第1章 緒論 1
1.1 化工學(xué)科 1
1.1.1 學(xué)科體系 1
1.1.2 化工學(xué)科的特點 1
1.2 化工專業(yè) 2
1.2.1 化工專業(yè)的歸屬 2
1.2.2 化學(xué)工程與工藝專業(yè)的課程體系和特點 2
1.3 化學(xué)工業(yè) 2
1.3.1 化學(xué)工業(yè)的原料 2
1.3.2 化學(xué)工業(yè)的分類 3
1.3.3 化學(xué)工業(yè)的特點 3
1.3.4 化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位 4
1.3.5 化學(xué)工業(yè)發(fā)展史 10

第2章 無機化工 17
2.1 無機化工的特點 17
2.2 無機化工原料 18
2.3 無機化工產(chǎn)品 18
2.3.1 硫酸、硝酸和鹽酸 18
2.3.2 純堿與燒堿 19
2.3.3 氨與尿素 19
2.3.4 無機鹽工業(yè) 20
2.3.5 無機非金屬材料 20
2.3.6 稀土材料 22
2.3.7 工業(yè)氣體 22
2.4 典型無機產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝 23
2.4.1 接觸法生產(chǎn)硫酸工藝 23
2.4.2 純堿生產(chǎn)工藝 24
2.4.3 氨的合成 26
2.4.4 溶膠-凝膠法制備多孔陶瓷膜 29
2.5 無機化工的發(fā)展 29

第3章 石油煉制與石油化工 31
3.1 石油與石油煉制 31
3.1.1 石油 31
3.1.2 油品的分類與利用 32
3.1.3 石油煉制 32
3.2 石油烴類裂解制烯烴 35
3.2.1 烴類裂解過程的一次反應(yīng) 35
3.2.2 烴類裂解過程的二次反應(yīng) 36
3.2.3 裂解方法和裂解爐 36
3.2.4 裂解產(chǎn)物的急冷操作 37
3.2.5 裂解氣的凈化與分離 38
3.3 芳烴的生產(chǎn) 39
3.3.1 重整芳烴 39
3.3.2 乙烯裝置副產(chǎn)芳烴 40
3.3.3 芳烴轉(zhuǎn)化 41
3.4 石油化工系列產(chǎn)品 42
3.4.1 烯烴的系列產(chǎn)品和用途 42
3.4.2 芳烴的主要產(chǎn)品和用途 42
3.5 典型產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝 45
3.5.1 乙烯制環(huán)氧乙烷和乙二醇 45
3.5.2 由乙烯生產(chǎn)二氯乙烷和氯乙烯 46
3.5.3 由乙烯生產(chǎn)乙苯和苯乙烯 48
3.5.4 丙烯合成丙烯腈 49
3.5.5 異丙苯法合成苯酚和丙酮 49
3.5.6 對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸 51
3.6 石油化工發(fā)展展望 51
3.6.1 大型化、綜合化 51
3.6.2 原料的重質(zhì)化、石油的深加工 52
3.6.3 采用節(jié)約原料、能源的生產(chǎn)工藝 52
3.6.4 采用對環(huán)境友好的石油化工技術(shù) 52

第4章 高分子化工 54
4.1 高分子的基本概念 54
4.2 通用高分子材料 55
4.2.1 塑料 55
4.2.2 合成橡膠 56
4.2.3 合成纖維 57
4.3 合成聚合物的原料 59
4.3.1 合成聚合物的原料 59
4.3.2 聚合物單體 59
4.3.3 引發(fā)劑和催化劑 60
4.4 聚合生產(chǎn)過程 60
4.4.1 聚合物生產(chǎn)的特點 60
4.4.2 聚合反應(yīng)與設(shè)備 61
4.4.3 聚合產(chǎn)物的分離與后處理 62
4.5 高分子材料典型生產(chǎn)工藝 63
4.5.1 聚乙烯 63
4.5.2 聚丁二烯橡膠 65
4.5.3 聚酰胺纖維 65
4.6 功能高分子材料 66
4.6.1 分離性功能高分子材料 67
4.6.2 導(dǎo)電性功能高分子材料 67
4.6.3 高分子液晶 68
4.6.4 醫(yī)藥用功能高分子材料 68
4.6.5 其他功能高分子材料 69
4.7 高分子化工的發(fā)展前景 70
4.7.1 通用高分子生產(chǎn)品種 70
4.7.2 工程塑料和特種橡膠 70
4.7.3 功能高分子材料的發(fā)展方向 70
4.7.4 精細(xì)化工高分子材料 71

第5章 天然氣化工與煤化工 72
5.1 天然氣與煤 72
5.1.1 天然氣資源與組成 72
5.1.2 煤資源與組成 74
5.1.3 天然氣與煤的能源利用 75
5.2 天然氣化工 76
5.2.1 概述 76
5.2.2 甲烷經(jīng)合成氣的化學(xué)轉(zhuǎn)化與系列產(chǎn)品 77
5.2.3 甲烷的直接化學(xué)轉(zhuǎn)化 79
5.3 煤化工 80
5.3.1 煤的干餾 81
5.3.2 煤的氣化 82
5.3.3 由煤生產(chǎn)電石 83
5.4 煤化工的發(fā)展方向 84
5.4.1 煤的拔頭工藝生產(chǎn)液體燃料 85
5.4.2 煤的液化 85
5.4.3 煤制氫 85
5.4.4 合成氣用于合成液體燃料和發(fā)電的聯(lián)合工藝 85
5.5 溫室氣體的化學(xué)利用 86
5.5.1 CO2 的收集和儲存 86
5.5.2 CO2 的化學(xué)利用 87

第6章 化學(xué)工程與工藝的科學(xué)基礎(chǔ) 90
6.1 化學(xué)工程的產(chǎn)生與發(fā)展 90
6.1.1 化學(xué)工程的產(chǎn)生 90
6.1.2 化工學(xué)科體系的形成 91
6.2 化工單元操作原理及設(shè)備 91
6.2.1 單元操作的概念 91
6.2.2 典型化工單元操作的原理及設(shè)備 92
6.3 化學(xué)反應(yīng)工程 99
6.3.1 化學(xué)反應(yīng)工程的任務(wù)和內(nèi)容 99
6.3.2 化學(xué)反應(yīng)的操作方式 100
6.3.3 反應(yīng)器的型式 100
6.3.4 研究化學(xué)反應(yīng)工程的基本方法 101
6.4 化工過程控制與智能化工 102
6.4.1 化工過程控制原理 102
6.4.2 智能化工 103
6.5 化工技術(shù)與經(jīng)濟 104
6.5.1 技術(shù)經(jīng)濟的評價原則 104
6.5.2 經(jīng)濟效益分析 104

第7章 精細(xì)化工 106
7.1 精細(xì)化工的發(fā)展與經(jīng)濟地位 106
7.1.1 精細(xì)化工的發(fā)展 106
7.1.2 精細(xì)化工在國民經(jīng)濟中的作用 107
7.2 精細(xì)化工品的分類、特點及原料 107
7.2.1 精細(xì)化工的定義、分類 107
7.2.2 精細(xì)化工的特點 108
7.2.3 精細(xì)化工的原料 108
7.3 傳統(tǒng)精細(xì)化工 109
7.3.1 染料 109
7.3.2 涂料 113
7.3.3 香料及香精 117
7.3.4 膠黏劑 120
7.3.5 農(nóng)藥 123
7.4 新型精細(xì)化工 124
7.4.1 電子化學(xué)品 124
7.4.2 納米材料 127
7.4.3 智能材料 129
7.4.4 儲氫合金 129

第8章 生物化工 130
8.1 生物化工的特點與發(fā)展?fàn)顩r 130
8.1.1 生物化工的特點 130
8.1.2 生物化工的發(fā)展 131
8.2 生物化工的主要應(yīng)用領(lǐng)域 132
8.2.1 現(xiàn)代生物制藥 132
8.2.2 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)與生物農(nóng)藥 133
8.2.3 精細(xì)化工中的生物技術(shù) 134
8.2.4 生物石油化工 136
8.3 生物化工品的生產(chǎn)工藝技術(shù) 137
8.3.1 原材料的選擇與預(yù)處理 137
8.3.2 工業(yè)用微生物的培養(yǎng) 138
8.3.3 生物催化劑 139
8.3.4 生化反應(yīng)器 139
8.3.5 生物化工產(chǎn)品的分離與提純 140
8.4 典型生物化工品的生產(chǎn)工藝舉例 142
8.4.1 有機化工品——丙烯酰胺 142
8.4.2 食品添加劑——檸檬酸 143
8.4.3 生物農(nóng)藥——蘇云金桿菌 144
8.4.4 抗腫瘤藥——天冬酰胺酶 144
8.5 生物化工的發(fā)展趨勢 145
8.5.1 高技術(shù)的生物醫(yī)學(xué)與醫(yī)藥 146
8.5.2 農(nóng)業(yè)生物技術(shù) 146
8.5.3 潔凈新能源 146
8.5.4 可再生資源的生物加工技術(shù)與環(huán)境 146
8.5.5 合成生物技術(shù) 147

第9章 環(huán)境化工 148
9.1 概述 148
9.1.1 環(huán)境與健康 148
9.1.2 環(huán)境與化學(xué) 148
9.1.3 環(huán)境工程與環(huán)境化學(xué)工程 149
9.1.4 環(huán)境工程和環(huán)境化學(xué)工程的研究內(nèi)容 150
9.2 大氣污染的防治 151
9.2.1 大氣的污染 151
9.2.2 煙塵治理技術(shù) 152
9.2.3 有害氣體的治理技術(shù) 153
9.2.4 PM2.5 控制技術(shù) 154
9.3 水污染的防治 156
9.3.1 水體污染與污染物 156
9.3.2 水體污染治理技術(shù) 157
9.4 固體廢物的處理 159
9.4.1 固體廢物的來源 159
9.4.2 固體廢物的一般處置方法 160
9.4.3 固體廢物的處理與利用 161
9.4.4 城市垃圾的回收與利用 162
9.5 清潔生產(chǎn) 163
9.5.1 清潔生產(chǎn)的提出背景 163
9.5.2 清潔生產(chǎn)的定義及內(nèi)容 164
9.5.3 清潔生產(chǎn)的發(fā)展概況 164
9.5.4 發(fā)展清潔生產(chǎn)的意義 167
9.5.5 清潔生產(chǎn)的基本理論基礎(chǔ) 168
9.5.6 清潔生產(chǎn)原則 168
9.5.7 清潔生產(chǎn)的主要內(nèi)容 168
9.5.8 清潔生產(chǎn)的評價方法 168
9.5.9 生命周期評估 169
9.5.10 污染預(yù)防經(jīng)濟學(xué) 171

第10章 化工安全工程基礎(chǔ) 173
10.1 危險化學(xué)品和化學(xué)工業(yè)危險性 173
10.1.1 危險化學(xué)品 173
10.1.2 化學(xué)物質(zhì)危險性 174
10.1.3 化學(xué)物質(zhì)爆炸性 174
10.1.4 化學(xué)工業(yè)危險因素 176
10.2 化工安全操作的技術(shù)措施 178
10.2.1 爆炸性物質(zhì)的儲存和銷毀 178
10.2.2 火災(zāi)爆炸危險與防火防爆措施 179
10.2.3 防火防爆措施 182
10.2.4 防止職業(yè)毒害的技術(shù)措施 183
10.3 火災(zāi)爆炸危險指數(shù)評價方法 184
10.3.1 物質(zhì)系數(shù) 185
10.3.2 單元工藝危險系數(shù) 185
10.3.3 安全設(shè)施補償系數(shù) 187
10.3.4 單元危險與損失評價 190

第11章 綠色化學(xué)與化工 193
11.1 傳統(tǒng)化工面臨的挑戰(zhàn) 193
11.1.1 化工資源與能源的危機 193
11.1.2 傳統(tǒng)化工對生態(tài)環(huán)境的污染 194
11.1.3 科技發(fā)展的基本思考——可持續(xù)發(fā)展 194
11.2 綠色化學(xué)的興起與發(fā)展 196
11.2.1 環(huán)境保護治理的三個發(fā)展階段 196
11.2.2 綠色化學(xué)的12 條基本原則的提出 196
11.2.3 綠色化學(xué)化工的推動與發(fā)展 197
11.3 綠色化學(xué)與化工的研究內(nèi)容 198
11.3.1 綠色化學(xué)與化工的定義 198
11.3.2 綠色化學(xué)與化工的核心——原子經(jīng)濟性反應(yīng) 199
11.3.3 使用無毒無害原料及可再生資源 201
11.3.4 采用無毒無害催化劑 203
11.3.5 采用無毒無害溶劑/助劑 204
11.3.6 環(huán)境無害的綠色化學(xué)產(chǎn)品 206
11.4 低碳循環(huán)經(jīng)濟下的綠色化學(xué)與化工 208
11.4.1 低碳循環(huán)經(jīng)濟 208
11.4.2 綠色化學(xué)與化工在發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟中的作用 209
11.4.3 低碳循環(huán)經(jīng)濟理念中的“5R”概念 209
11.4.4 生態(tài)工業(yè)園的建立與發(fā)展 210
11.4.5 低碳循環(huán)經(jīng)濟下的綠色化學(xué)與化工展望 211

第12章 高新技術(shù)與現(xiàn)代化工 213
12.1 信息、微電子技術(shù)與化工 213
12.1.1 信息存儲材料 213
12.1.2 信息顯示技術(shù) 214
12.1.3 微電子材料和器件 214
12.1.4 其他 214
12.2 自動化技術(shù)與化工 215
12.3 新材料技術(shù)與化工 215
12.3.1 高分子材料 215
12.3.2 金屬材料與無機非金屬材料 216
12.3.3 納米材料 217
12.3.4 先進(jìn)復(fù)合材料 217
12.4 新能源技術(shù)與化工 218
12.4.1 生物質(zhì)能 219
12.4.2 氫能 221
12.4.3 燃料電池 222
12.4.4 太陽能電池 222
12.4.5 海水鹽差發(fā)電 222
12.5 國防及空間技術(shù)與化工 223
12.5.1 航天航空功能材料 223
12.5.2 航天航空上所用的推進(jìn)劑 223
12.6 海洋開發(fā)技術(shù)與化工 225
12.6.1 海洋生物資源的開發(fā)利用 225
12.6.2 海水淡化 225
12.6.3 海洋油氣資源的勘探與開發(fā)利用 226
12.6.4 海洋化學(xué)資源的提取和應(yīng)用 226
12.7 21 世紀(jì)化工展望 226
12.7.1 資源利用多元化 227
12.7.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精細(xì)化 227
12.7.3 技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化 228
12.7.4 經(jīng)營管理全球化 228
12.7.5 發(fā)展方向綠色化 229

第13章 新時代化工人才需求與培養(yǎng) 230
13.1 中國化工高等教育 230
13.2 新時代中國化工高等教育面臨的變革 231
13.2.1 化學(xué)工業(yè)發(fā)展需要知識面寬、綜合素質(zhì)高的創(chuàng)新型人才 231
13.2.2 改變理念，通專融合，五育并舉 231
13.2.3 更新教學(xué)內(nèi)容、改革育人方式，與時俱進(jìn)，與世界接軌 232
13.3 面對中國化工高等教育改革實踐，提升綜合能力 233
13.3.1 建立完善的知識體系，注重學(xué)科交叉和學(xué)科前沿的學(xué)習(xí) 233
13.3.2 結(jié)合多種方式，培養(yǎng)家國情懷和全球視野 234
13.3.3 適應(yīng)新的培養(yǎng)模式，參與協(xié)同育人平臺，培養(yǎng)實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力 234
13.3.4 使用人工智能等現(xiàn)代信息手段，虛實結(jié)合，提高學(xué)習(xí)效率 235
13.4 化工專業(yè)學(xué)生的未來與發(fā)展 235
13.4.1 攻讀雙學(xué)位、輔修專業(yè)，成長為化工專業(yè)復(fù)合型人才 235
13.4.2 通過研究生教育，成長為研究型創(chuàng)新人才 236
13.4.3 化工類專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V 237

寄語 238

參考文獻(xiàn) 239

附：“現(xiàn)代化工導(dǎo)論”知識圖譜