《化工原理》（上、下册，第二版）是大连理工大学国家级一流本科课程化工原理的配套教材，主要介绍化工单元操作的基本原理、过程计算、典型设备及过程强化，强调基本理论与工程实践相结合，突出工程观点和过程强化方法。全书共10章，分为上、下两册。上册主要介绍与流体流动和传热相关的单元操作，包括绪论、流体流动与输送设备、机械分离与流态化、传热过程与换热器、蒸发;下册主要介绍与传质相关的单元操作，包括蒸馏、气体吸收、液-液萃取、干燥、其他分离过程。本书配有数字化教学资源，包括典型设备结构及原理动画、思政案例微视频，以及拓展学习内容，读者可以通过扫描二维码自主学习。本书可作为高等学校化工、石油、材料、生物、制药、轻工、食品、环境等专业本科生教材或参考书，也可供化工及相关专业工程技术人员参考。

前言
《化工原理》（上、下册，第二版） 为大连理工大学国家级一流本科课程化工原理 的配套教材，在2016年出版的第一版基础上，修订升级为新形态教材。本次修订在注重单元操作过程强化特色的基础上，充分利用信息化和可视化教学手段，结合新工科人才培养和新时代课程思政育人要求编写。
本书力争将基础理论与工程实践并重，以单元操作的基本原理、工艺计算、典型设备为主线，适当补充在跨学科、新能源、双碳 等方面的应用，注重各单元操作的过程强化方法。内容循序渐进，使学生掌握化工原理的基础知识和工程研究方法，培养学生分析解决复杂工程问题的能力，建立节能减排的工程观念和工程责任。
本书配有数字化教学资源，包括典型设备结构及原理动画、思政案例微视频，以及拓展学习内容，读者可以通过扫描二维码自主学习。
全书共10章，分为上、下两册。上册主要介绍与流体流动和传热相关的单元操作，包括绪论、流体流动与输送设备、机械分离与流态化、传热过程与换热器、蒸发。上册主编王瑶、贺高红，参加编写的有贺高红、焉晓明（第1章），潘艳秋、俞路（第2章），姜晓滨、阮雪华（第3章），吴雪梅、张宁（第4章），董宏光、郑文姬（第5章）。下册主要介绍与传质相关的单元操作，包括蒸馏、气体吸收、液-液萃取、干燥、其他分离过程。下册主编潘艳秋、吴雪梅，参加编写的有王瑶、陈婉婷（第6章），贺高红、张文君（第7章），肖武、张秀娟（第8章），张磊、张晓鹏（第9章），李祥村、姜晓滨（第10章）。
本书凝结了大连理工大学化工原理教研室长期教学和科研积累的成果，在编写过程中得到了教研室全体教师的无私帮助和支持，同时还参考了国内外的许多优秀教材，配套的动画素材由东方仿真科技（北京） 有限公司提供技术支持，在此一并表示衷心的感谢!
限于编者水平，书中难免有不妥和疏漏之处，敬请读者指正。

编者
2025年1月

第一版前言
化工原理课程内容包括化工过程典型单元操作的基本原理、典型过程及设备的设计与操作分析，是化学工程与工艺及相近、相关专业的重要专业技术基础课，具有基础理论和工程实践并重的特点。通过本门课程的学习，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，这在创新型工程技术人才培养过程中具有重要意义。
本书借鉴了国内外同类教材的长处，并结合编者们多年的化工原理教学实践经验编写而成。教材介绍了化工过程中主要的单元操作，各章按照单元操作的基本原理、过程计算、过程强化和过程典型设备的主线编写，重点介绍过程的设计计算。在编写过程中，力争理论与实践相结合，突出工程观点和解决工程实际问题能力的培养及过程强化的方法。书中标* 部分为拓展学习内容。
本教材包括10章，分为上、下两册。上册主要介绍与流体流动和传热有关的单元操作，包括绪论、流体流动与输送设备、机械分离与流态化、传热过程与换热器、蒸发。上册主编大连理工大学王瑶、贺高红，参加编写的有贺高红、焉晓明（第1章），潘艳秋、俞路（第2章），姜晓滨、阮雪华（第3章），吴雪梅、张宁、郑文姬（第4章），董宏光（第5章）。下册介绍与质量传递有关的单元操作，包括蒸馏、气体吸收、液-液萃取、干燥和其他分离过程。下册主编大连理工大学潘艳秋、吴雪梅，参加编写的有王瑶（第6章），贺高红、肖武、张文君（第7章），肖武、张秀娟（第8章），韩志忠（第9章），李祥村、姜晓滨（第10章）。大连理工大学化工原理教研室的全体同事在本书的编写过程中给予了无私的帮助和支持，在此一并表示衷心的感谢!
限于编者水平，书中难免有不妥和疏漏之处，敬请读者指正。

编者
2016年7月

潘艳秋，大连理工大学教授、博士生导师，辽宁省教学名师、中国石油与化工行业教学名师、宝钢奖优秀教师奖获得者。现任《化工高等教育》副主编、中国石油化工行业职业教育教学指导委员会委员、中国工程教育认证委员会化工与制药类专业认证分委会委员、中国化工教育协会常务理事、中国化工学会工程伦理工作委员会委员、辽宁省化工制药类本科教学指导委员会秘书长等。曾任大连理工大学化工与环境生命学部副部长、化工学院副院长、化学工程与工艺专业负责人。长期承担《化工原理》等课程的教学工作。为国家一 流本科课程《化工原理（下）》、辽宁省一 流课程《化学工程基础》负责人，主编和参编《化工原理》等教材13部，主持完成20余项国家和省部级教改项目，获包括国家教学成果一等奖在内的国家 级和省部级教学成果奖10余项。主持国家自然科学基金项目等多项国家和省部级项目多项，获国家科技进步二等奖、自然科学奖一等奖等奖励，发展学术论文100余篇，获国家专利授权多项。

第6章 蒸馏 1
6.1 概述 1
6.2 双组分溶液的气液相平衡 2
6.2.1 理想体系气液相平衡 2
6.2.2 非理想体系的气液相平衡关系* 9
6.3 蒸馏方式 10
6.3.1 简单蒸馏 10
6.3.2 平衡蒸馏 12
6.3.3 精馏 14
6.4 简单塔双组分连续精馏计算 18
6.4.1 精馏过程的物料衡算与热量衡算 19
6.4.2 精馏过程的操作线方程及其图示 26
6.4.3 理论板数的计算 28
6.4.4 实际板数和填料层高度 39
6.4.5 精馏过程的操作型问题* 41
6.5 间歇精馏 44
6.5.1 恒定回流比的操作 44
6.5.2 恒定馏出液组成的操作 47
6.6 多组分精馏* 49
6.6.1 多组分精馏分离序列 49
6.6.2 多组分系统的气液相平衡 50
6.6.3 全塔物料衡算 52
6.6.4 多组分精馏过程的回流比 57
6.6.5 多组分精馏的理论板数计算 58
6.7 精馏过程的强化与节能技术 61
6.7.1 精馏过程的强化 61
6.7.2 精馏过程的节能技术 62
6.8 特殊蒸馏* 65
6.8.1 恒沸精馏 65
6.8.2 萃取精馏 67
6.8.3 分子蒸馏 68
6.9 板式塔 68
6.9.1 板式塔结构和主要类型 68
6.9.2 塔板的流体力学状况 74
6.9.3 筛板塔的工艺设计计算 77
6.9.4 板式塔的设计示例 91
习题 96
本章符号说明 99

第7章 气体吸收 101
7.1 概述 101
7.1.1 吸收过程及其应用 101
7.1.2 吸收过程的分类 102
7.1.3 吸收剂的选择 103
7.1.4 吸收过程的技术经济评价 104
7.2 吸收过程的气液相平衡关系 104
7.2.1 溶解度曲线 105
7.2.2 气液相平衡方程 106
7.2.3 相平衡方程在吸收过程中的应用 108
7.3 气相和液相内的质量传递 109
7.3.1 传质的基本方式 110
7.3.2 组分运动速度及传质通量 110
7.3.3 分子扩散 111
7.3.4 涡流扩散 119
7.3.5 对流传质理论和传质速率方程 120
7.4 相际传质理论和总传质速率方程 123
7.4.1 相际传质的双膜模型 123
7.4.2 相际传质速率方程 124
7.4.3 吸收过程中的传质阻力控制步骤 126
7.5 低浓度气体吸收 129
7.5.1 低浓度气体吸收的特点 130
7.5.2 吸收过程的物料衡算及操作线方程 131
7.5.3 吸收剂用量和最小液气比 132
7.5.4 吸收塔高度的计算 135
7.5.5 传质单元数的计算方法 138
7.5.6 理论级法计算吸收塔高度 145
7.6 高浓度气体吸收 148
7.6.1 高浓度气体吸收的特点 148
7.6.2 高浓度气体吸收的计算 148
7.7 多组分吸收过程 153
7.7.1 多组分吸收的相平衡关系 153
7.7.2 多组分吸收的计算 153
7.8 化学吸收 154
7.8.1 化学吸收的特点 154
7.8.2 化学吸收的计算 154
7.9 解吸操作 155
7.9.1 解吸方法 155
7.9.2 气提解吸过程的分析计算 157
7.10 填料塔 159
7.10.1 填料塔的结构 159
7.10.2 主要塔内件简介 160
7.10.3 填料塔的流体力学性能 169
7.10.4 填料塔工艺设计简介 173
7.10.5 填料塔和板式塔的比较 175
7.11 强化吸收过程的措施 176
7.11.1 提高吸收过程的推动力 177
7.11.2 降低吸收过程的传质阻力 177
7.11.3 其他新型吸收强化技术 178
习题 179
本章符号说明 183

第8章 液-液萃取 184
8.1 概述 184
8.1.1 萃取过程及其应用 184
8.1.2 萃取过程基本原理 185
8.1.3 萃取剂的选择 186
8.1.4 萃取过程的基本流程 187
8.2 液-液相平衡关系 189
8.2.1 三角形坐标 189
8.2.2 物料衡算和杠杆定律 190
8.2.3 三角形相图 191
8.3 萃取过程计算 195
8.3.1 单级萃取 195
8.3.2 多级错流萃取 200
8.3.3 多级逆流萃取 204
8.3.4 微分接触式逆流萃取 210
8.4 液-液萃取设备 211
8.4.1 混合-澄清槽 211
8.4.2 塔式萃取设备 212
8.4.3 离心萃取器 214
8.4.4 液-液萃取设备的选择 214
8.5 超临界流体萃取 215
8.5.1 超临界流体及其性质 215
8.5.2 超临界流体萃取过程与工艺 217
8.5.3 超临界流体萃取技术的应用 218
8.6 萃取过程的强化 218
8.6.1 萃取设备的强化 219
8.6.2 耦合技术实现萃取强化 220
习题 220
本章符号说明 223

第9章 干燥 224
9.1 概述 224
9.1.1 固体物料去湿方法和干燥过程分类 224
9.1.2 对流干燥过程流程 225
9.1.3 对流干燥中的热量传递和质量传递 225
9.1.4 干燥过程操作评价 226
9.2 干燥介质 227
9.2.1 湿空气的状态参数 227
9.2.2 湿空气的湿球温度 229
9.2.3 湿空气的温-湿图及其应用 230
9.3 水分在气-固两相间的相平衡 233
9.4 恒定干燥条件下的干燥速率及过程计算 235
9.4.1 恒定干燥条件下的干燥速率 235
9.4.2 恒定条件下干燥时间的计算 237
9.5 连续干燥过程及过程计算 238
9.5.1 连续干燥过程 238
9.5.2 连续干燥过程计算方法 239
9.5.3 连续干燥过程操作条件和设计参数的确定 244
9.6 干燥器 244
9.6.1 干燥器的分类及其基本要求 244
9.6.2 常用对流式干燥器 245
9.6.3 干燥过程节能和技术发展 250
习题 250
本章符号说明 252

第10章 其他分离过程 254
10.1 概述 254
10.2 膜分离技术 254
10.2.1 膜的定义 255
10.2.2 膜的分类和形态结构 255
10.2.3 膜分离过程的分类 257
10.2.4 膜分离技术在过程强化中的应用 258
10.2.5 超滤与微滤过程 258
10.2.6 反渗透与纳滤 260
10.2.7 渗析和电渗析 264
10.2.8 气体膜分离过程 266
10.2.9 渗透蒸发过程 268
10.2.10 其他膜分离过程* 270
10.3 吸附分离* 271
10.3.1 吸附分离原理 271
10.3.2 吸附剂 272
10.3.3 吸附分离的应用 273
10.4 离子交换分离* 273
10.4.1 离子交换剂 274
10.4.2 离子交换平衡 275
10.4.3 离子交换设备 276
10.4.4 离子交换分离技术的应用 277
10.5 色谱分离技术* 278
10.5.1 色谱分离的基本原理 279
10.5.2 色谱分离技术的应用 280
10.6 结晶 280
10.6.1 晶体的特性和几何结构 281
10.6.2 结晶分离的基本原理 282
10.6.3 溶液结晶 284
10.6.4 熔融结晶* 287
10.6.5 其他结晶过程* 289
习题 290
本章符号说明 291

附录 292
附录1 部分体系的气液平衡数据 292
附录2 部分物质的安托万常数 293
附录3 部分体系的气液平衡数据 293
附录4 部分气体稀水溶液的亨利系数 294
附录5 部分气体在水中的溶解度 295
附录6 部分物质在水中的溶解度 296

习题参考答案 297

参考文献 299