內容簡介
本書主要是為理工科院校化工類及其相關專業的學生學習和了解現代化工概貌及其工程與技術基礎知識編寫的入門教材。全書共13章,包括化工概述與發展史、無機化工、石油煉制與石油化工、高分子化工、天然氣化工與煤化工、化學工程與工藝的科學基礎、精細化工、生物化工、環境化工、化工安全工程基礎、綠色化學與化工、高新技術與現代化工和面向21世紀的化工高等教育。書中對化工各領域的基礎知識、典型生產過程及發展的方向等作了介紹;同時結合新世紀化工面臨的挑戰闡述了綠色化學與化工在全球的興起,以及傳統化工向綠色化、精細化、高科技化的現代化工的發展趨勢。
本書可作為化工及相關專業(如化工、煉油、制藥、能源、材料、輕工、環境化工、生物化工等)大學一年級必修課程教材,也可作為化工及相關企業在職人員教育的培訓用書。同時還可作為非化工專業人員了解現代化工概貌的參考書。
目錄
第1章化工概述與發展史1
1.1化工的含義 1
1.2化學工業1
1.2.1分類方法1
1.2.2化工原料2
1.2.3化工的特點2
1.3化工學科體繫3
第1章化工概述與發展史1
1.1化工的含義 1
1.2化學工業1
1.2.1分類方法1
1.2.2化工原料2
1.2.3化工的特點2
1.3化工學科體繫3
1.3.1化學與化工3
1.3.2化工學科的劃分4
1.3.3化學工程與化學工藝4
1.4化工在國民經濟中的地位5
1.4.1化工與農業5
1.4.2化工與醫藥6
1.4.3化工與能源7
1.4.4化工與人類生活10
1.4.5化工與國防11
1.5化學工業發展史12
1.5.1世界化學工業發展史12
1.5.2中國化學工業發展史15
第2章無機化工17
2.1無機化工的特點17
2.2無機化工原料18
2.3無機化工產品18
2.3.1硫酸、硝酸和鹽酸18
2.3.2純堿與燒堿19
2.3.3氨與尿素19
2.3.4無機鹽工業20
2.3.5無機非金屬材料20
2.3.6稀土材料21
2.3.7工業氣體22
2.4典型無機產品的生產工藝22
2.4.1接觸法生產硫酸工藝22
2.4.2純堿生產工藝23
2.4.3氨的合成24
2.4.4溶膠凝膠法制備多孔陶瓷膜26
2.5無機化工的發展27
第3章石油煉制與石油化工29
3.1石油與石油煉制29
3.1.1石油29
3.1.2油品的分類與利用30
3.1.3石油煉制31
3.2石油烴類裂解制烯烴33
3.2.1烴類裂解過程的一次反應33
3.2.2烴類裂解過程的二次反應34
3.2.3裂解方法和裂解爐35
3.2.4裂解產物的急冷操作36
3.2.5裂解氣的淨化與分離36
3.3芳烴的生產37
3.3.1重整芳烴37
3.3.2乙烯裝置副產芳烴38
3.3.3芳烴轉化39
3.4石油化工繫列產品40
3.4.1烯烴的繫列產品和用途40
3.4.2芳烴的主要產品和用途43
3.5典型產品的生產工藝43
3.5.1乙烯制環氧乙烷和乙二醇43
3.5.2由乙烯生產二氯乙烷和氯乙烯44
3.5.3由乙烯生產乙苯和苯乙烯46
3.5.4丙烯合成丙烯腈47
3.5.5異丙苯法合成苯酚和丙酮47
3.5.6對二甲苯氧化生產對苯二甲酸49
3.6石油化工發展展望49
3.6.1大型化、綜合化49
3.6.2原料的重質化、石油的深加工50
3.6.3采用節約原料、能源的生產工藝50
3.6.4采用對環境友好的石油化工技術50
第4章高分子化工51
4.1高分子的基本概念51
4.2通用高分子材料52
4.2.1塑料52
4.2.2合成橡膠53
4.2.3合成纖維54
4.3合成聚合物的原料55
4.3.1合成聚合物的原料55
4.3.2聚合物單體55
4.3.3引發劑和催化劑56
4.4聚合生產過程56
4.4.1聚合物生產的特點56
4.4.2聚合反應與設備57
4.4.3聚合產物的分離與後處理59
4.5高分子材料典型生產工藝60
4.5.1聚乙烯60
4.5.2聚丁二烯橡膠61
4.5.3聚酰胺纖維61
4.6功能高分子材料62
4.6.1分離性功能高分子材料63
4.6.2導電性功能高分子材料63
4.6.3高分子液晶64
4.6.4醫藥用功能高分子材料64
4.6.5其他功能高分子材料65
4.7高分子化工的發展前景66
4.7.1通用高分子生產品種66
4.7.2工程塑料和特種橡膠66
4.7.3功能高分子材料的發展方向66
4.7.4精細化工高分子材料66
第5章天然氣化工與煤化工68
5.1天然氣與煤68
5.1.1天然氣資源與組成68
5.1.2煤資源與組成69
5.1.3天然氣與煤的能源利用71
5.2天然氣化工72
5.2.1概述72
5.2.2甲烷經合成氣的化學轉化與繫列產品73
5.2.3甲烷的直接化學轉化75
5.3煤化工76
5.3.1煤的干餾77
5.3.2煤的氣化79
5.3.3由煤生產電石80
5.4煤化工的發展方向81
5.4.1煤的撥頭工藝生產液體燃料81
5.4.2煤的液化81
5.4.3煤制氫82
5.4.4合成氣用於合成液體燃料和發電的聯合工藝82
5.5溫室氣體的化學利用82
5.5.1CO2的收集和儲存83
5.5.2CO2的化學利用84
第6章化學工程與工藝的科學基礎87
6.1化學工程的產生與發展87
6.1.1化學工程的產生87
6.1.2化工學科體繫的形成88
6.2操作原理及設備88
6.2操作的概念88
6.2.2典型操作的原理及設備89
6.3化學反應工程96
6.3.1化學反應工程的任務和內容96
6.3.2化學反應的操作方式96
6.3.3反應器的型式96
6.3.4研究化學反應工程的基本方法98
6.4化工過程控制98
6.4.1化工過程控制的目的98
6.4.2化工過程控制的原理99
6.4.3計算機控制繫統的應用100
6.5化工技術與經濟100
6.5.1技術經濟的評價原則100
6.5.2經濟效益分析101
第7章精細化工103
7.1精細化工的發展與經濟地位103
7.1.1精細化工的發展103
7.1.2精細化工在國民經濟中的作用104
7.2精細化工品的分類、特點及原料104
7.2.1精細化工的定義、分類104
7.2.2精細化工的特點105
7.2.3精細化工的原料105
7.3傳統精細化工106
7.3.1染料106
7.3.2塗料110
7.3.3香料及香精113
7.3.4膠黏劑117
7.3.5農藥120
7.4新型精細化工121
7.4.1電子化學品121
7.4.2納米材料124
7.4.3智能材料126
7.4.4儲氫合金127
第8章生物化工128
8.1生物化工的特點與發展狀況128
8.1.1生物化工的特點128
8.1.2生物化工的發展129
8.2生物化工的主要應用領域130
8.2.1現代生物制藥130
8.2.2農業生物技術與生物農藥131
8.2.3精細化工中的生物技術132
8.2.4生物石油化工134
8.3生物化工品的生產工藝技術135
8.3.1原材料的選擇與預處理135
8.3.2工業用微生物的培養136
8.3.3生物催化劑137
8.3.4生化反應器137
8.3.5生物化工產品的分離與提純139
8.4典型生物化工品的生產工藝舉例140
8.4.1有機化工品——丙烯酰胺140
8.4.2食品添加劑——檸檬酸141
8.4.3生物農藥——蘇雲金杆菌142
8.4.4抗腫瘤藥——天鼕酰胺酶143
8.5生物化工的發展趨勢143
8.5.1高技術的生物醫學與醫藥144
8.5.2農業生物技術144
8.5.3潔淨新能源144
8.5.4可再生資源的生物加工技術與環境144
第9章環境化工146
9.1概述146
9.1.1環境與健康146
9.1.2環境與化學146
9.1.3環境工程與環境化學工程147
9.1.4環境工程和環境化學工程的研究內容148
9.2大氣污染的防治149
9.2.1大氣的污染149
9.2.2煙塵治理技術150
9.2.3有害氣體的治理技術151
9.2.4PM2.5控制技術153
9.3水污染的防治154
9.3.1水體污染與污染物154
9.3.2水體污染治理技術156
9.4固體廢物的處理157
9.4.1固體廢物的來源158
9.4.2固體廢物的一般處置方法159
9.4.3固體廢物的處理與利用159
9.4.4城市垃圾的回收與利用160
9.5清潔生產161
9.5.1清潔生產的提出背景161
9.5.2清潔生產的定義及內容162
9.5.3清潔生產的發展概況163
9.5.4發展清潔生產的意義165
9.5.5清潔生產的基本理論基礎166
9.5.6清潔生產原則166
9.5.7清潔生產的主要內容166
9.5.8清潔生產的評價方法167
9.5.9生命周期評估168
9.5.10污染預防經濟學169
第10章化工安全工程基礎172
10.1危險化學品和化學工業危險性172
10.1.1危險化學品172
10.1.2化學物質危險性173
10.1.3化學物質爆炸性173
10.1.4化學工業危險因素175
10.2化工安全操作的技術措施177
10.2.1爆炸性物質的儲存和銷毀177
10.2.2火災爆炸危險與防火防爆措施178
10.2.3防火防爆措施180
10.2.4防止職業毒害的技術措施182
10.3火災爆炸危險指數評價方法183
10.3.1物質繫數183
10.3工藝危險繫數184
10.3.3安全設施補償繫數185
10.3危險與損失評價189
第11章綠色化學與化工192
11.1傳統化工面臨的挑戰192
11.1.1化工資源與能源的危機192
11.1.2傳統化工對生態環境的污染193
11.1.3科技發展的基本思考——可持續發展193
11.2綠色化學的興起與發展195
11.2.1環境保護治理的三個發展階段195
11.2.2綠色化學的12條基本原則的提出195
11.2.3綠色化學化工的推動與發展196
11.3綠色化學與化工的研究內容198
11.3.1綠色化學與化工的定義198
11.3.2綠色化學與化工的核心——原子經濟性反應198
11.3.3使用無毒無害原料及可再生資源200
11.3.4采用無毒無害催化劑202
11.3.5采用無毒無害溶劑/助劑203
11.3.6環境無害的綠色化學產品205
11.4低碳循環經濟下的綠色化學與化工207
11.4.1低碳循環經濟207
11.4.2綠色化學與化工在發展低碳循環經濟中的作用208
11.4.3低碳循環經濟理念中的“5R” 概念208
11.4.4生態工業園的建立與發展209
11.4.5低碳循環經濟下的綠色化學與化工展望210
第12章高新技術與現代化工212
12.1信息、微電子技術與化工212
12.1.1信息存儲材料212
12.1.2信息顯示技術213
12.1.3微電子材料和器件213
12.1.4電子化學品213
12.2自動化技術與化工214
12.3新材料技術與化工214
12.3.1高分子材料215
12.3.2金屬材料與無機非金屬材料215
12.3.3納米材料216
12.3.4先進復合材料216
12.4新能源技術與化工217
12.4.1生物質能217
12.4.2氫能220
12.4.3燃料電池220
12.4.4太陽能電池220
12.4.5海水鹽差發電221
12.5國防及空間技術與化工221
12.5.1航天航空功能材料221
12.5.2航天航空上所用的推進劑222
12.6海洋開發技術與化工223
12.6.1海洋生物資源的開發利用223
12.6.2海水淡化223
12.6.3海洋油氣資源的勘探與開發利用224
12.6.4海洋化學資源的提取和應用224
12.721世紀化工展望224
12.7.1資源化224
12.7.2產品結構精細化225
12.7.3技術結構現代化226
12.7.4經營管理全球化226