緒論 001
素質目標001
學習目標001
一、化工原理課程的性質與任務  001
二、化工過操作  002
三、操作過程中常用的基本概念  003
四、混合物含量的表示方法  004
五、單位制及單位換算  007
復習思考題009

項目一流體流動 011
素質目標011
學習目標011
生產案例012
任務一流體的主要物理量及測定013
一、流體及其特征  013
二、流體的密度  013
三、流體的壓強  015
四、流量與流速  016
五、管路直徑的確定  017
六、流體的黏度  018
七、液體的表面張力  019
任務二流體靜力學基本方程式及應用019
一、流體靜力學基本方程式  019
二、流體靜力學基本方程的應用  021
任務三流體動力學方程式及應用024
一、穩定流動與非穩定流動  025
二、連續性方程及應用  025
三、伯努利方程式及應用  026
任務四流體輸送方式及管路030
一、流體輸送方式的選擇  030
二、管路的分類  031
三、管路的構成  032
四、管路的連接方式  037
五、管路的布置與安裝  038
六、管路常見故障及處理  039
任務五流體阻力損失計算040
一、流體阻力的來源  040
二、雷諾實驗與流體流動類型判據  041
三、管內流體阻力損失計算  043
四、降低管路繫統流動阻力損失的措施  049
任務六管路計算049
一、簡單管路計算  050
二、復雜管路計算  053
三、適宜管徑的選擇  054
任務七流量的測量055
一、測速管  056
二、孔板流量計  056
三、文丘裡流量計  058
四、轉子流量計  058
五、渦輪流量計  059
六、濕式氣體流量計  060
復習思考題060

項目二流體輸送機械 066
素質目標066
學習目標066
生產案例067
任務一離心泵的性能與操作067
一、離心泵的基本結構和工作原理  067
二、離心泵的性能參數與特性曲線  070
三、離心泵的工作點與流量調節  074
四、離心泵的汽蝕現像與安裝高度  078
五、離心泵的組合操作  080
六、離心泵的類型與選用  082
七、離心泵的安裝、操作及維護  086
八、離心泵常見故障及處理措施  088
任務二往復泵的性能與操作  089
一、往復泵的結構與工作原理  089
二、往復泵的類型及流量  089
三、往復泵的揚程及流量調節  090
四、往復泵的操作與維護  091
五、往復泵常見故障及處理方法  092
任務三其他化工用泵的結構與操作092
一、旋渦泵  092
二、屏蔽泵  093
三、齒輪泵  094
四、計量泵  095
五、隔膜泵  095
六、螺杆泵  096
七、液下泵  096
任務四氣體輸送機械096
一、通風機  097
二、鼓風機  100
三、壓縮機  104
四、真空泵  113
復習思考題114

項目三非均相物繫的分離 119
素質目標119
學習目標119
生產案例120
任務一混合物分類與分離方法120
一、混合物繫的分類  120
二、非均相物繫的分離的目的  121
三、非均相物繫的分離方法  121
四、顆粒與流體的相對運動  122
任務二沉降分離123
一、重力沉降  124
二、離心沉降  129
任務三過濾分離136
一、過濾的基本概念  136
二、過濾速率的基本方程式  138
三、恆壓過濾  141
四、過濾設備  145
任務四靜電分離151
一、靜電除塵器  151
二、靜電除霧器  153
任務五濕洗分離153
一、濕洗分離原理  154
二、濕洗分離設備  154
復習思考題155

項目四傳熱操作 159
素質目標159
學習目標159
生產案例160
任務一傳熱方式及應用160
一、傳熱的基本方式  160
二、傳熱在工業生產中的應用  161
三、熱交換的方式  162
四、傳熱速率和熱通量  163
五、穩態傳熱和非穩態傳熱  163
任務二熱傳導過程的計算164
一、傅裡葉定律及熱導率  164
二、平壁穩態熱傳導過程的計算  165
三、圓筒壁穩態熱傳導過程的計算  168
任務三對流傳熱過程分析及應用170
一、對流傳熱過程分析  170
二、對流傳熱速率方程  171
三、對流傳熱繫數及影響因素  171
四、對流傳熱繫數的獲取  172
五、流體有相變時的對流傳熱過程分析  173
任務四傳熱過程計算175
一、熱量衡算  175
二、平均溫度差的計算  176
三、傳熱繫數的獲取  178
四、污垢熱阻  180
五、傳熱設備的壁溫計算  181
六、強化傳熱的途徑  182
任務五輻射傳熱過程分析183
一、熱輻射的基本概念  183
二、物體的輻射能力  184
三、影響輻射傳熱的主要因素  186
四、兩固體表面間的輻射傳熱  186
五、對流-輻射聯合傳熱  187
任務六換熱設備及操作189
一、間壁式換熱器的分類  189
二、列管換熱器的型號及選用  194
三、列管換熱器的操作與維護  195
復習思考題198

項目五蒸餾操作 202
素質目標202
學習目標202
生產案例203
任務一蒸餾的分類及其過程分析203
一、蒸餾的分類  203
二、蒸餾過程的分析  204
任務二雙組分溶液的氣-液相平衡分析 206
一、液體的飽和蒸氣壓與拉烏爾定律  207
二、雙組分理想溶液的氣-液平衡相圖分析  210
三、雙組分非理想溶液的氣-液平衡相圖分析  211
四、雙組分理想溶液的氣液相平衡方程  212
任務三精餾原理與流程選擇215
一、精餾原理  215
二、精餾流程的選擇  215
三、連續精餾裝置的組成及其作用  216
任務四連續精餾過程的計算217
一、全塔物料衡算  217
二、進料熱狀況分析  220
三、操作線方程與q 線方程  223
四、理論板數的計算  226
五、回流比和進料狀況對精餾過程的影響  229
六、適宜回流比選擇  232
七、簡捷法求理論塔板數  235
八、精餾塔的操作型計算  237
九、直接蒸汽加熱的蒸餾塔  238
任務五間歇精餾操作239
一、間歇精餾操作的工藝、方式與特點  239
二、回流比恆定的操作  240
三、餾出液組成恆定的操作  240
任務六蒸餾設備及操作241
一、板式塔的結構及氣液傳質過程分析  241
二、工業上常用的板式塔  243
三 、塔板效率  245
四、塔高的確定  247
五、塔徑的計算  249
六、板式塔的選用  251
七、板式精餾塔的操作與控制  252
復習思考題255

項目六吸收操作 260
素質目標260
學習目標260
生產案例261
任務一吸收流程及其選擇262
一、吸收操作目的  262
二、吸收操作分類  263
三、吸收的基本流程及其選擇  264
四、吸收劑的選擇  265
任務二吸收過程的氣-液相平衡 266
一、氣-液相組成的表示方法  266
二、溶解度及溶解度曲線分析  267
三、氣-液相平衡關繫式  268
任務三吸收速率方程272
一、吸收機理  272
二、吸收速率方程  273
三、吸收過程的控制  276
四、提高吸收速率的途徑  277
任務四吸收過程的計算279
一、全塔物料衡算和操作線方程  279
二、吸收劑用量的確定  280
三、填料塔直徑的計算  283
四、填料層高度的計算  283
五、吸收塔操作型計算  288
任務五解吸及其他類型的吸收操作292
一、解吸目的與方法  292
二、解吸塔的計算  293
三、其他類型的吸收  295
任務六吸收設備選擇297
一、吸收設備的一般要求  297
二、常見吸收設備的結構和特點  298
三、填料吸收塔  299
任務七吸收塔的操作與調節306
一、吸收塔操作的主要控制因素  306
二、強化吸收過程的措施  307
三、吸收塔的調節  308
四、吸收操作常見故障與處理  308
五、吸收操作常見設備的故障與處理  309
復習思考題310

項目七液-液萃取 315
素質目標315
學習目標315
生產案例315
任務一液-液萃取過程分析 316
一、液-液萃取的基本原理  316
二、液-液相平衡  317
三、萃取劑的選擇  318
任務二萃取流程的識讀319
一、單級萃取流程  319
二、多級萃取流程  319
任務三萃取設備的操作321
一、萃取設備的類型  321
二、萃取設備的選用  324
三、影響萃取操作的主要因素  325
四、萃取塔的操作  326
任務四超臨界萃取326
一、超臨界萃取的基本原理  326
二、超臨界萃取的流程  327
三、超臨界萃取的特點及其工業應用  327
復習思考題329

項目八干燥操作 331
素質目標331
學習目標331
生產案例331
任務一干燥過程分析332
一、固體物料的去濕方法  332
二、干燥操作的分類  333
三、對流干燥過程分析  334
任務二濕空氣的性質及濕焓圖的應用334
一、濕空氣的性質  334
二、濕焓圖及其應用  339
任務三濕物料的性質分析342
一、物料含水量的表示方法  342
二、物料中水分的性質  343
任務四干燥過程的計算344
一、物料衡算  344
二、熱量衡算  345
三、干燥器的熱效率  346
四、干燥速率及其影響因素  349
五、恆定干燥條件下干燥時間的計算  351
任務五干燥設備及其操作355
一、干燥器的基本要求  355
二、干燥器的分類  355
三、常用對流干燥器  355
四、非對流式干燥器  358
五、干燥器的選用原則  360
六、常用干燥器的操作與維護  360
七、干燥過程的節能措施  362
復習思考題363

項目九蒸發操作 366
素質目標366
學習目標366
生產案例366
任務一蒸發操作及其流程的識讀367
一、蒸發操作的特點及其分類  367
二、蒸發操作的流程  368
任務二單效蒸發有關參數的計算370
一、水分蒸發量  370
二、加熱蒸汽消耗量  370
三、蒸發器傳熱面積  371
任務三蒸發設備的結構及選擇372
一、蒸發器的結構及分類  373
二、蒸發器的附屬設備  375
三、蒸發器的選擇  376
任務四蒸發設備的運行與操作377
一、蒸發器的生產強度  377
二、蒸發操作的經濟性  378
三、蒸發繫統的日常運行及開停車操作  379
復習思考題380

項目十吸附操作 382
素質目標382
學習目標382
生產案例382
任務一吸附過程分析384
一、吸附現像  384
二、吸附分類  384
三、物理吸附過程分析  384
任務二吸附劑的選擇385
一、吸附劑的基本要求  385
二、工業上常用的吸附劑  385
三、吸附劑的性能  386
任務三吸附平衡與吸附速率387
一、吸附平衡  387
二、吸附速率  388
任務四吸附裝置的操作389
一、吸附方法的選擇  389
二、吸附裝置的操作  389
三、吸附過程的強化與展望  393
復習思考題393

項目十一膜分離操作 395
素質目標395
學習目標395
生產案例395
任務一膜分離過程分析397
一、膜分離過程及特點  397
二、膜及膜組件  398
任務二反滲透過程分析400
一、反滲透原理  401
二、反滲透工藝流程  401
三、影響反滲透過程的因素  402
任務三電滲析過程分析403
一、電滲析分離原理及特點  403
二、電滲析器構成與組裝方式  404
三、電滲析典型工藝流程  404
四、電滲析技術的工業應用  404
任務四超濾與微濾過程分析406
一、超濾與微濾的基本原理  406
二、超濾膜與微濾膜  407
三、超濾與微濾操作流程  408
四、超濾與微濾的工業應用  410
任務五氣體膜分離過程分析411
一、氣體膜分離原理  411
二、影響氣體膜分離效果的因素  412
三、氣體膜分離流程  412
四、氣體膜分離技術的應用  413
任務六膜分離過程中的問題及處理415
一、壓密作用  415
二、水解作用  415
三、濃差極化與膜污染  415
復習思考題416

附錄 418
附錄一化工常用法定計量單位及單位換算418
附錄二某些氣體的重要物理性質（101.3 kPa） 420
附錄三某些有機液體的相對密度（液體密度與4 ℃時水的密度之比）421
附錄四某些液體的重要物理性質422
附錄五部分無機鹽水溶液的沸點（101.3 kPa） 424
附錄六某些固體材料的重要物理性質425
附錄七水的重要物理性質426
附錄八飽和水蒸氣表（按溫度排列）427
附錄九飽和水蒸氣表（按壓力排列）428
附錄十液體飽和蒸氣壓p 0的安托因（Antoine）常數 429
附錄十一干空氣的熱物理性質（p =1.013×105 Pa） 429
附錄十二水的黏度（0～100 ℃） 430
附錄十三液體黏度共線圖431
附錄十四氣體黏度共線圖432
附錄十五 氣體熱導率共線圖（101.3 kPa） 433
附錄十六固體材料和某些液體的熱導率435
附錄十七液體比熱容共線圖436
附錄十八氣體比熱容共線圖（101.3 kPa） 437
附錄十九液體汽化熱共線圖438
附錄二十液體表面張力共線圖440
附錄二十一管子規格442
附錄二十二離心泵規格（摘錄）442
附錄二十三雙組分溶液的氣液相平衡數據446
附錄二十四常素的原子量447
附錄二十五基本物理常數447

參考文獻 448

化工原理課程是高等職業教育本科化工技術類、環境保護類、制藥類及其他相近專業必修的一門專業核心課，其配套的《化工原理》教材介紹了主要操作的基本原理、有關過程的計算及典型設備的結構和操作。
黨的二十大報告提出“統籌職業教育、高等教育、繼續教育協同創新，推進職普融通、產教融合、科教融彙，優化職業教育類型定位。”把培養“大國工匠、高技能人纔”作為人纔強國戰略的重要組成部分。高等職業教育本科作為目前職業教育體繫中學歷層次最高的教育，是現代職業教育體繫建設的“領頭羊”，不僅要面向產業，更要對接產業中的高端領域，目標就是努力培養造就更多的“大國工匠、高技能人纔”。
為了適應當前高等職業教育本科的快速發展，根據其培養目標和各專業人纔培養方案，進一步深化“三融”（即“職普融通、產教融合、科教融彙”），全面貫徹黨的教育方針，我們組建了一支由高校教師和多名行業工程師組成的產教融合、校企合作的&ldqu”教材開發團隊，編寫了這本《化工原理》教材。
本教材充分體現理實一體、產教融合、校企合作的職業教育理念，將新技術、新工藝、新規範和典型生產案例編入教材，並有機融入黨的二十大精神，在體現高等職業教育“先進性、職業性、實用性”的基礎上，更加突出了職業本科的產教融合、知行合一的特色。
本教材按項目任務的形式編排，包括緒論和流體流動、流體輸送機械、非均相物繫的分離、傳熱操作、蒸餾操作、吸收操作、液-液萃取、干燥操作、蒸發操作、吸附操作和膜分離操作共十一個項目，各項目前設有素質目標、學習目標和生產案例，項目後有復習思考題（包括單選題、多選題、填空題、判斷題、簡答題和計算題等），同時具有以下創新點：
（1）突出素質目標提煉、歸納學習目標的同時，突出了素質目標，在傳授知識和技能時有機融素，以“中國故事”“拓展閱讀”的形式將職業道德和人文素養的培養貫穿教學全過程，落實立德樹人的根本任務。如培養學生的法律意識、質量意識、責任意識和服務意識；培養學生探索創新的精神、堅韌不撥的毅力和愛國情懷；培養學生執著專注、精益求精、一絲不苟、追求卓越的工匠精神等。
（2）配套信息化資源教材內容注重美觀、簡單、易學、易懂。對於重要的知識點、節點、設備原理和結構等配有豐富的信息化資源（如動畫、微課），掃描二維碼即可學習。讀者可根據需求選取輔助或拓展的信息化資源，實現了“線下 線上”混合式教學模式。
（3）采用雙色印刷本教材的主要標題、部分設備結構圖中的重要線條、公式等內容采用了雙色印刷，使其更加醒目，便於學生重點學習和理解。
（4）特別提示重難點對部分重難點內容增加了特別提示字樣，並采用了雙色印刷，提醒學生要重點學習和掌握。
（5）版面布局的創新本教材在版面布局中留有邊欄，放置信息化資源的二維碼和重難點提示，還便於學生做筆記。
以上對於教材的特色和創新適應當前職業教育改革的趨勢和要求，形成了新形態一體化教材。
本書由河北工業職業技術大學周長麗、任珂擔任主編；河北工業職業技術大學王兵、韓彥國、王春玉擔任副主編；河北科技工程職業技術大學田明，長沙環境保護職業技術學院戰琪，新疆應用職業技術學院李國峰，河北工業職業技術大學呂芳、左曉冉、孟熙揚、徐雅曦、趙軍，山西宏源富康新能源有限公司李勝利，華電水務石家莊有限公司（滹沱河污水處理廠）郭帆參與編寫。全書由周長麗、任珂統稿，河北工業職業技術大學朱銀惠教授、中國礦業大學張香蘭教授主審。
本書中的動畫、視頻資源由秦皇島博赫科技開發有限公司、北京東方仿真軟件技術有限公司提供技術支持，在此深表感謝！
由於編者水平所限，書中不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

編者
2023年7月