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出版者:化学工业

作者:李德华

出品人:

页数:251

译者:

出版时间:2000-1

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787502526368

丛书系列:

图书标签:

• 化学工程
• 化工原理
• 传热学
• 流体力学
• 化学反应工程
• 分离工程
• 过程控制
• 化工设备
• 物性
• 热力学

工业的脉络，文明的基石——探寻物质转化的奥秘 自人类文明的曙光初现，对物质的认识与改造便是驱动进步的核心动力。从最初的钻木取火，到金属冶炼，再到近现代的合成材料与能源开发，我们对物质世界的理解不断深入，改造能力也日益增强。而这一切宏大变革的背后，都离不开一门学科的支撑——它如同工业的神经系统，连接着基础科学的抽象理论与规模宏大的生产实践；它又像是文明的基石，为我们提供赖以生存和发展的物质财富。这门学科，便是工业化学的精髓所在。 想象一下，当我们手中拿着一件色彩斑斓的衣物，是否曾想过，那些鲜艳的染料从何而来？当我们享受着便捷的塑料制品，是否又曾好奇，这些材料是如何从石油或天然气中“炼”出来的？当我们呼吸着清新的空气，是否知道，那些看不见的污染物又是如何被净化？当我们使用着高效的药物，是否感激，那些复杂的分子是如何在实验室中被精准合成？所有这些看似平常却又至关重要的过程，无不体现着工业化学的强大力量。 工业化学，顾名思义，是将化学原理应用于大规模工业生产的学科。它不仅仅是实验室里试管中的反应，更是将这些反应放大、优化，并以经济、高效、安全的方式转化为现实产品和服务的系统工程。它涵盖了从原料的获取、预处理，到化学反应的发生与控制，再到产物的分离、提纯，以及最终产品的包装与运输的全过程。它是一门高度综合性的学科，需要深厚的化学功底，更需要对物理、数学、工程学、经济学甚至环境科学的深刻理解。 从微观到宏观：化学反应的工业化转型 化学反应是物质转化的核心。在实验室里，一个简单的反应可能只需要几个毫升的试剂和几分钟的时间。然而，当我们需要将这一反应放大到工业规模，以满足数以百万计的人口的需求时，挑战便接踵而至。 首先，反应器的设计便是重中之重。如何在保证高效反应的同时，实现热量的有效传递与控制？如何设计出能够承受高温高压，并且耐腐蚀的设备？这需要精密的流体力学、传热学和材料科学的知识。例如，在合成氨的哈伯-博施法中，需要在高温高压下，利用催化剂将氮气和氢气转化为氨。反应器的设计必须能够承受极端的反应条件，并确保原料的充分混合与热量的及时移除，否则轻则效率低下，重则可能引发安全事故。 其次，催化剂的应用是工业化学实现高效生产的关键。许多有益的化学反应在常温常压下进行得非常缓慢，甚至无法发生。催化剂的作用在于能够降低反应的活化能，从而显著提高反应速率，并能定向引导反应生成目标产物，减少副产物的生成。从石油炼制中的催化裂化，到合成塑料的聚合反应，再到医药中间体的合成，催化剂的身影无处不在。寻找、开发和优化高效、稳定、长寿命的催化剂，一直是工业化学领域的研究热点。 再者，分离与提纯技术是保证产品质量和经济效益的重要环节。化学反应往往会生成多种产物，包括目标产物、副产物、未反应的原料以及催化剂等。如何将目标产物从复杂的混合物中高效地分离出来，并达到所需的纯度，是工业生产中一个巨大的挑战。蒸馏、萃取、结晶、吸附、膜分离等各种分离技术被广泛应用于工业生产中。例如，从原油中分离出汽油、柴油、航空煤油等不同馏分，就是通过精细的蒸馏过程实现的。而制药工业中，对药物纯度的要求极高，这就需要更为精密的色谱分离等技术。 安全与环保：工业化学的责任与担当 工业化学的发展，离不开对安全与环保的极致追求。化学反应往往涉及高温、高压、易燃易爆、有毒有害的物质，一旦发生事故，后果不堪设想。因此，工艺安全设计是工业化学的生命线。从设备选型、操作规程制定，到应急预案的编制，每一个环节都必须以安全为首要考量。对潜在风险的识别、评估和控制，是工业化学工程师必备的技能。 同时，随着全球环境意识的提高，绿色化学的概念深入人心。传统的工业生产往往伴随着大量的废气、废水、废渣的排放，对环境造成严重污染。绿色化学的目标是通过改变生产工艺、使用环境友好的原料和溶剂、提高原子经济性（即反应物尽可能多地转化为目标产物，减少浪费）等方式，从源头上减少污染的产生。例如，利用生物催化替代传统的化学催化，或者开发可降解的塑料，都是绿色化学的重要实践。 连接万物，驱动发展：工业化学的应用领域 工业化学的应用领域几乎覆盖了现代社会的所有方面，它默默地支撑着我们的衣食住行，推动着科技的进步。 能源工业： 石油化工是工业化学的核心领域之一，它将原油转化为汽油、柴油、航空燃料、塑料、合成橡胶、化肥等无数重要的产品。煤炭的转化利用，天然气的开发与利用，以及新能源的探索，如氢能、生物质能的转化，都离不开工业化学的理论与技术。 材料科学： 从日常生活中无处不在的塑料、合成纤维、合成橡胶，到高科技领域的特种陶瓷、复合材料、纳米材料，工业化学在材料的合成、改性和性能优化方面发挥着至关重要的作用。这些材料的开发，极大地提升了我们生活的便利性和产品的性能。 医药与健康： 绝大多数的药物都是通过复杂的化学合成过程制备出来的。工业化学家们通过精巧的分子设计和高效的合成路线，将科学家们在实验室发现的具有药用价值的化合物，转化为能够大规模生产、安全有效的药物，造福人类健康。 农业与食品： 化肥的生产（如尿素、磷肥、钾肥），农药的合成，以及食品添加剂、防腐剂、调味剂的研发与生产，都离不开工业化学的贡献。它们在保障全球粮食供应，提升食品的品质和安全性方面发挥着不可替代的作用。 环境保护： 工业化学不仅是污染的源头之一，更是治理污染、保护环境的重要力量。污水处理、废气净化、固体废弃物资源化利用等技术，都依赖于工业化学的进步。例如，利用吸附剂去除工业废水中的重金属离子，利用催化剂将汽车尾气中的有害气体转化为无害物质。 面向未来：挑战与机遇并存 当今世界正面临着前所未有的挑战，如气候变化、资源枯竭、人口增长等，这些都对工业化学提出了更高的要求。 可持续发展： 如何实现能源结构的转型，发展低碳经济，减少温室气体排放，是工业化学面临的重大课题。开发更高效、更清洁的能源转化技术，推广可再生能源的应用，将是未来的重要方向。 循环经济： 如何建立一个资源能够循环利用的社会，减少废弃物的产生，实现“变废为宝”，是工业化学需要探索的新模式。例如，对废旧塑料的化学回收，将它们重新转化为有用的化学品。 智能化制造： 随着人工智能、大数据、物联网等技术的兴起，工业化学的生产过程也将变得更加智能化、自动化和精细化。通过建立数字孪生工厂，实现生产过程的实时监控、预测性维护和优化控制，将大大提高生产效率和安全性。 工业化学，这门连接科学与生活的桥梁，不仅是物质转化的艺术，更是解决人类面临的各种挑战，驱动文明不断向前发展的强大引擎。它需要每一个投身其中的人，怀揣着对科学的敬畏，对自然的尊重，对人类福祉的关怀，不断探索、创新，为创造一个更加美好的世界贡献自己的力量。

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这本书给我的感觉是，它更像是一本为高年级研究生准备的、极其专业化且带有强烈个人偏见的“选修课讲义”，而不是面向“基础”入门者的教材。书中对化学反应动力学和催化剂特性的论述，虽然在细节上可能很深入，但其前提假设过于严苛，使得读者很难将其迁移到常见的工业条件下进行分析。例如，书中对流体剪切力的描述，几乎完全忽略了湍流状态下混合效率对反应速率的实际影响，反而将过多的篇幅用于探讨层流边缘的理论极限。此外，排版上的问题也令人头痛，参考文献标注混乱，许多引用的理论都没有给出明确的出处，让人无法追溯其原始文献进行进一步核对。我尝试用它来辅助我理解常见的精馏塔设计流程，结果发现书中对塔板效率的计算方法只给出了单一的经验公式，而对影响效率的诸多操作变量之间的相互作用缺乏系统性的探讨。总而言之，这本书的价值更偏向于理论研究的深度挖掘，对于打好工程实践的基础来说，显得力不从心，甚至可以说是一种误导。

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这本书的逻辑组织结构，是我阅读体验中最受诟病的部分之一。它没有采用通用的“单元操作”或“过程设计”的主线结构，而是将传热、传质、动量传递等基础理论知识，零散地嵌入到不同的章节中，导致知识点之间缺乏有效的联系和串联。读者必须耗费巨大的精力，才能将热力学性质的计算、流体流动特性分析与具体的设备（如换热器、泵）的工程应用串联起来。例如，在讨论流体输送系统时，作者反复在不同章节提及雷诺数和摩擦因子，但从未提供一个清晰的流程图，指导读者如何根据物料性质和管路布局，一步步确定最佳泵型和管径。这种支离破碎的叙述方式，极大地增加了学习的认知负荷。对于一个需要建立完整知识体系的初学者来说，这种设计是极其不友好的。它更像是将各个专业领域专家各自撰写的小册子，未经有效整合就匆忙付梓的结果，阅读体验非常不连贯，难以形成系统的工程思维。

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拿起这本书时，我期望的是能获得对现代化工产业宏观图景的理解，比如化工在能源转型中的角色，或者新材料开发中的工程挑战，但这本书的内容似乎还停留在上个世纪的某些经典小单元操作的机械罗列上。它的语言风格极其晦涩，充满了陈旧的术语，读起来就像在啃一块干硬的石头。更令人气愤的是，书中配图质量极差，很多流程图模糊不清，甚至关键的阀门符号和仪表标识都显得业余，完全无法帮助读者构建一个清晰的工艺流程想象。我特别关注了关于过程控制那一章，期望能看到PID控制在化工过程中的应用实例和参数整定方法，结果发现那部分内容蜻蜓点水，理论推导复杂却脱离实际，没有提供任何一个可供模仿的案例。这种“为学而学”的写作方式，使得这本书在实践指导层面上几乎毫无价值。它似乎更侧重于展示作者个人对某些特定理论的掌握程度，而不是作为一本服务于学习者的工具书。对于希望将化学知识转化为工程实践的读者而言，这本书提供的指引非常有限。

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这本号称“化学工程基础”的书，简直让人摸不着头脑，完全没有对化学工程的系统性介绍，更别提什么“基础”了。我原本是希望通过这本书建立起对化工工艺流程、热力学、流体力学这些核心概念的初步认识，结果读下来，感觉像是在看一本拼凑起来的、毫无章法的技术手册。书中涉及的公式推导跳跃性极大，很多关键的物理图像和背后的原理都没有深入浅出地阐述清楚，对于初学者来说，简直是灾难。比如，在介绍反应器设计章节时，作者似乎默认读者已经熟知复杂的物料衡算和能量衡算方法，直接抛出了一堆微分方程，却鲜有对这些方程在实际工业放大过程中可能遇到的限制和非理想情况的讨论。坦率地说，如果这本书是某个专业课程的参考书，那它的定位显然是错误的，它更像是一份散乱的笔记合集，而非一本结构严谨的教材。我花费了大量时间试图从这些零散的知识点中梳理出化工的基本逻辑框架，最终的收获微乎其微，更多的是挫败感。它在介绍单元操作时，深度和广度都严重不足，远不如市面上其他经典的入门读物来得扎实和全面。

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我对这本书的整体观感是，内容陈旧且严重缺乏与当前工业前沿的接轨。翻阅全书，几乎看不到关于绿色化学、可持续发展、反应过程的数字化模拟（如Aspen Plus或HYSYS的应用），这些都是当代化学工程领域不可回避的核心议题。作者似乎沉迷于传统的、基于热力学第一定律和第二定律的经典分析方法，却忽视了现代化工设计中对优化、安全和环保日益增长的要求。举个例子，在介绍设备选型时，书中对材料选择的考量仅仅停留在耐腐蚀性的简单罗列，而对于疲劳强度、蠕变特性以及在特定温度和压力下的长期稳定性分析，则完全是空白。这种知识的“保质期”已经过短的教材，对于期望未来能在行业内有所建树的年轻工程师来说，简直是时间黑洞。我更倾向于使用那些结合了案例研究和最新软件模型的书籍，而不是这本书中这些仿佛被时间凝固的知识点。它更像是一份历史文献，而非指导未来的工程指南。

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