中國學科發展戰略·化工過程強化 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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國傢自然科學基金委員會 中國科學院 著

圖書標籤:

• 化工過程強化
• 過程工程
• 學科發展
• 戰略研究
• 化工技術
• 傳熱傳質
• 反應工程
• 分離工程
• 綠色化工
• 工業催化

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030544063

商品編碼：28718268866

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2018-01-01

圖書基本信息
圖書名稱	中國學科發展戰略·化工過程強化
作者	國傢自然科學基金委員會 中國科學院
定價	168.00元
齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030544063
齣版日期	2018-01-01
字數
頁碼	492
版次	1
裝幀	平裝-膠訂
開本	128開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

《中國學科發展戰略·化工過程強化》圍繞化工過程強化學科領域，闡述瞭化工過程強化的學科內涵及其重要性；梳理瞭化工過程強化外的研究現狀、過程強化主要方法以及發展趨勢；明確瞭化工過程強化麵臨的主要問題與挑戰，並提齣瞭今後發展的建議與措施。本書重點圍繞化工過程強化的四個領域：新材料（介質）強化、外場協同強化、核心反應器（裝備）強化和係統耦閤強化，著重闡述瞭外研究現狀與進展、強化需解決的關鍵科學問題、強化原理、強化應用實例以及總結與展望。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

洞悉化工未來：以微觀之力驅動宏觀變革 本書並非直接論述“中國學科發展戰略·化工過程強化”這一特定書名所涵蓋的具體內容，而是緻力於深入探討化工領域在當前及未來發展中所麵臨的關鍵挑戰，以及如何通過前沿技術和創新思維，實現過程的精細化、高效化、綠色化和智能化，從而為中國乃至全球的化工産業發展提供戰略性的洞見與實踐指南。我們將聚焦於那些能夠驅動化工行業實現跨越式發展的核心科學問題、技術瓶頸以及發展方嚮，力求展現一個更加廣闊、更具前瞻性的化工未來圖景。 第一章：化工過程強化的時代呼喚與戰略意義 當前，全球經濟發展進入新常態，資源環境約束日益嚴峻，技術競爭日趨激烈。傳統的化工生産模式，往往伴隨著高能耗、高排放、資源浪費等問題，已難以適應可持續發展的要求。在此背景下，化工過程強化（Process Intensification, PI）應運而生，成為推動化工行業轉型升級、實現高質量發展的關鍵驅動力。 時代呼喚： 能源危機與碳中和目標： 化工行業是能源消耗和碳排放的重要領域。實現碳中和目標，迫切需要開發更節能、低碳的生産技術。過程強化技術能夠顯著降低反應能耗，提高能源利用效率，是實現綠色化工的必由之路。 資源短缺與循環經濟： 隨著不可再生資源的日益枯竭，發展循環經濟，提高資源利用效率，變廢為寶，成為必然選擇。過程強化技術可以通過催化、分離等手段，實現物質的高效轉化和循環利用，是構建資源節約型、環境友好型社會的重要支撐。 市場競爭與效率提升： 全球化競爭使得企業必須不斷降低生産成本，提高産品質量和生産效率。過程強化技術通過縮短反應時間、提高轉化率、減少設備體積，能夠顯著提升生産效率，降低運營成本，增強企業的國際競爭力。 安全環保要求提升： 嚴峻的安全環保形勢要求化工生産過程更加安全、可靠、環保。過程強化技術往往采用更小的設備體積，更低的反應壓力和溫度，減少瞭危險物質的儲存量，從源頭上降低瞭安全風險，並減少瞭汙染物排放。 戰略意義： 提升國傢核心競爭力： 掌握先進的化工過程強化技術，意味著在化工生産領域擁有瞭核心競爭力，能夠支撐國傢在高端化工材料、新能源、生物醫藥等戰略性新興産業的發展，從而提升國傢整體科技實力和經濟實力。 引領産業結構優化升級： 過程強化技術的推廣應用，將帶動傳統化工産業的改造升級，催生新的化工工藝和産品，推動化工産業嚮高端化、精細化、智能化方嚮發展，優化産業結構。 支撐綠色發展與可持續發展： 過程強化技術是實現化工行業綠色發展和可持續發展的重要技術支撐。其節能、減排、資源高效利用的特性，與國傢‘綠水青山就是金山銀山’的發展理念高度契閤。 促進區域協調發展： 通過推廣先進的化工過程強化技術，可以幫助欠發達地區剋服技術和資源瓶頸，發展特色化工産業，促進區域經濟的協調發展。 第二章：過程強化技術的核心理念與關鍵領域 化工過程強化並非單一技術，而是一係列旨在通過創新設計和技術集成，實現化學過程在體積、能量、物質和信息效率方麵的顯著提升的理念和方法的集閤。其核心在於“微觀尺度的精細調控”與“宏觀尺度的係統優化”。 核心理念： 多功能集成（Combining Unit Operations）： 將傳統的多個單元操作（如反應、分離、傳熱、傳質等）集成到單一設備或模塊中，減少設備數量，簡化流程，降低能耗和投資。 微反應器與微化工（Microreactors and Microfluidics）： 利用微通道內的傳熱傳質特性，實現高效、精確的反應控製。微反應器具有傳熱傳質速率高、反應選擇性好、安全性強等優點，適用於高危反應、快速反應和精密閤成。 新型傳質與傳熱技術（Novel Mass and Heat Transfer Technologies）： 開發和應用高效的傳質與傳熱技術，如膜技術、超臨界流體技術、聲化學、微波化學等，以提升反應速率和分離效率。 催化劑的創新與應用（Catalyst Innovation and Application）： 發展高效、高選擇性、長壽命的新型催化劑，並將其與反應器設計相結閤，實現催化反應過程的強化。多相催化、固定床催化、流化床催化等在過程強化中扮演著重要角色。 過程控製與智能化（Process Control and Intelligence）： 結閤先進的在綫監測技術、數據分析和人工智能，實現對化工過程的實時優化控製，提高過程的穩定性和效率，並最終實現智能化生産。 關鍵領域： 反應強化： 提高反應速率、選擇性、轉化率，降低反應能耗。例如，微通道反應器、超聲/微波輔助反應、催化蒸餾等。 分離強化： 提高分離效率、降低能耗，實現高純度産品的獲取。例如，膜分離技術（納濾、反滲透、氣體分離）、響應性分離、響應性萃取等。 傳熱強化： 提高傳熱效率，減小設備體積。例如，微通道換熱器、強化傳熱錶麵、熱管技術等。 混閤強化： 提高混閤效率，加速傳質過程。例如，靜態混閤器、微混閤器等。 過程集成： 將多個單元操作有機結閤，實現流程的簡化和效率的提升。例如，反應-分離耦閤設備、蒸餾-反應耦閤設備等。 第三章：關鍵過程強化技術前沿與應用案例 本章將選取幾種具有代錶性的過程強化技術，深入剖析其科學原理、技術特點，並結閤實際應用案例，展現其在化工領域的巨大潛力。 微反應器技術： 原理： 基於微通道的幾何尺寸，極大地縮短瞭物質和能量的擴散距離，從而實現極高的傳熱傳質係數，精確控製反應條件。 特點： 傳熱傳質效率高、反應選擇性好、反應時間短、安全性高、易於放大（通過“數並法”實現模塊化集成）。 應用： 精細化學品閤成（醫藥中間體、農藥、香料）、高危反應（硝化、氟化）、聚閤反應、催化反應的實驗室研究與工業化生産。例如，某藥物活性成分的閤成，通過微通道反應器，反應時間縮短瞭90%，收率提高瞭15%，且副産物顯著減少。 膜分離技術： 原理： 利用具有選擇性透過能力的膜材料，在驅動力（如壓力、濃度梯度）的作用下，實現不同組分的分離。 特點： 能耗低、分離效率高、環境友好、可連續操作。 應用： 水處理與迴用（海水淡化、廢水淨化）、氣體分離（CO2捕集、空氣分離）、溶劑迴收、生物醫藥分離（蛋白質分離、病毒去除）。例如，某工廠采用膜技術迴收工藝廢水中的有機溶劑，迴收率高達95%，每年可節約大量成本並減少環境汙染。 超聲/微波輔助化學： 原理： 利用超聲波的空化效應或微波的偶極鏇轉效應，在反應體係中産生高溫高壓的微環境或誘導分子極化，從而加速反應速率，提高反應效率。 特點： 反應時間短、能耗低、反應條件溫和、選擇性提高。 應用： 催化反應、有機閤成、物質提取、聚閤反應。例如，利用微波輔助閤成某種催化劑，反應時間從數小時縮短至數十分鍾，且催化劑的活性和穩定性得到顯著提升。 反應-分離耦閤技術（例如，催化蒸餾）： 原理： 將化學反應和蒸餾分離在一個設備中同時進行，利用反應平衡的移動來提高反應轉化率，同時通過蒸餾將産物分離，避免産物分解或副反應的發生。 特點： 顯著提高反應轉化率，減少設備投資和能耗，簡化工藝流程。 應用： 酯化反應、醚化反應、烯烴脫氫反應等。例如，在MTBE（甲基叔丁基醚）的閤成中，催化蒸餾技術能夠高效地實現反應和分離，顯著提高産品收率和經濟效益。 第四章：智能化與過程強化：協同發展的新範式 信息技術、大數據、人工智能等新興技術的快速發展，為化工過程強化注入瞭新的活力，催生瞭智能化過程強化（Intelligent Process Intensification, IPI）的新範式。 智能感知與在綫監測： 利用先進的傳感器技術（如光譜、色譜、質譜、電化學傳感器）實現對反應物、産物、催化劑狀態、溫度、壓力等關鍵參數的實時、在綫、高精度監測，為過程控製和優化提供數據基礎。 大數據分析與模型構建： 收集海量的過程數據，運用統計學、機器學習、深度學習等方法，構建高精度的過程模型，預測過程行為，識彆潛在問題，並進行優化。 人工智能驅動的優化控製： 利用AI算法，如強化學習、神經網絡等，實現對復雜化工過程的智能決策和自適應控製，動態調整操作參數，以達到最佳的運行狀態，進一步提升過程的效率、安全性和穩定性。 數字孿生技術（Digital Twin）： 構建化工過程的虛擬模型，將實時數據輸入虛擬模型，實現對物理過程的實時映射和模擬，用於過程的監控、優化、故障診斷和預測性維護。 案例： 某精細化工企業，將微反應器與AI控製係統相結閤，通過在綫監測和智能算法，實時調控微反應器的進料速率、溫度、壓力等參數，實現瞭産品收率的恒定高位，並大大降低瞭人為操作的失誤率。 第五章：挑戰與展望：麵嚮未來的化工過程強化 盡管過程強化技術已經取得瞭顯著的進展，但在實際推廣應用過程中仍然麵臨一些挑戰，同時也蘊含著巨大的發展潛力。 挑戰： 技術標準化與規模化： 一些先進的過程強化技術仍處於實驗室或小試階段，缺乏成熟的工業化設計和製造標準，難以實現大規模推廣應用。 投資迴報周期： 部分過程強化設備的初期投資較高，投資迴報周期需要更充分的論證和評估。 人纔隊伍建設： 掌握過程強化技術需要跨學科的知識背景，包括化學工程、材料科學、機械工程、自動化控製等，需要加強相關人纔的培養。 對傳統工藝的替代與整閤： 如何有效地將新的過程強化技術融入現有的化工生産體係，並逐步替代落後工藝，需要周密的規劃和實施。 安全性評估與風險管理： 新型過程強化技術可能帶來新的安全風險，需要進行充分的風險評估和有效的風險管理。 展望： 協同創新與跨學科融閤： 未來，過程強化技術的發展將更加依賴於化學工程、材料科學、物理學、信息科學等學科的深度融閤與協同創新。 綠色化與可持續化： 過程強化技術將繼續在降低能耗、減少排放、實現資源循環利用等方麵發揮核心作用，成為推動化工行業實現綠色可持續發展的關鍵驅動力。 智能化與數字化轉型： AI、大數據、數字孿生等技術將深度賦能過程強化，催生更智能、更自適應、更高效的化工生産模式。 模塊化與即插即用： 模塊化的過程強化設備將有助於降低投資成本，縮短建設周期，並實現生産的柔性化和定製化。 麵嚮新興領域的應用： 過程強化技術將在新能源（如儲能材料、氫能製備）、生物製造、先進材料（如納米材料、3D打印材料）等新興領域展現齣更廣闊的應用前景。 結語： 化工過程強化，是以微觀的力量觸及宏觀的世界，以創新的思維引領産業的未來。本書的探討，旨在拋磚引玉，激發更多關於化工行業發展戰略的思考與實踐。我們相信，通過持續的技術創新、跨學科的協同閤作以及前瞻性的戰略部署，中國的化工産業必將在過程強化的浪潮中，迎來更加輝煌的明天，為實現國傢富強、人民幸福和可持續發展貢獻磅礴力量。

評分☆☆☆☆☆

從實用性的角度來看，這本書的價值體現得淋灕盡緻，它更像是一份為行業精英量身定製的“行動指南”，而非單純的理論參考手冊。書中對於前沿技術路綫的梳理和評估部分，簡直是教科書級彆的案例分析。作者沒有止步於羅列現有技術的優劣，而是用一套自洽的評估體係，對未來五年到十年內最有潛力的技術方嚮進行瞭深入的量化分析和風險預判。這種前瞻性的指導對於企業戰略規劃部門而言，無疑是極具參考價值的決策支持材料。我特彆欣賞其中關於“技術融閤點”的探討，它清晰地指齣瞭不同技術領域交叉融閤時可能産生“化學反應”的那些關鍵節點，這對於那些希望進行跨界創新或尋求技術升級轉型的工程師和管理者來說，簡直是提供瞭清晰的地圖。它鼓勵的不是盲目追隨潮流，而是基於嚴謹分析後的精準投入，這體現瞭作者對工程實踐的深刻理解和高度的責任感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計給我留下瞭非常深刻的印象，封麵色彩搭配沉穩又不失現代感，選用瞭一種深邃的藍色調，配上簡潔有力的白色字體，一眼就能看齣其專業性和嚴謹性。觸摸封麵的材質，能夠感受到一種細膩的磨砂質感，這讓我想起那些經典的研究報告，散發著一種久經考驗的可靠感。內頁的紙張選擇也相當考究，米白色的紙張有效緩解瞭長時間閱讀帶來的視覺疲勞，字體的排版更是體現瞭編輯團隊的專業水準——行距適中，段落劃分清晰，即便是復雜的公式和圖錶也能被清晰地呈現齣來。我特彆留意瞭目錄頁的設計，它結構清晰，層級分明，讓人能迅速把握全書的脈絡，對於需要快速查閱特定主題的讀者來說，這種布局簡直是福音。拿到手裏，這本書的分量感也恰到好處，既有內容的厚重感，又沒有到讓人難以攜帶的程度，仿佛每一頁都凝聚著作者深厚的學識與心血，讓人忍不住想要立刻翻開，探究其中蘊含的智慧結晶。整體而言，從物理層麵上講，這本著作無論是在視覺美學還是觸覺體驗上，都達到瞭一個非常高的水準，成功地為讀者建立瞭一種尊重知識、珍視閱讀的儀式感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格展現齣一種罕見的、優雅的理性主義色彩，讀起來簡直像是在聆聽一位資深教授在進行一場準備充分、內容翔實的學術講座，但其魅力在於，這位“教授”的錶達絕不枯燥。他巧妙地運用瞭大量的類比和曆史迴顧來支撐自己的論點，使得那些原本可能顯得高深莫測的技術概念，瞬間變得生動具體起來。比如說，書中對比瞭幾種不同曆史時期解決類似工程挑戰的路徑差異，這種跨時空的參照，極大地增強瞭論述的說服力和曆史厚重感。我注意到作者在引用他人的研究成果時，總是能準確地找到最精煉的錶述，使得整本書的閱讀節奏非常流暢，幾乎沒有感受到任何晦澀難懂的“閱讀堵點”。此外，書中偶爾穿插的那些富含哲理的短句，像是點綴在專業論述中的珍珠，讓人在專注於技術細節之餘，還能品味到一絲對科學精神的贊頌。這種文筆上的張弛有度，讓原本可能偏嚮硬核的技術書籍，多瞭一份人文關懷和閱讀的愉悅性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度在同類齣版物中是極為罕見的，它成功地在兩個看似矛盾的領域之間搭建起瞭堅實的橋梁：一方麵，它保持瞭對基礎科學原理的堅守和尊重，每一個論斷都有著紮實的數理基礎支撐；另一方麵，它又展現齣對産業化應用場景的極度敏感和關注。這種“根基穩固、視野開闊”的寫作風格，使得它既能滿足高校研究生進行深度理論學習的需求，又能為企業高層提供戰略層麵的參考。我個人認為，本書的真正價值在於它建立瞭一個思考的“框架”——一個如何看待、如何分析、如何解決復雜工程問題的通用模型。這種模型化的思維方式，一旦被讀者內化，即便未來齣現全新的技術變種，讀者也能迅速利用這個框架去解構和應對新的挑戰。它教會我的不是‘是什麼’，而是‘如何思考’，這份對思維方法的塑造，纔是它最寶貴、最持久的財富。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭好幾天時間仔細閱讀瞭這本關於現代工程理念的探討性著作，它給我的最大感受是其思想的穿透力極強，作者似乎擁有洞察事物本質的“手術刀”。書中對於宏觀趨勢的把握，那種站在未來視角審視當下技術瓶頸的能力，實在令人嘆服。比如，其中關於係統集成化與小型化趨勢的論述，不僅僅停留在技術參數的羅列，而是深入剖析瞭這種轉變對整個行業生態鏈可能産生的顛覆性影響，甚至觸及到瞭經濟學和社會學的範疇。作者在闡述復雜概念時，慣用一種抽絲剝繭、層層遞進的邏輯鏈條，保證瞭即便是初涉該領域的讀者，在經過一番思考後也能跟上其思維的步伐。我尤其欣賞書中對“效率邊界”的探討，它沒有給齣簡單的答案，而是引導讀者去思考，在既定的資源約束下，如何通過創新性的思維模式去尋找新的最優解，這種啓發式的寫作手法，遠比直接灌輸知識來得更有價值，它激發瞭我主動去連接不同知識點、構建個人知識體係的欲望。