本書重點介紹化工節(jié)能的熱力學基本原理、新技術（包括夾點技術、熱偶精餾、熱泵精餾、共沸精餾、萃取精餾、反應精餾及離子液體分離過程強化技術等）、新設備（主要包括新型塔板、新型填料及整體式結構化催化劑技術等）和新理論（各種體系的預測型分子熱力學理論）。
本書編寫的原則是：從多角度解答例題，加深對基礎知識的理解和應用，并以實例的形式介紹ProII、Aspen和CFD等化工模擬軟件在化工中的應用；對有些陳舊的節(jié)能技術盡量少介紹或不介紹，以避免內容上的重復；重視對基本概念的理解，避免冗長的數學計算和推導。本書與北京化工大學提出的建設高水平研究型大學和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標相適應，在內容上注重引入化工節(jié)能技術方面最新的研究成果，盡量開拓讀者視野，期望對讀者的科學研究工作有所幫助。
本書可作為化工專業(yè)本科生和研究生教材，也可供化工領域研究人員參考。
第1章總論1
1.1化工過程的特點1
1.2化學工業(yè)節(jié)能的意義與途徑1
1.2.1節(jié)能的意義1
1.2.2節(jié)能的途徑2
1.3分離過程2
1.3.1分離過程的特點2
1.3.2分離過程的發(fā)展歷史2
1.3.3分離過程的發(fā)展趨勢3
1.4反應過程4
思考題5
第2章節(jié)能的熱力學基本原理6
2.1熱力學基本概念6
2.1.1系統（熱力系統）6
2.1.2狀態(tài)和狀態(tài)參數6
2.1.3強度性質和廣度性質8
2.1.4平衡態(tài)8
2.1.5功和熱8
2.2熱力學定律9
2.2.1熱力學第一定律和能量平衡方程9
2.2.2熱力學第二定律和熵平衡方程10
2.2.3熱力學第三定律12
2.3理想功12
2.3.1分離過程的理想功（最小功）13
2.3.2反應過程的理想功（最大功）14
2.3.3凈功消耗16
2.3.4熱力學效率17
2.4及其計算19
2.4.1的概念19
2.4.2環(huán)境參考態(tài)20
2.4.3功的20
2.4.4熱量21
2.4.5氣體的擴散22
2.4.6物質的化學22
2.5損失和衡算方程式26
2.5.1損失和衡算方程式26
2.5.2封閉系統的衡算方程式26
2.5.3穩(wěn)定流動系統的衡算方程式27
符號說明29
思考題30
計算題30
第3章化工節(jié)能的新技術33
3.1夾點技術33
3.1.1溫焓圖與復合曲線33
3.1.2夾點及夾點溫差34
3.1.3問題表法36
3.1.4夾點的意義38
3.1.5夾點法設計能量最優(yōu)的換熱網絡38
3.1.6換熱網絡的調優(yōu)40
3.1.7閾值問題42
3.1.8實際工程項目的換熱網絡合成44
3.2多效精餾及中間換熱器45
3.2.1多效精餾流程46
3.2.2多效精餾的節(jié)能效果和效數47
3.2.3多效精餾應用實例——甲醇-水分離47
3.2.4精餾塔中間換熱器49
3.3熱偶精餾51
3.3.1熱偶精餾流程52
3.3.2熱偶精餾流程的適用范圍53
3.4熱泵精餾54
3.4.1熱泵的工作原理54
3.4.2熱泵精餾流程54
3.4.3熱泵精餾應用實例——甲醇-水分離56
3.4.4熱泵技術應用需注意的幾個問題57
3.5共沸精餾58
3.5.1變壓共沸精餾58
3.5.2二元非均相共沸精餾59
3.5.3三組分共沸精餾59
3.5.4共沸劑的選擇60
3.6萃取精餾61
3.6.1萃取精餾流程安排62
3.6.2加鹽萃取精餾63
3.6.3絡合萃取精餾66
3.7反應精餾68
3.7.1利用反應促進精餾的反應精餾68
3.7.2利用精餾促進反應的反應精餾69
3.7.3催化精餾70
3.7.4反應精餾過程的特點71
3.7.5懸浮床催化精餾73
3.8離子液體分離過程強化73
3.8.1離子液體萃取精餾74
3.8.2離子液體液-液萃取78
3.8.3離子液體吸收81
3.8.4離子液體氣體干燥87
3.8.5離子液體捕集可凝性揮發(fā)有機物98
3.9異丙苯工藝流程節(jié)能優(yōu)化103
3.9.1二異丙苯塔的優(yōu)化104
3.9.2泡點反應器合成異丙苯107
3.9.3催化精餾合成異丙苯109
3.9.4烷基化和烷基轉移反應同時進行的固定床催化精餾111
符號說明113
思考題114
計算題114
第4章化工節(jié)能的新設備116
4.1新型塔板技術116
4.2新型填料技術118
4.3整體式結構化催化劑技術119
4.3.1開放錯流結構化催化劑119
4.3.2蜂窩整體式結構化催化劑125
4.3.3蜂窩整體式結構化催化劑應用實例1——選擇性催化還原煙氣脫硝126
4.3.4蜂窩整體式結構化催化劑應用實例2——蒽醌法制備雙氧水136
符號說明145
思考題145
第5章化工節(jié)能的新理論147
5.1小分子溶劑體系的預測型分子熱力學147
5.1.1UNIFAC模型147
5.1.2改進的UNIFAC模型148
5.1.3基于γ∞的UNIFAC模型149
5.1.4應用實例1——無限稀釋溶液活度系數計算149
5.1.5計算機輔助分子設計（CAMD）149
5.1.6應用實例2——ACN法萃取精餾分離C4的分子設計150
5.2含小分子無機鹽體系的預測型分子熱力學151
5.2.1定標粒子理論推導152
5.2.2應用實例3——DMF法萃取精餾分離C4組分153
5.3含聚合物體系的預測型分子熱力學154
5.3.1GCLF EOS模型155
5.3.2應用實例4——GCLF EOS模型預測氣體在聚合物中的溶解度158
5.3.3應用實例5——GCLF EOS模型預測聚合物的結晶度159
5.3.4應用實例6——GCLF EOS模型預測聚合物的比容159
5.4含離子液體體系的預測型分子熱力學模型160
5.4.1COSMO-RS模型160
5.4.2UNIFAC-Lei模型166
5.4.3應用實例7168
符號說明173
思考題174
參考文獻175
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