化學反應(yīng)工程

前言

　　在20世紀90年代以前，我國高等教育是“精英教育”，隨著高校的擴招，我國高等教育逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娀逃??！笆晃濉睍r期，我國高等教育的毛入學率將達到25％左右，如果大學的人才培養(yǎng)仍然按照“精英教育”模式進行，其結(jié)果：一是有些不擅長于邏輯思維的學生學不到感興趣的知識而造成教育資源浪費；二是培養(yǎng)了遠大于社會需要的眾多的研究型人才，導致培養(yǎng)出的人才不能滿足社會的需要。要解決這一問題，高等教育模式必須進行改革。社會更需要的是應(yīng)用型教育，經(jīng)濟建設(shè)更需要的是應(yīng)用型人才。因此，應(yīng)用型本科教育是高等教育由“精英教育”向“大眾化教育”轉(zhuǎn)變的必由之路?！　?yīng)用型本科教育的特點在于應(yīng)用，在人才培養(yǎng)過程中傳授知識的目的是應(yīng)用而不是知識本身。這就需要應(yīng)用型本科教育更加注重實際工作能力的培養(yǎng)，使學生的潛能得到極大發(fā)揮，滿足職業(yè)崗位需要?！　≡?1世紀，作為關(guān)系國民經(jīng)濟發(fā)展的重要工程學科之一，化學工程與工藝專業(yè)的教育觀念也急需根據(jù)學科的發(fā)展和社會對應(yīng)用型本科人才的需要進行轉(zhuǎn)變：　　1.從狹窄的專業(yè)工程教育觀念轉(zhuǎn)向“大工程”教育觀念，樹立“大工程教育觀”（大工程觀是指以整合的、系統(tǒng)的、再循環(huán)的視角看待大規(guī)模復雜系統(tǒng)的思想）；　　2.從繼承性教育觀念轉(zhuǎn)向創(chuàng)新性教育觀念，樹立.“創(chuàng)新性工程教育觀”；　　3.從知識傳授型教育觀念轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育觀念，樹立“工程素質(zhì)教育觀”；　　4.從注重共性的教育觀念轉(zhuǎn)向特色教育觀念，樹立“多元化工程教育觀”；　　5.從本土教育觀念轉(zhuǎn)向國際化教育觀念，樹立“國際化工程教育觀”。　　教育模式和教育觀念的轉(zhuǎn)變和改革，最終都要落實在教學內(nèi)容的改革上。因此，教育部高等學校化學工程與工藝專業(yè)教學指導分委員會和化學工業(yè)出版社組織編寫和出版了這套適合應(yīng)用型本科教育、突出工程特色的新型教材。希望本套教材的出版能夠為培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實、專業(yè)口徑寬、工程能力強、綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強的化工應(yīng)用型人才提供教學支持。

內(nèi)容概要

　　注重了貫穿始終的反應(yīng)動力學與反應(yīng)過程和反應(yīng)器形式的有機結(jié)合，詳細介紹了各種反應(yīng)動力學方程的實驗測定方法、特征以及在特定反應(yīng)器中的具體應(yīng)用?！痘瘜W反應(yīng)工程》共分10章，包括緒論、均相反應(yīng)動力學、理想流動均相反應(yīng)器設(shè)計、非理想流動反應(yīng)器設(shè)計、氣一固相催化反應(yīng)動力學、氣一固相催化反應(yīng)器設(shè)計、氣一液及氣一液一固相反應(yīng)器設(shè)計、聚合反應(yīng)及反應(yīng)器設(shè)計、生化反應(yīng)及反應(yīng)器設(shè)計、化學反應(yīng)工程新進展。在各章開頭設(shè)有核心內(nèi)容提示，并于各章后附有重要內(nèi)容小結(jié)，內(nèi)容清晰，重點突出；書中列有較多實用的例題和習題，便于讀者使用?！　　痘瘜W反應(yīng)工程》可作為高等學校化學工程與工藝和高分子化工等專業(yè)本科教材，還可供各類相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員、科研人員參考。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 化學反應(yīng)工程研究的對象和任務(wù)1.1.1 研究對象1.1.2 任務(wù)1.2 化學反應(yīng)工程的影響因素和研究方法1.2.1 影響因素1.2.2 研究方法1.3 化學反應(yīng)及反應(yīng)器分類1.3.1 化學反應(yīng)分類1.3.2 反應(yīng)器分類第2章 均相反應(yīng)動力學2.1 化學計量學2.1.1 反應(yīng)進度、轉(zhuǎn)化率及膨脹因子2.1 2復雜反應(yīng)的選擇性和收率2.2 化學反應(yīng)速率2.2.1 反應(yīng)速率定義及表示方式2.2.2 機理速率方程的確定2.2.3 經(jīng)驗速率方程的確定2.3 恒溫反應(yīng)過程速率方程的確定2.3.1 動力學方程的微分和積分形式2.3.2 用積分法求動力學方程參數(shù)2.3.3 用微分法求動力學方程參數(shù)2.3.4 最小二乘法2.3.5 孤立法（過量濃度法）2.4 反應(yīng)速率與反應(yīng)溫度的關(guān)系2.4.1 反應(yīng)速率與反應(yīng)溫度的函數(shù)關(guān)系2.4.2 實驗測定活化能、頻率因子的方法本章重要內(nèi)容小結(jié)習題第3章 理想流動均相反應(yīng)器設(shè)計3.1 間歇釜式反應(yīng)器3.1.1 間歇釜的一般設(shè)計方程3.1.2 等溫等容過程3.1.3 間歇釜的熱量衡算3.2 穩(wěn)態(tài)全混流反應(yīng)器3.2.1 全混釜的一般設(shè)計方程3.2.2 簡單反應(yīng)單個全混釜設(shè)計3.2.3 復雜反應(yīng)單個全混釜設(shè)計3.2.4 簡單反應(yīng)多釜串聯(lián)3.2.5 復雜反應(yīng)多釜串聯(lián)3.2.6 全混流反應(yīng)器的熱量計算3.3 平推流管式反應(yīng)器3.3.1 一般設(shè)計計算方程3.3.2 簡單反應(yīng)等溫恒容過程3.3.3 簡單反應(yīng)等溫變?nèi)葸^程3.3.4 復雜反應(yīng)等溫恒容過程3.3.5 復雜反應(yīng)的變?nèi)葸^程3.3.6 變溫過程3.4 反應(yīng)器類型、操作方式及過程優(yōu)化3.4.1 反應(yīng)器類型及操作方式比較3.4.2 組合反應(yīng)器的特點3.4.3 復雜反應(yīng)過程的優(yōu)化本章重要內(nèi)容小結(jié)習題第4章 非理想流動反應(yīng)器設(shè)計4.1 流體停留時間分布函數(shù)和分布密度函數(shù)4.1.1 停留時間分布的定量描述4.1.2 RTD的實驗測定4.2 RTD數(shù)字特征及無量綱化4.2.1 平均停留時間與方差4.2.2 以對比時間為自變量的停留時間分布4.2.3 兩種停留時間分布規(guī)律之間的相互關(guān)系4.3 理想流動模型4.3.1 平推流模型4.3.2 全混流模型4.4 非理想流動模型4.4.1 多釜串聯(lián)模型4.4.2 軸向擴散模型4.5 非理想流動反應(yīng)器設(shè)計4.5.1 直接用RTD數(shù)據(jù)計算一級反應(yīng)轉(zhuǎn)化率4.5.2 用軸向擴散模型計算反應(yīng)器4.5.3 用多釜串聯(lián)模型計算反應(yīng)器4.6 混合質(zhì)量對反應(yīng)的影響4.6.1 微觀混合與宏觀混合4.6.2 微觀混合和宏觀混合對化學反應(yīng)的影響本章重要內(nèi)容小結(jié)習題第5章 氣一固相催化反應(yīng)動力學5.1 氣一固相催化反應(yīng)5.1.1 氣一固相催化反應(yīng)概述5.1.2 固體催化劑的表面積、外表面積和內(nèi)表面積5.1.3 氣一固相催化反應(yīng)過程5.2 氣一固相催化反應(yīng)本征動力學5.2.1 本征動力學過程速率方程5.2.2 吸附等溫方程5.2.3 不同控制過程的本征動力學方程5.3 氣一固相催化反應(yīng)宏觀動力學5.3.1 氣體在固體催化劑顆粒內(nèi)的擴散及其濃度與溫度分布5.3.2 內(nèi)擴散有效因子與宏觀反應(yīng)速率5.3.3 外擴散有效因子與達姆科勒數(shù)5.3.4 內(nèi)擴散有效因子解析解與西勒模數(shù)5.3.5 非等溫球形催化劑一級不可逆反應(yīng)的內(nèi)擴散有效因子5.3.6 內(nèi)擴散有效因子對復雜反應(yīng)選擇性的影響本章重要內(nèi)容小結(jié)習題第6章 氣-固相催化反應(yīng)器設(shè)計6.1 固定床反應(yīng)器的類型6.1.1 絕熱式固定床催化反應(yīng)器6.1.2 連續(xù)換熱式固定床催化反應(yīng)器6.2 催化劑顆粒特性和固定床流動特性6.2.1 催化劑顆粒直徑與形狀系數(shù)6.2.2 床層空隙率及壓力降6.3 固定床反應(yīng)器設(shè)計6.3.1 經(jīng)驗或半經(jīng)驗方法6.3.2 數(shù)學模型法6.4 氣固流化床反應(yīng)器6.4.1 流態(tài)化現(xiàn)象6.4.2 流態(tài)化特征參數(shù)6.4.3 流化床的優(yōu)缺點6.4.4 流化床反應(yīng)器的分類6.4.5 流化床反應(yīng)器的工業(yè)應(yīng)用本章重要內(nèi)容小結(jié)習題第7章 氣.液及氣.液.固相反應(yīng)器設(shè)計7.1 氣一液反應(yīng)器的類型7.2 氣一液反應(yīng)的特點7.3 化學反應(yīng)對氣一液傳質(zhì)的影響7.4 氣一液反應(yīng)宏觀動力學7.4.1 一級不可逆反應(yīng)7.4.2 不可逆瞬間反應(yīng)7.4.3 二級不可逆反應(yīng)7.5 氣一液反應(yīng)器選型和設(shè)計7.5.1 氣一液反應(yīng)器的選型原則7.5.2 氣一液反應(yīng)器設(shè)計7.6 氣一液一固三相反應(yīng)器的型式和特點7.6.1 氣一液一固三相催化反應(yīng)器的型式7.6.2 三相催化反應(yīng)宏觀動力學7.6.3 三相反應(yīng)器設(shè)計本章重要內(nèi)容小結(jié)習題第8章 聚合反應(yīng)及反應(yīng)器設(shè)計8.1 聚合反應(yīng)工程概述8.1.1 聚合反應(yīng)特點8.1.2 聚合反應(yīng)器的特點8.1.3 聚合反應(yīng)器的選擇原則8.2 聚合物的評價指標8.2.1 聚合物的平均分子量8.2.2 聚合物的平均聚合度8.2.3 分子量（聚合度）分布8.3 聚合反應(yīng)過程的動力學分析8.3.1 聚合反應(yīng)分類8.3.2 自由基均聚反應(yīng)過程動力學分析8.3.3 縮聚反應(yīng)過程動力學分析8.4 聚合反應(yīng)器的設(shè)計8.4.1 設(shè)計數(shù)據(jù)8.4.2 聚合釜體積計算8.4.3 攪拌聚合釜的傳熱分析與計算本章重要內(nèi)容小結(jié)習題第9章 生化反應(yīng)及反應(yīng)器設(shè)計9.1 生物化學工程概述9.1.1 生化反應(yīng)過程的特點9.1.2 生化反應(yīng)器的類型9.1.3 生化工程研究的內(nèi)容9.2 酶催化反應(yīng)動力學9.2.1 酶催化反應(yīng)的基本特征9.2.2 單底物酶催化反應(yīng)動力學9.2.3 有抑制作用的酶催化反應(yīng)動力學9.2.4 影響酶催化反應(yīng)的其他因素9.3 微生物反應(yīng)動力學9.3.1 微生物反應(yīng)過程計量學9.3.2 細胞生長動力學9.3.3 底物消耗動力學9.3.4 產(chǎn)物生成動力學9.3.5 氧的消耗速率9.4 生化反應(yīng)器設(shè)計方法9.4.1 間歇操作的反應(yīng)器9.4.2 全混流反應(yīng)器9.5 生化反應(yīng)器工程簡介本章重要內(nèi)容小結(jié)習題第10章 化學反應(yīng)工程新進展10.1 新型反應(yīng)器10.1.1 微反應(yīng)器10.1.2 整體式反應(yīng)器10.1.3 超重力（旋轉(zhuǎn)床）反應(yīng)器10.2 新型反應(yīng)介質(zhì)10.2.1 超臨界流體10.2.2 離子液體10.3 反應(yīng)過程的集成10.3.1 反應(yīng)和分離的過程耦合10.3.2 反應(yīng)和反應(yīng)的過程耦合10.3.3 反應(yīng)器的強制周期操作參考文獻

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