具体描述
The fifth edition of the Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology builds upon the solid foundation of the previous editions, which have proven to be a mainstay for chemists, biochemists, and engineers at academic, industrial, and government institutions since publication of the first edition in 1949. The new edition includes necessary adjustments and modernization of the content to reflect changes and developments in chemical technology.
化学工程原理与实践：从基础理论到前沿应用 本书全面系统地阐述了现代化学工程学的核心原理、关键技术及其在工业生产中的广泛应用。全书内容紧密围绕化学过程的优化、放大与控制展开，旨在为化学、化工、材料、环境等相关领域的学生、工程师和研究人员提供一本权威且实用的参考手册。 本书的编写严格遵循化学工程学科的逻辑结构，从物质和能量的守恒定律出发，逐步深入到复杂的反应动力学、分离技术和过程控制系统。我们力求在保证理论深度和严谨性的同时，充分展现化学工程的实践性和交叉性，使其成为连接基础科学与工业现实的桥梁。 --- 第一部分：化学工程基础 (Fundamentals of Chemical Engineering) 本部分奠定了理解整个化学工程体系的理论基石。 第一章：物质的量与能量的平衡 本章深入探讨了化工过程中的基本守恒定律。详细分析了组分平衡（物质衡算）和能量平衡（热力学第一定律）在间歇、连续操作下的应用。重点介绍了湿空气处理、燃烧计算以及复杂多相体系中的热量传递过程。讨论了理想气体与真实气体状态方程的适用性，并引入了化学热力学的基础概念，如吉布斯自由能、平衡常数及其对反应方向和转化率的影响。 第二章：流体力学 (Fluid Mechanics) 流体力学是理解设备设计与操作的前提。本章涵盖了流体静力学、流体动力学的基础方程，如牛顿粘性定律、雷诺数。重点剖析了管道内和设备内部的流体流动特性，包括层流与湍流的判断、沿程和局部阻力的计算。详细介绍了各种常用流体设备（泵、压缩机、搅拌器）的工作原理、选型依据及效率分析。对非牛顿流体的特性和处理方法也进行了专题介绍。 第三章：热量传递 (Heat Transfer) 本章系统阐述了热量传递的三种基本机理：传导、对流和辐射。详细分析了傅里叶定律、牛顿冷却定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。在对流传热部分，重点讲解了无相变和有相变过程中的传热系数计算，以及在换热器设计中的应用。深入讨论了管式换热器、列管式换热器等核心设备的结构设计、污垢因子处理和热损失估算。 第四章：质量传递 (Mass Transfer) 质量传递是实现物质分离与净化的核心机制。本章首先介绍了扩散定律（菲克定律）和对流扩散的差异。重点讲解了气-液、液-液、固-液体系中的传质过程，包括物质传递的驱动力（化学势梯度）和阻力分析。详细介绍了基于扩散和对流的传质系数的确定方法，为后续的分离操作奠定了理论基础。 --- 第二部分：单元操作与设备 (Unit Operations and Equipment) 本部分将理论知识应用于具体的工业单元操作，是化学工程的实践核心。 第五章：流体设备与操作 本章专注于流体输送、混合和分离设备。详细解析了离心泵、容积泵的性能曲线与选型，以及气体压缩机的设计要点。搅拌器和混合器的设计参数（如功率消耗、混合时间）的计算方法被详尽阐述。此外，对固-液分离技术如过滤、沉降和离心分离的原理和设备应用进行了深入探讨。 第六章：传热设备与操作 聚焦于工业生产中最常见的传热设备——换热器。除了基础设计外，本章重点讨论了特殊换热器的设计，如板式换热器、波纹管换热器。讲解了如何利用热流体（蒸汽、热水、冷却水）对工艺物流进行精确控温，并探讨了高效热回收系统的集成。 第七章：蒸馏 (Distillation) 蒸馏作为最重要、应用最广的液-液分离技术，在本章得到重点覆盖。系统介绍了平衡关系、气液平衡常数（K值）的确定。详细解析了理想混合物和非理想混合物的精馏过程，包括恒沸点、回流比、理论塔板数计算。对间歇精馏、分批精馏、带侧线采出的精馏塔设计和操作优化进行了详尽的案例分析。 第八章：吸收、萃取与结晶 本章涵盖了其他关键的传质分离技术。 吸收与汽提： 讲解了吸收塔的设计、操作线与平衡线的绘制，重点分析了溶剂的选择和吸收剂的再生过程。 萃取： 阐述了液-液萃取的原理，包括萃取体系的相图分析、萃取级数的计算以及萃取设备的类型（如萃取塔、离心萃取机）。 结晶： 介绍了过饱和度的产生、晶体生长动力学以及不同类型结晶器（如冷却结晶器、蒸发结晶器）的设计与操作，强调了晶体形态对后续处理的影响。 --- 第三部分：化学反应工程 (Chemical Reaction Engineering) 本部分关注反应过程的设计与优化，是实现化学转化的核心。 第九章：化学反应动力学 深入探讨了反应速率的量度、反应级数、表观活化能的测定。重点讲解了反应机理、催化剂的活性与选择性，以及不同类型反应器（如均相、多相催化反应）的动力学模型。引入了阿累尼乌斯方程和过渡态理论，为反应过程的温度敏感性分析提供理论依据。 第十章：反应器设计与放大 本章将动力学知识应用于反应器设计。详细分析了理想搅拌釜反应器 (CSTR) 和理想活塞流反应器 (PFR) 的设计方程，并讨论了返混对转化率的影响。针对多相反应，如气-固催化反应，详细介绍了固定床反应器和流化床反应器的设计、流型和热管理问题。特别关注了反应器的热效应——绝热操作与等温操作的选择及温度控制策略。 第十一章：非理想反应与多相反应 本章处理复杂反应体系。讨论了返混对反应的影响（如通过RTD方法分析）。深入研究了多相催化反应的孔隙扩散和表面反应的耦合效应（WinF-Westerterp模型），以及生物化学反应器（如发酵罐）的设计特点与氧传递限制。 --- 第四部分：过程控制与优化 (Process Control and Optimization) 本部分将视角提升到整个工厂层面的自动化和效率管理。 第十二章：过程检测与控制系统 介绍了工业过程中常用的测量仪表，如温度、压力、流量和液位的传感器和变送器。详细阐述了反馈控制、前馈控制的基本原理，重点解析了比例-积分-微分 (PID) 控制器的整定方法（如Ziegler-Nichols法）。对复杂系统的解耦控制和模型预测控制 (MPC) 的基础概念进行了介绍。 第十三章：过程安全与环境工程 强调了化学工程在保障安全和环境友好方面的重要性。讨论了过程安全管理 (PSM) 的核心要素，如危险与可操作性分析 (HAZOP)。在环境工程方面，详细介绍了废水处理（如活性污泥法）、废气净化（如催化氧化、吸收）的化学工程原理和设备应用，旨在实现清洁生产。 --- 本书特点： 1. 理论与工程实践紧密结合： 每章均包含大量的工程案例和实际操作参数的讨论。 2. 注重计算方法： 提供了大量可直接用于工业设计的计算步骤和图表。 3. 涵盖前沿技术： 包含了反应器放大、过程安全、以及现代控制方法的导论性内容。 本书是化学工程领域学习、研究和实践不可或缺的工具书。
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