Fundamental Concepts and Computations in Chemical Engineering

Vivek P. Utgikar, Pearson, Boston, MA, 2017. ISBN-13: 978-0-13-459394-4

Table of Contents

Preface xiii

Acknowledgments xvii

About the Author xix

Chapter 1: The Chemical Engineering Profession                                    1

                1.1 Engineering and Engineers                                                      2

                1.2 Engineering Disciplines                                                            8

                1.3 Defining Chemical Engineering                                              12

                1.4 Roles and Responsibilities of a Chemical Engineer               14

                1.5 Employment of Chemical Engineers                                      19

                1.6 Summary                                                                                22

Chapter 2: Chemical and Allied Industries                                              27

                2.1 Classification of Industries                                                     27

                2.2 The Chemical Industry                                                           29

                2.3 Related Industries                                                                  34

                2.4 Top 50 Chemical Companies                                                 36

                2.5 Important Chemical Products                                                 40

               2.6 Characteristics of Chemical Industries                                    50

               2.7 Summary                                                                                 53

Chapter 3: Making of a Chemical Engineer                                             57

              3.1 A Chemical Process Plant: Synthesis of Ammonia                  57

              3.2 Responsibilities and Functions of a Chemical Engineer          61

             3.3 Chemical Engineering Curriculum                                            63

             3.4 Summary                                                                                  87

Chapter 4: Introduction to Computations in Chemical Engineering    91

            4.1 Nature of Chemical Engineering Computational Problems       91

            4.2 Solution Algorithms                                                                 102

            4.3 Computational Tools—Machines and Software                      107

            4.4 Summary                                                                                 113

Chapter 5: Computations in Fluid Flow                                                117

            5.1 Qualitative Description of Flow in Conduits                            117

            5.2 Quantitative Analysis of Fluid Flow                                        119

            5.3 Basic Computational Problems                                              124

            5.4 Summary                                                                               140

Chapter 6: Material Balance Computations                                        143

            6.1 Quantitative Principles of Material Balance                          143

            6.2 Material Balances in Nonreacting Systems                          146

            6.3 Material Balances in Reacting Systems                               151

            6.4 Material Balances over Multiple Process Units                    159

            6.5 Summary                                                                             163

Chapter 7: Energy Balance Computations                                        167

            7.1 Quantitative Principles of Energy Balance                          167

            7.2 Basic Energy Balance Problems                                         175

            7.3 Summary                                                                             186

Chapter 8: Computations in Chemical Engineering                        191
                  Thermodynamics

            8.1 Fundamental Concepts of Thermodynamics                      192

            8.2 Basic Computational Problems                                           204

            8.3 Summary                                                                             211

Chapter 9: Computations in Chemical Engineering Kinetics         217

            9.1 Fundamental Concepts of Chemical Engineering              218
                  Kinetics

            9.2 Basic Computational Problems                                          229

            9.3 Summary                                                                            240

Epilogue                                                                                              245

Appendix A: Introduction to Mathematical    247
                    Software Packages


Appendix B: Computations Using Process  259 
                    Simulation Software

Index                                                                                                     273