国外优秀图书译著--精馏过程理论

译者前言

精馏是应用相当广泛的过程工程技术，化学工业、制药工业、食品工业、生物化工、新材料工业、环境工程等各行各业都需要精馏过程。随着科学技术和过程工业的发展，精馏技术已有了很大的提高。自进入21世纪以来，国内高等院校正不断地进行着课程体系、教学内容等方面的改革。跟踪学科发展、引进国外优秀教材已成为教学内容改革和课程建设工作的重要内容之一。为了促进国内相关专业教学内容的改革，化学工业出版社引进了这本Vogelpohl教授的经典之作，本人有幸为这本教材的翻译推广尽自己的微薄之力。

本书作者从有关精馏基本方程出发，全面综合地叙述了精馏过程理论，并涵盖了各种精馏模式。首先描述了精馏的各种模式，并将连续接触式的传质概念与级式接触的理论级概念通过数学描述联系起来，进行统一的研究。其次，将简单蒸馏的残留曲线与连续精馏的精馏线联系起来。通过对二元和多元理想混合物精馏的详细讨论，建立起精馏过程基本方程。并将结果推广至实际混合物的精馏，包括具有恒沸物的混合物精馏。书中提出的坐标变换方法、精馏线场、分离线和分离面、可行产品区域等概念及其分析，对于深入研究精馏过程很有帮助，也与国内同类教材有明显差异，部分内容在国内同类教材中尚不曾见。书中采用了大量图片和实例，可视化地表达了变量关系。

本书既有一定的广度，重要之处又很有深度，不失为一本优秀的教材或参考书，适用于化工类及相关专业本科生或研究生学习，也可供化工及其他过程工业的科技人员参考，有助于读者更好地理解多组分精馏的复杂关系。

本书由齐鸣斋翻译。由于译者水平有限，译文若有不确切之处，恳请同行不吝指正。

齐鸣斋

2021年1月于华东理工大学

前言

精馏是将液体或气体混合物分离成馏分或组分的重要的工艺过程，如从原油中获取石油组分，或将空气分离成氧气和氮气。尽管自19世纪末以来已发表了大量关于精馏的文章，但令人惊奇的是，尚未见全面的、综合的关于精馏过程理论的论著出版。

本书基于40多年的传质过程教学经验，旨在填补这一空白。本书从1935年Hausen发表的三元精馏基本方程出发，并充分利用该方程的显著特性去涵盖所有精馏模式。

本书前3章描述了精馏模式，并导出了主导精馏过程的基本方程。第4章是本书的中心章节，详细讨论了二元到多元理想混合物的精馏。第5章证明了第4章基于理想混合物的结果也定性地适用于含共沸物的实际混合物。

本书特别对与精馏过程物理现象有关的理论系数和参数给予了解释，并给出许多图和例子用于说明与剖析。

本书旨在作为本科毕业班或研究生高级精馏课程的教科书，也可帮助工程师更好地理解多元精馏的复杂关系。

我把这本书献给我的博士生导师H.Hausen教授，他教会了我学术研究的基本知识，以及E.U.Schlünder教授，他引领我从工业界回归大学。没有他们，这本书将永远不会被写出来。

非常感谢De Gruyter出版社的Karin Sora女士、Julia Lauterbach女士和Hannes Kaden先生为本书出版提供的大力支持。

Alfons Vogelpohl

于克劳斯塔尔-采勒费尔德（德国）

2015年1月

《精馏过程理论》从精馏基本方程出发，全面综合地叙述了精馏过程理论，并涵盖了各种精馏模式。本书首先介绍了精馏的各种模式，并将连续接触式的传质概念与级式接触的理论级概念通过数学描述联系起来，统一研究。 其次，将简单蒸馏的残留曲线与连续精馏的精馏线联系起来。通过对二元和多元理想混合物精馏的详细讨论，建立起精馏过程基本方程。并将结果推广至实际混合物的精馏，包括具有恒沸物的混合物精馏。

本书既有一定的广度，重要之处又很有深度，是一本优秀的著作，适用于化工类及相关专业本科生或研究生学习，也可供化工及其他过程工业的科技人员参考。

Alfons Vogelpohl，汉诺威莱布尼兹工业大学博士，麻省理工学院博士后，美国杜邦公司研究员，卡尔斯鲁厄大学Habilitation (高校教授资格)，克劳斯塔尔工业大学传质研究所所长。

齐鸣斋，华东理工大学教授、博士，国家精品课程、精品资源课程负责人，上海市教学名师，上海市化学化工学会会员。长期从事化工原理教学、科研工作，编写出版了多部本科、研究生教材。负责并完成科研项目50多项，发表论文60多篇，指导50余名研究生完成论文并获得学位。曾获得过上海市优秀教材一等奖，上 海市优秀教学成果一等奖，全国普通高校优秀教材二等奖，优秀教学成果二等奖。

绪论1

1蒸馏的原理和模式2

1.1简单蒸馏2

1.2闪蒸3

1.3多级蒸馏3

2假设和减少问题5

3精馏基本方程6

3.1物料衡算6

3.2气液相平衡7

3.2.1理想混合物7

3.2.2实际混合物7

3.3传质相关式8

3.4填料传质塔段的精馏9

3.4.1全回流下的精馏（L/V=1）9

3.4.2传质系数比的影响9

3.5理论级传质段的精馏10

3.6部分回流下的精馏（L≠V）12

3.7简单蒸馏14

3.8可逆精馏15

4理想混合物的精馏16

4.1二元混合物16

4.1.1全回流下的精馏16

4.1.2部分回流下的精馏17

4.1.3有精馏段和提馏段的精馏塔18

4.2三元混合物24

4.2.1全回流下的精馏和简单蒸馏24

4.2.2部分回流下的精馏29

4.2.3可逆精馏37

4.2.4产品区域38

4.2.5精馏塔40

4.2.6精馏的基本方程51

4.3四元混合物52

4.3.1精馏线52

4.3.2产品区域54

4.4多组分混合物57

4.4.1全回流下的精馏57

4.4.2部分回流下的精馏59

4.5多组分混合物精馏的概念设计64

4.5.1初始条件64

4.5.2产品流率的确定64

4.5.3精馏线的确定64

5实际混合物的精馏66

5.1非共沸混合物67

5.1.1二元非共沸混合物67

5.1.2三元非共沸混合物68

5.1.3多元非共沸混合物71

5.2共沸混合物71

5.2.1二元共沸混合物71

5.2.2三元共沸混合物73

5.2.3多元共沸混合物80

计算机程序81

符号说明82

词汇表85

附录86

附录1坐标变换86

附录2理想五元混合物的精馏88

参考文献90

《精馏过程理论》从精馏基本方程出发，全面综合地叙述了精馏过程理论，并涵盖了各种精馏模式。本书首先介绍了精馏的各种模式，并将连续接触式的传质概念与级式接触的理论级概念通过数学描述联系起来，统一研究。 其次，将简单蒸馏的残留曲线与连续精馏的精馏线联系起来。通过对二元和多元理想混合物精馏的详细讨论，建立起精馏过程基本方程。并将结果推广至实际混合物的精馏，包括具有恒沸物的混合物精馏。

本书既有一定的广度，重要之处又很有深度，是一本优秀的著作，适用于化工类及相关专业本科生或研究生学习，也可供化工及其他过程工业的科技人员参考。

Alfons Vogelpohl，汉诺威莱布尼兹工业大学博士，麻省理工学院博士后，美国杜邦公司研究员，卡尔斯鲁厄大学Habilitation (高校教授资格)，克劳斯塔尔工业大学传质研究所所长。

齐鸣斋，华东理工大学教授、博士，国家精品课程、精品资源课程负责人，上海市教学名师，上海市化学化工学会会员。长期从事化工原理教学、科研工作，编写出版了多部本科、研究生教材。负责并完成科研项目50多项，发表论文60多篇，指导50余名研究生完成论文并获得学位。曾获得过上海市优秀教材一等奖，上 海市优秀教学成果一等奖，全国普通高校优秀教材二等奖，优秀教学成果二等奖。