至 美】 Nicholas P. Chopey主编 化工计算手册 (第三版) Handbook of Chemical engineering Calculations (Third Edition) 朱开宏译
为解决您的化学工程问题增加最大的精度 迅速并精确地解决化学工程问题是您的工作的关键本书一 McGraw+ill 出版公司的《化工计算手册》( Handbook of Chemice/ Engineering Calculations 是价值无法估量的资料库 经过全面修订和扩充,本书第三版提供了进行各种化工计算的逐步求解方 法和完整求解的例题.有助于您避免代价高昂的错误 借助帮您通过手算或建立计算机程序解决问题的各种实用方法,这本权威 的指导手册增加了以下三章新内容 ★生物技术 ★水污乘拉制 ★化工装置费用工程 而修改和更新的章节有 ★物理和化学性质 ★流体和因体流动液体搅摔 ★化学计量学 ★传热 ★粉碎 ★化学平衡 ★精馏 ★吸收和气提 ★反应动力学和反应器设计★结晶 ★大气污染控制 ★过滤 ★以及更多,更多 作为化字工酲师不司缺少的工目,手冊便图能取得 多半功侣的戏聚。 任编辐任翠霞 封面设计王国红 肉任校对张小宏 IsBN7-80164·719·X isBN780164-719XTQ17 9"78780164719仰> 定价:8.00元
化工计算手册 (第三版) Handbook of Chemical Engineering Calculations Third Edition) 【美】 NICHOLAS P. CHOPEY主编 朱开宏铎
内提要 本书通过几百道例题说明了各种化工过程的计算方法。这些例题包括物性估算、相平衡和化 学平衡计算、化工过程的物料衡算和能量衡算各类单元操作(精馏、吸收、萃取、搅拌、结晶、 过滤、粉碎等)的计算、化学反应器的设计、化工过程的污染控制,以及技术经济评价所有例 题均提供了详尽的数值计算步骤和完整的答案。 多本书可供从事化工及相关领域实际工作的工程技术人员快速查阅,寻找解决工作中突然遇到 各类化上计算问题的方法,也可作为化工及相近专业的学生学习化计算、化工设计等课程的 参考书 著作权合同登记图字:01-2004-3487号 Handbook of Chemical Engineering Calculations( Third Edition) Nicholas P.Chopey Copyright 2004, 1994, 1984 by The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. Printed in the United States of America. Except as permitted under the U- nited States Copyright Act of 1976, no part of this publication may be reproduced or distributed in any form or by any means, or stored in a data base or retrieval systern, without the prior written permission of the publisher. 中文版权为中国石化出版社所有。版权所有,不得翻印。 图书在版编目(CP)数据 化工计算手册:第三版/[美]肖佩(Chopey.p.)主编朱开宏译 一 北京中国石化出版社,2005 书名原文: Handbook of Chemical Engineering Calculations isbn7-80164-719-X 1.化…Ⅱ.①肖②朱…Ⅲ化工计算-技术手册 n.t015-62 中国版本图书馆CP数据核字(2005)第021403号 中国石化出版社出版发行 地址:北京市东城区安定门外大街58号 邮编:100011电话:(010)84271850 读者服务部电话:(010)84289974 http://www.sinopec-press.com e-mail: presssinopec.com.cn 北京精美实华图文制作心排版 北京大地印刷厂印刷 新华书店北京发行所经销 787×1092毫米16开本34.75印张844千字 2005年3月第1版2005年6月第1次印 定价:88.00元
撰稿人 Robert M. Baldwin,博士教授,科罗拉多业竽院,化字⊥程系,甜尔钡,科罗袒多 (化学动力学和反应器设计) James r, Beckman,博士副教授兼副主席,亚利桑那州立大学,化学和材料工程系, 坦普,亚利桑那(结晶) Gerald d. Button,市场经理,罗氏制药公司,费城,宾夕法尼亚(其它化工计箅中的 离子交换) David s. Dickey,博士高级顾问,混合技术公司,代顿,俄亥俄(液体攬拌) Robert i.Drem,博士主任,制药和生物技术部欧洲,洛克伍德-格林公司,桑莫瑟特 新泽西(生物技术 Otto frank,顾问(退休),空气产品和化学品公司,阿灵顿,宾夕法尼亚(精馏) James H,Gray,博士荣誉退休教授,科罗拉多矿业学院化学和石油炼制工程系,哥尔 顿,科罗拉多(化学计量学) Michael s. Graboski,博士研究教授,科罗拉多矿业学院,化学工程系,哥尔顿,科罗 拉多(反应动力学和反应器设计) Avinash Gupta,博士高级主任化学工程师,雪佛龙-鲁姆斯环球公司,布路姆菲德 新泽西(物理和化学性质 Wenfang Leu,博士研究科学家,休斯頓大学,化学工程系,休斯顿,德克萨斯(过滤) Kenneth J. Manul↓y,博士研究开发部技术主任,科启膜系统公司,威敏顿,马萨诸塞 (吸收和气提) Paul E. Minton,主任工程师(退休),联合碳化物公司,南查尔斯顿,西弗吉尼亚 (传热) Edwards s.S. Morrison,高级工程师(退休),联合碳化物公司,休斯顿,德克萨斯 (退休) A.K.S. Murthy,博士技术学会特别会员,BOC,莫瑞山,新泽西(相平衡) E. Dendy sloan,博士教授,科罗拉多矿业学院,化学工程系,哥尔顿,科罗拉多(化 学平衡) Rssw. Smith,博士教授,雷诺内华达大学,化学和冶金工程系,雷诺,内华达 (粉碎) Louis theodore,博士教授,曼哈顿学院,化学工程系,瑞富代尔,纽约(大气污染 控制) Frank m.Tler,博士荣誉退休教授,休斯顿大学,化学工程系,休斯顿,德克萨斯 (过滤) William Vatavuk,总裁,菲塔福克工程公司,杜亥姆,北卡罗莱纳(费用工程) Frank H. Verso,博士副总裁,美国技术公司,辛辛纳提,俄亥俄(萃取和沥取)
这本手册说明如何解决化工实践活动中经常会突然遇到的、与主要过程有 关的问题 本书(现为第三版)是极其成功的《工程计算标准手册》( Standard Handbook of Engineering Calculations)的派生产物。《工程计算标准手册》包含致力于各工程领域 的独立章节,有关“化学工程”的一章内容相对较短。显而易见有必要出版一本 完全集中于化学工程的类似手册。 Tyler Hicks,上面提到的《工程计算标准手册》 的编撰者是本书第一版的合编者,这有助于保证在运用形成标准手册特色的被 普遍接受的方法方面的连续性。 这种方法由采用已求解的数值例题构成。除少数似乎特别适合采用引言的 章节中的引言段落外,整本书全由已求解的例题组成。在每一章中,所选择的 例题揭示了该章标题所包括的最重要的问题(除了对这种方法太复杂或难处理的 问题)。在某些计算案例中,读者可借助计算器直接利用求解方法;在其它情况 中,例题将提供执行计算机求解程序所需的对问题的理解。 笫三版的主要变化是增加了新的三章:生物技术、费用工程和水污染控制 生物技术和费用工程这二章是专为本手册写的;水污染控制这章则以取自Met- caf和Eddy编写, McGraw-Hil出版公司出版的权威手册《废水工程》( Wastewater Engineering)的有关例题为基础。除新增加的三章外,其余各章的内容也作了更 新,其中大部分都包括了适当的新例题。 Nicholas P. Chopey
峄营的话 诚如本书編者所言,本书主要用于解决化工实践活动中突然遇到的计算问 题,因此本书主要是一本供匆忙的读者查阅的应急书。 为此,本书采用了一种相当独特的编写方式。除个别章节外,全书几乎没 有关于基本概念阐迷、公式推导之类的内容,而完全由各种化工过程计算问题 的几百道典型例题组成,并提供了这些例题的详尽的数值求解步骤。这种编写 方式不仅节省了篇幅,而且便于读者仿照例题的求解方法解决类似的计算问题 本书涉及的内容相当广泛,虽然在翻译过程中曾就部分章节的译法请教过 校内相关领域的专家,但限于译者的专业知识和英语水平,不妥甚至误译之处 仍恐难完全避免,敬请读者不吝指正。 骨者 2004年12月于上陈华鳇苑
目录 第1章物理和化学性质… …(1) 1.]摩尔气体常数 1.2用经验关联式估算临界温度 1.3用基团贡献法估算临界性质 (2) 14 REDLICH-KWONG状态方程………… 1.5气体混合物的P-V-T性质 …(7) 1.6气体混合物的密度……………………… …………(11) 17液体密度的估算 (11 1.8理想气体热容的估箅… ………(12) 19实际气体的热容…… 1.10液体的热容—普遍化关联式 (18) 1.11理想气体的焓差 (20) 1.12蒸发热的估算 .13蒸气压的预测…… (22) 1.14焓的估算——普遍化方法 (25) 1.l5与相变有关的熵 (28) 1.16用热容计算绝对熵 …………(29) 1.17等熵条件下的膨胀 (30) 1.18逸度的计算 (32) 1.19用 SCATCHARD-HILDBRAND方程计算活度系数 (34) 120活度系数关联式和液-液平衡数据…………………………………… 38) 1.21活度系数关联式和气一液平衡数据 ……(39) 1.22汇聚压力气-液平衡K值……………… …(41) 1.23来白元素的生成热… 标准反应热,标准自由能变化和平衡常数 …(58) 1.25由生成热计算标准反应热—水溶液……………… 126由燃烧热计算标准反应热 1.27由燃烧热计算标准生成热 由溶解度数据计算吸收热 (62) 1.29高温下液体粘度的估算 (62) 1.30高压下非极性和极性气体的粘度……… ………(63 131气体的热导率… 液体的热导率 (65) 低压下二组分气体系统的扩散系数………………… …(67)
2·化工计算手册一。~~→灬≈-一灬一~灬如 1.34纯液体表面张力的估算 参考文献 (68) 第2章化学计量学 2.1物料衡算——不涉及化学反应 2.2物料衡算—涉及化学反应 (71) 2.3物料衡算——不完全的组成或流率数据 (72) 2.4关系元素在物料衡算计算中的应用… (73) 25物料衡算—涉及化学反应和循环物流 (74) 26物料衡算——涉及化学反应、循环物流和排放物流… (75) 2.7能量衡算与物料衡算的应用 (76) 2.8物料衡算—将循环物流和排放物流与反应选择性和转化率相联系……(77) 煤燃料在炉子中的燃烧 (80) 2.10燃料油在炉子中的燃烧 2.11天然气在炉子中的燃烧…………………… 第3章相平衡… 3.理想溶液性质的气-液平衡常数 3.2纯液体的逸度 33非理想气相混合物 3.4非理想液相混合物 3.5理想液相、非理想气相的K值 92 3.6理想气相、非理想液相的K值… (92) 3.7气-液平衡实验数据的热力学一致性 (93) 38估算无限稀释活度系数 (95) 3.9估算活度系数的 Wilson方程模型参数… 3.10液相为理想时计算露点 3.11气相为理想时计算泡点 (98) 3.12气-液平衡的二元相图… 3.13多组分液-液平衡 3.14等温闪蒸计算 参考文献 第4章化学反应平衡 4.1反应热… 4.2非常见化合物的生成热 (107) 4.3反应的标准 Gibbs自由能变化 108 4.4平衡组成的估算 (109) 4.5基于混合标准态的活度
4.6温度和压力对平衡组成的影响 (111) 同时发生的已知化学反应的平衡组成 12) 4.8同时发生的未指明化学反应的平衡组成 (114) 4.9非均相化学反应… …………(115) 4.10计算反应转化率、选择性和产率 …(116) 参考文献 (117) 第5章反应动力学和反应器设计…… 5.1由间歇反应器数据的积分分析确定速率表达式 …(118) 5.2由间歇反应器数据的微分分析确定速率表达式 …(119) 5.3求取绝热连续流动搅拌釜反应器的所需体积 5.4计算等温活塞流反应器的大小……… …………(124) 5.5计算间歇反应器需要的反应时间… (126) 56由连续流动搅拌釜反应器数据计算反应速率 (129) 5.7催化剂的总表面积、活性表面积、孔隙率和平均孔径 …………(133) 58搅拌釜反应器系统的大小确定和设计 ……………………(135) 59由活塞流反应器数据确定反应速率表达式 (138) 5.10反应-分离过程:最优循环选择方案和最小要求选择性… (141) 参考文献 第6章流体和固体的流动 (145) 6.1 BERNOULLI原理和连续性方程 (145) 6.2流体的相对密度和粘度 …(145) 6.3层流时管内的压力损失 ……(146) 6.4确定管内压力损失… 6.5复杂串联管路的当量长度……… (152 6.6水力半径和管内的液体速度 (153) 6.7各种材料水管内的摩擦压头损失 (153) 68管道的相对输送能力………………… (155) 69压缩空气和气体管道内的流率和压力损失 (155) 6.10液体流动过程中部分充满管道的计算………………… ……………(157) 6.11处理悬浮固体时管内的摩擦损失 6.12确定蒸汽管路的压力损失 …(159) 6.13适合过程应用的汽水分离器的选择 …(163) 6.14蒸汽管路的孔板流量计选择 (168) 6.15用于蒸汽设施的压力调节阀的选择 (169) 6.16用于水管路的减压阀的选择… (170 6.17离心泵的相似律和类似律…… (172) 6.18离心泵选择中的相似律和类似律 …(172)
