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《分离工程》（第二版）为教育部高等学校化工类专业教学指导委员会推荐教材。

《分离工程》（第二版）特点“强化基础、拓宽专业、联系实际、信息丰富、启发思维、引导创新、便于自学” 。

《分离工程》（第 一版）重印7次，选用高校近百所，获2011年中国石油和化学工业优 秀出版物奖（教材奖）一等奖、2013年青岛科技大学优 秀教材一等奖。

配套资源：《分离工程（英文版）》，内容丰富的教学课件，习题解答。

内容简介

《分离工程》（第二版）简要介绍了分离过程的特征与分类、分离过程的研究内容与研究方法，在此基础上详细介绍了多组分分离基础、精馏、气体吸收和解吸、多组分多级分离的严格计算、分离过程及设备的效率与节能、其它分离方法（包括吸附、离子交换、液液萃取、膜分离）等内容。

本书重点突出，难点分散，以“实例—原理—模型—应用”进行教材内容的组织，应用性强。本书可作为高等院校化学工程与工艺专业本科生教材，亦可供从事化学工程、石油加工及气体分离、制药工程等专业的技术人员参考。

作者简介

叶庆国，青岛科技大学教授，山东省教学名师，主讲的“分离工程”为山东省精品课程和成人高等教育特色课程。叶庆国教授教学团队制作的“分离工程”CAI课件获第六届和第九届全国多媒体课件大赛优 秀奖和三等奖，“分离工程网络综合教学平台”获第十届全国多媒体课件大赛一等奖。叶庆国教授承担了、省级、校级教学质量工程建设及教学立项10余项，发表教改论文10余篇。主持并完成了国家高技术研究发展计划（863计划）子课题和作为技术负责人完成多个自然科学基金科研项目和二十多个企业横向科研项目。

目录

1绪论 / 1
1．1分离工程理论的形成和特性1
1．1．1分离工程理论的形成与完善1
1．1．2工业生产中的分离过程2
1．1．3分离技术的特性6
1．2分离过程的特征与分类8
1．2．1分离过程的特征8
1．2．2分离因子9
1．2．3传质分离过程的分类10
1．2．4分离方法的比较11
1．2．5分离过程的选择13
1．3分离过程的研究内容与研究方法14
1．3．1研究内容与分离过程发展动态14
1．3．2研究方法19
本章符号说明20
习题21
参考文献21

2多组分分离基础 / 23
2．1分离过程的变量分析及设计变量的确定23
2．1．1设计变量23
2．1．2单元的设计变量24
2．1．3装置的设计变量27
2．2相平衡关系的计算29
2．2．1相平衡关系29
2．2．2汽液平衡的分类与计算32
2．3多组分物系的泡点和露点计算43
2．3．1泡点温度和压力的计算44
2．3．2露点温度和压力的计算47
2．4单级平衡分离过程计算50
2．4．1混合物相态的确定和闪蒸计算的类型51
2．4．2等温闪蒸52
2．4．3绝热闪蒸57
本章符号说明64
习题65
参考文献70

3精馏 / 72
3．1多组分精馏72
3．1．1多组分精馏过程分析73
3．1．2多组分精馏的简捷（群法）计算法81
3．2共沸精馏99
3．2．1共沸物和共沸组成的计算100
3．2．2精馏曲线和共沸剂的选择105
3．2．3共沸精馏过程及计算111
3．3萃取精馏127
3．3．1萃取精馏过程127
3．3．2萃取精馏的原理129
3．3．3萃取剂的选择130
3．3．4萃取精馏过程分析132
3．3．5萃取精馏过程平衡级数的简捷计算135
3．3．6萃取精馏操作设计的特点137
3．3．7共沸精馏与萃取精馏的比较137
3．4加盐萃取精馏141
3．4．1盐效应及其对汽液平衡的影响142
3．4．2溶盐精馏142
3．4．3加盐萃取精馏143
3．5反应精馏144
3．5．1反应精馏过程分析144
3．5．2反应精馏过程的特点147
本章符号说明154
习题155
参考文献161

4气体吸收和解吸 / 164
4．1吸收和解吸过程164
4．1．1多组分吸收和解吸的工业应用164
4．1．2解吸的方法169
4．1．3吸收和解吸过程流程169
4．1．4吸收过程的特点175
4．2多组分吸收和解吸过程分析176
4．2．1气液相平衡176
4．2．2吸收和解吸过程的设计变量数与关键组分177
4．2．3单向传质过程177
4．2．4吸收塔内组分分布178
4．2．5吸收和解吸过程的热效应179
4．3多组分吸收和解吸过程简捷计算180
4．3．1吸收过程工艺计算的基本概念180
4．3．2吸收因子法181
4．3．3解吸因子法189
本章符号说明192
习题193
参考文献197

5多组分多级分离的严格计算 / 199
5．1平衡级的理论模型199
5．1．1复杂精馏塔物理模型199
5．1．2平衡级的理论模型204
5．1．3模拟计算方法206
5．2三对角矩阵法208
5．2．1计算方法和原理208
5．2．2泡点法(BP法)209
5．2．3θ法收敛和C．M．B．矩阵法219
5．2．4流量加和法(SR法)和矩阵求逆法221
5．2．5Tj和Vj同时校正法（多元Newton-Raphson法）225
5．3逐级计算法227
5．3．1计算内容与计算起点227
5．3．2恒摩尔流计算方法228
5．3．3进料级的确定和计算结束的判断230
5．3．4变摩尔流的逐级法231
5．4非稳态方程计算方法和模拟计算方法的改进235
5．4．1松弛法235
5．4．2模拟计算方法的改进238
本章符号说明243
习题244
参考文献249

6分离过程及设备的效率与节能 / 252
6．1气液传质设备的效率252
6．1．1气液传质设备级效率的各种定义和影响因素252
6．1．2级效率的计算方法259
6．2分离过程的最小分离功260
6．2．1分离过程的最小功260
6．2．2非等温分离和有效能263
6．2．3净功消耗263
6．2．4热力学效率264
6．3分离过程的节能265
6．3．1分离过程热力学分析265
6．3．2中间换热节能266
6．3．3多效精馏268
6．3．4热泵精馏271
6．3．5热耦精馏273
6．3．6差压热耦合精馏技术274
6．3．7多级冷凝工艺276
6．3．8隔壁塔技术277
6．3．9有关分离操作的节能经验规则279
6．4分离过程系统合成279
6．4．1分离顺序数280
6．4．2分离顺序的合成方法281
6．4．3复杂塔的分离顺序286
本章符号说明290
习题290
参考文献292

7其它分离方法 / 295
7．1吸附295
7．1．1吸附的基本概念295
7．1．2吸附平衡与吸附机理298
7．1．3吸附分离过程305
7．2离子交换313
7．2．1离子交换树脂的结构与分类313
7．2．2离子交换树脂的性能315
7．2．3离子交换原理317
7．2．4离子交换的操作318
7．3液液萃取322
7．3．1液液萃取过程的特点322
7．3．2萃取剂的选择和常用萃取剂322
7．3．3萃取流程323
7．3．4液液萃取过程的计算324
7．3．5超临界萃取326
7．4膜分离327
7．4．1膜分离概述328
7．4．2超滤和微滤330
7．4．3反渗透333
7．4．4电渗析339
7．4．5气体膜分离341
7．4．6液膜分离342
本章符号说明345
习题346
参考文献348

前言/序言

前言

《分离工程》为教育部高等学校化工类专业教学指导委员会推荐教材，自2009年出版以来至今已有8年，被国内众多院校选作化工与制药类专业本科生教材，并荣获2010年中国石油和化学工业优秀教材一等奖。为切实配合国家新时期创新发展战略、卓越工程师教育培养计划和工程教育专业认证的需要，不断提高本科教学水平和教育质量，我们对本书第一版进行了认真的修订。

现代社会离不开化工分离技术，化工分离技术亦发展于现代社会。一方面，传统分离技术的研究和应用不断进步，分离效率提高，处理能力加大，工程放大问题逐步得到解决，新型分离装置不断出现；另一方面，为了适应技术进步提出了新的分离要求，膜分离技术、超临界萃取技术、吸附技术等现代分离技术的开发、研究和应用已成为分离工程研究的前沿课题。本次修订主体框架和主要内容没有变化，只是将第7章反应精馏移至第3章，删除了各院校不经常选用的化学吸收内容。教学重点仍然是传统分离过程，但增加了能反映当代分离过程科学技术进步的新成果和科技前沿，使学生既掌握扎实的分离工程基础知识，又树立开拓创新意识。本次修订更正了第一版中遗留的疏漏，统一了插图的格式，在每一章增加了工程案例，部分课后习题也增加了工程背景。通过工程案例和习题，培养学生基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法，强化学生的工程实践能力、解决复杂工程问题的能力，以及工程设计能力与工程创新能力，实现从知识课堂向能力课堂转变、从句号课堂向问号课堂转变，为学生多样化发展提供合适的舞台。

本书由青岛科技大学分离工程课程教研组编写，叶庆国、陶旭梅、徐东彦主编。此次修订是在本书第一版基础上完成的，在此向为第一版教材编写做出贡献的刘名礼、杜华、郭焕美、孙烈刚和王英龙老师表示感谢！葛纪军、辛戈、宋佳佳、姚飞洋、吴晓炜等在计算机模拟计算、插图的绘制和书稿校对方面给予了帮助，本书还得到了青岛科技大学化工学院的支持和鼓励，在此一并表示衷心的感谢！本书出版以来得到了各兄弟院校的支持和褒奖，编者由衷地感谢大家的支持与鼓励。

凡选用本书作为教材的学校，可向化学工业出版社索取《分离工程》习题解答和多媒体课件。

由于本书内容涉及面广，加之编者的水平所限，书中难免存在疏漏和不足之处，诚望专家和读者指教。

编者

2017年1月

第一版前言

分离工程是化学工程学科的重要分支，它是混合物分离与提纯的工程科学，它与化学工艺密切相关。分离工程是清洁工艺的重要组成部分，它一方面为化学反应提供符合质量要求的原料，清除对反应或催化剂有害的杂质，减少副反应，提高收率；另一方面又对反应产物进行分离提纯，以得到合格产品，并使未反应物料循环使用，对生成的废物进行末端治理。分离过程与技术在提高生产过程的经济效益、社会效益和产品质量中起到举足轻重的作用。

《分离工程》作为化工专业及其相关专业的一门骨干专业课程，具有应用性和实践性较强，内容涉猎面广、跨度大、知识点多的特点，其在化工生产实际中，在化工类及其相关专业的人才培养中有着重要的地位和作用。本教材适用于化工类本科专业，如化学工程、化学工艺、精细化工等，也可适用于其它相关专业，如石油加工、化学制药、制药工程、材料、冶金、食品、生化、原子能和环保等领域都广泛地应用到分离过程。本书可作为工科高等院校化学工程与工艺及相关专业本科生的教材，亦可供从事化学工程、石油加工及气体分离、制药工程等方面的工程技术人员参考。

本教材定位为应用型教材，使用对象为教学研究型与教学型学校的学生，面向化工生产实际，面向就业，突出应用性；编写中遵循分离过程知识教学和学习规律，按照“掌握基本知识，注重应用联系，辅以能力培养”的目的，强调理论联系实际、工程与工艺结合，以培养学生分析和解决实际问题的能力；保留了成熟与经典的内容，增加了各种分离过程目前的研究动向，同时对一些新的有发展前景的和对开发新分离方法有启发性的分离方法做了简要的介绍，以利于扩展学生的视野和思路，提高学生选择与开发分离方法的能力。通过本课程教学，要求学生牢固掌握分离过程的基本原理及应用方法，熟练进行简化计算，了解多种数值计算方法，学会实际分离过程的分析与综合，了解分离及相关工程研究的进展，学会针对工业实际正确选择分离过程及设备。

本书内容共分七章，分别介绍多组分分离基础、精馏、气体吸收和解吸、多组分多级分离的严格计算、分离过程及设备的效率与节能、其它分离方法等内容。本书由青岛科技大学叶庆国教授任主编，其中第1章和第2章由叶庆国编写，第3章和第4章分别由山东师范大学刘名礼和杜华编写，第5章由潍坊学院郭焕美和叶庆国编写，第6章和第7章由烟台大学的孙烈刚编写。此外，青岛科技大学王英龙负责本书英文专业词汇的编译工作。最后，感谢阎淑芸、孙培生、梁永宁、胡莹和董先营等同学在插图的绘制和书稿校验方面给予的帮助。

为了给教师的教学和学生的自习提供方便，与本书配套的《分离工程学习指导与习题集》也同时由化学工业出版社出版，相信会对提高教学活动的灵活性和教学效率有所帮助。凡选用本书作为教材的学校，可向本书作者叶庆国索取以下资料：《分离工程》电子教案和《分离工程》多媒体课件。

由于编写人员水平有限，书中不妥之处在所难免，衷心希望广大读者和有关专家学者予以批评指正。

编者

2008年11月