化工單元操作技術（簡體書）

本書共包括八個學習項目：流體輸送技術、傳熱操作技術、非均相物系的分離、蒸發操作技術、乾燥操作技術、精餾操作技術、吸收操作技術和萃取操作技術。內容涵蓋了單元操作基本知識、操作設備結構及工作原理、設備選型、操作實訓等相關知識和技能。

本書可作為化工技術類應用化工、精細化工、石油化工、化學製藥等相關專業的高等職業教育教材，也可供生產一線技術人員閱讀參考，同時還可作為企業職工的培訓資料。

為了落實化工生產技術專業高技能人才培養目標，深化“工學結合”人才培養模式，推進課程建設與改革，依靠行業技術專家和企業能工巧匠，分析企業生產經營活動、職業崗位群典型工作任務，根據相應的專業能力、方法能力及社會能力的要求，運用教學論的基本原理進行加工，將企業中實際工作任務轉化為學習型工作任務。並依照職業成長和認知規律，以能力為本位，以工作過程為導向，進行典型工作任務到學習領域的配置轉換，確定需要開設的課程門類(學習領域)，以工作過程的展開順序為主要依據，並兼顧教學規律，重構了“工學結合”專業核心課程體系。

本書內容選取的基本思路是以符合實際崗位能力需要的化工單元操作項目活動為載體，以工作過程為導向，把整個化工單元操作的理論與實踐的教學內容，貫穿於實際化工生產的全過程。本書對傳統教材的內容進行了整合，確定了以下八個學習項目：流體輸送技術、傳熱操作技術、非均相物系的分離、蒸發操作技術、乾燥操作技術、精餾操作技術、吸收操作技術和萃取操作技術。教材內容涵蓋了單元操作基本知識、操作設備結構及工作原理、設備選型、操作實訓等相關知識和技能。

本書的編排體系體現了高等職業教育特色，有利於“工學結合、校企合作”的人才培養模式的實施。本書主要具有以下特色：

(1)教材根據項目化教學要求，運用項目為導向、任務為驅動的教學方法和手段，著眼於以“能力為中心”的編寫理念，強化了技能，淡化了理論課與實訓課之間的界限，實現了理論與實踐內容的一體化。

(2)教材內容突出對學生職業能力的訓練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務完成的需要來進行，同時又充分考慮了高等職業教育對理論知識學習的需要。這些內容融合了相關職業資格證書對知識、技能和態度的要求，對學生在學習過程中獲得化學總控工等相關職業資格證書提供了幫助。

(3)在內容編排上，考慮到學生的認知水準，由淺入深地安排內容，實現能力的遞進。因此，教材前半部分主要為流體輸送與傳熱、非均相、蒸發的內容，後半部分主要為傳質與分離，根據項目的需要，引入一些相關的實訓的內容。

本書由重慶工貿職業技術學院姚小平任主編，曹子英、王恩東任副主編。參加編寫的有咸陽職業技術學院王瑩，重慶工業職業技術學院段益琴，重慶工貿職業技術學院王豔領。姚小平編寫項目一、二、六、七，王瑩編寫項目三，段益琴編寫項目四，王豔領編寫項目五，王恩東、曹子英編寫項目八。重慶工業學校殷利明老師對本書進行了認真細緻的審稿，並提出了許多寶貴的意見和建議，重慶華鋒化工有限公司、重慶常捷醫藥有限公司技術專家對本書的部分內容也給出了積極的評價和中肯的建議，在此表示真誠的感謝。

由於編者水準有限，書中難免存在不妥之處，懇請專家和讀者批評指正。



編者

2019年10月

緒論001



項目一流體輸送技術003

任務一流體輸送管路003

一、管路的分類003

二、管路的基本構成004

任務二流體流動的基礎知識007

一、連續性方程007

二、伯努利方程008

三、流體的流動形態011

四、流體在管內的流動阻力013

任務三管子的選用與管路安裝019

一、管子的選用019

二、管路的佈置與安裝原則020

任務四液體輸送機械021

一、離心泵的結構類型021

二、離心泵的工作原理023

三、離心泵的主要性能參數和特性曲線024

四、離心泵的選用025

五、離心泵的安裝026

六、各種類型泵的比較027

七、離心泵的操作028

任務五氣體輸送機械033

一、離心通風機033

二、離心壓縮機035

技能訓練離心泵操作實訓037

本章小結039

複習與思考039

計算題040



項目二傳熱操作技術042

任務一換熱器的分類及結構型式042

一、換熱器的分類042

二、間壁式換熱器的結構型式043

任務二換熱器基礎知識048

一、熱傳導048

二、對流傳熱050

任務三列管式換熱器的計算與選型053

一、傳熱基本方程054

二、換熱器的熱負荷054

三、傳熱平均溫度差055

四、總傳熱係數060

五、列管式換熱器的選型063

任務四換熱器的操作069

一、傳熱速率影響因素分析069

二、開停車操作070

三、異常現象及處理方法071

技能訓練換熱器模擬實訓072

本章小結075

複習與思考075

計算題075



項目三非均相物系的分離077

任務一非均相物系分離技術077

一、非均相物系分離的分類及應用077

二、重力沉降078

三、離心沉降080

四、過濾082

任務二膜分離技術084

一、膜分離技術基礎知識084

二、膜元件085

三、各種膜分離技術簡介087

任務三冷凍技術092

一、製冷的分類092

二、製冷基本原理093

三、製冷能力095

四、製冷劑與載冷體096

五、壓縮蒸氣製冷設備098

技能訓練壓濾機操作實訓099

本章小結101

複習與思考101

計算題102



項目四蒸發操作技術103

任務一蒸發基礎知識103

一、蒸發在化工生產中的應用103

二、蒸發操作的特點103

三、蒸發操作的分類104

四、蒸發流程104

任務二認知蒸發設備106

一、蒸發器的型式與結構106

二、蒸發器的選用109

任務三獲取蒸發知識110

一、蒸發水量的計算110

二、加熱蒸汽消耗量的計算111

三、蒸發器傳熱面積的計算111

四、蒸發器生產強度的計算113

五、蒸發器的節能措施114

技能訓練蒸發器模擬操作訓練115

本章小結118

複習與思考118

計算題119



項目五乾燥操作技術120

任務一乾燥器的結構及應用120

一、乾燥器的分類120

二、固體物料的去濕方法122

任務二乾燥的基礎知識123

一、對流乾燥的方法123

二、空氣的性質124

三、物料中所含水分的性質127

四、物料中含水量的表示方法128

任務三乾燥計算129

一、乾燥過程的物料衡算129

二、乾燥過程的熱量衡算130

三、乾燥速率和乾燥時間133

任務四乾燥操作136

一、乾燥操作條件的確定136

二、典型乾燥器的操作137

技能訓練乾燥操作實訓138

本章小結140

複習與思考140

計算題140



項目六精餾操作技術142

任務一精餾塔的結構及應用142

一、精餾塔的分類及工業應用142

二、板式塔的結構類型及性能評價142

任務二精餾基礎知識146

一、蒸餾及精餾146

二、雙組分理想溶液的氣液相平衡147

三、精餾原理148

四、精餾操作流程150

任務三精餾計算151

一、全塔物料衡算151

二、操作線方程152

三、理論塔板數的求法156

四、塔板效率與實際塔板數158

五、回流比的影響與選擇159

六、熱量衡算162

任務四精餾塔操作的影響因素及操作特性163

一、影響精餾操作的主要因素163

二、板式塔的操作特性165

技能訓練精餾塔操作訓練167

本章小結169

複習與思考170

計算題170



項目七吸收操作技術171

任務一吸收塔的結構及應用171

一、工業吸收過程171

二、吸收在工業生產中的應用172

三、填料塔的基礎知識172

四、填料塔的流體力學性能178

任務二吸收基礎知識179

一、氣體吸收的分類179

二、吸收相平衡180

三、吸收機理181

四、吸收阻力的控制182

五、吸收劑的選擇184

任務三吸收計算185

一、物料衡算與操作線方程185

二、吸收劑用量186

三、填料層高度的計算188

任務四吸收塔的操作191

一、工藝操作指標的調節191

二、開停車操作192

技能訓練吸收操作訓練192

本章小結194

複習與思考194

計算題194



項目八萃取操作技術196

任務一液-液萃取196

一、萃取操作原理196

二、液-液萃取在工業上的應用197

三、萃取操作的分類197

四、萃取操作的特點198

任務二液-液相平衡關係198

一、液-液相平衡198

二、萃取操作原理203

三、萃取過程的計算205

任務三液-液萃取設備206

一、混合-澄清槽207

二、塔式萃取設備208

三、離心萃取器211

四、萃取設備的選擇212

技能訓練萃取塔操作實訓213

本章小結215

複習與思考215

計算題215



附錄217

附錄一法定計量單位及單位換算217

附錄二常用資料表220

附錄三常見氣體、液體和固體的重要物理性質224

附錄四一些氣體溶於水的亨利係數226

附錄五某些二元物系的氣液平衡組成227

附錄六乙醇水溶液的一些性質229

附錄七常用管子的規格229



參考文獻231