国外名校名著--分离工程第五版（[美]（菲利普·C.万卡特））（英文原版影印）

《分离工程》是Phillip C. Wankat教授倾心著就的国际经典教材，现已修订至第五版。本书是研究化工及相关领域中物质分离与纯化工程技术的著作，内容涵盖了各种分离方法的特点、原理、计算方法、设备选型以及仿真模拟等基础理论知识。作者系统阐述了主要分离单元操作，着重分析传递过程、过程建模与求解，不仅涵盖精馏、吸收、萃取等传统分离过程，更涉及膜分离、吸附、色谱、熔融结晶等新型分离技术。通过典型化工单元计算案例分析，培养读者分析和求解复杂分离过程问题的能力，帮助掌握分离单元操作的计算方法。
《分离工程》不仅可作为高等院校化学工程与工艺专业本科生和研究生的教材，也是化学工程、石油化工及相关专业技术人员的宝贵参考书。

面对日益严峻的气候变化和流行病的挑战，人们不断寻求新的解决方案，而分离技术正是其中不可或缺的一环。随着生物技术、纳米技术、太阳能、风能等领域的蓬勃发展，以及对塑料污染的日益重视和微量有害物去除的迫切需求，再加上疫苗研发的迅速发展和二氧化碳减排的紧迫性，新型分离技术正日益受到关注。化学工程师不仅要精通传统的精馏、吸收、萃取等工艺，更要掌握膜分离、吸附、色谱等新兴技术，以期减少能源消耗。
本书的命名历经5个版本的演变。从最初的Equilibrium-Staged Separations，到第二版增加了膜分离、吸附、色谱、离子交换等内容后的Separation Process Engineering，再到第五版补充了第15章的新内容而增添了副标题Includes Mass Transfer Analysis。随着版本的更迭，书的内容也不断丰富和完善。第五版最大的亮点是新增了一个重要但经常被忽略的主题——第18章“熔融结晶”。这一章除固液相平衡外，还涵盖了悬浮熔融结晶、静态固相层熔融结晶和降膜熔融结晶，并配有33个问题和习题，其中27个为新增内容。
其他修改还包括：
第2章：新增二元蒸气-液体平衡方程，修订了关于联立求解的内容。
第3章和第10章：新增安全和火灾隐患的内容，并在习题部分补充了有关危险化学品的内容。
第7章：引入更准确的吉利兰关联式。
第8章：丰富水蒸气蒸馏内容。
第9章：新增3个实例，包括简单多组分间歇精馏和剩余曲线分析。
第10章：大幅增加了塔板效率和填料塔设计的内容。
第11章：更新了设备成本数据，并深入讨论了蒸馏节能方法。
第13章：讨论了2个额外的精馏耦合工艺，并通过1个实例将Kremser方程应用于萃取分级。
第14章：修订了连续洗涤的实例，新增了间歇洗涤以及Shanks渗滤浸出系统的内容。
第15章：新增1个升华的例子。
第17章：新增关于共熔体系除冰、共熔冷冻浓缩和放大的内容。
第19章：新增正渗透和微滤的内容。
此外，原本关于吸附和离子交换的一章现已扩展为两章（第20章和第21章），大部分新内容集中在第21章。耦合分离技术在第8、12、13、17、18、19和20章中均有介绍。
新增的300多个习题有助于培养学生解决问题的能力，帮助学生了解理论和分离方法的新应用。
鉴于过程模拟在商业实践中的广泛应用，在章节附录中继续保留了过程模拟实验和作业习题。在普渡大学，笔者教授了一门必修的三学分初级分离工程课程，每周包括两节课和两小时的计算机实验，并通过实验测试评估学生的模拟能力。笔者选用Aspen Plus作为模拟软件，它可以实现任何过程模拟。所有Aspen Plus实验已更新至12.1版本。第2、4、5、8、9、15、17章的附录中有19个Excel电子表格，其中一些使用了Visual Basic程序。选择使用Excel电子表格而非更高级的数学程序，是因为前者更为普及。第21章的附录包括8个实验的测试说明，介绍了商业Aspen色谱模拟软件，并已全部更新至12.1版本，比第四版使用的8.8版本软件更加稳定。
第五版内容已在普渡大学作为研究生选修课教材使用，第1～14章适合本科生学习，其他内容则适合高年级学生学习。鉴于本书篇幅较大，一个学期内难以学完，但在两个短学期内完成学习是可行的。如果涵盖传质内容，本书可用于两个学期的课程教学。对于单独的三学分分离工程课程，需要对主题进行筛选。一种选择是学习第1～14章的大部分内容和第17、19或20章的部分必修内容，将第15～21章（包括Aspen色谱实验）的其他内容作为研究生选修课内容。

Phillip C. Wankat

Nomenclature
符号表

第1章　Introduction to Separation Process Engineering
    分离工程简介	1
1.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标/ 1 
1.1　Importance of Separations / 分离的重要性 / 1 
1.2　Concept of Equilibrium / 平衡的概念 / 3 
1.3　Mass Transfer Concepts / 传质的概念 / 4 
1.4　Problem-Solving Methods / 问题解决方法 / 5 
1.5　Units / 单位 / 6 
1.6　Computers and Computer Simulations / 计算机与计算模拟 / 7 
1.7　Prerequisite Material / 预习资料 / 7 
1.8　Other Resources on Separation Process Engineering / 分离工程的其他资源 / 9 
References / 参考文献 / 10 
Problems / 习题 / 11 

第2章　Flash Distillation
    闪蒸	13
2.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 13 
2.1　Basic Method of Flash Distillation / 闪蒸的基本方法 / 13 
2.2　Form and Sources of Equilibrium Data / 平衡数据的形式和来源 / 15 
2.3　Binary VLE / 二元汽液平衡 / 17 
2.3.1　Graphical Binary VLE / 二元汽液平衡相图 / 18 
2.3.2　Binary VLE Equations / 二元汽液平衡方程 / 22 
2.4　Binary Flash Distillation / 二元闪蒸 / 26 
2.4.1　Sequential Solution Procedure / 顺序求解法 / 26 
Example 2-1. Flash Distillation of Ethanol and Water / 例题 2-1. 乙醇和水的闪蒸 / 28 
2.4.2　Simultaneous Solution Procedure / 同步求解法 / 30 
2.4.3　Simultaneous Solution on Enthalpy-Composition Diagram / 利用焓-组成图同步求解 / 31 
2.5　Multicomponent VLE / 多组分汽液平衡 / 32 
2.6　Multicomponent Flash Distillation / 多组分闪蒸 / 36 
Example 2-2. Multicomponent Flash Distillation / 例题 2-2. 多组分闪蒸 / 38 
2.7　Simultaneous Multicomponent Convergence / 多组分同步收敛 / 40 
Example 2-3. Simultaneous Solution for Multicomponent Flash Distillation / 例题 2-3. 多组分闪蒸的同步求解 / 42 
2.8　Three-Phase Flash Calculations / 三相闪蒸计算 / 45 
2.9　Size Calculation / 设备尺寸计算 / 45 
Example 2-4. Calculation of Drum Size / 例题 2-4. 闪蒸罐尺寸计算 / 48 
2.10　Using Existing Flash Drums / 闪蒸罐利旧 / 50 
References / 参考文献 / 51 
Problems / 习题 / 52 
Appendix A. Computer Simulation of Flash Distillation / 附录A. 闪蒸的计算机模拟 / 62
Lab 1. Introduction to Aspen Plus / 实验1. Aspen Plus简介 / 62 
Lab 2. Flash Distillation / 实验2. 闪蒸 / 69 
Appendix B. Spreadsheets for Flash Distillation / 附录B. 用于闪蒸计算的电子表格 / 72
2.B.1. Binary Flash Distillation with Excel / 用Excel进行二元闪蒸计算 / 72 
Example 2-B1. Binary Flash Distillation of Ethanol-Water / 例题 2-B1. 乙醇-水的二元闪蒸 / 72
2.B.2. Multicomponent Flash Distillation with Excel / 用Excel进行多组分闪蒸计算 / 73

第3章　Introduction to Column Distillation
    精馏塔简介	75
3.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 75 
3.1　Developing a Distillation Cascade / 多级蒸馏的建立 / 75 
3.2　Tray Column Distillation Equipment / 板式精馏塔 / 82 
3.3　Safety / 安全性 / 84 
3.4　Specifications / 规定变量 / 86 
3.5　External Column Balances / 全塔衡算 / 88 
Example 3-1. External Balances for Binary Distillation / 例题 3-1. 二元精馏的全塔衡算 / 91 
References / 参考文献 / 92 
Problems / 习题 / 92 

第4章　Binary Column Distillation： Internal Stage-by-Stage Balances
    二元精馏塔的逐级衡算	99
4.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 99 
4.1　Internal Balances / 塔内衡算 / 99 
4.2　Binary Stage-by-Stage Solution Methods / 二元逐级求解方法 / 103 
Example 4-1. Stage-by-Stage Calculations by the Lewis Method / 例题 4-1. 路易斯法逐级计算 / 107 
4.3　Introduction to the McCabe-Thiele Method / 麦凯布-蒂勒图解法简介 / 109 
4.4　Feed Line /进料线 / 113 
Example 4-2. Feed Line Calculations / 例题 4-2. 进料方程计算 / 117 
4.5　Complete McCabe-Thiele Method / 麦凯布-蒂勒图解法 / 120 
Example 4-3. McCabe-Thiele Method / 例题 4-3. 麦凯布-蒂勒图解法 / 120 
4.6　Profiles for Binary Distillation / 二元精馏塔内分布曲线 / 123 
4.7　Open Steam Heating / 直接蒸汽加热 / 125 
Example 4-4. McCabe-Thiele Analysis of Open Steam Heating / 例题 4-4. 麦凯布-蒂勒法分析直接蒸汽加热的精馏过程 / 125 
4.8　General McCabe-Thiele Analysis Procedure / 麦凯布-蒂勒法通用分析过程 / 129 
Example 4-5. Distillation with Two Feeds / 例题 4-5. 双进料精馏过程 / 130 
4.9　Other Distillation Column Situations / 其他 / 134 
4.9.1　Partial Condensers / 分凝器 / 134 
4.9.2　Total Reboilers / 全沸器 / 135 
4.9.3　Side Streams or Withdrawal Lines / 侧线加料或侧线采出 / 136 
4.9.4　Intermediate Reboilers and Intermediate Condensers / 中间再沸器和中间冷凝器 / 137 
4.9.5　Stripping and Enriching Columns / 提馏段和浓缩段 / 138 
4.9.6　Column Flash Distillation / 闪蒸塔 / 140 
4.10　Limiting Operating Conditions / 极限操作条件 / 141 
4.11　Efficiencies / 级效率 / 143
4.12　Subcooled Reflux and Superheated Boilup / 过冷回流和过热再沸 / 145 
4.13　Simulation Problems / 精馏模拟问题 / 146 
4.14　New Uses for Old Columns / 精馏塔利旧 / 148
4.15　Comparisons between Analytical and Graphical Methods / 分析法和图解法比较 / 149 
References / 参考文献 / 150 
Problems / 习题 / 150 
Appendix A. Computer Simulation of Binary Distillation / 附录 A. 二元精馏的计算机模拟 / 165 
Lab 3. Binary Distillation / 实验 3. 二元精馏 / 165 
Appendix B. Spreadsheet for Binary Distillation / 附录 B. 用于二元精馏计算的电子表格 / 169
Example 4-B1. Binary Distillation of Ethanol-Water / 例题 4-B1. 乙醇-水二元精馏 / 169

第5章　Introduction to Multicomponent Distillation 
    多组分精馏简介	171
5.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 171 
5.1　Calculational Difficulties of Multicomponent Distillation / 多组分精馏计算的难点 / 171 
Example 5-1. External Mass Balances Using Fractional Recoveries / 例题 5-1. 利用组分回收率进行全塔物料质量衡算 / 174
5.2　Profiles for Multicomponent Distillation / 多组分精馏分布曲线 / 176 
5.3　Stage-by-Stage Calculations for CMO / CMO的逐级计算 / 181 
Example 5-2. Bubble-Point Calculation / 例题 5-2. 泡点计算 / 183 
References / 参考文献 / 186 
Problems / 习题 / 187 
Appendix A. Simplified Spreadsheet for Stage-by-Stage Calculations for Ternary Distillation / 附录 A. 三元精馏逐级计算的简捷电子表格 / 192 
Example 5-A1. Stage-by-Stage Calculations for Stripping Column / 例题 5-A1. 提馏段的逐级计算 / 192 

第6章　Exact Calculation Procedures for Multicomponent Distillation 
    多组分精馏的严格计算	195
6.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 195 
6.1　Introduction to Matrix Solution for Multicomponent Distillation / 多组分精馏的矩阵求解简介 / 195 
6.2　Component Mass Balances in Matrix Form /矩阵形式的组分质量衡算 / 196 
6.3　Initial Guesses for Flow Rates and Temperatures / 流量和温度的初步估算 / 200 
6.4　Temperature Convergence / 温度收敛 / 201 
Example 6-1. Matrix and Bubble-Point Calculations / 例题 6-1. 矩阵和泡点计算 / 201 
6.5　Energy Balances in Matrix Form / 矩阵形式的能量衡算 / 203 
6.6　Introduction to Naphtali-Sandholm Simultaneous Convergence Method 
Naphtali-Sandholm同步收敛法简介 / 206 
6.7　Discussion / 讨论 / 207 
References / 参考文献 / 208 
Problems / 习题 / 208 
Appendix. Computer Simulations for Multicomponent Column Distillation / 附录. 多组分塔式精馏的计算模拟 / 214 
Lab 4. Simulation of Multicomponent Distillation / 实验 4. 多组分精馏模拟 / 214 
Lab 5. Pressure Effects and Tray Efficiencies / 实验5. 压力的影响和塔板效率 / 216 
Lab 6. Coupled Columns / 实验6. 多塔精馏 / 220 

第7章　Approximate Shortcut Methods for Multicomponent Distillation 
    多组分精馏的简捷算法	223
7.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 223 
7.1　Total Reflux： Fenske Equation / 全回流：芬斯克方程 / 223 
Example 7-1. Fenske Equation / 例题 7-1. 芬斯克方程 / 227 
7.2　Minimum Reflux： Underwood Equations / 最小回流：安德伍德方程 / 228 
Example 7-2. Underwood Equations / 例题 7-2. 安德伍德方程 / 231 
7.3　Gilliland Correlation for Number of Stages at Finite Reflux Ratios / 有限回流比下理论塔板数的吉利兰关联图 / 231 
Example 7-3. Gilliland Correlation / 例题 7-3. 吉利兰关联图 / 233 
References / 参考文献 / 234 
Problems / 习题 / 235

第8章　Introduction to Complex Distillation Methods 
    特殊精馏简介	241
8.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 241 
8.1　Breaking Azeotropes with Hybrid Separations / 分离过程耦合破除共沸 / 241
8.2　Binary Heterogeneous Azeotropic Distillation Processes / 二元非均相共沸精馏过程 / 243
8.2.1　Binary Heterogeneous Azeotropes—Single-Column System / 二元非均相共沸物—单塔系统 / 243
8.2.2　Drying Organic Compounds That Are Almost Immiscible with Water / 与水几乎不混溶有机物的脱水 / 245
Example 8-1. Drying Benzene by Distillation / 例题 8-1. 精馏法干燥苯 / 246
8.2.3　Binary Heterogeneous Azeotropes—Two-Column Systems / 二元非均相共沸物—双塔系统 / 249
8.3　Continuous Steam Distillation / 连续水蒸气蒸馏 / 251 
8.3.1　Equilibrium / 平衡 / 251 
8.3.2　One-Stage Continuous Steam Distillation / 单级连续水蒸气蒸馏 / 252 
Example 8-2. Single-Stage Continuous Steam Distillation / 例题 8-2. 单级连续水蒸气蒸馏 / 252
8.3.3　Continuous Steam Distillation with Multiple Stages / 多级连续水蒸气蒸馏 / 255 
8.4　Pressure-Swing Distillation Processes / 变压精馏过程 / 257 
8.5　Complex Ternary Distillation Systems / 复杂三元精馏系统 / 259 
8.5.1　Distillation Curves / 精馏曲线 / 260 
Example 8-3. Development of Distillation Curves for Constant Relative Volatility / 例题 8-3. 恒定相对挥发度的精馏曲线绘制 / 263 
8.5.2　Residue Curves / 剩余曲线 / 264 
8.5.3　Mass Balances on Distillation Curve and Residue Curve Diagrams / 用精馏曲线和剩余曲线图进行质量衡算 / 266 
8.6　Extractive Distillation / 萃取精馏 / 266 
8.7　Azeotropic Distillation with Added Solvent / 添加溶剂的恒沸精馏 / 271 
8.8　Distillation with Chemical Reaction / 反应精馏 / 274 
References / 参考文献 / 277 
Problems / 习题 / 278 
Appendix A. Simulation of Complex Distillation Systems / 附录 A. 复杂精馏系统的模拟 / 292
Lab 7. Pressure-Swing Distillation for Separating Azeotropes / 实验 7. 变压精馏分离共沸物 / 292
Lab 8. Binary Distillation of Systems with Heterogeneous Azeotropes / 实验 8. 非均相二元共沸体系的精馏过程 / 295
Lab 9. Simulation of Extractive Distillation / 实验 9. 萃取精馏模拟 / 298
Appendix B. Spreadsheet for Distillation Curve Generation for Constant Relative Volatility at Total Reflux / 附录 B. 用于恒定相对挥发度时绘制全回流条件下精馏曲线的电子表格 / 302

第9章　Batch Distillation 
    间歇蒸馏	303
9.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 303 
9.1　Introduction to Batch Distillation / 间歇蒸馏简介 / 303 
9.2　Batch Distillation： Rayleigh Equation / 间歇蒸馏：瑞利方程 / 305 
9.2.1　Mixed Distillate Product / 混合馏出物产品 / 305 
9.2.2　Distillate Product Fractions / 馏出物产品组成 / 306 
9.3　Simple Binary Batch Distillation / 简单二元间歇蒸馏 / 307 
Example 9-1. Simple Binary Rayleigh Distillation / 例题 9-1. 简单二元瑞利蒸馏 / 309 
9.4　Constant-Mole Batch Distillation / 恒摩尔量间歇蒸馏 / 312 
Example 9-2. Solvent Exchange by Constant-Mole Batch Distillation / 例题 9-2. 恒摩尔量间歇蒸馏进行溶剂置换 / 313 
9.5　Batch Steam Distillation / 间歇水蒸气蒸馏 / 314 
Example 9-3. Batch Steam Distillation / 例题 9-3. 间歇水蒸气蒸馏 / 315 
9.6　Multistage Binary Batch Distillation / 多级二元间歇精馏 / 317 
9.6.1　Constant Reflux Ratio / 恒回流比 / 317 
Example 9-4. Multistage Batch Distillation / 例题 9-4. 多级间歇精馏 / 318 
9.6.2　Variable Reflux Ratio / 变回流比 / 320 
9.7　Multicomponent Simple Batch Distillation and Residue Curve Calculations / 多组分简单间歇蒸馏和剩余曲线计算 / 321 
Example 9-5. Multicomponent Simple Batch Distillation / 例题 9-5. 多组分简单间歇蒸馏 / 322
9.8　Operating Time / 操作时间 / 324 
References / 参考文献 / 326 
Problems / 习题 / 326 
Appendix A. Calculations for Simple Multicomponent Batch Distillation and Residue Curve Analysis / 附录 A. 简单多组分间歇蒸馏及剩余曲线分析 / 334 

第10章　Staged and Packed Column Design 
    板式塔和填料塔设计	337
10.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 337 
10.1　Staged Column Equipment Description / 板式塔设备概述 / 338 
10.1.1　Trays, Downcomers, and Weirs / 塔板、降液管和溢流堰 / 339 
10.1.2　Inlets and Outlets / 进料口和出料口 / 341
10.2　Tray Efficiencies / 塔板效率 / 344 
10.2.1　Efficiency Definitions / 效率的定义 / 344 
10.2.2　Prediction of Efficiencies / 效率的预测 / 346 
Example 10-1. Overall Efficiency Estimation / 例题 10-1. 全塔效率估算 / 348 
10.2.3　Laboratory and Pilot Plant Data / 实验室和中试数据 / 349 
10.3　Column Diameter Calculations / 塔径计算 / 350 
Example 10-2. Diameter Calculation for Tray Column / 例题 10-2. 板式塔直径的计算 / 354 
10.4　Balancing Calculated Diameters / 平衡计算塔径/ 355 
10.5　Sieve Tray Layout and Tray Hydraulics / 筛板塔盘布置和塔板水力学 / 357 
Example 10-3. Tray Layout and Hydraulics / 例题 10-3. 塔盘布置和水力学 / 361 
10.6　Valve Tray Design / 浮阀塔板设计 / 364 
10.7　Introduction to Packed Column Design / 填料塔设计简介 / 365 
10.8　Packings and Packed Column Internals / 填料和填料塔内构件 / 366 
10.9　Packed Column Design： HETP Method / 填料塔设计：等板高度法 / 368 
10.9.1　Experimental Determination of HETP / 等板高度的实验测定 / 368 
10.9.2　HETP Behavior / HETP行为 / 369 
10.9.3　Data-Heuristic Design of Packed Columns / 基于数据经验的填料塔设计 / 370 
10.10　Packed Column Flooding and Diameter Calculation / 填料塔液泛和塔径计算 / 371 
Example 10-4. Packed Column Diameter Calculation / 例题 10-4. 填料塔直径计算 / 374
Example 10-5. Alternate Packed Column Diameter Calculation / 例题 10-5. 填料塔直径备选计算方法 / 377 
10.11　Economic Trade-Offs for Packed Columns / 填料塔经济因素分析 / 378 
10.12　Choice of Column Type / 塔类型选择 / 379 
10.13　Fire Hazards of Structured Packings / 规整填料的火灾风险 / 381 
References / 参考文献 / 382 
Problems / 习题 / 385 
Appendix. Tray and Downcomer Design with Computer Simulator / 附录. 塔板和降液管设计的计算机模拟 / 392 
Lab 10. Detailed Design / 实验 10. 详细设计过程 / 392 

第11章　Economics and Energy Efficiency in Distillation
    精馏中的经济指标和能量效率	397
11.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 397 
11.1　Equipment Costs / 设备费用 / 397 
11.2　Basic Heat Exchanger Design / 换热器设计基础 / 404 
11.3　Design and Operating Effects on Costs / 影响成本的设计与操作因素 / 406 
Example 11-1. Cost Estimate for Distillation / 例题 11-1. 精馏成本估算 / 411 
11.4　Changes in Plant Operating Rates / 工厂运转率变化 / 414 
11.5　Energy Reduction in Binary Distillation Systems / 二元精馏系统的节能 / 415 
11.5.1　Energy Conservation in Existing Plants / 现有装置的节能 / 415 
11.5.2　Energy Conservation in New Facilities / 新建装置的节能 / 416 
11.6　Synthesis of Column Sequences for Almost Ideal Multicomponent Distillation / 近理想多组分精馏塔序组合 / 419 
11.6.1　Ternary Column Sequences / 三元塔序 / 420 
11.6.2　Heuristics for Sequences with More Components / 多组分塔序的启发法 / 422 
Example 11-2. Sequencing Columns with Heuristics / 例题 11-2. 塔序的启发法 / 423
11.7　Synthesis of Distillation Systems for Nonideal Ternary Systems / 非理想三元体系精馏塔序组合 / 425 
Example 11-3. Process Development for Separation of Complex Ternary Mixture / 例题 11-3. 复杂三元混合物分离过程开发 / 427 
11.8　Next Steps / 后续内容 / 429 
References / 参考文献 / 430 
Problems / 习题 / 431 

第12章　Absorption and Stripping 
    吸收和解吸	439 
12.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 440 
12.1　Absorption and Stripping Equilibria / 吸收和解吸平衡 / 441
12.2　McCabe-Thiele Solution for Dilute Absorption / 低浓度吸收的麦凯布-蒂勒法求解 / 444 
Example 12-1. McCabe-Thiele Analysis for Dilute Absorber / 例题 12-1. 低浓度吸收塔的麦凯布-蒂勒图解分析 / 445 
12.3　Stripping Analysis for Dilute Systems / 低浓度体系的解吸分析 / 446 
12.4　Analytical Solution for Dilute Systems： Kremser Equation / 低浓度体系的分析方法：克雷姆塞尔方程 / 447 
Example 12-2. Stripping Analysis with the Kremser Equation / 例题 12-2. 克雷姆塞尔方程用于解吸分析 / 451 
12.5　Efficiencies / 效率 / 452 
12.6　McCabe-Thiele Analysis for More Concentrated Systems / 高浓度体系的麦凯布-蒂勒图解分析 / 453 
Example 12-3. Graphical Analysis for More Concentrated Absorber / 例题 12-3. 高浓度吸收塔的图解分析 / 455 
12.7　Column Diameter / 塔径 / 457 
12.8　Dilute Multisolute Absorbers and Strippers / 多元稀溶液的吸收塔和解吸塔 / 458 
12.9　Matrix Solution for Concentrated Absorbers and Strippers / 高浓度吸收塔和解吸塔的矩阵求解 / 460 
12.10　Irreversible Absorption and Cocurrent Cascades / 不可逆吸收和多级并流吸收 / 463 
References / 参考文献 / 465 
Problems / 习题 / 466 
Appendix. Computer Simulations of Absorption and Stripping / 附录. 吸收和解吸的计算机模拟 / 474 
Lab 11. Absorption and Stripping / 实验 11. 吸收和解吸 / 474 

第13章　Liquid-Liquid Extraction 
    液液萃取	481
13.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 481 
13.1　Introduction to Extraction Processes and Equipment / 萃取工艺与设备概述 / 481 
13.2　Equilibrium for Dilute Systems and Solvent Selection / 稀溶液体系的平衡与溶剂选择 / 486 
13.3　Dilute, Immiscible, Countercurrent Extraction / 稀溶液不互溶逆流萃取 / 489 
13.3.1　McCabe-Thiele Method for Dilute Countercurrent Extraction / 稀溶液逆流萃取的麦凯布-蒂勒图解法 / 489 
Example 13-1. Dilute Countercurrent Immiscible Extraction / 例题13-1. 稀溶液不互溶逆流萃取 / 490 
13.3.2　Kremser Solution for Dilute Countercurrent Extraction / 稀溶液逆流萃取过程的克雷姆塞尔解析法 / 492 
13.3.3　Dilute Fractional Extraction / 稀溶液分馏萃取 / 493 
13.3.4　McCabe-Thiele Analysis of Fractional Extraction / 分馏萃取的麦凯布-蒂勒图解分析 / 495 
13.3.5　Kremser Equation for Fractional Extraction / 分馏萃取的克雷姆塞尔方程 / 497 
Example 13-2. Kremser Solutions for Counter-Current and Fractional Extraction / 例题 13-2. 逆流和分馏萃取的克雷姆塞尔解析法 / 498 
13.4　Immiscible Single-Stage and Crossflow Extraction / 不互溶单级错流萃取 / 499 
Example 13-3. Single-Stage and Crossflow Extraction of Protein / 例题 13-3. 蛋白质的单级错流萃取 / 500 
13.5　Concentrated Immiscible Extraction / 浓溶液不互溶萃取 / 502 
Example 13-4. Concentrated Immiscible Extraction / 例题13-4. 浓溶液不互溶萃取 / 503 
13.6　Immiscible Batch Extraction / 不互溶间歇萃取 / 506 
13.7　Extraction Equilibrium for Partially Miscible Ternary Systems / 部分互溶三元体系的萃取平衡 / 508 
13.8　Mixing Calculations and the Lever-Arm Rule / 混合计算和杠杆规则 / 511 
13.9　Partially Miscible Single-Stage and Crossflow Systems / 部分互溶单级错流体系 / 513 
Example 13-5. Partially Miscible Single-Stage Extraction / 例题 13-5. 部分互溶单级萃取 / 513 
13.10　Partially Miscible Countercurrent Extraction / 部分互溶逆流萃取 / 516 
13.10.1　External Mass Balances / 全局物料质量衡算 / 516 
13.10.2　Difference Points and Stage-by-Stage Calculations / 差点和逐级计算 / 517 
13.10.3　Complete Partially Miscible Extraction Problem / 完整的部分互溶萃取问题 / 521 
Example 13-6. Countercurrent Extraction / 例题13-6. 逆流萃取 / 521 
13.11　Relationship Between McCabe-Thiele and Triangular Diagrams for Partially Miscible Systems / 部分互溶体系的麦凯布-蒂勒图与三角形相图关系 / 522 
13.12　Minimum Solvent Rate for Partially Miscible Systems / 部分互溶体系的最小溶剂用量 / 523 
13.13　Extraction Computer Simulations / 萃取的计算机模拟 / 525 
13.14　Design of Mixer-Settlers / 混合澄清槽的设计 / 526 
Example 13-7. Mixer-Settler Design / 例题13-7. 混合澄清槽的设计 / 527 
References / 参考文献 / 537 
Problems / 习题 / 538 
Appendix. Computer Simulation of Extraction / 附录. 萃取的计算机模拟 / 545 
Lab 12. Extraction / 实验12. 萃取 / 545 

第14章　Washing, Leaching, and Supercritical Extraction 
    洗涤、浸取和超临界萃取	551
14.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 551 
14.1　Generalized McCabe-Thiele and Kremser Procedures / 广义麦凯布-蒂勒和克雷姆塞尔程序 / 551 
14.2　Washing / 洗涤 / 552 
14.2.1　Continuous Washing / 连续洗涤 / 553 
Example 14-1. Continuous Washing / 例题14-1. 连续洗涤 / 557 
14.2.2　Batch Washing / 间歇洗涤 / 559 
14.3　Leaching / 浸取 / 559 
14.3.1　Leaching Analysis with Constant Flow Rates / 恒定流速下的浸取分析 / 561 
14.3.2　Leaching Analysis with Variable Flow Rates / 可变流速下的浸取分析 / 562 
Example 14-2. Leaching Calculation / 例题14-2. 浸取计算 / 562 
14.3.3　Simulating Countercurrent Flow in Percolation Leaching / 逆流渗滤浸取过程模拟 / 564 
14.4　Introduction to Supercritical Fluid Extraction / 超临界流体萃取简介 / 565 
References / 参考文献 / 568 
Problems / 习题 / 568 

第15章　Introduction to Diffusion and Mass Transfer 
    扩散和传质简介	575
15.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 576 
15.1　Molecular Movement Leads to Mass Transfer / 分子运动导致传质 / 577 
15.2　Fickian Model of Diffusivity / 菲克扩散模型 / 578 
15.2.1　Fick’s Law and the Fickian Definition of Diffusivity / 菲克定律与菲克扩散系数的定义 / 578 
15.2.2　Steady-State Binary Fickian Diffusion and Mass Balances without Convection / 无对流的稳态二元菲克扩散和质量衡算 / 580 
Example 15-1. Determination of Diffusivity in Dilute Binary Mixture / 例题15-1. 稀二元混合物中扩散系数的测定 / 580 
Example 15-2. Steady-State Diffusion without Convection： Low-Temperature Evaporation / 例题 15-2. 无对流的稳态扩散：低温蒸发 / 582 
15.2.3　Unsteady Binary Fickian Diffusion with No Convection (Optional) / 无对流的非稳态二元菲克扩散（可选） / 584 
15.2.4　Steady-State Binary Fickian Diffusion and Mass Balances with Convection / 有对流的稳态二元菲克扩散和质量守恒 / 586 
Example 15-3. Steady-State Diffusion with Convection： High-Temperature Evaporation / 例题 15-3. 有对流的稳态扩散：高温蒸发 / 589 
15.3　Values and Correlations for Fickian Binary Diffusivities / 二元菲克扩散系数的数值和关联式 / 593 
15.3.1　Fickian Binary Gas Diffusivities / 二元气体菲克扩散系数 / 593 
Example 15-4. Estimation of Temperature Effect on Fickian Gas Diffusivity / 题 15-4. 温度对气体菲克扩散系数影响的估算 / 596 
15.3.2　Fickian Binary Liquid Diffusivities / 二元液体菲克扩散系数 / 596 
15.3.3　Numerical Solution with Variable Binary Diffusivity / 可变二元扩散系数的数值解 / 599 
Example 15-5. Numerical Solution for Variable Diffusivity and Molar Concentration / 例题 15-5. 可变扩散系数和摩尔浓度的数值解 / 599 
15.4　Linear Driving-Force Model of Mass Transfer for Binary Systems / 二元体系的线性推动力传质模型 / 601 
15.4.1　Film Theory for Dilute and Equimolar Transfer Systems / 稀浓度等摩尔传质的双膜理论 / 602 
15.4.2　Transfer through Stagnant Films： Absorbers and Strippers / 通过滞留膜的传质：吸收塔和解吸塔 / 605 
15.4.3　Binary Mass Transfer to Expanding or Contracting Objects / 膨胀或收缩物体的二元传质 / 606 
Example 15-6. Shrinking Diameter of Oxygen Bubble / 例题 15-6. 氧气气泡的收缩直径 / 609 
15.4.4　Binary Mass Transfer to Expanding or Contracting Objects： Variable Mass Transfer Coefficient / 膨胀或收缩物体的二元传质：可变传质系数 / 613 
Example 15-7. Sublimination of Solid Particle / 例题15-7.固体颗粒的升华 / 614 
15.5　Correlations for Mass Transfer Coefficients / 传质系数的关联式 / 615 
15.5.1　Dimensionless Groups / 无量纲数群 / 616 
15.5.2　Theoretically Derived Mass Transfer Correlations / 理论推导的传质关联式 / 617
15.5.3　Semi-Empirical and Empirical Mass Transfer Coefficient Correlations / 半经验和经验的传质系数关联式 / 621 
Example 15-8. Estimation of Mass Transfer Coefficients / 例题 15-8. 传质系数的估算 / 623 
15.5.4　Correlations Based on Analogies / 基于类比法的关联式 / 625 
15.6　Difficulties with Fickian Diffusion Model / 菲克扩散模型的难点 / 626 
15.7　Maxwell-Stefan Model of Diffusion and Mass Transfer / 麦克斯韦-斯特藩扩散与传质模型 / 627 
15.7.1　Introductory Development of the Maxwell-Stefan Theory of Diffusion / 麦克斯韦-斯特藩扩散理论入门 / 627 
15.7.2　Maxwell-Stefan Equations for Binary Nonideal Systems / 二元非理想体系的麦克斯韦-斯特藩方程 / 629 
15.7.3　Determining Independent Fluxes Nj,z / 确定独立通量Nj,z / 630 
15.7.4　Maxwell-Stefan Difference Equation Formulations / 麦克斯韦-斯特藩差分方程表达式 / 631 
15.7.5　Relationship between Maxwell-Stefan and Fickian Diffusivities / 麦克斯韦-斯特藩扩散系数与菲克扩散系数的关系 / 632 
Example 15-9. Maxwell-Stefan Nonideal Binary Diffusion / 例题 15-9. 麦克斯韦-斯特藩非理想二元扩散 / 633 
15.7.6　Ideal Ternary Systems / 理想三元体系 / 635 
Example 15-10. Maxwell-Stefan Ideal Ternary System / 例题 15-10. 麦克斯韦-斯特藩理想三元体系 / 637 
15.7.7　Ternary Mass Transfer to Expanding or Contracting Objects / 膨胀或收缩物体的三元传质 / 639 
Example 15-11. Ternary Transfer from An Evaporating Drop / 例题 15-11. 蒸发液滴的三元传质 / 639 
15.7.8　Nonideal Ternary Systems / 非理想三元体系 / 640 
15.8　Advantages and Disadvantages of Different Diffusion and Mass Transfer Models / 不同扩散和传质模型的优缺点 / 641 
15.9　Useful Approximate Values / 有用的近似值 / 642 
References / 参考文献 / 642 
Problems / 习题 / 643 
Appendix. Spreadsheets for Examples 15-10 and 15-11 / 附录. 例题15-10和15-11用到的电子表格 / 650 

第16章　Mass Transfer Analysis for Distillation, Absorption, Stripping, and Extraction 
    精馏、吸收、解吸和萃取的传质分析	653
16.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 653 
16.1　HTU-NTU Analysis of Packed Distillation Columns / 填料精馏塔的HTU-NTU分析 / 653 
Example 16-1. Distillation in A Packed Column / 例题 16-1. 填料精馏塔 / 659
16.2　Relationship of HETP and HTU / HETP和HTU的关系 / 661
16.3　Correlations for HTU Values for Packings / 填料HTU值的关联式 / 663
16.3.1　Bolles and Fair Correlation for HTU Values of Random Packings / 无规填料HTU值的博尔斯-费尔关联式/ 664
Example 16-2. Estimation of HG and HL / 例题 16-2. HG和HL的估算 / 665
16.3.2　Additional Correlations for Random and Structured Packings / 无规填料和规整填料的附加关联式 / 669
16.4　HTU-NTU Analysis of Absorbers and Strippers / 吸收塔和解吸塔的HTU-NTU分析 / 670
Example 16-3. Absorption of SO2 / 例题 16-3. SO2吸收 / 674
16.5　HTU-NTU Analysis of Cocurrent Absorbers / 并流吸收塔的HTU-NTU分析 / 675
16.6　Prediction of Distillation Tray Efficiency / 精馏塔板效率的预测 / 677
Example 16-4. Estimation of Distillation Stage Efficiency / 例题 16-4. 精馏塔板效率估算 / 678
16.7　Mass Transfer Analysis of Extraction / 萃取传质分析 / 679
16.7.1　Extraction Mass Transfer Equations and HTU-NTU Analysis / 萃取传质方程与HTU-NTU分析 / 680
16.7.2　Calculation of Stage Efficiency in Extraction Mixers / 萃取混合器的级效率计算 / 681
Example 16-5. Conversion of Mass Transfer Coefficients and Estimation of Mixer Stage Efficiency / 例题 16-5. 传质系数换算和混合器级效率估算 / 684
16.7.3　Drop Size in Mixers / 混合器中的液滴尺寸 / 686
16.7.4　Mass Transfer Coefficients in Mixers / 混合器中的传质系数 / 687
16.7.4.1　Mixer Mass Transfer Coefficients for Individual Drops (Optional) / 混合器中单个液滴的传质系数（可选） / 687
16.7.4.2　Mass Transfer Coefficients for Drop Swarms in Mixers / 混合器中液滴群的传质系数 / 688
16.7.4.3　Conservative Estimation of Mass Transfer Coefficients for Extraction / 萃取传质系数的保守估算 / 689
16.8　Rate-Based Analysis of Distillation / 基于速率的精馏分析 / 690
References / 参考文献 / 693 
Problems / 习题 / 695 
Appendix. Computer Rate-Based Simulation of Distillation / 附录. 基于速率的精馏计算机模拟 / 702
Lab 13. Rate-Based Modeling of Distillation / 实验 13. 基于速率的精馏模拟 / 702

第17章　Crystallization from Solution 
    溶液结晶	705
17.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 706 
17.1　Basic Principles of Crystallization from Solution / 溶液结晶的基本原理 / 706 
17.1.1　Crystallization Processes / 结晶过程 / 706 
17.1.2　Binary Equilibrium and Crystallizer Types / 二元相平衡和结晶器类型 / 708 
17.2　Continuous Cooling Crystallizers / 连续冷却结晶器 / 712 
17.2.1　Equilibrium and Mass Balances for Single Solute Producing Pure Solute Crystals / 单一溶质纯晶体的相平衡和质量衡算 / 713 
Example 17-1. Continuous Cooling Crystallizer Mass Balances without Hydrates / 例题 17-1. 非水合物连续冷却结晶器的质量衡算 / 714 
Example 17-2. Continuous Cooling Crystallizer Mass Balances for Hydrates / 例题 17-2. 水合物连续冷却结晶器的质量衡算 / 714
Example 17-3. Mixing Solutions When Hydrates Are Dissolved in Water / 例题 17-3.水合物溶于水时的溶液 / 716 
17.2.2　Binary Eutectic Systems / 二元共熔体系 / 717 
Example 17-4. Eutectic Equilibrium and Mass Balances / 例题 17-4. 共熔平衡和质量衡算 / 718 
17.2.3　Deicing with Eutectic Systems / 共熔体系除冰 / 719 
17.2.4　Eutectic Freeze Concentration (EFC) / 共熔冷冻浓缩 / 720 
17.2.5　Solid Solutions / 固溶体 / 721
17.3　Evaporative and Vacuum Crystallizers / 蒸发结晶器和真空结晶器 / 722 
17.3.1　Equipment / 设备 / 722 
17.3.2　Analysis of Evaporative Crystallizers for Single-Solute Systems for Producing Pure Solute Crystals / 纯晶体单一溶质蒸发结晶器分析 / 724 
Example 17-5. Evaporative Crystallizer without Hydrate / 例题 17-5. 非水合物蒸发结晶器 / 725 
Example 17-6. Evaporative Crystallizer with Hydrate / 例题 17-6. 水合物蒸发结晶器 / 725 
17.3.3　Simultaneous Mass, Energy, and Equilibrium Calculations / 质量、能量与相平衡的联立求解 / 726 
Example 17-7. Vacuum Crystallizer： Simultaneous Mass, Energy, and Equilibrium Calculations / 例题 17-7. 真空结晶器：质量、能量与相平衡的联立求解 / 728 
17.4　Experimental Crystal Size Distribution / 晶体粒度分布的实验测定 / 729 
Example 17-8. Screen Analysis of Crystallization Data / 例题 17-8. 结晶数据的筛分分析 / 731 
17.5　Introduction to Population Balances / 粒数衡算简介 / 734 
17.6　Crystal Size Distributions for MSMPR Crystallizers / MSMPR结晶器的晶体粒度分布 / 736 
17.6.1　Crystal Nucleation and Growth / 晶体成核与生长 / 737 
17.6.2　Development of MSMPR Equation and Determination of G and no from Experiment / MSMPR结晶器方程的建立及晶体生长速率(G)和晶核粒数密度(no)的实验测定 / 740 
Example 17-9. Determination of Kinetic Parameters from Screen Analysis Data / 例题 17-9. 从晶体筛分数据确定动力学参数 / 741 
17.6.3　Development and Application of Distributions for MSMPR Crystallizers / MSMPR结晶器分布特性的建立与应用 / 742
Example 17-10. Use of Differential Mass Distribution to Analyze Screen Analysis Data / 例题 17-10. 使用差分质量分布分析筛分数据 / 745 
Example 17-11. Prediction of Sieve Analysis / 例题 17-11. 筛分分析预测 / 746 
Example 17-12. Combination of Equilibrium and MSMPR Distribution / 例题 17-12. 相平衡与MSMPR分布的组合 / 747 
17.7　Seeding / 加晶种 / 749 
17.7.1　CSD Analysis for Growth on Seeds in Continuous Crystallizers / 连续结晶器中晶种生长的CSD分析 / 750 
Example 17-13. CSD of Seeded Crystallizer / 例题 17-13. 加晶种结晶器的CSD分析 / 751 
17.7.2　Controlling Crystal Size by Seeding / 加晶种控制晶体尺寸 / 753 
Example 17-14. Increasing Crystal Size with Seeding / 例题 17-14. 通过加晶种增大晶体尺寸 / 753 
17.8　Scaleup / 放大 / 754 
17.9　Batch and Semibatch Crystallization / 间歇和半间歇结晶 / 756 
17.9.1　Temperature Control for Batch Cooling Crystallizers / 间歇式冷却结晶器的温度控制 / 756 
17.9.2　Antisolvent Crystallization / 反溶剂结晶 / 758 
Example 17-15. Antisolvent and Temperature Reduction Crystallization / 例题 17-15. 反溶剂和降温结晶 / 759 
17.10　Precipitation / 沉淀 / 761 
17.10.1　Precipitation by Antisolvent Addition / 反溶剂法沉淀 / 761 
17.10.2　Precipitation by Salting Out / 盐析沉淀 / 762 
Example 17-16. Salting out with A Common Ion / 例题 17-16. 同离子盐析 / 762
References / 参考文献 / 764 
Problems / 习题 / 765 
Appendix. Spreadsheet / 附录. 电子表格 / 772 

第18章　Melt Crystallization 
    熔融结晶	773
18.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 773 
18.1　Equilibrium Calculations for Melt Crystallization / 熔融结晶的平衡计算 / 774 
18.1.1　Binary Eutectic Systems / 二元共熔体系 / 774 
Example 18-1. Eutectic Equilibrium and Mass Balances / 例题 18-1. 共熔相平衡和质量衡算 / 775 
18.1.2　Eutectic Equilibrium from Freezing Point Lowering Data / 从凝固点下降数据获得共熔相平衡 / 777 
Example 18-2. Part A. Equilibrium from Freezing Point Data / 例题 18-2. Part A. 从凝固点数据建立相平衡 / 777 
Example 18-2. Part B. Equilibrium from Activity Coefficients / 例题 18-2. Part B. 由活度系数建立相平衡 / 778 
18.1.3　Linear Equilibrium for Non-eutectic Melt Crystallization / 非共熔熔融结晶的线性平衡关系 / 779 
18.2　Suspension Melt Crystallization / 悬浮熔融结晶 / 780 
18.2.1　Process / 过程 / 780 
18.2.2　Entrainment / 夹带 / 781 
Example 18-3. Entrainment Effects / 例题 18-3. 夹带效应 / 782 
18.2.3　Wash Columns / 洗涤塔 / 784 
18.2.4　Heat Transfer in Suspension Melt Crystallization / 悬浮熔融结晶中的传热 / 786 
18.2.5　Film Mass Transfer in Suspension Melt Crystallization / 悬浮熔融结晶中的膜内传质 / 789 
18.2.6　MSMPR and Seeded Crystallizer Analysis in Suspension Melt Crystallization / 悬浮熔融结晶过程的MSMPR和加晶种结晶器分析 / 792 
18.3　Introduction to Solid-Layer Crystallization Processes： Progressive Freezing / 固相层熔融结晶过程简介：逐步冷冻法 / 793 
18.3.1　Heat and Mass Transfer in Progressive Freezing / 逐步冷冻中的传热和传质 / 793 
18.3.2　Mass Balances and Impurity Levels / 质量衡算和杂质含量 / 795 
18.3.3　Heat and Mass Transfer Correlations for Progressive Freezing / 逐步冷冻的传热和传质关系 / 796 
18.3.4　Growth of the Crystal Layer in Progressive Freezing / 逐步冷冻过程中晶体层的生长 / 798 
Example 18-4. Preliminary Calculations for Progressive Freezing / 例题 18-4. 逐步冷冻的初步计算 / 800 
Example 18-5. Concentrated Progressive Freezing / 例题 18-5. 逐步冷冻的严密计算 / 802
18.3.5　Interpretation and Conclusions from Progressive Freezing Analysis / 逐步冷冻分析的解释和结论 / 804 
18.3.6　Progressive Freezing of Dilute, Non-eutectic, Linear Systems / 稀溶液、非共熔、线性体系的逐步冷冻 / 806 
Example 18-6. Dilute Progressive Freezing / 例题 18-6. 稀溶液逐步冷冻 / 807 
18.4　Static Solid-Layer Melt Crystallization Process / 静态固相层熔融结晶过程 / 808 
18.5　Dynamic Solid-Layer Melt Crystallization / 动态固相层熔融结晶 / 809 
18.5.1　Staging Falling-Film Crystallizers / 分级降膜结晶器 / 810 
18.5.2　Mass and Energy Balances and Crystal Growth / 质量和能量衡算与晶体生长 / 811 
18.5.3　Heat and Mass Transfer Correlations for Falling Films / 降膜的传热传质关系 / 814 
Example 18-7. Falling-Film Crystallizer / 例题18-7. 降膜结晶器 / 815 
Comments on the Solution Method and the Example / 对求解方法和实例的评价 / 819 
18.6　Zone Melting / 区域熔融 / 819 
Example 18-8. Zone Melting / 例题 18-8. 区域熔融 / 823 
18.7　Post-Crystallization Processing / 结晶后处理 / 824 
18.8　Scaleup / 放大 / 827 
18.9　Hybrid Crystallization-Distillation Processes / 结晶和精馏的耦合过程 / 828 
Example 18-9. Hybrid Crystallization-Distillation Process / 例题 18-9. 结晶-精馏耦合过程 / 830 
18.10　Predictions / 预测 / 833 
18.10.1　Epitaph for Column Suspension Melt Crystallization Systems / 柱式悬浮熔融结晶系统的谢幕 / 833 
18.10.2　The Future of Static Solid-Layer Melt Crystallization / 静态固相层熔融结晶的发展趋势 / 834 
References / 参考文献 / 834 
Problems / 习题 / 836

第19章　Introduction to Membrane Separation Processes 
    膜分离过程简介	841
19.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 844 
19.1　Membrane Separation Equipment / 膜分离设备 / 844 
19.2　Membrane Concepts / 膜概念 / 847 
19.3　Gas Permeation (GP) / 气体渗透 / 850 
19.3.1　GP of Binary Mixtures / 二元混合气的渗透 / 851 
19.3.2　Binary Permeation in Perfectly Mixed Systems / 理想混合体系中的二元渗透 / 853 
Example 19-1. Well-Mixed GP—Sequential, Analytical Solution / 例题19-1. 充分混合气体渗透—序贯分析求解 / 856
Example 19-2. Well-Mixed GP—Simultaneous Solutions / 例题 19-2. 充分混合气体渗透—同步求解 / 857
19.3.3　Multicomponent Permeation in Perfectly Mixed Systems / 理想混合体系中的多组分渗透 / 861
Example 19-3. Multicomponent, Perfectly Mixed GP / 例题19-3. 多组分理想混合气体的渗透 / 862
19.3.4　Effect of Pores and Holes in Membrane / 膜中孔道和孔洞的影响 / 863 
Example 19-4. Effect of Holes / 例题 19-4. 孔洞的影响 / 864 
19.4　Osmosis and Reverse Osmosis (RO) / 渗透和反渗透 / 865	
19.4.1　Analysis of Osmosis / 渗透过程分析 / 866 
19.4.2　Analysis of RO / 反渗透过程分析 / 868 
19.4.3　RO in Well-Mixed Modules / 均质模块中的反渗透 / 870 
Example 19-5. Determination of RO Membrane Properties / 例题 19-5. 反渗透膜性能测定 / 871 
Example 19-6. RO without Concentration Polarization / 例题 19-6. 无浓差极化的反渗透 / 873 
19.4.4　Mass Transfer Analysis of Concentration Polarization / 浓差极化的传质分析 / 874 
Example 19-7. RO with Concentration Polarization / 例题 19-7. 有浓差极化的反渗透 / 876
Example 19-8. Prediction of RO Performance with Concentration Polarization / 例题 19-8. 有浓差极化的反渗透性能预测 / 878
19.4.5　Forward Osmosis (FO) / 正向渗透 / 879 
19.5　Ultrafiltration (UF)` / 超滤 / 881 
19.5.1　UF Membranes and Basic Equations / 超滤膜和基本方程 / 882 
19.5.2　Gel Formation in UF / 超滤中的凝胶形成 / 884 
Example 19-9. UF with Gel Formation / 例题 19-9. 产生凝胶的超滤 / 885
19.5.3　UF Operating Methods / 超滤操作方法 / 886 
19.5.4　Microfiltration (MF) / 微滤 / 887 
Example 19-10. Part I. MF with Small Particles / 例题 19-10. Part I. 含小颗粒的微滤 / 888
Example 19-10. Part II. MF with Particles > 1.0 μm / 例题 19-10. Part II. 大于1?m颗粒的微滤 / 889
19.5.5　Tricky Units / 棘手的单位 / 890 
19.6　Pervaporation / 渗透汽化 / 891 
19.6.1　Pervaporation Basics / 渗透汽化基础 / 891 
19.6.2　Pervaporation Design Using Experimental Data / 使用实验数据的渗透汽化设计 / 894 
Example 19-11. Part I. Pervap—Feasibility Calculation / 例题 19-11. Part I. 渗透汽化—可行性计算 / 896
Example 19-11. Part II. Development of A Feasible Design / 例题 19-11. Part II. 建立可行的渗透汽化过程 / 897
19.6.3　Theoretical Analysis and Design of Pervaporation Systems / 渗透汽化系统的理论分析与设计 / 898
Example 19-12. Analysis of Pervaporation Data / 例题 19-12. 渗透汽化数据分析 / 899
19.7　Bulk Flow Pattern Effects / 主体流型效应 / 902 
Example 19-13. Flow Pattern Effects in GP / 例题 19-13. 气体渗透中的流型效应 / 902
19.7.1　Binary Crossflow Permeation / 二元错流渗透 / 903 
19.7.2　Binary Cocurrent and Countercurrent Permeation / 二元并流和逆流渗透 / 905 
References / 参考文献 / 905 
Problems / 习题 / 907 
Appendix A. Spreadsheet for Crossflow GP / 附录 A. 用于错流气体渗透计算的电子表格 / 918

第20章　Introduction to Adsorption, Chromatography, and Ion Exchange 
    吸附、色谱和离子交换简介	923
20.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 924 
20.1　Adsorbents and Adsorption Equilibrium / 吸附剂和吸附平衡 / 924 
20.1.1　Definitions / 定义 / 924 
20.1.2　Adsorbent Types / 吸附剂类型 / 926 
20.1.3　Adsorption Equilibrium Behavior / 吸附平衡行为 / 929 
Example 20-1. Adsorption Equilibrium / 例题 20-1. 吸附平衡 / 932 
20.2　Solute Movement Analysis for Linear Systems： Basics and Applications to Chromatography / 线性吸附的溶质迁移分析：色谱的基础和应用 / 935 
20.2.1　Movement of Solute in a Column / 溶质在床层内的迁移 / 935 
20.2.2　Solute Movement Theory for Linear Isotherms / 线性等温吸附下的溶质迁移理论 / 937
20.2.3　Application of Linear Solute Movement Theory to Purge Cycles and Elution Chromatography / 线性溶质迁移理论在吹扫循环和洗脱色谱中的应用 / 938 
Example 20-2. Linear Solute Movement Analysis of Elution Chromatography / 例题 20-2. 洗脱色谱的线性溶质迁移分析 / 939 
20.3　Solute Movement Analysis for Linear Systems： Temperature and Pressure Swing Adsorption and Simulated Moving Beds / 线性系统的溶质迁移分析：变温/变压吸附和模拟移动床 / 942 
20.3.1　Temperature Swing Adsorption / 变温吸附 / 942 
Example 20-3. Thermal Regeneration with Linear Isotherm / 例题 20-3. 线性等温吸附下的热再生 / 945
20.3.2　Pressure Swing Adsorption / 变压吸附 / 950 
Example 20-4. PSA System / 例题 20-4. 变压吸附案例 / 952 
20.3.3　Simulated Moving Beds / 模拟移动床 / 957 
Example 20-5. SMB System / 例题 20-5. 模拟移动床案例 / 960 
20.4　Nonlinear Solute Movement Analysis / 非线性溶质迁移分析 / 963 
20.4.1　Diffuse Waves / 扩散波 / 963 
Example 20-6. Diffuse Wave / 例题 20-6. 扩散波 / 964 
20.4.2　Shock Waves / 冲击波 / 966 
Example 20-7. Self-sharpening Shock Wave / 例题 20-7. 自锐化冲击波 / 968 
20.5　Ion Exchange / 离子交换 / 970 
20.5.1　Ion-Exchange Equilibrium / 离子交换平衡 / 972 
20.5.2　Movement of Ions / 离子运动 / 974 
Example 20-8. Ion Movement for Divalent-Monovalent Exchange / 例题 20-8. 二价-单价交换的离子运动 / 975 
References / 参考文献 / 978 
Problems / 习题 / 980 

第21章　Mass Transfer Analysis of Adsorption, Chromatography, and Ion Exchange 
    吸附、色谱和离子交换的传质分析	991
21.0　Summary—Objectives / 概要与教学目标 / 991 
21.1　Mass and Energy Transfer in Packed Beds / 填充床的质量和能量传递 / 991 
21.1.1　Mass Transfer and Diffusion / 传质与扩散 / 992 
21.1.2　Column Mass Balances / 床层质量衡算 / 994 
21.1.3　Lumped Parameter Mass Transfer / 集总传质参数 / 994 
21.1.4　Energy Balances and Heat Transfer / 能量衡算与传热 / 998 
21.1.5　Derivation of Solute Movement Theory / 溶质迁移理论的推导 / 999 
21.1.6　Detailed Simulators / 相关仿真软件/ 1000 
21.2　Mass Transfer Solutions for Linear Systems / 线性吸附下的传质解 / 1000 
21.2.1　Lapidus and Amundson Solution for Local Equilibrium with Dispersion in Liquids / 拉皮德斯和阿蒙森关于液体局部扩散平衡的解 / 1000 
21.2.2　Superposition in Linear Systems / 线性系统中的叠加 / 1002 
Example 21-1. Lapidus and Amundson Solution for Elution / 例题 21-1. 洗脱过程的拉皮德斯和阿蒙森解 / 1003
21.2.3　Linear Chromatography / 线性色谱 / 1004 
Example 21-2. Determination of Linear Isotherm Parameters, N, and Resolution for Linear Chromatography / 例题 21-2. 线性等温线参数N的测定和线性色谱的分离度/ 1006
21.3　Nonlinear Systems / 非线性吸附体系 / 1008 
21.3.1　Constant Pattern Analysis / 恒定模式分析 / 1008 
Example 21-3. Development of Constant Pattern Solution / 例题 21-3. 恒定模式解的推导 / 1010 
Example 21-4. Constant Pattern Calculation / 例题 21-4. 恒定模式计算 / 1011 
21.3.2　Length of Unused Bed Approach for Constant Patterns / 恒定模式下的未用床层高度 / 1013 
21.3.3　Scaling LUB and Constant Pattern Systems / 恒定模式下未用床层高度的放大 / 1015 
Example 21-5. Scaling LUB Approach with Pore Diffusion Control / 例题 21-5. 孔扩散控制的未用床层高度放大方法 / 1016 
21.3.4　Data Mining Breakthrough Experiments / 数据挖掘穿透实验 / 1018 
21.3.5　Review of Proportional Pattern Options / 比例模式选项的回顾 / 1019 
21.4　Checklist for Practical Design and Operation / 实用设计与运行检查清单 / 1019 
References / 参考文献 / 1021 
Problems / 习题 / 1022 
Appendix. Aspen Chromatography Simulator / 附录. Aspen 色谱模拟 / 1030 
Lab AC1. Introduction to Aspen Chromatography / 实验 AC1. Aspen 色谱介绍 / 1031 
Lab AC2. Convergence for Linear Isotherms / 实验 AC2. 线性等温线的收敛 / 1035 
Lab AC3. Convergence for Nonlinear Isotherms / 实验 AC3. 非线性等温线的收敛 / 1036 
Lab AC4. Cycle Organizer / 实验 AC4. 循环管理器 / 1038
Lab AC5. Flow Reversal/ 实验 AC5. 回流 / 1041 
Lab AC6. Ion Exchange / 实验 AC6. 离子交换 / 1045 
Lab AC7. SMB and TMB / 实验 AC7. 模拟移动床和真实移动床 / 1048 
Lab AC8. Thermal Systems / 实验 AC8. 变温体系 / 1051 

Answers to Selected Problems
答案	1057