化学反应工程PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1化学反应工程的学科地位及历史沿革 1

1.2化学反应工程的研究对象、内容及方法 1

1.2.1研究对象 1

1.2.2研究内容 2

1.2.3研究方法 2

1.3化学反应和化学反应器的分类 3

1.3.1化学反应的分类 3

1.3.2化学反应器的分类 3

1.4化学反应工程的发展趋势 4

第2章 化学反应动力学基础 5

2.1基本概念及术语 5

2.1.1化学计量式 5

2.1.2反应进度 5

2.1.3转化率、收率、选择率及单耗 5

2.2化学反应速率 8

2.2.1化学反应速率表示 8

2.2.2均相反应动力学 9

2.2.3浓度效应和级数 12

2.2.4温度效应和反应活化能 13

参考文献 15

习题 15

第3章 气固催化反应过程 17

3.1固体催化剂的基础知识 17

3.1.1固体催化剂的组成 17

3.1.2催化剂的制备方法 18

3.1.3催化剂的失活与再生 19

3.1.4固体催化剂宏观结构参量的表征 19

3.1.5固体催化剂的反应过程 22

3.1.6活性中心理论 22

3.2气固相催化反应的本征动力学 22

3.2.1气固相催化反应宏观过程 23

3.2.2吸附模型 24

3.2.3反应本征动力学 27

3.2.4本征动力学方程的实验测定 31

3.3气固相催化反应宏观动力学 32

3.3.1研究方法 32

3.3.2极限反应速率和极限传质速率 34

3.3.3外扩散对反应速率的影响 35

3.3.4外扩散对选择率的影响 36

3.3.5双组分系统颗粒外部的传质过程 37

3.4内扩散对反应速率的影响 39

3.4.1催化剂颗粒内的气体扩散 39

3.4.2催化剂颗粒内的浓度分布 40

3.4.3内扩散有效因子的求解 43

3.4.4催化剂颗粒内扩散的表观动力学特征 45

3.4.5多组分的内扩散过程 47

3.4.6内扩散对选择率的影响 47

3.4.7影响内部效率因子的因素 48

3.4.8非等温条件下的内扩散过程 49

参考文献 51

习题 51

第4章 理想间歇反应器 52

4.1理想间歇反应器的基础 52

4.1.1理想间歇反应器的特征 52

4.1.2反应器设计的基本方程 53

4.1.3理想间歇反应器性能的数学描述 55

4.2理想间歇反应器中的简单反应 57

4.2.1零级反应 57

4.2.2一级反应 58

4.2.3二级反应 59

4.2.4 n级反应 62

4.2.5简单反应的小结 62

4.2.6自催化反应 65

4.3理想间歇反应器中的均相可逆反应 68

4.3.1可逆反应的数学描述 69

4.3.2温度效应及其优化 71

4.3.3浓度效应及其优化 73

4.4理想间歇反应器中的均相平行反应 73

4.4.1平行反应的数学描述 73

4.4.2平行反应的选择率、收率 74

4.4.3温度效应对均相平行反应的影响及其优化 75

4.4.4浓度效应对均相平行反应的影响及其优化 77

4.5理想间歇反应器中的均相连串反应 77

4.5.1连串反应的数学描述 77

4.5.2连串反应的选择率和收率 79

4.5.3温度效应对均相连串反应的影响及其优化 79

4.5.4浓度效应对均相连串反应的影响及其优化 80

4.6理想间歇反应器中的复杂反应 81

4.6.1复杂反应的描述 81

4.6.2温度效应及其优化 81

4.7反应动力学的测定 82

4.7.1概述 82

4.7.2反应级数 82

4.7.3反应动力学的实验测定方法 83

参考文献 88

习题 89

第5章 连续流动反应器 91

5.1连续流动的基本概念 91

5.2连续流动管式反应器 92

5.2.1管式反应器内流体流动特点 92

5.2.2基本设计方程式 92

5.3恒温恒容管式反应器计算 93

5.4恒温变容管式反应器计算 95

5.4.1膨胀率 95

5.4.2膨胀因子 96

5.4.3变容过程的计算 97

5.5连续流动釜式反应器 100

5.5.1连续流动釜式反应器中流体的流动特点 100

5.5.2全混流反应器的基本设计方程式 100

5.5.3连续流动釜式反应器中的计算 100

5.5.4连续釜式反应器中的返混 102

5.6多个连续流动釜式反应器串联 102

5.6.1多釜串联解析法计算 103

5.6.2图解法 105

5.7不同连续流动反应器比较 106

参考文献 108

习题 108

第6.章 反应器中的停留时间分布及流动模型 110

6.1停留时间分布及描述 110

6.2停留时间分布的测定 112

6.2.1脉冲法 112

6.2.2阶跃法 114

6.3停留时间分布的统计特征值 114

6.4理想反应器的停留时间分布 116

6.4.1平推流反应器中的停留时间分布 116

6.4.2全混流反应器中的停留时间分布 117

6.5非理想流动现象 119

6.6非理想流动模型 120

6.6.1轴向扩散模型 120

6.6.2多级全混流模型 123

6.6.3组合模型 125

6.6.4非理想流动反应器的计算 126

参考文献 129

习题 129

第7章 各类反应器介绍 131

7.1釜式反应器 131

7.1.1混合机理 132

7.1.2搅拌釜的结构 133

7.2管式反应器 134

7.2.1管式反应器的特点 134

7.2.2管式反应器基本方程式 134

7.2.3裂解炉和管式反应器 137

7.3多相反应器 139

7.3.1气液固三相反应器的分类和选型 140

7.3.2固定床层内的传递问题 142

7.4生化反应器 143

7.4.1酶催化 144

7.4.2固定化酶 146

7.4.3酶催化反应器设计 146

7.5聚合反应器 147

7.5.1聚合反应的动力学分析 148

7.5.2聚合方法与设备 152

参考文献 155

习题 155

第8章 反应工程在新型化工产业中的应用 156

8.1聚合反应工程 156

8.1.1高分子的基本概念 157

8.1.2聚合反应 156

8.1.3聚合反应工程的发展概况与趋势 165

8.1.4超临界技术 166

8.1.5高分子辐射化学 167

8.2生化反应及反应器设计 169

8.2.1生物化学工程概述 169

8.2.2微生物反应器 170

8.2.3单底物酶催化反应动力学 170

8.2.4有抑制作用的酶催化反应动力学 172

8.2.5固化酶的制备方法 175

8.2.6微生物反应过程计量学 178

8.2.7多肽的固相合成 179

8.3电化学反应工程基础 182

8.3.1电化学反应的特点 182

8.3.2电化学反应工程的质量指标 183

8.3.3电化学反应器的类型 186

8.3.4电化学反应器的工作特性 186

8.3.5电化学反应器的联结与组合 189

参考文献 189

习题 189

第9章 化学反应工程中的数据处理与分析方法 190

9.1误差 190

9.2非线性方程的数值求解 191

9.2.1扫描法（迈步法） 191

9.2.2对分法（二分法） 192

9.2.3优选法（0.618法） 192

9.2.4直接迭代法 192

9.2.5松弛迭代法 192

9.2.6牛顿法（弦切法） 192

9.2.7 割线法（弦截法） 194

9.3回归分析与曲线拟合 194

9.3.1一元线性回归 194

9.3.2一元二次回归 196

9.3.3矛盾方程组的求解 196

9.4初始速率法 197

9.5半衰期法 198

9.6微分反应器方法 198

参考文献 199

习题 200

符号表 201