.4.4合成甲醇工艺流程及反应器208
6.4.5合成甲醇的技术进展209
6.5乙苯脱氢制苯乙烯［2，15］210
6.5.1制取苯乙烯的方法简介211
6.5.2乙苯催化脱氢的基本原理212
6.5.3乙苯脱氢反应条件选择213
6.5.4乙苯脱氢工艺流程和反应器214
6.5.5乙苯脱氢工艺的改进215
6.6正丁烯氧化脱氢制丁二烯［2］215
6.6.1生产方法216
6.6.2工艺原理217
6.6.3工艺条件的选择218
6.6.4工艺流程219
思考题221
参考文献221
第7章烃类选择性氧化222
7.1概述［1～4］222
7.1.1氧化过程的特点和氧化剂的选择222
7.1.2烃类选择性氧化过程的分类223
7.2均相催化氧化［1～13，36］223
7.2.1催化自氧化223
7.2.2配位催化氧化230
7.2.3烯烃液相环氧化235
7.2.4均相催化氧化过程反应器的类型..237
7.3非均相催化氧化［1～4，11，12］238
7.3.1重要的非均相催化氧化反应238
7.3.2非均相催化氧化反应机理240
7.3.3非均相氧化催化剂和反应器240
7.4乙烯环氧化制环氧乙烷［1～4，10～23，36］242
7.4.1环氧乙烷的性质与用途242
7.4.2环氧乙烷的生产方法242
7.4.3乙烯直接氧化法制环氧乙烷的反应243
7.4.4乙烯直接环氧化催化剂与反应机理243
7.4.5反应条件对乙烯环氧化的影响246
7.4.6乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷的工艺流程247
7.4.7环氧乙烷生产工艺技术的新进展249
7.5丙烯氨氧化制丙烯腈［1～4，8，9，11，12，24～32，36］249
7.5.1丙烯腈的性质、用途及其工艺概况249
7.5.2丙烯氨氧化制丙烯腈的化学反应250
7.5.3丙烯氨氧化催化剂250
7.5.4丙烯氨氧化反应机理与动力学252
7.5.5丙烯氨氧化反应的影响因素252
7.5.6丙烯腈生产工艺流程255
7.5.7丙烯腈生产过程中的废物处理257
7.6芳烃氧化制邻苯二甲酸酐［1～4，9，10，33～36］258
7.6.1邻苯二甲酸酐的性质、用途及工艺概况258
7.6.2邻二甲苯制苯酐反应机理258
7.6.3邻苯二甲酸酐生产采用的催化剂259
7.6.4邻苯二甲酸酐生产工艺流程259
7.7氧化操作的安全技术［11，12，37，38］260
7.7.1爆炸极限260
7.7.2防止爆炸的工艺措施261
7.8催化氧化技术进展［1～6］262
思考题263
参考文献263
第8章羰基化过程265
8.1概述［1～4］265
8.1.1不饱和化合物的羰化反应265
8.1.2甲醇的羰化反应266
8.2羰基化反应的理论基础［2，5～9］267
8.2.1中心原子268
8.2.2配位体268
8.2.3相269
8.3甲醇羰基化合成醋酸［4，9～11］270
8.3.1甲醇羰化反应合成醋酸的基本原理271
8.3.2甲醇羰化制醋酸的工艺流程273
8.3.3甲醇低压羰基合成醋酸的优缺点275
8.4丙烯羰基化合成丁醇、辛醇［1，2，4，12］276
8.4.1烯烃氢甲酰化反应的基本原理276
8.4.2丙烯氢甲酰化法合成丁醇、辛醇283
8.5羰基化反应技术的发展趋势［4，13，14］290
8.5.1均相固相化催化剂的研究290
8.5.2非铑催化剂的研究290
8.5.3羰基合成生产1，4丁二醇291
8.5.4羰基合成在精细化工中的应用291
思考题292
参考文献292
第9章氯化过程293
9.1概述［1，2］293
9.2氯代烃的主要生产方法［1～3，49～60］293
9.2.1取代氯化293
9.2.2加成氯化294
9.2.3氢氯化反应295
9.2.4脱氯化氢反应295
9.2.5氧氯化反应295
9.2.6氯解反应295
9.3氯乙烯［1～10］296
9.3.1氯乙烯的性质和用途296
9.3.2氯乙烯的生产方法297
9.4平衡氧氯化生产氯乙烯［1～6，10～15，17～22］299
9.4.1乙烯直接氯化300
9.4.2乙烯氧氯化反应303
9.4.3二氯乙烷热裂解反应307
9.5乙烯氧氯化生产氯乙烯工艺［1～6，15，16，21，22，65］309
9.5.1直接氯化单元309
9.5.2乙烯氧氯化制二氯乙烷311
9.5.3二氯乙烷净化313
9.5.4二氯乙烷裂解314
9.5.5氯乙烯精制316
9.6平衡氧氯化法技术进展［2，25～48，61～64］316
9.6.1新反应路线316
9.6.2平衡氧氯化法318
思考题320
参考文献321
第10章聚合物生产工艺基础323
10.1聚合物的基本概念323
10.1.1聚合物及其表征323
10.1.2聚合物大分子及其结构特性325
10.1.3聚合物的命名330
10.1.4聚合物分类332
10.1.5聚合反应的分类334
10.2聚合反应的理论基础和聚合方法335
10.2.1连锁聚合反应335
10.2.2逐步聚合345
10.2.3聚合物的化学反应350
10.2.4聚合的实施方法353
10.3聚合物生产工艺355
10.3.1聚合物的生产过程355
10.3.2聚烯烃的生产过程358
10.3.3聚酯的生产过程367
10.3.4合成橡胶的生产过程372
思考题379
参考文献380
第11章生物技术生产大宗化学品381
11.1概述［1～7］381
11.1.1生物质原料381
11.1.2生物催化剂382
11.1.3生物技术分类与应用382
11.1.4应用生物技术生产化工产品的特点383
11.1.5生物技术在大宗化工产品生产中的应用384
11.2发酵法生产乙醇［8～11］385
11.2.1常用原料385
11.2.2发酵法制乙醇生产工艺386
11.2.3乙醇发酵新技术389
11.2.4燃料乙醇的生产与应用389
11.3生物柴油的生产［12～16］390
11.3.1我国生物柴油的生产现状390
11.3.2生物柴油的生产方法390
11.4微生物法生产丙烯酰胺［17～21］392
11.4.1丙烯酰胺生产概况392
11.4.2微生物催化法生产丙烯酰胺的工艺393
11.4.3腈水合酶394
11.4.4微生物转化过程中反应器形式394
11.5发酵法生产二元酸［22～27］396
11.5.1发酵法生产长链二元酸396
11.5.2丁二酸397
11.5.3己二酸的生产398
11.6生物法制备1，3丙二醇［28～32］398
11.6.11，3丙二醇合成方法399
11.6.2甘油发酵制备1，3丙二醇399
11.6.3菌种及1，3pdo生成机理400
11.6.4发酵过程动力学和动态行为400
11.6.5发酵工艺401
11.6.6其他发酵方法401
11.7乳酸的生物合成与聚乳酸［33～38］402
11.7.1基本状况402
11.7.2乳酸发酵机理403
11.7.3乳酸发酵工艺404
11.7.4聚乳酸的生产406
11.8生物技术应用于化工产品生产发展趋势［39，40］407
思考题408
参考文献408
第12章绿色化学化工概论410
12.1绿色化学的基本概念［1～10］410
12.1.1绿色化学定义410
12.1.2原子经济性（原子利用率）411
12.1.3绿色化学原则414
12.2绿色化学工艺的途径和手段［1～30］415
12.2.1原料绿色化415
12.2.2过程绿色化415
12.2.3产品绿色化425
12.3绿色化工过程实例［9，31～69］425
12.3.1氢气和氧气直接合成过氧化氢新工艺425
12.3.2环氧丙烷的绿色生产工艺429
12.3.3环己酮肟的绿色生产工艺434
思考题436
参考文献...437