化學(xué)反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備

前言

　　隨著全國(guó)職業(yè)教育工作會(huì)議的召開(kāi)和各省市貫徹落實(shí)全教會(huì)精神，我國(guó)的職業(yè)技術(shù)教育特別是高等職業(yè)技術(shù)教育的發(fā)展非常迅猛。如何辦出高職高專(zhuān)教育的特色，教材建設(shè)工作是重中之熏。由于工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，行業(yè)的交叉滲透，生物化工、精細(xì)化工、醫(yī)藥化工、石油化工、有機(jī)化工、無(wú)機(jī)化工、新材料化工、煤化工、冶金化工等出現(xiàn)了許多新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝和新方法而追蹤化工生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的教材嚴(yán)重缺乏?！痘瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備：反應(yīng)器選擇、設(shè)計(jì)和操作(第2版)》是根據(jù)教育部《關(guān)于加強(qiáng)高職高專(zhuān)教育人才培養(yǎng)工作的意見(jiàn)》以及教材建設(shè)的有關(guān)精神，以技術(shù)應(yīng)用為目的，具有更強(qiáng)的針對(duì)性、實(shí)踐性、實(shí)用性和先進(jìn)性的原則，以培養(yǎng)生產(chǎn)、服務(wù)、管理一線(xiàn)的高級(jí)應(yīng)用性技術(shù)人才為目標(biāo)，由全國(guó)高等職業(yè)教育化工工藝類(lèi)專(zhuān)業(yè)材料編審委員會(huì)組織，按化工工藝類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程基本要求而編寫(xiě)　　針對(duì)高等職業(yè)教育培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性人才的教育特點(diǎn)，《化學(xué)反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備：反應(yīng)器選擇、設(shè)計(jì)和操作(第2版)》力求避免繁瑣的數(shù)學(xué)描述，著重基本概念、基本理論和技術(shù)應(yīng)用的闡述。反應(yīng)設(shè)備計(jì)算基礎(chǔ)既反應(yīng)過(guò)程分析部分，著重講述宏觀(guān)動(dòng)力學(xué)以及各類(lèi)反應(yīng)的不同特點(diǎn)對(duì)工業(yè)反應(yīng)器提出的要求，強(qiáng)調(diào)工程觀(guān)念，突出研究方法，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。反應(yīng)設(shè)備部分，除了介紹反應(yīng)器的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、工業(yè)應(yīng)用，對(duì)學(xué)生進(jìn)行初步工藝計(jì)算能力的訓(xùn)練之外，更增加了各種常見(jiàn)反應(yīng)器的日常運(yùn)行和操作內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐技能培養(yǎng)，使學(xué)生走上崗位后能更快地適應(yīng)實(shí)際操作和技術(shù)使用工作。《化學(xué)反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備：反應(yīng)器選擇、設(shè)計(jì)和操作(第2版)》配有相應(yīng)的例題、復(fù)習(xí)思考題和習(xí)題，特別是在各章節(jié)中設(shè)置了查閱資料、開(kāi)拓知識(shí)面的研究性練習(xí)題，力求概念清晰，理論聯(lián)系實(shí)際，使之思路開(kāi)闊，學(xué)以致用　　各院校在教學(xué)過(guò)程中，可根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)要求、授課狂數(shù)，并結(jié)合本地區(qū)生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用實(shí)際以及學(xué)生實(shí)際水平等對(duì)教材的內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)性的選取　　本教材由常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院陳炳和、泰山醫(yī)學(xué)院工程學(xué)院許寧主編，吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院趙杰民主審。緒論、第一章、第三章由陳炳和編寫(xiě)；第二章、第四章第三節(jié)、第六章由許寧編寫(xiě)；第四章第一節(jié)、第二節(jié)、第五章以及復(fù)習(xí)思考題、習(xí)題由常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院陸敏編寫(xiě)。編寫(xiě)過(guò)程中得到了化學(xué)工業(yè)出版社及各編者所在單位的大力支持，在此對(duì)他們的無(wú)私相助表示衷心感謝　　《化學(xué)反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備：反應(yīng)器選擇、設(shè)計(jì)和操作(第2版)》在編寫(xiě)模式、內(nèi)容編排等方面做了新的嘗試。由于學(xué)術(shù)水平、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，加之時(shí)間倉(cāng)促，教材中的不妥和錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者提出批評(píng)、建議和改進(jìn)意見(jiàn)。

內(nèi)容概要

本書(shū)是普通高等職業(yè)教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。     本書(shū)根據(jù)化工技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)。     全書(shū)共三部分，包括反應(yīng)器選擇、反應(yīng)器設(shè)計(jì)和優(yōu)化、反應(yīng)器操作與控制。本書(shū)通過(guò)化工生產(chǎn)中反應(yīng)器選擇、設(shè)計(jì)、操作和控制的實(shí)際工作過(guò)程揭示工業(yè)反應(yīng)器的共同規(guī)律，較第一版增加了反應(yīng)器的操作和控制、反應(yīng)器常見(jiàn)異?，F(xiàn)象、產(chǎn)生原因和處理方法、反應(yīng)器日常運(yùn)行和維護(hù)要點(diǎn)等內(nèi)容，體現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。     本書(shū)可作為化工技術(shù)類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)（無(wú)機(jī)化工、有機(jī)化工、精細(xì)化工、高分子化工、石油加工、生物化工、制藥化工、環(huán)保工程等）的高等職業(yè)教育教材，也可供有關(guān)部門(mén)的科研及生產(chǎn)一線(xiàn)技術(shù)人員閱讀參考，同時(shí)也可供企業(yè)職工培訓(xùn)使用。

書(shū)籍目錄

項(xiàng)目1　反應(yīng)器選擇　教學(xué)目標(biāo)　專(zhuān)業(yè)能力目標(biāo)　知識(shí)目標(biāo)　方法能力目標(biāo)　社會(huì)能力目標(biāo)　工作任務(wù)　任務(wù)1　均相反應(yīng)器的選擇　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論　　　一、攪拌釜式反應(yīng)器的應(yīng)用與分類(lèi)　　　二、攪拌釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)　　　三、管式反應(yīng)器的應(yīng)用與分類(lèi)　　　四、管式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)　　　五、均相反應(yīng)器的選擇  　拓展知識(shí)　任務(wù)2　氣固相反應(yīng)器的選擇　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論　　　一、固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)　　　二、流化床反應(yīng)器的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)　　　三、氣固相催化反應(yīng)器的選擇　任務(wù)3　氣液相反應(yīng)器的選擇　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論　　　一、氣液相反應(yīng)器種類(lèi)和工業(yè)應(yīng)用　　　二、鼓泡塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu)　　　三、填料塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu)　　　四、氣液相反應(yīng)器的選擇　　拓展知識(shí)項(xiàng)目2　反應(yīng)器設(shè)計(jì)和優(yōu)化　教學(xué)目標(biāo)　專(zhuān)業(yè)能力目標(biāo)　知識(shí)目標(biāo)　方法能力目標(biāo)　社會(huì)能力目標(biāo)　工作任務(wù)　任務(wù)1　間歇操作釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)　　工作任務(wù)　　預(yù)備知識(shí)　　　一、反應(yīng)器流動(dòng)模型　　　二、均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)　　技術(shù)理論　　　三、反應(yīng)器計(jì)算的基本內(nèi)容和基本方程　　　四、間歇操作釜式反應(yīng)器體積和數(shù)量計(jì)算　　　五、間歇操作釜式反應(yīng)器的動(dòng)力學(xué)計(jì)算法　　　六、間歇操作釜式反應(yīng)器直徑和高度的計(jì)算　　　七、設(shè)備之間的平衡　任務(wù)2　連續(xù)操作釜式反應(yīng)器的計(jì)算　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論　　　一、單個(gè)連續(xù)操作釜式反應(yīng)器的計(jì)算　　　二、多個(gè)串聯(lián)連續(xù)操作釜式反應(yīng)器的計(jì)算　　拓展知識(shí)　任務(wù)3　釜式反應(yīng)器配套設(shè)施的設(shè)計(jì)與選擇　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論　　　一、攪拌裝置的設(shè)計(jì)與選擇　　　二、釜式反應(yīng)器換熱裝置的設(shè)計(jì)與選擇　　拓展知識(shí)　任務(wù)4　連續(xù)操作管式反應(yīng)器的計(jì)算　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論　　　一、基礎(chǔ)計(jì)算方程式　　　二、恒溫恒容管式反應(yīng)器的計(jì)算　　　三、恒溫變?nèi)莨苁椒磻?yīng)器的計(jì)算　　　四、絕熱連續(xù)操作管式反應(yīng)器的計(jì)算　任務(wù)5　反應(yīng)器計(jì)算與操作優(yōu)化　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論　　　一、簡(jiǎn)單反應(yīng)的反應(yīng)器生產(chǎn)能力的比較　　　二、復(fù)雜反應(yīng)的選擇性比較　任務(wù)6　固定床反應(yīng)器設(shè)計(jì)　　工作任務(wù)　　預(yù)備知識(shí)　　　一、固體催化劑基礎(chǔ)知識(shí)　　　二、氣固相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)　　技術(shù)理論　　　三、固定床反應(yīng)器計(jì)算　任務(wù)7　流化床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論　　　一、流態(tài)化基本概念　　　二、流化床反應(yīng)器中的傳質(zhì)　　　三、流化床反應(yīng)器中的傳熱　　　四、流化床反應(yīng)器的工藝計(jì)算　任務(wù)8　鼓泡塔反應(yīng)器設(shè)計(jì)　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論　　　一、氣液相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)　　　二、鼓泡塔的傳遞特性　　　三、鼓泡塔反應(yīng)器的計(jì)算　任務(wù)9　填料塔反應(yīng)器設(shè)計(jì)　　工作任務(wù)　　技術(shù)理論項(xiàng)目3　反應(yīng)器操作與控制　……思考與復(fù)習(xí)本書(shū)符號(hào)說(shuō)明參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　項(xiàng)目1　反應(yīng)器選擇　　任務(wù)1　均相反應(yīng)器的選擇　　技術(shù)理論　　一、攪拌釜式反應(yīng)器的應(yīng)用與分類(lèi)　　一、固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)　?。ㄒ唬┕潭ù卜磻?yīng)器的特點(diǎn)　　凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體物料形成的床層面進(jìn)行反應(yīng)的設(shè)備都稱(chēng)為固定床反應(yīng)器，其中尤以利用氣態(tài)的反應(yīng)物料通過(guò)由固體催化劑構(gòu)成的床層進(jìn)行反應(yīng)的氣固相催化反應(yīng)器在化工生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。氣固相固定床催化反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)較多，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面?！　、僭谏a(chǎn)操作中，除床層極薄和氣體流速很低的特殊情況外，床層內(nèi)氣體的流動(dòng)皆可看成是理想置換流動(dòng)，因此在化學(xué)反應(yīng)速率較快、在完成同樣生產(chǎn)能力時(shí)所需要的催化劑用量和反應(yīng)器體積較小。　?、跉怏w停留時(shí)間可以嚴(yán)格控制，溫度分布可以調(diào)節(jié)，因而有利于提高化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性?！　、鄞呋瘎┎灰啄p，可以較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用?！　、苓m宜于在高溫、高壓條件下操作。　　由于固體催化劑在床層中靜止不動(dòng)，相應(yīng)、產(chǎn)生一些缺陷?！　、俅呋瘎┹d體往往導(dǎo)熱性不良，氣體流速受壓降限制又不能太大，則造成床層中傳熱性能較差，也給溫度控制帶來(lái)困難。對(duì)于放熱反應(yīng)，在換熱式反應(yīng)器的入口處，因?yàn)榉磻?yīng)物濃度較高，反應(yīng)速率較快，放出的熱量往往來(lái)不及移走，而使物料溫度升高，這又促使反應(yīng)以更快的速率進(jìn)行，放出更多的熱量，物料溫度繼續(xù)升高，直到反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減慢，傳熱速率超過(guò)了反應(yīng)放熱速率時(shí)，溫度才逐漸下降。所以在放熱反應(yīng)時(shí)，通常在換熱式反應(yīng)器的軸向存在一個(gè)最高的溫度點(diǎn)，稱(chēng)為“熱點(diǎn)”。如設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)，則在強(qiáng)放熱反應(yīng)時(shí)，床內(nèi)熱點(diǎn)溫度會(huì)超過(guò)工藝允許的最高溫度，甚至失去控制而出現(xiàn)“飛溫”。此時(shí)，反應(yīng)的選擇性、催化劑的活性和壽命、設(shè)備的強(qiáng)度等均極不利。

編輯推薦

　　《化學(xué)反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備：反應(yīng)器選擇、設(shè)計(jì)和操作(第2版)》第一版為教育部高職高專(zhuān)規(guī)劃教材，第八屆中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)。

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