化学反应工程 第3版PDF电子书下载

第1章 绪论　 1

1.1 化学反应工程学的发展及其范畴和任务 1

1.1.1　化学反应工程发展简述 1

1.1.2　化学反应工程学的范畴和任务 1

1.2　化学反应工程内容的分类和编排 3

1.2.1　化学反应的操作方式 3

1.2.2　反应装置的型式 4

1.2.3　化学反应工程学的课程体系 5

1.3　化学反应工程中的基本方法 6

参考文献 7

第2章 均相反应动力学基础　 9

2.1　概述 9

2.1.1　化学反应速率及其表示 9

2.1.2　反应速率常数k 11

2.2　等温恒容过程 12

2.2.1　单一反应动力学方程的建立 12

2.2.2　复合反应 19

2.3　等温变容过程 25

2.3.1　膨胀因子 26

2.3.2　膨胀率 27

习题 29

参考文献 30

第3章 均相反应过程　 31

3.1　概述 31

3.2　简单反应器 32

3.2.1　间歇反应器 32

3.2.2　平推流反应器 34

3.2.3　全混流反应器 38

3.3　组合反应器 40

3.3.1　平推流反应器的串联、并联或并串联 40

3.3.2 具有相同或不同体积的N个全混釜的串联 41

3.3.3　不同型式反应器的串联 44

3.3.4　循环反应器 44

3.3.5　半连续操作的反应器 48

3.4　非等温过程 51

3.4.1　温度的影响 51

3.4.2　非等温操作 53

3.4.3　一般图解设计程序 57

3.5　反应器类型和操作方法的评选 60

3.5.1　单一反应 60

3.5.2　复合反应 66

3.6　全混流釜式反应器的热稳定性 70

3.6.1 全混流釜式反应器的定态基本方程式 71

3.6.2　全混流釜式反应器的热稳定性 72

3.6.3　定态热稳定性的判据 76

3.7　搅拌釜中的流动与传热 78

3.7.1　搅拌釜的结构和桨叶特性 78

3.7.2　搅拌釜内的混合过程 81

3.7.3　搅拌功率的计算 82

3.7.4　搅拌釜的传热 84

习题 85

参考文献 86

第4章　非理想流动　 88

4.1　反应器中的返混现象与停留时间分布 88

4.1.1　非理想流动与停留时间分布 88

4.1.2　停留时间分布的实验测定 90

4.1.3　停留时间分布函数的数字特征 91

4.1.4　用对比时间θ表示的概率函数 92

4.2　流动模型 93

4.2.1　常见的几种流动模型 94

4.2.2　停留时间分布曲线的应用 106

4.3　流体的混合态及其对反应的影响 107

4.3.1　流体的混合态 107

4.3.2　流体的混合态对反应过程的影响 108

习题 110

参考文献 111

第5章 催化剂与催化动力学基础　 112

5.1　催化剂 112

5.1.1　概述 112

5.1.2　催化剂的制法 115

5.1.3　催化剂的性能 116

5.2　催化剂的物理特性 116

5.2.1　物理吸附和化学吸附 116

5.2.2　吸附等温线方程 117

5.2.3　催化剂的物理结构 119

5.3　气-固相催化反应动力学 121

5.3.1　反应的控制步骤 121

5.3.2　双曲线型的反应速率式 121

5.3.3　幂数型反应速率方程 126

5.3.4　反应速率的实验测定法 129

5.3.5　动力学方程的判定和参数的推定 131

5.3.6　催化剂的内扩散 138

5.3.7 内扩散对反应选择性的影响 146

5.3.8　催化剂的失活 147

5.4　非催化气-固相反应动力学 150

5.4.1　粒径不变的缩核模型 150

5.4.2　颗粒体积缩小的缩粒模型 152

习题 153

参考文献 155

第6章 固定床反应器　 156

6.1　概述 156

6.2　固定床中的传递过程 162

6.2.1　粒子直径和床层空隙率 162

6.2.2　床层压降 164

6.2.3　固定床中的传热 165

6.2.4　固定床中的传质与混合 170

6.3　拟均相一维模型 172

6.3.1　等温反应器的计算 172

6.3.2　单层绝热床的计算 173

6.3.3　多层绝热床的计算 176

6.3.4　多层床的最优化问题 177

6.3.5　自己换热式反应器的设计方法 178

6.3.6　热稳定性和参数敏感性 180

6.4　拟均相二维模型 182

6.4.1　设计的基础方程式 182

6.4.2　基础方程式的解法 183

6.4.3　拟均相模型与非均相模型的评述 191

6.5　滴流床反应器 192

6.5.1　概述 192

6.5.2　滴流床的流体力学 193

6.5.3　滴流床中的传质 193

6.5.4　滴流床的设计与放大 194

习题 194

参考文献 196

第7章　流化床反应器　 198

7.1　概述 198

7.2　流化床中的气、固运动 201

7.2.1　流化床的流体力学 201

7.2.2　气泡及其行为 206

7.2.3　乳相的动态 210

7.2.4　分布板与内部构件 211

7.2.5　颗粒的带出、捕集和循环 213

7.3　流化床中的传热和传质 216

7.3.1　床层与外壁间的给热 216

7.3.2　床层与浸没于床内的换热面之间的给热 217

7.3.3　颗粒与流体间的传质 218

7.3.4　气泡与乳相间的传质 218

7.4　流化床的数学模型 220

7.4.1　模型的类别 220

7.4.2　两相模型 221

7.4.3　Levenspiel鼓泡床模型 224

7.4.4　流化床反应器的开发与放大 226

习题 227

参考文献 228

第8章 多流体相的反应过程　 229

8.1　理论简述 229

8.2　伴有不可逆与可逆反应的传质 233

8.2.1　基础方程 234

8.2.2　气液非均相系统中的几个重要参数 238

8.2.3　反应速率的实验测定 240

8.2.4　反应器型式的选择 242

8.3　填料塔 243

8.4　鼓泡塔 247

8.4.1　鼓泡塔的流体力学 247

8.4.2　鼓泡塔内的传热和传质 251

8.4.3　鼓泡反应器的数学模型和设计 255

8.5　搅拌鼓泡釜 258

8.5.1　搅拌鼓泡釜的结构特征 258

8.5.2　搅拌鼓泡釜内的流体力学 259

8.5.3　搅拌鼓泡釜的传热、传质计算 263

8.5.4　搅拌鼓泡釜的设计和放大 263

8.6　液液相反应过程 266

8.6.1　液滴间的反应 266

8.6.2　两相传质系数 269

8.6.3　液液相反应器的设计计算 269

8.7　浆态反应器 270

8.7.1　浆态反应器内的传质 270

8.7.2　液固间的传质 271

8.7.3　气泡与液相间的传质 273

8.7.4　浆态反应器内的选择性 273

习题 274

参考文献 276

第9章 聚合反应过程　　 277

9.1 聚合反应和聚合方法概述 277

9.1.1　聚合反应的类别 277

9.1.2　聚合方法与设备 280

9.1.3　聚合物的分子结构、分子量和分子量分布 284

9.2　均相聚合过程 287

9.2.1 游离基聚合的反应动力学基础 287

9.2.2　理想流动的连续式操作的分析 292

9.2.3　游离基共聚合 295

9.2.4　离子型溶液聚合 301

9.3　非均相聚合过程 303

9.3.1　悬浮聚合 303

9.3.2　乳液聚合 305

9.4　缩聚反应过程 307

9.4.1　缩聚平衡 307

9.4.2　缩聚动力学 307

9.4.3　分子量及其分布 308

9.5　聚合反应器的设计放大和调节　 309

9.5.1　搅拌 310

9.5.2　非牛顿流体的传热 312

9.6　聚合过程的拟定和调节 316

9.6.1　混合过程的拟定 316

9.6.2　聚合过程的调节 317

习题 318

参考文献 320

第10章 生化反应工程基础 　 321

10.1　概述 321

10.2　酶催化反应 321

10.2.1　酶的特性 321

10.2.2　单底物酶催化反应动力学——米氏方程（Michaelis-Menten） 322

10.2.3　有抑制作用时的酶催化反应动力学 324

10.3　微生物的反应过程动力学 326

10.3.1　细胞生长动力学 327

10.3.2　基质消耗动力学 328

10.3.3　产物生成动力学 328

10.3.4　氧的消耗速率 329

10.4　固定化生物催化剂 330

10.4.1　概述 330

10.4.2　酶和细胞的固定化 330

10.5　生化反应器 332

10.5.1　概述 332

10.5.2　生化反应器的计算 335

习题 340

参考文献 341