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页数:923

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出版时间:2008-9

价格:69.80元

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isbn号码:9787040243659

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• 化学工程
• 化工原理
• 化学工艺
• 工业化学
• 过程工程
• 反应工程
• 分离工程
• 化工设备
• 传热传质
• 化工安全

《匠心独运：现代工业的幕后推手》 这是一部关于如何将实验室里的化学发现转化为大规模生产的奇妙旅程的著作，它并非关于化学原理本身的严谨论述，而是聚焦于将这些原理付诸实践所面临的挑战、创新的解决方案以及驱动工业发展的无形力量。 在我们生活的方方面面，从身边的塑料制品、洁净的水源，到高效的医药、能源，再到我们赖以生存的食物，无不蕴含着化学的奇迹。然而，这些化学的辉煌并非一蹴而就，它们往往诞生于精密的实验室，却需要通过一道道复杂的“炼狱”，才能最终走近我们的生活，成为真正意义上的“工业产品”。《匠心独运：现代工业的幕后推手》便是一本带领读者深入探索这一转化过程的读物。它不详述具体的化学反应方程式，也不进行冗长的理论推导，而是将视角聚焦于那些将科学理念转化为现实生产力的“匠人”们，以及他们所构建的精密系统。 本书将从多个维度，层层剖析现代工业生产背后的精妙设计与卓越智慧。 第一部分：从蓝图到巨构——工程化的艺术 想象一下，一位才华横溢的化学家在实验室里发现了一种能够高效催化塑料合成的神奇物质。这无疑是突破性的，但将其放大到工厂规模，能够日夜不停地生产出数以万吨计的塑料，则是另一番艰巨的挑战。这正是本书第一部分所要阐释的核心：化学工程化的艺术。 我们不会深入探讨该催化剂的具体化学键合，而是会关注如何设计一个能够容纳并稳定控制这种反应的反应器。它可能是一个巨大的塔式容器，内部布满了复杂的管道和搅拌装置；也可能是一种精密的微反应器系统，能够在极其微小的空间内实现高效传质传热。我们会探讨传热与传质在放大过程中的关键作用，当反应放热巨大时，如何设计散热系统以避免失控？当反应物浓度需要精确控制时，如何确保物质在庞大的体系中均匀分布？这些问题，远比简单的化学反应式复杂得多，它们需要对流体力学、热力学、物质传递动力学等一系列工程原理的深刻理解。 本书将通过一系列生动案例，展现不同类型反应器（如釜式反应器、管式反应器、流化床反应器等）的设计理念与适用场景，以及它们如何根据不同的化学过程特性进行优化。我们将看到，一个成功的工业流程，并非仅仅是实验室规模的简单复制，而是经过无数次计算、模拟、实验和改进的结晶。 第二部分：流程的脉络——单元操作的智慧 化学反应只是工业生产中的一个环节，更庞大的体系需要一系列单元操作的协同配合。本书的第二部分，将聚焦于这些构成工业生产“毛细血管”的单元操作，揭示它们如何如同身体的各个器官，各司其职，又相互依存，共同支撑起庞大的工业体系。 我们会从分离技术入手，这是工业生产中至关重要的一环。例如，在生产药物的过程中，如何从复杂的混合物中提取出高纯度的目标药物？这就需要我们深入了解蒸馏的原理，包括简单蒸馏、分馏、精馏等不同形式，以及它们在工业规模上的设备实现。同样，萃取、结晶、过滤、离心等一系列分离技术，在本书中将不再是抽象的概念，而是具体工程设备的设计与运行逻辑。我们会探讨如何选择最适合特定物料的固液分离设备，如何设计高效的膜分离系统，以达到所需的纯度与收率。 接着，我们将探讨混合与分散技术，在许多工业过程中，需要将不同物料进行均匀混合，或者将一种物料分散到另一种介质中。从简单的搅拌器设计，到复杂的喷雾干燥、气流粉碎，本书都将为您揭示背后的工程智慧。 此外，热交换作为能量传递的关键单元，其效率直接影响到整个生产过程的能耗与成本。我们将剖析不同类型换热器的设计原则，如管壳式换热器、板式换热器等，以及如何优化其结构以实现最高效的能量回收与利用。 第三部分：控制的神经——自动化与优化的艺术 现代工业生产的另一大基石，便是其高度的自动化与智能化。本书第三部分，将带领读者一窥工业生产的“大脑”与“神经系统”——过程控制。 我们不会去讨论具体的PLC（可编程逻辑控制器）编程代码，而是会关注控制理论如何被巧妙地应用于工业生产。从简单的PID（比例-积分-微分）控制器，到更复杂的模型预测控制，我们将理解这些控制系统如何实时监测温度、压力、流量、液位等关键参数，并根据预设的算法进行精确调节，从而确保生产过程的稳定、安全与高效。 本书将以形象的比喻，解释反馈控制的概念，就像一位熟练的厨师，不断观察锅里的温度，然后微调火力。在工业生产中，传感器相当于“眼睛”，控制器相当于“大脑”，执行器（如阀门、泵）则相当于“手”，共同完成精确的控制任务。 我们还将探讨先进过程控制（APC）的应用，以及优化技术在工业生产中的重要性。如何通过数学模型对整个生产流程进行优化，以最大化产出、最小化能耗、降低成本，甚至预测和预防潜在的故障？这些都是现代工业竞争力的核心体现。 第四部分：安全与责任——永恒的主题 任何工业生产都离不开对安全与环境保护的极致追求。本书的第四部分，将严肃地探讨这一永恒的主题。 我们将审视工艺安全设计的原则，包括风险评估、危险源辨识、安全联锁系统等。为何在设计一个化工厂时，需要考虑如此多的安全措施？这背后是无数事故的教训，以及对生命与环境的尊重。 本书会介绍过程危害分析（PHA）的方法，如HAZOP（危险与可操作性分析）等，以及它们在预防事故中的关键作用。我们还将探讨环保技术在现代工业中的应用，包括废气处理、废水净化、固体废弃物管理等，以及企业如何通过技术创新，实现绿色生产与可持续发展。 第五部分：创新与未来——驱动变革的力量 最后，本书的第五部分将展望工业生产的未来，以及驱动其不断前进的创新力量。 我们将探讨新材料、新能源等领域的技术突破，如何为工业生产带来革命性的变化。例如，更高效的催化剂、更环保的溶剂、更易于回收的材料，都将深刻地影响未来的生产方式。 本书还会关注数字化转型对工业生产的深远影响，包括大数据分析、人工智能、物联网等技术的集成应用，如何实现更智能化的工厂管理和更精细化的生产控制。 《匠心独运：现代工业的幕后推手》并非一本冰冷的教科书，它是一部关于智慧、勇气与坚持的史诗。它讲述的是人类如何通过对自然规律的深刻理解，以及卓越的工程设计与管理能力，将微小的化学反应放大，转化为支撑现代文明的庞大工业体系。它揭示的是，在每一个闪耀着科技光芒的产品背后，都凝聚着无数“匠人”的汗水与智慧，是他们用精妙的工艺，驱动着我们这个日益复杂的现代世界向前迈进。这本书，将带您走进这个充满挑战与创新的世界，感受科技改变生活的宏伟力量。

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对于任何想要进入化工设计或优化领域的工程师来说，这本书无疑是一本案头的“葵花宝典”。它的优势在于其极强的实用性和对前沿技术的追踪。我尤其欣赏作者在讨论绿色化学和可持续发展趋势时的深刻见解。书中详细分析了传统高能耗、高污染工艺的弊端，并系统地介绍了新型的原子经济性反应、微反应器技术以及过程强化（Process Intensification）的概念。这些内容并非空泛的口号，而是配有详实的案例分析和数据支持，让人信服。例如，书中对比了传统间歇釜式反应与连续流反应的能耗差异及安全性提升，这种基于实际工程数据的对比分析，对于指导工程师进行工艺路线选择至关重要。此外，作者对过程控制和自动化系统的论述也十分到位，它揭示了现代化工生产中“智能制造”是如何通过先进的传感器和PID控制算法实现的，确保了产品质量的稳定性和操作的安全性。这本书不仅教你“怎么做”，更重要的是让你明白“为什么要这样做”，充满了对工程哲学的思考。

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这本书的排版和图示设计也值得称赞，它极大地减轻了阅读的认知负担。相较于市面上许多充斥着密密麻麻文字的教科书，这本书在关键概念的阐释上，大量采用了流程图、P&ID图（管道及仪表流程图）的简化版本，以及清晰的物料衡算和能量衡算示意图。这些视觉辅助工具，使得复杂的物料流向、能量传递路径一目了然。我个人在学习涉及复杂多相流体分离的章节时，深感这一点的重要性。作者通过精妙的剖面图展示了塔盘内部的气液接触机制，这比单纯依靠文字描述要高效得多。而且，书中的习题设计也体现了循序渐进的原则，从基础的质量守恒到复杂的平衡计算，难度梯度设置合理，非常适合自学者逐步建立知识体系。它不仅仅是一本理论参考书，更像是一位经验丰富的老工程师在你身边，手把手地引导你理解和解决实际工程问题。

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这本关于化学过程的书简直是打开了我对现代工业生产方式的新世界大门。我原本以为化工就是一堆复杂的公式和枯燥的实验记录，但作者用极其生动和直观的方式，将那些抽象的化学反应和工程原理串联起来，形成了一幅清晰的工业蓝图。特别是关于反应器设计那一章，我印象特别深刻，它没有停留在理论层面，而是深入探讨了不同类型反应器在实际生产中面临的挑战和优化策略，比如如何在高压高温环境下维持催化剂的活性，如何通过流体力学优化混合效率，这些细节的描述，让一个非专业人士也能感受到其中蕴含的智慧和挑战。书中对单元操作的讲解也极为细致，不仅仅是介绍蒸馏、萃取这些基本概念，还剖析了这些操作背后的热力学和动力学基础，以及如何根据物料特性选择最优的操作参数。读完之后，我仿佛站在一个巨大的化工厂中央，能够理解那些管道、塔器、泵站是如何协同工作，将简单的原料转化为我们日常生活中必不可少的精细化学品。这种从宏观到微观、从原理到应用的全面覆盖，极大地提升了我对整个化学工程领域的认知深度和广度。

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这本书的深度和广度使得它在专业文献中显得尤为突出，尤其是在处理非理想体系和过程模拟部分，展现了作者深厚的学术功底。书中对活度和逸度概念的引入及其在复杂体系（如高浓度电解质溶液、聚合物溶解）中的应用，处理得非常严谨且富有启发性。它没有回避这些理论上的难点，反而通过一系列精心构建的模型，展示了如何用数学工具去预测和控制那些在常温常压下难以精确测量的宏观行为。我特别关注了关于过程模拟软件（如Aspen Plus或HYSYS）的应用原理介绍，作者深入解析了软件底层采用的计算方法和收敛策略，这对于希望从“软件使用者”晋升为“模型构建者”的读者来说，提供了宝贵的底层逻辑。这种对计算化学工程核心算法的揭示，保证了读者在面对高度非线性的化工系统时，依然能够保持清晰的分析思路，而不是盲目依赖黑箱操作。

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当我翻开这本书时，最先吸引我的是它对化学工程历史脉络的梳理，这部分内容虽然在技术细节上相对较少，但它为理解当代技术提供了必要的历史纵深感。作者没有将化学工艺视为静止的知识体系，而是将其置于工业革命、能源危机和环境保护运动的历史背景下进行考察。这种宏观视角让我意识到，每一次工艺的重大革新，背后都驱动着社会经济需求的巨大转变。例如，对合成氨哈伯-博斯法的历史回顾，不仅是回顾一个反应式，更是回顾了人类如何突破自然资源的限制，支撑了全球人口的爆炸式增长。这种对“人与技术”关系的探讨，提升了这本书的文化价值。它引导读者思考，作为化学工程师，我们不仅要关注眼前的产率和收率，更要对工艺选择可能带来的社会和生态后果负起责任，这是一种难能可贵的工程担当精神的体现。

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