化學反應工程-第二版

內容概要

　　靳海波主編的《化學反應工程（第2版）》是化學反應工程的基礎教材，主要內容包括了均相反應動力學、理想反應器、非理想流動、催化劑與非均相反應動力學、固定床反應器、氣液反應過程與反應器以及流態(tài)化反應過程與反應器等。為了能夠更加接近化工生產實際過程，本書除了從教學需要出發(fā)安排若干基礎訓練的例題外，在部分章節(jié)中還有意安排了一些從設計實例中取材的大型例題，以期使學生通過這些例題的講解，了解工程設計的特點，掌握解決問題所常用的方法，學以致用。
　　《化學反應工程（第2版）》可作為高等院校石油化工、化工與制藥類專業(yè)教材，也可供化工領域中從事科研、設計和生產的科技人員參考。

書籍目錄

第一章　緒論
　1.1　化學反應工程學的發(fā)展過程與研究內容
　1.1.1　化學反應工程學的發(fā)展
　1.1.2　化學反應工程學的研究內容
　1.2　化學反應工程學的體系與研究方法
　1.2.1　化學反應工程學的體系
　1.2.2　化學反應工程學的研究方法
　1.2.3　反應技術的開發(fā)過程
　1.2.4　反應過程的放大程度和開發(fā)周期
　1.3　反應裝置與反應方法概述
　1.3.1　反應器的分類
　1.3.2　反應器的設計
第二章　均相反應動力學
　2.1　化學反應計量學
　2.1.1　化學反應計量式
　2.1.2　反應程度
　2.1.3　化學反應的轉化率、收率和選擇性
　2.2　化學反應速率
　2.2.1　反應物系組成的表示方法
　2.2.2　化學反應速率的表示方法
　2.3　反應速率方程
　2.3.1　均相單一反應的速率方程
　2.3.2　反應速率常數(shù)后
　2.3.3　溫度對不同類型單一反應速率的影響
　2.3.4　測定化學反應動力學數(shù)據(jù)的方法
　2.4　復合反應
　2.4.1　平行反應
　2.4.2　連串反應
　2.4.3　復合反應的收率與選擇性
　2.5　非恒容反應系統(tǒng)
　2.5.1　影響反應系統(tǒng)體積的因素
　2.5.2　非恒容系統(tǒng)中組分濃度的表示
　2.5.3　非恒容系統(tǒng)的動力學表達式
　習題
第三章　理想流動反應器中的均相反應過程
　3.1　概述
　3.1.1　反應器設計的任務
　3.1.2　反應器設計的模型化方法
　3.1.3　工業(yè)反應器的放大
　3.2　反應器的分類與流動狀態(tài)的理想化
　3.2.1　反應器的基本類型
　3.2.2　理想流動反應器
　3.2.3　流動反應器的空時、空速
　3.3　簡單反應器
　3.3.1　間歇反應器
　3.3.2　平推流反應器
　3.3.3　全混流反應器
　3.4　反應器的組合操作
　3.4.1　平推流反應器的串、并聯(lián)
　3.4.2　全混釜的串、并聯(lián)
　3.4.3　不同型式反應器的組合
　3.4.4　循環(huán)反應器
　3.5　選擇反應器型式與操作方法的一般規(guī)則
　3.5.1　生產能力的比較
　3.5.2　反應選擇性的比較
　3.6　非等溫過程反應器的計算
　3.6.1　間歇反應器
　3.6.2　平推流反應器
　3.6.3　全混流反應器
　3.7　全混釜中進行化學反應時的熱穩(wěn)定性
　3.7.1　穩(wěn)定操作的兩個必要條件
　3.7.2　操作條件對穩(wěn)定性的影響
　習題
第四章　停留時間分布及反應器流動模型
　4.1　反應器中物料的停留時間分布
　4.1.1　非理想流動的起因
　4.1.2　流體的停留時間分布及其描述
　4.1.3　停留時間分布的實驗測定
　4.1.4　平均停留時間與散度
　4.2　理想反應器的停留時間分布
　4.2.1　平推流模型
　4.2.2　全混流模型
　4.3　非理想流動模型
　4.3.1　多級混合模型
　4.3.2　擴散模型
　4.4　非理想流動與反應器設計
　4.4.1　病態(tài)流動的判斷與改進設計的方向
　4.4.2　非理想流動反應器中轉化率的計算
　習題
第五章　固體催化劑與非均相反應動力學
　5.1　催化劑的特點
　5.2　多相催化與吸附
　5.2.1　多相催化作用
　5.2.2　吸附與脫附
　5.3　催化劑的物理性質
　5.3.1　比表面積
　5.3.2　孔體積和孔徑分布
　5.4　催化劑的主要性能及其測定
　5.5　氣—固非均相催化過程與控制步驟
　5.6　流體與催化劑顆粒外表面間的傳質與傳熱
　5.6.1　傳遞系數(shù)
　5.6.2　流體與顆料外表面間的濃度差和溫度差
　5.7　氣—固相催化反應動力學
　5.7.1　氣一固相催化反應速率
　5.7.2　雙曲線型反應速率式（L—H—H—W型）
　5.7.3　冪數(shù)型反應速率式及其他的經驗方法
　5.8　多孔催化劑內的傳質——內擴散
　5.8.1　催化劑的內擴散
　5.8.2　等溫有效系數(shù)
　5.9　非均相反應動力學的研究方法
　5.9.1　本征動力學的研究
　5.9.2　宏觀動力學實驗
　5.10　催化劑的失活
　習題
第六章　氣固相固定床反應器
　6.1　概述
　6.2　固定床反應器類型
　6.2.1　絕熱式反應器
　6.2.2　換熱式反應器
　6.3　固定床反應器內的流體流動
　6.3.1　催化劑顆粒直徑和形狀系數(shù)
　6.3.2　床層空隙率
　6.3.3　流體在固定床中的流動特性
　6.3.4　流體流過固定床層的壓力降
　6.4　固定床反應器內的傳熱
　6.4.1　催化劑顆粒與流體間的傳熱
　6.4.2　固體催化劑床層中的熱傳遞
　6.5　氣固相固定床反應器內的傳質
　6.5.1　氣—固相催化反應的歷程
　6.5.2　流體與催化劑顆粒外表面間的傳質
　6.5.3　催化劑顆粒內部的傳質
　6.5.4　床層內的混合擴散
　6.6　總反應速度方程式
　6.7　固定床反應器設計
　6.7.1　經驗法
　6.7.2　數(shù)學模型法
　習題
第七章　流態(tài)化反應過程與反應器
　7.1　概述
　7.2　流態(tài)化基礎知識
　7.2.1　流態(tài)化基本特征和流化質量
　7.2.2　流化顆粒的分類
　7.3　氣固密相流化床的結構
　7.4　流化床工藝計算
　7.4.1　床層壓降
　7.4.2　臨界流化速度與帶出速度
　7.5　流化床中的傳熱
　7.6　鼓泡流態(tài)化
　7.6.1　氣泡相
　7.6.2　乳化相
　7.6.3　氣泡相與乳化相間的傳質
　7.6.4　流化床反應器的兩相模型
　7.7　湍動流態(tài)化
　習題
第八章　氣液反應過程與反應器
　8.1　概述
　8.1.1　氣液反應歷程
　8.1.2　氣液相間傳質
　8.2　氣液反應動力學
　8.2.1　氣液反應過程基礎方程
　8.2.2　極慢反應與慢反應
　8.2.3　中速反應
　8.2.4　快反應和瞬時反應
　8.2.5　氣液反應過程的重要參數(shù)
　8.3　氣液反應器
　8.3.1　氣液反應器分類
　8.3.2　鼓泡塔式反應器
　8.3.3　填料塔式反應器
　8.3.4　超重力旋轉床反應器
　習題
符號說明
參考文獻　
　　

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   第一章 緒論  化學工業(yè)的一個顯著特點是在對原料進行大規(guī)模加工的過程中，不但使其在物理性質與聚集狀態(tài)上發(fā)生變化，而且化學組成與化學性質也發(fā)生變化?？梢哉f，化學反應過程是化學工業(yè)區(qū)別于其他工業(yè)的主要標志之一。 化學反應工程學就是研究與化學反應過程有關的工程問題的一門學科。對化工反應動力學及工業(yè)化學反應器設計基本原理的研究是化學工程學獨有的內容，也是化學工程教育的重要部分。本章對化學反應工程的發(fā)展過程及研究內容、研究方法進行簡要介紹，以使讀者對本學科的概貌有所了解。 1．1 化學反應工程學的發(fā)展過程與研究內容 1．1．1 化學反應工程學的發(fā)展 化學工程學在發(fā)展初期，主要致力于對動量、熱量及質量傳遞過程中具有共同性的基本操作過程——單元操作的研究。對于生產中所常見的一些化學反應類型，例如氧化、鹵化、加氫、酯化等反應，則分別進行獨立的研究。20世紀中期以來，對傳遞過程的研究有了長足的進展；與此同時，原子能工業(yè)與石油化工的發(fā)展提出了生產規(guī)模大型化的要求，化學反應過程的開發(fā)與反應器放大設計成為石油化工發(fā)展的關鍵。正是在工業(yè)發(fā)展的推動下，化學工程師們開始對工業(yè)反應器中反應動力學特性和流體傳遞特性同時起作用時的反應機制進行深入研究并取得了豐碩的成果，為化學反應工程學的建立奠定了理論基礎。1957年在歐洲召開的第一次反應工程國際會議上正式確定了學科名稱，標志著化學反應工程學已形成了較為完整的學科體系。 隨著計算機的出現(xiàn)及普遍應用，為在化學工程研究中采用數(shù)學模型方法提供了有力的手段。20紀紀60年代以來，對工業(yè)反應器中化學反應及傳遞過程的數(shù)學描述方法不斷得到改進，一些小試成果已可以直接通過模型化方法成功地進行工業(yè)放大。同時，全面、系統(tǒng)地論述反應工程學基本原理及應用的專著和教科書也相繼問世，標志著化學反應工程學已逐步趨于成熟。 近年來，隨著石油化學工業(yè)的迅速發(fā)展及各種工業(yè)催化反應的成功開發(fā)，化工技術界在改進反應技術與反應器設計等諸方面取得了進一步的成功。70年代以來，化學反應工程的研究領域向縱深發(fā)展，出現(xiàn)了聚合反應工程、生物化學反應工程等更加專業(yè)化的分支，標志著化學反應工程學科進入了新的發(fā)展階段。 1．1．2 化學反應工程學的研究內容 化學反應工程學是研究如何在工業(yè)規(guī)模上實現(xiàn)有經濟價值的化學反應的一門應用技術科學，其中心任務是通過對反應過程本身及所用設備的研究開發(fā)達到有效地大規(guī)模生產化工產品的目的。

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