反应工程 第2版PDF电子书下载

1. 绪论 1

1.1 化学反应工程 1

1.2 化学反应的转化率和收率 2

1.2.1 反应进度 2

1.2.2 转化率 3

1.2.3 收率与选择性 5

1.3 化学反应器的类型 6

1.4 化学反应器的操作方式 8

1.5 反应器设计的基本方程 9

1.6 工业反应器的放大 11

主要参考文献 13

习题 13

2. 反应动力学基础 15

2.1 化学反应速率 15

2.2 反应速率方程 17

2.3 温度对反应速率的影响 21

2.4 复合反应 25

2.4.1 反应组分的转化速率和生成速率 26

2.4.2 复合反应的基本类型 26

2.4.3 反应网络 29

2.5 反应速率方程的变换与积分 30

2.5.1 单一反应 30

2.5.2 复合反应 33

2.6 多相催化与吸附 35

2.6.1 多相催化作用 35

2.6.2 吸附与脱附 37

2.7 多相催化反应动力学 40

2.7.1 定态近似和速率控制步骤 40

2.7.2 多相催化反应速率方程 41

2.8 动力学参数的确定 45

2.8.1 积分法 46

2.8.2 微分法 47

2.9 建立速率方程的步骤 51

主要参考文献 52

习题 52

3. 釜式反应器 56

3.1 釜式反应器的物料衡算式 56

3.2 等温间歇釜式反应器的计算(单一反应) 57

3.2.1 反应时间及反应体积的计算 57

3.2.2 最优反应时间 60

3.3 等温间歇釜式反应器的计算(复合反应) 61

3.3.1 平行反应 61

3.3.2 连串反应 63

3.4 连续釜式反应器的反应体积 66

3.5 连续釜式反应器的串联与并联 68

3.5.1 概述 68

3.5.2 串联釜式反应器的计算 69

3.5.3 串联釜式反应器各釜的最佳反应体积比 73

3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 74

3.6.1 总收率与总选择性 75

3.6.2 平行反应 76

3.6.3 连串反应 78

3.7 半间歇釜式反应器 81

3.8 变温间歇釜式反应器 83

3.9 连续釜式反应器的定态操作 88

3.9.1 连续釜式反应器的热量衡算式 88

3.9.2 连续釜式反应器的定态 89

小结 91

主要参考文献 92

习题 92

4. 管式反应器 97

4.1 活塞流假设 97

4.2 等温管式反应器设计 98

4.2.1 单一反应 98

4.2.2 多个反应 101

4.2.3 拟均相模型 105

4.3 管式与釜式反应器反应体积的比较 107

4.4 循环反应器 111

4.5 变温管式反应器 111

4.5.1 管式反应器的热量衡算式 112

4.5.2 绝热管式反应器 112

4.5.3 非绝热变温管式反应器 115

4.6 管式反应器的最佳温度序列 118

4.6.1 单一反应 118

4.6.2 复合反应 119

主要参考文献 121

习题 121

5. 停留时间分布与反应器的流动模型 127

5.1 停留时间分布 127

5.1.1 概述 127

5.1.2 停留时间分布的定量描述 128

5.2 停留时间分布的实验测定 130

5.2.1 脉冲法 130

5.2.2 阶跃法 132

5.3 停留时间分布的统计特征值 133

5.4 理想反应器的停留时间分布 136

5.4.1 活塞流模型 136

5.4.2 全混流模型 137

5.5 非理想流动现象 140

5.6 非理想流动模型 142

5.6.1 离析流模型 142

5.6.2 多釜串联模型 144

5.6.3 轴向扩散模型 147

5.7 非理想反应器的计算 150

5.8 流动反应器中流体的混合 153

主要参考文献 155

习题 156

6. 多相系统中的化学反应与传递现象 158

6.1 多相催化反应过程步骤 158

6.1.1 固体催化剂的宏观结构及性质 158

6.1.2 过程步骤 160

6.2 流体与催化剂颗粒外表面间的传质与传热 161

6.2.1 传递系数 161

6.2.2 流体与颗粒外表面间的浓度差和温度差 162

6.2.3 外扩散对多相催化反应的影响 164

6.3 气体在多孔介质中的扩散 166

6.3.1 孔扩散 167

6.3.2 多孔颗粒中的扩散 167

6.4. 多孔催化剂中的扩散与反应 168

6.4.1 多孔催化剂内反应组分的浓度分布 168

6.4.2 内扩散有效因子 170

6.4.3 非一级反应的内扩散有效因子 173

6.4.4 内外扩散都有影响时的有效因子 175

6.5 内扩散对复合反应选择性的影响 176

6.6 多相催化反应过程中扩散影响的判定 178

6.6.1 外扩散影响的判定 178

6.6.2 内扩散影响的判定 179

6.7 扩散干扰下的动力学假象 180

主要参考文献 183

习题 183

7. 多相催化反应器的设计与分析 186

7.1 固定床内的传递现象 186

7.1.1 固定床内的流体流动 186

7.1.2 质量和热量的轴向扩散 188

7.1.3 径向传质与传热 189

7.2 固定床反应器的数学模型 191

7.3 绝热式固定床反应器 193

7.3.1 绝热反应器的类型 193

7.3.2 固定床绝热反应器的催化剂用量 195

7.3.3 多段绝热式固定床反应器 197

7.4 换热式固定床反应器 201

7.4.1 引言 201

7.4.2 进行单一反应时的分析 202

7.4.3 进行复合反应时的分析 203

7.5 自热式固定床反应器 206

7.5.1 反应物料的流向 207

7.5.2 数学模拟 208

7.6 参数敏感性 209

7.7 流化床反应器 211

7.7.1 流态化 211

7.7.2 流化床催化反应器 212

7.8 实验室催化反应器 214

7.8.1 基本要求 214

7.8.2 主要类型 215

主要参考文献 217

习题 217

8. 多相反应器 222

8.1 气液反应 222

8.2 气液反应器 226

8.2.1 主要类型 226

8.2.2 鼓泡塔的设计 227

8.2.3 搅拌釜式反应器的设计 229

8.3 气液固反应 231

8.3.1 概述 231

8.3.2 气液固相催化反应的传递步骤与速率 231

8.4 滴流床反应器 233

8.4.1 概述 233

8.4.2 数学模型 234

8.5 浆态反应器 236

8.5.1 类型 236

8.5.2 传质与反应 237

8.5.3 机械搅拌釜的设计 240

主要参考文献 242

习题 242

9. 生化反应工程基础 244

9.1 概述 244

9.2 生化反应动力学基础 245

9.2.1 酶催化反应及其动力学 245

9.2.2 微生物的反应过程动力学 252

9.3 固定化生物催化剂 256

9.3.1 概述 256

9.3.2 酶和细胞的固定化 257

9.3.3 固定化生物催化剂的催化动力学 258

9.4 生化反应器 260

9.4.1 生化反应器类型 260

9.4.2 生化反应器的计算 263

主要参考文献 268

习题 269

10. 聚合反应工程基础 271

10.1 概述 271

10.2 聚合反应动力学分析 272

10.2.1 聚合反应分类 272

10.2.2 聚合度及其分布 272

10.2.3 均相自由基聚合反应 277

10.2.4 缩聚反应 291

10.2.5 影响聚合反应速率的因素 295

10.3 聚合过程的传热与传质分析 296

10.3.1 聚合过程热效应特点 296

10.3.2 解决聚合过程传热与流动的措施 297

10.3.3 传热系数与传质系数 298

10.4 聚合反应器的设计与分析 299

10.4.1 聚合反应器与搅拌器 299

10.4.2 数学模型 299

10.4.3 聚合反应器的计算与分析 299

主要参考文献 303

习题 303

11. 电化学反应工程基础 305

11.1 引言 305

11.1.1 电化学反应的特点 305

11.1.2 电化学反应工程的质量指标 306

11.2 电化学反应工程中的特殊问题 310

11.2.1 电极表面的电位及电流分布 310

11.2.2 析气效应 315

11.2.3 电化学工程中的传质过程 319

11.2.4 电化学工程中的热传递与热衡算 321

11.3 电化学反应器 323

11.3.1 电化学反应器的类型 323

11.3.2 电化学反应器的工作特性 326

11.3.3 电化学反应器的联结与组合 332

主要参考文献 334

习题 335