《分離工程》是Phillip C. Wankat教授傾心著就的國際經典教材，現已修訂至第五版。本書是研究化工及相關領域中物質分離與純化工程技術的著作，內容涵蓋了各種分離方法的特點、原理、計算方法、設備選型以及仿真模擬等基礎理論知識。作者系統闡述了主要分離單元操作，著重分析傳遞過程、過程建模與求解，不僅涵蓋精餾、吸收、萃取等傳統分離過程，更涉及膜分離、吸附、色譜、熔融結晶等新型分離技術。通過典型化工單元計算案例分析，培養讀者分析和求解復雜分離過程問題的能力，幫助掌握分離單元操作的計算方法。
《分離工程》不僅可作為高等院校化學工程與工藝專業本科生和研究生的教材，也是化學工程、石油化工及相關專業技術人員的寶貴參考書。

面對日益嚴峻的氣候變化和流行病的挑戰，人們不斷尋求新的解決方案，而分離技術正是其中不可或缺的一環。隨著生物技術、納米技術、太陽能、風能等領域的蓬勃發展，以及對塑料污染的日益重視和微量有害物去除的迫切需求，再加上疫苗研發的迅速發展和二氧化碳減排的緊迫性，新型分離技術正日益受到關注。化學工程師不僅要精通傳統的精餾、吸收、萃取等工藝，更要掌握膜分離、吸附、色譜等新興技術，以期減少能源消耗。
本書的命名歷經5個版本的演變。從最初的Equilibrium-Staged Separations，到第二版增加了膜分離、吸附、色譜、離子交換等內容后的Separation Process Engineering，再到第五版補充了第15章的新內容而增添了副標題Includes Mass Transfer Analysis。隨著版本的更迭，書的內容也不斷豐富和完善。第五版最大的亮點是新增了一個重要但經常被忽略的主題——第18章“熔融結晶”。這一章除固液相平衡外，還涵蓋了懸浮熔融結晶、靜態固相層熔融結晶和降膜熔融結晶，并配有33個問題和習題，其中27個為新增內容。
其他修改還包括：
第2章：新增二元蒸氣-液體平衡方程，修訂了關于聯立求解的內容。
第3章和第10章：新增安全和火災隱患的內容，并在習題部分補充了有關危險化學品的內容。
第7章：引入更準確的吉利蘭關聯式。
第8章：豐富水蒸氣蒸餾內容。
第9章：新增3個實例，包括簡單多組分間歇精餾和剩余曲線分析。
第10章：大幅增加了塔板效率和填料塔設計的內容。
第11章：更新了設備成本數據，并深入討論了蒸餾節能方法。
第13章：討論了2個額外的精餾耦合工藝，并通過1個實例將Kremser方程應用于萃取分級。
第14章：修訂了連續洗滌的實例，新增了間歇洗滌以及Shanks滲濾浸出系統的內容。
第15章：新增1個升華的例子。
第17章：新增關于共熔體系除冰、共熔冷凍濃縮和放大的內容。
第19章：新增正滲透和微濾的內容。
此外，原本關于吸附和離子交換的一章現已擴展為兩章（第20章和第21章），大部分新內容集中在第21章。耦合分離技術在第8、12、13、17、18、19和20章中均有介紹。
新增的300多個習題有助于培養學生解決問題的能力，幫助學生了解理論和分離方法的新應用。
鑒于過程模擬在商業實踐中的廣泛應用，在章節附錄中繼續保留了過程模擬實驗和作業習題。在普渡大學，筆者教授了一門必修的三學分初級分離工程課程，每周包括兩節課和兩小時的計算機實驗，并通過實驗測試評估學生的模擬能力。筆者選用Aspen Plus作為模擬軟件，它可以實現任何過程模擬。所有Aspen Plus實驗已更新至12.1版本。第2、4、5、8、9、15、17章的附錄中有19個Excel電子表格，其中一些使用了Visual Basic程序。選擇使用Excel電子表格而非更高級的數學程序，是因為前者更為普及。第21章的附錄包括8個實驗的測試說明，介紹了商業Aspen色譜模擬軟件，并已全部更新至12.1版本，比第四版使用的8.8版本軟件更加穩定。
第五版內容已在普渡大學作為研究生選修課教材使用，第1～14章適合本科生學習，其他內容則適合高年級學生學習。鑒于本書篇幅較大，一個學期內難以學完，但在兩個短學期內完成學習是可行的。如果涵蓋傳質內容，本書可用于兩個學期的課程教學。對于單獨的三學分分離工程課程，需要對主題進行篩選。一種選擇是學習第1～14章的大部分內容和第17、19或20章的部分必修內容，將第15～21章（包括Aspen色譜實驗）的其他內容作為研究生選修課內容。

Phillip C. Wankat

Nomenclature
符號表

第1章　Introduction to Separation Process Engineering
    分離工程簡介	1
1.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標/ 1 
1.1　Importance of Separations / 分離的重要性 / 1 
1.2　Concept of Equilibrium / 平衡的概念 / 3 
1.3　Mass Transfer Concepts / 傳質的概念 / 4 
1.4　Problem-Solving Methods / 問題解決方法 / 5 
1.5　Units / 單位 / 6 
1.6　Computers and Computer Simulations / 計算機與計算模擬 / 7 
1.7　Prerequisite Material / 預習資料 / 7 
1.8　Other Resources on Separation Process Engineering / 分離工程的其他資源 / 9 
References / 參考文獻 / 10 
Problems / 習題 / 11 

第2章　Flash Distillation
    閃蒸	13
2.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 13 
2.1　Basic Method of Flash Distillation / 閃蒸的基本方法 / 13 
2.2　Form and Sources of Equilibrium Data / 平衡數據的形式和來源 / 15 
2.3　Binary VLE / 二元汽液平衡 / 17 
2.3.1　Graphical Binary VLE / 二元汽液平衡相圖 / 18 
2.3.2　Binary VLE Equations / 二元汽液平衡方程 / 22 
2.4　Binary Flash Distillation / 二元閃蒸 / 26 
2.4.1　Sequential Solution Procedure / 順序求解法 / 26 
Example 2-1. Flash Distillation of Ethanol and Water / 例題 2-1. 乙醇和水的閃蒸 / 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-組成圖同步求解 / 31 
2.5　Multicomponent VLE / 多組分汽液平衡 / 32 
2.6　Multicomponent Flash Distillation / 多組分閃蒸 / 36 
Example 2-2. Multicomponent Flash Distillation / 例題 2-2. 多組分閃蒸 / 38 
2.7　Simultaneous Multicomponent Convergence / 多組分同步收斂 / 40 
Example 2-3. Simultaneous Solution for Multicomponent Flash Distillation / 例題 2-3. 多組分閃蒸的同步求解 / 42 
2.8　Three-Phase Flash Calculations / 三相閃蒸計算 / 45 
2.9　Size Calculation / 設備尺寸計算 / 45 
Example 2-4. Calculation of Drum Size / 例題 2-4. 閃蒸罐尺寸計算 / 48 
2.10　Using Existing Flash Drums / 閃蒸罐利舊 / 50 
References / 參考文獻 / 51 
Problems / 習題 / 52 
Appendix A. Computer Simulation of Flash Distillation / 附錄A. 閃蒸的計算機模擬 / 62
Lab 1. Introduction to Aspen Plus / 實驗1. Aspen Plus簡介 / 62 
Lab 2. Flash Distillation / 實驗2. 閃蒸 / 69 
Appendix B. Spreadsheets for Flash Distillation / 附錄B. 用于閃蒸計算的電子表格 / 72
2.B.1. Binary Flash Distillation with Excel / 用Excel進行二元閃蒸計算 / 72 
Example 2-B1. Binary Flash Distillation of Ethanol-Water / 例題 2-B1. 乙醇-水的二元閃蒸 / 72
2.B.2. Multicomponent Flash Distillation with Excel / 用Excel進行多組分閃蒸計算 / 73

第3章　Introduction to Column Distillation
    精餾塔簡介	75
3.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 75 
3.1　Developing a Distillation Cascade / 多級蒸餾的建立 / 75 
3.2　Tray Column Distillation Equipment / 板式精餾塔 / 82 
3.3　Safety / 安全性 / 84 
3.4　Specifications / 規定變量 / 86 
3.5　External Column Balances / 全塔衡算 / 88 
Example 3-1. External Balances for Binary Distillation / 例題 3-1. 二元精餾的全塔衡算 / 91 
References / 參考文獻 / 92 
Problems / 習題 / 92 

第4章　Binary Column Distillation： Internal Stage-by-Stage Balances
    二元精餾塔的逐級衡算	99
4.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 99 
4.1　Internal Balances / 塔內衡算 / 99 
4.2　Binary Stage-by-Stage Solution Methods / 二元逐級求解方法 / 103 
Example 4-1. Stage-by-Stage Calculations by the Lewis Method / 例題 4-1. 路易斯法逐級計算 / 107 
4.3　Introduction to the McCabe-Thiele Method / 麥凱布-蒂勒圖解法簡介 / 109 
4.4　Feed Line /進料線 / 113 
Example 4-2. Feed Line Calculations / 例題 4-2. 進料方程計算 / 117 
4.5　Complete McCabe-Thiele Method / 麥凱布-蒂勒圖解法 / 120 
Example 4-3. McCabe-Thiele Method / 例題 4-3. 麥凱布-蒂勒圖解法 / 120 
4.6　Profiles for Binary Distillation / 二元精餾塔內分布曲線 / 123 
4.7　Open Steam Heating / 直接蒸汽加熱 / 125 
Example 4-4. McCabe-Thiele Analysis of Open Steam Heating / 例題 4-4. 麥凱布-蒂勒法分析直接蒸汽加熱的精餾過程 / 125 
4.8　General McCabe-Thiele Analysis Procedure / 麥凱布-蒂勒法通用分析過程 / 129 
Example 4-5. Distillation with Two Feeds / 例題 4-5. 雙進料精餾過程 / 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 / 側線加料或側線采出 / 136 
4.9.4　Intermediate Reboilers and Intermediate Condensers / 中間再沸器和中間冷凝器 / 137 
4.9.5　Stripping and Enriching Columns / 提餾段和濃縮段 / 138 
4.9.6　Column Flash Distillation / 閃蒸塔 / 140 
4.10　Limiting Operating Conditions / 極限操作條件 / 141 
4.11　Efficiencies / 級效率 / 143
4.12　Subcooled Reflux and Superheated Boilup / 過冷回流和過熱再沸 / 145 
4.13　Simulation Problems / 精餾模擬問題 / 146 
4.14　New Uses for Old Columns / 精餾塔利舊 / 148
4.15　Comparisons between Analytical and Graphical Methods / 分析法和圖解法比較 / 149 
References / 參考文獻 / 150 
Problems / 習題 / 150 
Appendix A. Computer Simulation of Binary Distillation / 附錄 A. 二元精餾的計算機模擬 / 165 
Lab 3. Binary Distillation / 實驗 3. 二元精餾 / 165 
Appendix B. Spreadsheet for Binary Distillation / 附錄 B. 用于二元精餾計算的電子表格 / 169
Example 4-B1. Binary Distillation of Ethanol-Water / 例題 4-B1. 乙醇-水二元精餾 / 169

第5章　Introduction to Multicomponent Distillation 
    多組分精餾簡介	171
5.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 171 
5.1　Calculational Difficulties of Multicomponent Distillation / 多組分精餾計算的難點 / 171 
Example 5-1. External Mass Balances Using Fractional Recoveries / 例題 5-1. 利用組分回收率進行全塔物料質量衡算 / 174
5.2　Profiles for Multicomponent Distillation / 多組分精餾分布曲線 / 176 
5.3　Stage-by-Stage Calculations for CMO / CMO的逐級計算 / 181 
Example 5-2. Bubble-Point Calculation / 例題 5-2. 泡點計算 / 183 
References / 參考文獻 / 186 
Problems / 習題 / 187 
Appendix A. Simplified Spreadsheet for Stage-by-Stage Calculations for Ternary Distillation / 附錄 A. 三元精餾逐級計算的簡捷電子表格 / 192 
Example 5-A1. Stage-by-Stage Calculations for Stripping Column / 例題 5-A1. 提餾段的逐級計算 / 192 

第6章　Exact Calculation Procedures for Multicomponent Distillation 
    多組分精餾的嚴格計算	195
6.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 195 
6.1　Introduction to Matrix Solution for Multicomponent Distillation / 多組分精餾的矩陣求解簡介 / 195 
6.2　Component Mass Balances in Matrix Form /矩陣形式的組分質量衡算 / 196 
6.3　Initial Guesses for Flow Rates and Temperatures / 流量和溫度的初步估算 / 200 
6.4　Temperature Convergence / 溫度收斂 / 201 
Example 6-1. Matrix and Bubble-Point Calculations / 例題 6-1. 矩陣和泡點計算 / 201 
6.5　Energy Balances in Matrix Form / 矩陣形式的能量衡算 / 203 
6.6　Introduction to Naphtali-Sandholm Simultaneous Convergence Method 
Naphtali-Sandholm同步收斂法簡介 / 206 
6.7　Discussion / 討論 / 207 
References / 參考文獻 / 208 
Problems / 習題 / 208 
Appendix. Computer Simulations for Multicomponent Column Distillation / 附錄. 多組分塔式精餾的計算模擬 / 214 
Lab 4. Simulation of Multicomponent Distillation / 實驗 4. 多組分精餾模擬 / 214 
Lab 5. Pressure Effects and Tray Efficiencies / 實驗5. 壓力的影響和塔板效率 / 216 
Lab 6. Coupled Columns / 實驗6. 多塔精餾 / 220 

第7章　Approximate Shortcut Methods for Multicomponent Distillation 
    多組分精餾的簡捷算法	223
7.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 223 
7.1　Total Reflux： Fenske Equation / 全回流：芬斯克方程 / 223 
Example 7-1. Fenske Equation / 例題 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 / 例題 7-2. 安德伍德方程 / 231 
7.3　Gilliland Correlation for Number of Stages at Finite Reflux Ratios / 有限回流比下理論塔板數的吉利蘭關聯圖 / 231 
Example 7-3. Gilliland Correlation / 例題 7-3. 吉利蘭關聯圖 / 233 
References / 參考文獻 / 234 
Problems / 習題 / 235

第8章　Introduction to Complex Distillation Methods 
    特殊精餾簡介	241
8.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 241 
8.1　Breaking Azeotropes with Hybrid Separations / 分離過程耦合破除共沸 / 241
8.2　Binary Heterogeneous Azeotropic Distillation Processes / 二元非均相共沸精餾過程 / 243
8.2.1　Binary Heterogeneous Azeotropes—Single-Column System / 二元非均相共沸物—單塔系統 / 243
8.2.2　Drying Organic Compounds That Are Almost Immiscible with Water / 與水幾乎不混溶有機物的脫水 / 245
Example 8-1. Drying Benzene by Distillation / 例題 8-1. 精餾法干燥苯 / 246
8.2.3　Binary Heterogeneous Azeotropes—Two-Column Systems / 二元非均相共沸物—雙塔系統 / 249
8.3　Continuous Steam Distillation / 連續水蒸氣蒸餾 / 251 
8.3.1　Equilibrium / 平衡 / 251 
8.3.2　One-Stage Continuous Steam Distillation / 單級連續水蒸氣蒸餾 / 252 
Example 8-2. Single-Stage Continuous Steam Distillation / 例題 8-2. 單級連續水蒸氣蒸餾 / 252
8.3.3　Continuous Steam Distillation with Multiple Stages / 多級連續水蒸氣蒸餾 / 255 
8.4　Pressure-Swing Distillation Processes / 變壓精餾過程 / 257 
8.5　Complex Ternary Distillation Systems / 復雜三元精餾系統 / 259 
8.5.1　Distillation Curves / 精餾曲線 / 260 
Example 8-3. Development of Distillation Curves for Constant Relative Volatility / 例題 8-3. 恒定相對揮發度的精餾曲線繪制 / 263 
8.5.2　Residue Curves / 剩余曲線 / 264 
8.5.3　Mass Balances on Distillation Curve and Residue Curve Diagrams / 用精餾曲線和剩余曲線圖進行質量衡算 / 266 
8.6　Extractive Distillation / 萃取精餾 / 266 
8.7　Azeotropic Distillation with Added Solvent / 添加溶劑的恒沸精餾 / 271 
8.8　Distillation with Chemical Reaction / 反應精餾 / 274 
References / 參考文獻 / 277 
Problems / 習題 / 278 
Appendix A. Simulation of Complex Distillation Systems / 附錄 A. 復雜精餾系統的模擬 / 292
Lab 7. Pressure-Swing Distillation for Separating Azeotropes / 實驗 7. 變壓精餾分離共沸物 / 292
Lab 8. Binary Distillation of Systems with Heterogeneous Azeotropes / 實驗 8. 非均相二元共沸體系的精餾過程 / 295
Lab 9. Simulation of Extractive Distillation / 實驗 9. 萃取精餾模擬 / 298
Appendix B. Spreadsheet for Distillation Curve Generation for Constant Relative Volatility at Total Reflux / 附錄 B. 用于恒定相對揮發度時繪制全回流條件下精餾曲線的電子表格 / 302

第9章　Batch Distillation 
    間歇蒸餾	303
9.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 303 
9.1　Introduction to Batch Distillation / 間歇蒸餾簡介 / 303 
9.2　Batch Distillation： Rayleigh Equation / 間歇蒸餾：瑞利方程 / 305 
9.2.1　Mixed Distillate Product / 混合餾出物產品 / 305 
9.2.2　Distillate Product Fractions / 餾出物產品組成 / 306 
9.3　Simple Binary Batch Distillation / 簡單二元間歇蒸餾 / 307 
Example 9-1. Simple Binary Rayleigh Distillation / 例題 9-1. 簡單二元瑞利蒸餾 / 309 
9.4　Constant-Mole Batch Distillation / 恒摩爾量間歇蒸餾 / 312 
Example 9-2. Solvent Exchange by Constant-Mole Batch Distillation / 例題 9-2. 恒摩爾量間歇蒸餾進行溶劑置換 / 313 
9.5　Batch Steam Distillation / 間歇水蒸氣蒸餾 / 314 
Example 9-3. Batch Steam Distillation / 例題 9-3. 間歇水蒸氣蒸餾 / 315 
9.6　Multistage Binary Batch Distillation / 多級二元間歇精餾 / 317 
9.6.1　Constant Reflux Ratio / 恒回流比 / 317 
Example 9-4. Multistage Batch Distillation / 例題 9-4. 多級間歇精餾 / 318 
9.6.2　Variable Reflux Ratio / 變回流比 / 320 
9.7　Multicomponent Simple Batch Distillation and Residue Curve Calculations / 多組分簡單間歇蒸餾和剩余曲線計算 / 321 
Example 9-5. Multicomponent Simple Batch Distillation / 例題 9-5. 多組分簡單間歇蒸餾 / 322
9.8　Operating Time / 操作時間 / 324 
References / 參考文獻 / 326 
Problems / 習題 / 326 
Appendix A. Calculations for Simple Multicomponent Batch Distillation and Residue Curve Analysis / 附錄 A. 簡單多組分間歇蒸餾及剩余曲線分析 / 334 

第10章　Staged and Packed Column Design 
    板式塔和填料塔設計	337
10.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 337 
10.1　Staged Column Equipment Description / 板式塔設備概述 / 338 
10.1.1　Trays, Downcomers, and Weirs / 塔板、降液管和溢流堰 / 339 
10.1.2　Inlets and Outlets / 進料口和出料口 / 341
10.2　Tray Efficiencies / 塔板效率 / 344 
10.2.1　Efficiency Definitions / 效率的定義 / 344 
10.2.2　Prediction of Efficiencies / 效率的預測 / 346 
Example 10-1. Overall Efficiency Estimation / 例題 10-1. 全塔效率估算 / 348 
10.2.3　Laboratory and Pilot Plant Data / 實驗室和中試數據 / 349 
10.3　Column Diameter Calculations / 塔徑計算 / 350 
Example 10-2. Diameter Calculation for Tray Column / 例題 10-2. 板式塔直徑的計算 / 354 
10.4　Balancing Calculated Diameters / 平衡計算塔徑/ 355 
10.5　Sieve Tray Layout and Tray Hydraulics / 篩板塔盤布置和塔板水力學 / 357 
Example 10-3. Tray Layout and Hydraulics / 例題 10-3. 塔盤布置和水力學 / 361 
10.6　Valve Tray Design / 浮閥塔板設計 / 364 
10.7　Introduction to Packed Column Design / 填料塔設計簡介 / 365 
10.8　Packings and Packed Column Internals / 填料和填料塔內構件 / 366 
10.9　Packed Column Design： HETP Method / 填料塔設計：等板高度法 / 368 
10.9.1　Experimental Determination of HETP / 等板高度的實驗測定 / 368 
10.9.2　HETP Behavior / HETP行為 / 369 
10.9.3　Data-Heuristic Design of Packed Columns / 基于數據經驗的填料塔設計 / 370 
10.10　Packed Column Flooding and Diameter Calculation / 填料塔液泛和塔徑計算 / 371 
Example 10-4. Packed Column Diameter Calculation / 例題 10-4. 填料塔直徑計算 / 374
Example 10-5. Alternate Packed Column Diameter Calculation / 例題 10-5. 填料塔直徑備選計算方法 / 377 
10.11　Economic Trade-Offs for Packed Columns / 填料塔經濟因素分析 / 378 
10.12　Choice of Column Type / 塔類型選擇 / 379 
10.13　Fire Hazards of Structured Packings / 規整填料的火災風險 / 381 
References / 參考文獻 / 382 
Problems / 習題 / 385 
Appendix. Tray and Downcomer Design with Computer Simulator / 附錄. 塔板和降液管設計的計算機模擬 / 392 
Lab 10. Detailed Design / 實驗 10. 詳細設計過程 / 392 

第11章　Economics and Energy Efficiency in Distillation
    精餾中的經濟指標和能量效率	397
11.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 397 
11.1　Equipment Costs / 設備費用 / 397 
11.2　Basic Heat Exchanger Design / 換熱器設計基礎 / 404 
11.3　Design and Operating Effects on Costs / 影響成本的設計與操作因素 / 406 
Example 11-1. Cost Estimate for Distillation / 例題 11-1. 精餾成本估算 / 411 
11.4　Changes in Plant Operating Rates / 工廠運轉率變化 / 414 
11.5　Energy Reduction in Binary Distillation Systems / 二元精餾系統的節能 / 415 
11.5.1　Energy Conservation in Existing Plants / 現有裝置的節能 / 415 
11.5.2　Energy Conservation in New Facilities / 新建裝置的節能 / 416 
11.6　Synthesis of Column Sequences for Almost Ideal Multicomponent Distillation / 近理想多組分精餾塔序組合 / 419 
11.6.1　Ternary Column Sequences / 三元塔序 / 420 
11.6.2　Heuristics for Sequences with More Components / 多組分塔序的啟發法 / 422 
Example 11-2. Sequencing Columns with Heuristics / 例題 11-2. 塔序的啟發法 / 423
11.7　Synthesis of Distillation Systems for Nonideal Ternary Systems / 非理想三元體系精餾塔序組合 / 425 
Example 11-3. Process Development for Separation of Complex Ternary Mixture / 例題 11-3. 復雜三元混合物分離過程開發 / 427 
11.8　Next Steps / 后續內容 / 429 
References / 參考文獻 / 430 
Problems / 習題 / 431 

第12章　Absorption and Stripping 
    吸收和解吸	439 
12.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 440 
12.1　Absorption and Stripping Equilibria / 吸收和解吸平衡 / 441
12.2　McCabe-Thiele Solution for Dilute Absorption / 低濃度吸收的麥凱布-蒂勒法求解 / 444 
Example 12-1. McCabe-Thiele Analysis for Dilute Absorber / 例題 12-1. 低濃度吸收塔的麥凱布-蒂勒圖解分析 / 445 
12.3　Stripping Analysis for Dilute Systems / 低濃度體系的解吸分析 / 446 
12.4　Analytical Solution for Dilute Systems： Kremser Equation / 低濃度體系的分析方法：克雷姆塞爾方程 / 447 
Example 12-2. Stripping Analysis with the Kremser Equation / 例題 12-2. 克雷姆塞爾方程用于解吸分析 / 451 
12.5　Efficiencies / 效率 / 452 
12.6　McCabe-Thiele Analysis for More Concentrated Systems / 高濃度體系的麥凱布-蒂勒圖解分析 / 453 
Example 12-3. Graphical Analysis for More Concentrated Absorber / 例題 12-3. 高濃度吸收塔的圖解分析 / 455 
12.7　Column Diameter / 塔徑 / 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 / 高濃度吸收塔和解吸塔的矩陣求解 / 460 
12.10　Irreversible Absorption and Cocurrent Cascades / 不可逆吸收和多級并流吸收 / 463 
References / 參考文獻 / 465 
Problems / 習題 / 466 
Appendix. Computer Simulations of Absorption and Stripping / 附錄. 吸收和解吸的計算機模擬 / 474 
Lab 11. Absorption and Stripping / 實驗 11. 吸收和解吸 / 474 

第13章　Liquid-Liquid Extraction 
    液液萃取	481
13.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 481 
13.1　Introduction to Extraction Processes and Equipment / 萃取工藝與設備概述 / 481 
13.2　Equilibrium for Dilute Systems and Solvent Selection / 稀溶液體系的平衡與溶劑選擇 / 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 / 稀溶液逆流萃取的麥凱布-蒂勒圖解法 / 489 
Example 13-1. Dilute Countercurrent Immiscible Extraction / 例題13-1. 稀溶液不互溶逆流萃取 / 490 
13.3.2　Kremser Solution for Dilute Countercurrent Extraction / 稀溶液逆流萃取過程的克雷姆塞爾解析法 / 492 
13.3.3　Dilute Fractional Extraction / 稀溶液分餾萃取 / 493 
13.3.4　McCabe-Thiele Analysis of Fractional Extraction / 分餾萃取的麥凱布-蒂勒圖解分析 / 495 
13.3.5　Kremser Equation for Fractional Extraction / 分餾萃取的克雷姆塞爾方程 / 497 
Example 13-2. Kremser Solutions for Counter-Current and Fractional Extraction / 例題 13-2. 逆流和分餾萃取的克雷姆塞爾解析法 / 498 
13.4　Immiscible Single-Stage and Crossflow Extraction / 不互溶單級錯流萃取 / 499 
Example 13-3. Single-Stage and Crossflow Extraction of Protein / 例題 13-3. 蛋白質的單級錯流萃取 / 500 
13.5　Concentrated Immiscible Extraction / 濃溶液不互溶萃取 / 502 
Example 13-4. Concentrated Immiscible Extraction / 例題13-4. 濃溶液不互溶萃取 / 503 
13.6　Immiscible Batch Extraction / 不互溶間歇萃取 / 506 
13.7　Extraction Equilibrium for Partially Miscible Ternary Systems / 部分互溶三元體系的萃取平衡 / 508 
13.8　Mixing Calculations and the Lever-Arm Rule / 混合計算和杠桿規則 / 511 
13.9　Partially Miscible Single-Stage and Crossflow Systems / 部分互溶單級錯流體系 / 513 
Example 13-5. Partially Miscible Single-Stage Extraction / 例題 13-5. 部分互溶單級萃取 / 513 
13.10　Partially Miscible Countercurrent Extraction / 部分互溶逆流萃取 / 516 
13.10.1　External Mass Balances / 全局物料質量衡算 / 516 
13.10.2　Difference Points and Stage-by-Stage Calculations / 差點和逐級計算 / 517 
13.10.3　Complete Partially Miscible Extraction Problem / 完整的部分互溶萃取問題 / 521 
Example 13-6. Countercurrent Extraction / 例題13-6. 逆流萃取 / 521 
13.11　Relationship Between McCabe-Thiele and Triangular Diagrams for Partially Miscible Systems / 部分互溶體系的麥凱布-蒂勒圖與三角形相圖關系 / 522 
13.12　Minimum Solvent Rate for Partially Miscible Systems / 部分互溶體系的最小溶劑用量 / 523 
13.13　Extraction Computer Simulations / 萃取的計算機模擬 / 525 
13.14　Design of Mixer-Settlers / 混合澄清槽的設計 / 526 
Example 13-7. Mixer-Settler Design / 例題13-7. 混合澄清槽的設計 / 527 
References / 參考文獻 / 537 
Problems / 習題 / 538 
Appendix. Computer Simulation of Extraction / 附錄. 萃取的計算機模擬 / 545 
Lab 12. Extraction / 實驗12. 萃取 / 545 

第14章　Washing, Leaching, and Supercritical Extraction 
    洗滌、浸取和超臨界萃取	551
14.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 551 
14.1　Generalized McCabe-Thiele and Kremser Procedures / 廣義麥凱布-蒂勒和克雷姆塞爾程序 / 551 
14.2　Washing / 洗滌 / 552 
14.2.1　Continuous Washing / 連續洗滌 / 553 
Example 14-1. Continuous Washing / 例題14-1. 連續洗滌 / 557 
14.2.2　Batch Washing / 間歇洗滌 / 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 / 可變流速下的浸取分析 / 562 
Example 14-2. Leaching Calculation / 例題14-2. 浸取計算 / 562 
14.3.3　Simulating Countercurrent Flow in Percolation Leaching / 逆流滲濾浸取過程模擬 / 564 
14.4　Introduction to Supercritical Fluid Extraction / 超臨界流體萃取簡介 / 565 
References / 參考文獻 / 568 
Problems / 習題 / 568 

第15章　Introduction to Diffusion and Mass Transfer 
    擴散和傳質簡介	575
15.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 576 
15.1　Molecular Movement Leads to Mass Transfer / 分子運動導致傳質 / 577 
15.2　Fickian Model of Diffusivity / 菲克擴散模型 / 578 
15.2.1　Fick’s Law and the Fickian Definition of Diffusivity / 菲克定律與菲克擴散系數的定義 / 578 
15.2.2　Steady-State Binary Fickian Diffusion and Mass Balances without Convection / 無對流的穩態二元菲克擴散和質量衡算 / 580 
Example 15-1. Determination of Diffusivity in Dilute Binary Mixture / 例題15-1. 稀二元混合物中擴散系數的測定 / 580 
Example 15-2. Steady-State Diffusion without Convection： Low-Temperature Evaporation / 例題 15-2. 無對流的穩態擴散：低溫蒸發 / 582 
15.2.3　Unsteady Binary Fickian Diffusion with No Convection (Optional) / 無對流的非穩態二元菲克擴散（可選） / 584 
15.2.4　Steady-State Binary Fickian Diffusion and Mass Balances with Convection / 有對流的穩態二元菲克擴散和質量守恒 / 586 
Example 15-3. Steady-State Diffusion with Convection： High-Temperature Evaporation / 例題 15-3. 有對流的穩態擴散：高溫蒸發 / 589 
15.3　Values and Correlations for Fickian Binary Diffusivities / 二元菲克擴散系數的數值和關聯式 / 593 
15.3.1　Fickian Binary Gas Diffusivities / 二元氣體菲克擴散系數 / 593 
Example 15-4. Estimation of Temperature Effect on Fickian Gas Diffusivity / 題 15-4. 溫度對氣體菲克擴散系數影響的估算 / 596 
15.3.2　Fickian Binary Liquid Diffusivities / 二元液體菲克擴散系數 / 596 
15.3.3　Numerical Solution with Variable Binary Diffusivity / 可變二元擴散系數的數值解 / 599 
Example 15-5. Numerical Solution for Variable Diffusivity and Molar Concentration / 例題 15-5. 可變擴散系數和摩爾濃度的數值解 / 599 
15.4　Linear Driving-Force Model of Mass Transfer for Binary Systems / 二元體系的線性推動力傳質模型 / 601 
15.4.1　Film Theory for Dilute and Equimolar Transfer Systems / 稀濃度等摩爾傳質的雙膜理論 / 602 
15.4.2　Transfer through Stagnant Films： Absorbers and Strippers / 通過滯留膜的傳質：吸收塔和解吸塔 / 605 
15.4.3　Binary Mass Transfer to Expanding or Contracting Objects / 膨脹或收縮物體的二元傳質 / 606 
Example 15-6. Shrinking Diameter of Oxygen Bubble / 例題 15-6. 氧氣氣泡的收縮直徑 / 609 
15.4.4　Binary Mass Transfer to Expanding or Contracting Objects： Variable Mass Transfer Coefficient / 膨脹或收縮物體的二元傳質：可變傳質系數 / 613 
Example 15-7. Sublimination of Solid Particle / 例題15-7.固體顆粒的升華 / 614 
15.5　Correlations for Mass Transfer Coefficients / 傳質系數的關聯式 / 615 
15.5.1　Dimensionless Groups / 無量綱數群 / 616 
15.5.2　Theoretically Derived Mass Transfer Correlations / 理論推導的傳質關聯式 / 617
15.5.3　Semi-Empirical and Empirical Mass Transfer Coefficient Correlations / 半經驗和經驗的傳質系數關聯式 / 621 
Example 15-8. Estimation of Mass Transfer Coefficients / 例題 15-8. 傳質系數的估算 / 623 
15.5.4　Correlations Based on Analogies / 基于類比法的關聯式 / 625 
15.6　Difficulties with Fickian Diffusion Model / 菲克擴散模型的難點 / 626 
15.7　Maxwell-Stefan Model of Diffusion and Mass Transfer / 麥克斯韋-斯特藩擴散與傳質模型 / 627 
15.7.1　Introductory Development of the Maxwell-Stefan Theory of Diffusion / 麥克斯韋-斯特藩擴散理論入門 / 627 
15.7.2　Maxwell-Stefan Equations for Binary Nonideal Systems / 二元非理想體系的麥克斯韋-斯特藩方程 / 629 
15.7.3　Determining Independent Fluxes Nj,z / 確定獨立通量Nj,z / 630 
15.7.4　Maxwell-Stefan Difference Equation Formulations / 麥克斯韋-斯特藩差分方程表達式 / 631 
15.7.5　Relationship between Maxwell-Stefan and Fickian Diffusivities / 麥克斯韋-斯特藩擴散系數與菲克擴散系數的關系 / 632 
Example 15-9. Maxwell-Stefan Nonideal Binary Diffusion / 例題 15-9. 麥克斯韋-斯特藩非理想二元擴散 / 633 
15.7.6　Ideal Ternary Systems / 理想三元體系 / 635 
Example 15-10. Maxwell-Stefan Ideal Ternary System / 例題 15-10. 麥克斯韋-斯特藩理想三元體系 / 637 
15.7.7　Ternary Mass Transfer to Expanding or Contracting Objects / 膨脹或收縮物體的三元傳質 / 639 
Example 15-11. Ternary Transfer from An Evaporating Drop / 例題 15-11. 蒸發液滴的三元傳質 / 639 
15.7.8　Nonideal Ternary Systems / 非理想三元體系 / 640 
15.8　Advantages and Disadvantages of Different Diffusion and Mass Transfer Models / 不同擴散和傳質模型的優缺點 / 641 
15.9　Useful Approximate Values / 有用的近似值 / 642 
References / 參考文獻 / 642 
Problems / 習題 / 643 
Appendix. Spreadsheets for Examples 15-10 and 15-11 / 附錄. 例題15-10和15-11用到的電子表格 / 650 

第16章　Mass Transfer Analysis for Distillation, Absorption, Stripping, and Extraction 
    精餾、吸收、解吸和萃取的傳質分析	653
16.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 653 
16.1　HTU-NTU Analysis of Packed Distillation Columns / 填料精餾塔的HTU-NTU分析 / 653 
Example 16-1. Distillation in A Packed Column / 例題 16-1. 填料精餾塔 / 659
16.2　Relationship of HETP and HTU / HETP和HTU的關系 / 661
16.3　Correlations for HTU Values for Packings / 填料HTU值的關聯式 / 663
16.3.1　Bolles and Fair Correlation for HTU Values of Random Packings / 無規填料HTU值的博爾斯-費爾關聯式/ 664
Example 16-2. Estimation of HG and HL / 例題 16-2. HG和HL的估算 / 665
16.3.2　Additional Correlations for Random and Structured Packings / 無規填料和規整填料的附加關聯式 / 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 / 例題 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 / 精餾塔板效率的預測 / 677
Example 16-4. Estimation of Distillation Stage Efficiency / 例題 16-4. 精餾塔板效率估算 / 678
16.7　Mass Transfer Analysis of Extraction / 萃取傳質分析 / 679
16.7.1　Extraction Mass Transfer Equations and HTU-NTU Analysis / 萃取傳質方程與HTU-NTU分析 / 680
16.7.2　Calculation of Stage Efficiency in Extraction Mixers / 萃取混合器的級效率計算 / 681
Example 16-5. Conversion of Mass Transfer Coefficients and Estimation of Mixer Stage Efficiency / 例題 16-5. 傳質系數換算和混合器級效率估算 / 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 / 混合器中的傳質系數 / 687
16.7.4.1　Mixer Mass Transfer Coefficients for Individual Drops (Optional) / 混合器中單個液滴的傳質系數（可選） / 687
16.7.4.2　Mass Transfer Coefficients for Drop Swarms in Mixers / 混合器中液滴群的傳質系數 / 688
16.7.4.3　Conservative Estimation of Mass Transfer Coefficients for Extraction / 萃取傳質系數的保守估算 / 689
16.8　Rate-Based Analysis of Distillation / 基于速率的精餾分析 / 690
References / 參考文獻 / 693 
Problems / 習題 / 695 
Appendix. Computer Rate-Based Simulation of Distillation / 附錄. 基于速率的精餾計算機模擬 / 702
Lab 13. Rate-Based Modeling of Distillation / 實驗 13. 基于速率的精餾模擬 / 702

第17章　Crystallization from Solution 
    溶液結晶	705
17.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 706 
17.1　Basic Principles of Crystallization from Solution / 溶液結晶的基本原理 / 706 
17.1.1　Crystallization Processes / 結晶過程 / 706 
17.1.2　Binary Equilibrium and Crystallizer Types / 二元相平衡和結晶器類型 / 708 
17.2　Continuous Cooling Crystallizers / 連續冷卻結晶器 / 712 
17.2.1　Equilibrium and Mass Balances for Single Solute Producing Pure Solute Crystals / 單一溶質純晶體的相平衡和質量衡算 / 713 
Example 17-1. Continuous Cooling Crystallizer Mass Balances without Hydrates / 例題 17-1. 非水合物連續冷卻結晶器的質量衡算 / 714 
Example 17-2. Continuous Cooling Crystallizer Mass Balances for Hydrates / 例題 17-2. 水合物連續冷卻結晶器的質量衡算 / 714
Example 17-3. Mixing Solutions When Hydrates Are Dissolved in Water / 例題 17-3.水合物溶于水時的溶液 / 716 
17.2.2　Binary Eutectic Systems / 二元共熔體系 / 717 
Example 17-4. Eutectic Equilibrium and Mass Balances / 例題 17-4. 共熔平衡和質量衡算 / 718 
17.2.3　Deicing with Eutectic Systems / 共熔體系除冰 / 719 
17.2.4　Eutectic Freeze Concentration (EFC) / 共熔冷凍濃縮 / 720 
17.2.5　Solid Solutions / 固溶體 / 721
17.3　Evaporative and Vacuum Crystallizers / 蒸發結晶器和真空結晶器 / 722 
17.3.1　Equipment / 設備 / 722 
17.3.2　Analysis of Evaporative Crystallizers for Single-Solute Systems for Producing Pure Solute Crystals / 純晶體單一溶質蒸發結晶器分析 / 724 
Example 17-5. Evaporative Crystallizer without Hydrate / 例題 17-5. 非水合物蒸發結晶器 / 725 
Example 17-6. Evaporative Crystallizer with Hydrate / 例題 17-6. 水合物蒸發結晶器 / 725 
17.3.3　Simultaneous Mass, Energy, and Equilibrium Calculations / 質量、能量與相平衡的聯立求解 / 726 
Example 17-7. Vacuum Crystallizer： Simultaneous Mass, Energy, and Equilibrium Calculations / 例題 17-7. 真空結晶器：質量、能量與相平衡的聯立求解 / 728 
17.4　Experimental Crystal Size Distribution / 晶體粒度分布的實驗測定 / 729 
Example 17-8. Screen Analysis of Crystallization Data / 例題 17-8. 結晶數據的篩分分析 / 731 
17.5　Introduction to Population Balances / 粒數衡算簡介 / 734 
17.6　Crystal Size Distributions for MSMPR Crystallizers / MSMPR結晶器的晶體粒度分布 / 736 
17.6.1　Crystal Nucleation and Growth / 晶體成核與生長 / 737 
17.6.2　Development of MSMPR Equation and Determination of G and no from Experiment / MSMPR結晶器方程的建立及晶體生長速率(G)和晶核粒數密度(no)的實驗測定 / 740 
Example 17-9. Determination of Kinetic Parameters from Screen Analysis Data / 例題 17-9. 從晶體篩分數據確定動力學參數 / 741 
17.6.3　Development and Application of Distributions for MSMPR Crystallizers / MSMPR結晶器分布特性的建立與應用 / 742
Example 17-10. Use of Differential Mass Distribution to Analyze Screen Analysis Data / 例題 17-10. 使用差分質量分布分析篩分數據 / 745 
Example 17-11. Prediction of Sieve Analysis / 例題 17-11. 篩分分析預測 / 746 
Example 17-12. Combination of Equilibrium and MSMPR Distribution / 例題 17-12. 相平衡與MSMPR分布的組合 / 747 
17.7　Seeding / 加晶種 / 749 
17.7.1　CSD Analysis for Growth on Seeds in Continuous Crystallizers / 連續結晶器中晶種生長的CSD分析 / 750 
Example 17-13. CSD of Seeded Crystallizer / 例題 17-13. 加晶種結晶器的CSD分析 / 751 
17.7.2　Controlling Crystal Size by Seeding / 加晶種控制晶體尺寸 / 753 
Example 17-14. Increasing Crystal Size with Seeding / 例題 17-14. 通過加晶種增大晶體尺寸 / 753 
17.8　Scaleup / 放大 / 754 
17.9　Batch and Semibatch Crystallization / 間歇和半間歇結晶 / 756 
17.9.1　Temperature Control for Batch Cooling Crystallizers / 間歇式冷卻結晶器的溫度控制 / 756 
17.9.2　Antisolvent Crystallization / 反溶劑結晶 / 758 
Example 17-15. Antisolvent and Temperature Reduction Crystallization / 例題 17-15. 反溶劑和降溫結晶 / 759 
17.10　Precipitation / 沉淀 / 761 
17.10.1　Precipitation by Antisolvent Addition / 反溶劑法沉淀 / 761 
17.10.2　Precipitation by Salting Out / 鹽析沉淀 / 762 
Example 17-16. Salting out with A Common Ion / 例題 17-16. 同離子鹽析 / 762
References / 參考文獻 / 764 
Problems / 習題 / 765 
Appendix. Spreadsheet / 附錄. 電子表格 / 772 

第18章　Melt Crystallization 
    熔融結晶	773
18.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 773 
18.1　Equilibrium Calculations for Melt Crystallization / 熔融結晶的平衡計算 / 774 
18.1.1　Binary Eutectic Systems / 二元共熔體系 / 774 
Example 18-1. Eutectic Equilibrium and Mass Balances / 例題 18-1. 共熔相平衡和質量衡算 / 775 
18.1.2　Eutectic Equilibrium from Freezing Point Lowering Data / 從凝固點下降數據獲得共熔相平衡 / 777 
Example 18-2. Part A. Equilibrium from Freezing Point Data / 例題 18-2. Part A. 從凝固點數據建立相平衡 / 777 
Example 18-2. Part B. Equilibrium from Activity Coefficients / 例題 18-2. Part B. 由活度系數建立相平衡 / 778 
18.1.3　Linear Equilibrium for Non-eutectic Melt Crystallization / 非共熔熔融結晶的線性平衡關系 / 779 
18.2　Suspension Melt Crystallization / 懸浮熔融結晶 / 780 
18.2.1　Process / 過程 / 780 
18.2.2　Entrainment / 夾帶 / 781 
Example 18-3. Entrainment Effects / 例題 18-3. 夾帶效應 / 782 
18.2.3　Wash Columns / 洗滌塔 / 784 
18.2.4　Heat Transfer in Suspension Melt Crystallization / 懸浮熔融結晶中的傳熱 / 786 
18.2.5　Film Mass Transfer in Suspension Melt Crystallization / 懸浮熔融結晶中的膜內傳質 / 789 
18.2.6　MSMPR and Seeded Crystallizer Analysis in Suspension Melt Crystallization / 懸浮熔融結晶過程的MSMPR和加晶種結晶器分析 / 792 
18.3　Introduction to Solid-Layer Crystallization Processes： Progressive Freezing / 固相層熔融結晶過程簡介：逐步冷凍法 / 793 
18.3.1　Heat and Mass Transfer in Progressive Freezing / 逐步冷凍中的傳熱和傳質 / 793 
18.3.2　Mass Balances and Impurity Levels / 質量衡算和雜質含量 / 795 
18.3.3　Heat and Mass Transfer Correlations for Progressive Freezing / 逐步冷凍的傳熱和傳質關系 / 796 
18.3.4　Growth of the Crystal Layer in Progressive Freezing / 逐步冷凍過程中晶體層的生長 / 798 
Example 18-4. Preliminary Calculations for Progressive Freezing / 例題 18-4. 逐步冷凍的初步計算 / 800 
Example 18-5. Concentrated Progressive Freezing / 例題 18-5. 逐步冷凍的嚴密計算 / 802
18.3.5　Interpretation and Conclusions from Progressive Freezing Analysis / 逐步冷凍分析的解釋和結論 / 804 
18.3.6　Progressive Freezing of Dilute, Non-eutectic, Linear Systems / 稀溶液、非共熔、線性體系的逐步冷凍 / 806 
Example 18-6. Dilute Progressive Freezing / 例題 18-6. 稀溶液逐步冷凍 / 807 
18.4　Static Solid-Layer Melt Crystallization Process / 靜態固相層熔融結晶過程 / 808 
18.5　Dynamic Solid-Layer Melt Crystallization / 動態固相層熔融結晶 / 809 
18.5.1　Staging Falling-Film Crystallizers / 分級降膜結晶器 / 810 
18.5.2　Mass and Energy Balances and Crystal Growth / 質量和能量衡算與晶體生長 / 811 
18.5.3　Heat and Mass Transfer Correlations for Falling Films / 降膜的傳熱傳質關系 / 814 
Example 18-7. Falling-Film Crystallizer / 例題18-7. 降膜結晶器 / 815 
Comments on the Solution Method and the Example / 對求解方法和實例的評價 / 819 
18.6　Zone Melting / 區域熔融 / 819 
Example 18-8. Zone Melting / 例題 18-8. 區域熔融 / 823 
18.7　Post-Crystallization Processing / 結晶后處理 / 824 
18.8　Scaleup / 放大 / 827 
18.9　Hybrid Crystallization-Distillation Processes / 結晶和精餾的耦合過程 / 828 
Example 18-9. Hybrid Crystallization-Distillation Process / 例題 18-9. 結晶-精餾耦合過程 / 830 
18.10　Predictions / 預測 / 833 
18.10.1　Epitaph for Column Suspension Melt Crystallization Systems / 柱式懸浮熔融結晶系統的謝幕 / 833 
18.10.2　The Future of Static Solid-Layer Melt Crystallization / 靜態固相層熔融結晶的發展趨勢 / 834 
References / 參考文獻 / 834 
Problems / 習題 / 836

第19章　Introduction to Membrane Separation Processes 
    膜分離過程簡介	841
19.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 844 
19.1　Membrane Separation Equipment / 膜分離設備 / 844 
19.2　Membrane Concepts / 膜概念 / 847 
19.3　Gas Permeation (GP) / 氣體滲透 / 850 
19.3.1　GP of Binary Mixtures / 二元混合氣的滲透 / 851 
19.3.2　Binary Permeation in Perfectly Mixed Systems / 理想混合體系中的二元滲透 / 853 
Example 19-1. Well-Mixed GP—Sequential, Analytical Solution / 例題19-1. 充分混合氣體滲透—序貫分析求解 / 856
Example 19-2. Well-Mixed GP—Simultaneous Solutions / 例題 19-2. 充分混合氣體滲透—同步求解 / 857
19.3.3　Multicomponent Permeation in Perfectly Mixed Systems / 理想混合體系中的多組分滲透 / 861
Example 19-3. Multicomponent, Perfectly Mixed GP / 例題19-3. 多組分理想混合氣體的滲透 / 862
19.3.4　Effect of Pores and Holes in Membrane / 膜中孔道和孔洞的影響 / 863 
Example 19-4. Effect of Holes / 例題 19-4. 孔洞的影響 / 864 
19.4　Osmosis and Reverse Osmosis (RO) / 滲透和反滲透 / 865	
19.4.1　Analysis of Osmosis / 滲透過程分析 / 866 
19.4.2　Analysis of RO / 反滲透過程分析 / 868 
19.4.3　RO in Well-Mixed Modules / 均質模塊中的反滲透 / 870 
Example 19-5. Determination of RO Membrane Properties / 例題 19-5. 反滲透膜性能測定 / 871 
Example 19-6. RO without Concentration Polarization / 例題 19-6. 無濃差極化的反滲透 / 873 
19.4.4　Mass Transfer Analysis of Concentration Polarization / 濃差極化的傳質分析 / 874 
Example 19-7. RO with Concentration Polarization / 例題 19-7. 有濃差極化的反滲透 / 876
Example 19-8. Prediction of RO Performance with Concentration Polarization / 例題 19-8. 有濃差極化的反滲透性能預測 / 878
19.4.5　Forward Osmosis (FO) / 正向滲透 / 879 
19.5　Ultrafiltration (UF)` / 超濾 / 881 
19.5.1　UF Membranes and Basic Equations / 超濾膜和基本方程 / 882 
19.5.2　Gel Formation in UF / 超濾中的凝膠形成 / 884 
Example 19-9. UF with Gel Formation / 例題 19-9. 產生凝膠的超濾 / 885
19.5.3　UF Operating Methods / 超濾操作方法 / 886 
19.5.4　Microfiltration (MF) / 微濾 / 887 
Example 19-10. Part I. MF with Small Particles / 例題 19-10. Part I. 含小顆粒的微濾 / 888
Example 19-10. Part II. MF with Particles > 1.0 μm / 例題 19-10. Part II. 大于1?m顆粒的微濾 / 889
19.5.5　Tricky Units / 棘手的單位 / 890 
19.6　Pervaporation / 滲透汽化 / 891 
19.6.1　Pervaporation Basics / 滲透汽化基礎 / 891 
19.6.2　Pervaporation Design Using Experimental Data / 使用實驗數據的滲透汽化設計 / 894 
Example 19-11. Part I. Pervap—Feasibility Calculation / 例題 19-11. Part I. 滲透汽化—可行性計算 / 896
Example 19-11. Part II. Development of A Feasible Design / 例題 19-11. Part II. 建立可行的滲透汽化過程 / 897
19.6.3　Theoretical Analysis and Design of Pervaporation Systems / 滲透汽化系統的理論分析與設計 / 898
Example 19-12. Analysis of Pervaporation Data / 例題 19-12. 滲透汽化數據分析 / 899
19.7　Bulk Flow Pattern Effects / 主體流型效應 / 902 
Example 19-13. Flow Pattern Effects in GP / 例題 19-13. 氣體滲透中的流型效應 / 902
19.7.1　Binary Crossflow Permeation / 二元錯流滲透 / 903 
19.7.2　Binary Cocurrent and Countercurrent Permeation / 二元并流和逆流滲透 / 905 
References / 參考文獻 / 905 
Problems / 習題 / 907 
Appendix A. Spreadsheet for Crossflow GP / 附錄 A. 用于錯流氣體滲透計算的電子表格 / 918

第20章　Introduction to Adsorption, Chromatography, and Ion Exchange 
    吸附、色譜和離子交換簡介	923
20.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 924 
20.1　Adsorbents and Adsorption Equilibrium / 吸附劑和吸附平衡 / 924 
20.1.1　Definitions / 定義 / 924 
20.1.2　Adsorbent Types / 吸附劑類型 / 926 
20.1.3　Adsorption Equilibrium Behavior / 吸附平衡行為 / 929 
Example 20-1. Adsorption Equilibrium / 例題 20-1. 吸附平衡 / 932 
20.2　Solute Movement Analysis for Linear Systems： Basics and Applications to Chromatography / 線性吸附的溶質遷移分析：色譜的基礎和應用 / 935 
20.2.1　Movement of Solute in a Column / 溶質在床層內的遷移 / 935 
20.2.2　Solute Movement Theory for Linear Isotherms / 線性等溫吸附下的溶質遷移理論 / 937
20.2.3　Application of Linear Solute Movement Theory to Purge Cycles and Elution Chromatography / 線性溶質遷移理論在吹掃循環和洗脫色譜中的應用 / 938 
Example 20-2. Linear Solute Movement Analysis of Elution Chromatography / 例題 20-2. 洗脫色譜的線性溶質遷移分析 / 939 
20.3　Solute Movement Analysis for Linear Systems： Temperature and Pressure Swing Adsorption and Simulated Moving Beds / 線性系統的溶質遷移分析：變溫/變壓吸附和模擬移動床 / 942 
20.3.1　Temperature Swing Adsorption / 變溫吸附 / 942 
Example 20-3. Thermal Regeneration with Linear Isotherm / 例題 20-3. 線性等溫吸附下的熱再生 / 945
20.3.2　Pressure Swing Adsorption / 變壓吸附 / 950 
Example 20-4. PSA System / 例題 20-4. 變壓吸附案例 / 952 
20.3.3　Simulated Moving Beds / 模擬移動床 / 957 
Example 20-5. SMB System / 例題 20-5. 模擬移動床案例 / 960 
20.4　Nonlinear Solute Movement Analysis / 非線性溶質遷移分析 / 963 
20.4.1　Diffuse Waves / 擴散波 / 963 
Example 20-6. Diffuse Wave / 例題 20-6. 擴散波 / 964 
20.4.2　Shock Waves / 沖擊波 / 966 
Example 20-7. Self-sharpening Shock Wave / 例題 20-7. 自銳化沖擊波 / 968 
20.5　Ion Exchange / 離子交換 / 970 
20.5.1　Ion-Exchange Equilibrium / 離子交換平衡 / 972 
20.5.2　Movement of Ions / 離子運動 / 974 
Example 20-8. Ion Movement for Divalent-Monovalent Exchange / 例題 20-8. 二價-單價交換的離子運動 / 975 
References / 參考文獻 / 978 
Problems / 習題 / 980 

第21章　Mass Transfer Analysis of Adsorption, Chromatography, and Ion Exchange 
    吸附、色譜和離子交換的傳質分析	991
21.0　Summary—Objectives / 概要與教學目標 / 991 
21.1　Mass and Energy Transfer in Packed Beds / 填充床的質量和能量傳遞 / 991 
21.1.1　Mass Transfer and Diffusion / 傳質與擴散 / 992 
21.1.2　Column Mass Balances / 床層質量衡算 / 994 
21.1.3　Lumped Parameter Mass Transfer / 集總傳質參數 / 994 
21.1.4　Energy Balances and Heat Transfer / 能量衡算與傳熱 / 998 
21.1.5　Derivation of Solute Movement Theory / 溶質遷移理論的推導 / 999 
21.1.6　Detailed Simulators / 相關仿真軟件/ 1000 
21.2　Mass Transfer Solutions for Linear Systems / 線性吸附下的傳質解 / 1000 
21.2.1　Lapidus and Amundson Solution for Local Equilibrium with Dispersion in Liquids / 拉皮德斯和阿蒙森關于液體局部擴散平衡的解 / 1000 
21.2.2　Superposition in Linear Systems / 線性系統中的疊加 / 1002 
Example 21-1. Lapidus and Amundson Solution for Elution / 例題 21-1. 洗脫過程的拉皮德斯和阿蒙森解 / 1003
21.2.3　Linear Chromatography / 線性色譜 / 1004 
Example 21-2. Determination of Linear Isotherm Parameters, N, and Resolution for Linear Chromatography / 例題 21-2. 線性等溫線參數N的測定和線性色譜的分離度/ 1006
21.3　Nonlinear Systems / 非線性吸附體系 / 1008 
21.3.1　Constant Pattern Analysis / 恒定模式分析 / 1008 
Example 21-3. Development of Constant Pattern Solution / 例題 21-3. 恒定模式解的推導 / 1010 
Example 21-4. Constant Pattern Calculation / 例題 21-4. 恒定模式計算 / 1011 
21.3.2　Length of Unused Bed Approach for Constant Patterns / 恒定模式下的未用床層高度 / 1013 
21.3.3　Scaling LUB and Constant Pattern Systems / 恒定模式下未用床層高度的放大 / 1015 
Example 21-5. Scaling LUB Approach with Pore Diffusion Control / 例題 21-5. 孔擴散控制的未用床層高度放大方法 / 1016 
21.3.4　Data Mining Breakthrough Experiments / 數據挖掘穿透實驗 / 1018 
21.3.5　Review of Proportional Pattern Options / 比例模式選項的回顧 / 1019 
21.4　Checklist for Practical Design and Operation / 實用設計與運行檢查清單 / 1019 
References / 參考文獻 / 1021 
Problems / 習題 / 1022 
Appendix. Aspen Chromatography Simulator / 附錄. Aspen 色譜模擬 / 1030 
Lab AC1. Introduction to Aspen Chromatography / 實驗 AC1. Aspen 色譜介紹 / 1031 
Lab AC2. Convergence for Linear Isotherms / 實驗 AC2. 線性等溫線的收斂 / 1035 
Lab AC3. Convergence for Nonlinear Isotherms / 實驗 AC3. 非線性等溫線的收斂 / 1036 
Lab AC4. Cycle Organizer / 實驗 AC4. 循環管理器 / 1038
Lab AC5. Flow Reversal/ 實驗 AC5. 回流 / 1041 
Lab AC6. Ion Exchange / 實驗 AC6. 離子交換 / 1045 
Lab AC7. SMB and TMB / 實驗 AC7. 模擬移動床和真實移動床 / 1048 
Lab AC8. Thermal Systems / 實驗 AC8. 變溫體系 / 1051 

Answers to Selected Problems
答案	1057