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第一部分 基本原理第1章 绪论 3

1.1 化学反应器 3

1.2 化学反应工程 3

1.3 必备知识 5

1.4 工业过程 6

1.5 建模 8

1.6 背景 9

1.7 参考文献 12

习题 14

第2章 反应速率与间歇反应器 18

2.1 化学反应 18

2.2 复杂反应 21

2.3 反应速率 21

2.4 近似反应 24

2.5 速率常数 25

2.6 基元反应 26

2.7 化学计量学 27

2.8 接近平衡的反应速率 28

2.9 反应器的质量平衡 30

2.10 间歇反应器 31

2.11 密度变化的情形 38

2.12 化学反应器 41

2.13 热力学和反应器 42

2.14 绝热反应器的温度 43

2.15 化学平衡 45

2.16 石油炼制 47

2.17 从炼厂的产品和天然气生产聚酯 53

2.18 “当没有反应速率方程时该怎么办？” 57

2.19 反应速率数据 58

2.20 小结 62

2.21 参考文献 62

习题 62

第3章 连续等温反应器中的简单反应 68

3.1 连续反应器 68

3.2 全混流反应器 68

3.3 恒密度全混流反应器的转化率 70

3.4 平推流反应器 73

3.5 恒密度平推流反应器中的转化率 74

3.6 间歇反应器、全混流反应器和平推流反应器的比较 76

3.7 关于1/r图 78

3.8 半间歇式反应器 79

3.9 变容反应器 80

3.10 空速和空时 84

3.11 组合反应器 85

3.12 自催化反应 88

3.13 可逆反应 90

3.14 非稳态连续反应器 91

3.15 部分重要的简单反应过程：烷烃的反应 92

3.16 合成气反应 93

3.17 多级反应器 98

3.18 主要的化学公司 99

3.19 单一反应的反应器设计 104

3.20 符号 105

3.21 参考文献 107

习题 107

第4章 连续反应器中的复合反应 118

4.1 一些重要的化工过程 118

4.2 石化工业 119

4.3 烯烃 121

4.4 质量平衡 122

4.5 转化率、选择性和收率 123

4.6 复合的反应网络 126

4.7 串联反应 127

4.8 平行反应 137

4.9 变密度复合反应 143

4.10 真实反应体系及模型 147

4.11 复合反应体系速率表达式的通式 148

4.12 复合反应的简化处理法 148

4.13 反应机理 154

4.14 双分子反应的碰撞理论 156

4.15 过渡状态理论 157

4.16 复合反应的反应器设计 159

习题 160

第5章 非等温反应器 170

5.1 热量的产生与移出 170

5.2 连续搅拌釜式反应器的能量衡算 173

5.3 平推流管式反应器的能量衡算 174

5.4 方程求解 175

5.5 加热和移热来维持反应器的等温状态 177

5.6 绝热反应器 178

5.7 轨迹及相平面图 186

5.8 通过壁面冷却反应器的轨迹 187

5.9 放热与吸热反应 189

5.10 其他管式反应器类型 190

5.11 填充床内的温度分布 192

习题 193

第6章 多重稳态及非稳态 198

6.1 连续搅拌釜式反应器中热量的产生及移出 198

6.2 绝热CSTR 201

6.3 CSTR稳态的稳定性 201

6.4 多重稳态的观测 204

6.5 CSTR具有多重稳态的非稳态特性 206

6.6 CSTR中的其他反应 207

6.7 CSTR中可变冷却剂的温度 209

6.8 设计反应器能量管理 210

习题 211

第7章 催化反应器及质量传递 215

7.1 催化反应 215

7.2 催化反应器 217

7.3 表面与催化反应速率 219

7.4 多孔催化剂 220

7.5 传递与反应 221

7.6 传质系数 224

7.7 外部传质 226

7.8 孔内扩散 227

7.9 温度对催化反应速率的影响 231

7.10 汽车催化转化器 232

7.11 壁面催化反应器 235

7.12 LANGMUIR-HINSHELWOOD动力学 237

7.13 表面反应动力学总结 247

7.14 设计催化反应器 247

7.15 电化学反应器 249

7.16 真实的催化反应 250

7.17 生物反应器 250

7.18 人体反应器 251

7.19 参考文献 253

习题 254

第二部分 应用 267

第8章 非理想化学反应器 267

8.1 守恒方程 267

8.2 反应器的质量平衡和能量平衡 269

8.3 停留时间分布 270

8.4 层流管式反应器 274

8.5 管式反应器中的分散作用 276

8.6 循环反应器 278

8.7 全混流反应器的串联 280

8.8 反应器的分析 281

8.9 总结 281

习题 281

第9章 固体反应 284

9.1 含有固体物质的反应 284

9.2 化学气相淀积和反应蚀刻 285

9.3 固体反应器 287

9.4 固体反应速率 287

9.5 薄膜、球体以及圆柱体 289

9.6 宏观和微观固体颗粒 291

9.7 膜的溶解及扩大 292

9.8 球形颗粒的溶解与增大 295

9.9 渗透固体膜的扩散作用 298

9.10 球形颗粒的转变 301

9.11 固相及连续相内的物料平衡 303

9.12 电模拟 305

9.13 总结 306

9.14 参考文献 307

习题 307

第10章 链反应、燃烧反应器及其安全 312

10.1 链反应 312

10.2 链反应的特征 317

10.3 自氧化和实验室安全 319

10.4 自氧化化学合成 321

10.5 燃烧 323

10.6 氢气氧化 323

10.7 链支化反应 326

10.8 烷烃氧化 327

10.9 热引发 328

10.10 热和化学自催化 330

10.11 预混火焰 330

10.12 扩散火焰 331

10.13 能量的产生 333

10.14 液体和固体的燃烧 333

10.15 固体和液体爆炸 338

10.16 爆炸和闪爆 339

10.17 反应器安全 340

10.18 小结 342

10.19 参考文献 342

习题 342

第11章 聚合反应及反应器 348

11.1 理想加成聚合反应 349

11.2 聚烯烃 355

11.3 自由基聚合反应 356

11.4 催化聚合 358

11.5 缩聚反应 361

11.6 费-托（Fisher-Tropsch）聚合 365

11.7 聚合反应器 366

11.8 聚合物成型 367

11.9 聚合物综合加工 368

11.10 结晶作用 368

11.11 参考文献 369

习题 369

第12章 生物反应工程 374

12.1 引言 374

12.2 生物分子 377

12.3 细胞 382

12.4 物种的起源及演变 385

12.5 生物能与新陈代谢途径 388

12.6 生物系统中的测量方法 393

12.7 生物过程的反应速率和动力学特征 394

12.8 生物化学工程 409

12.9 以化学方法合成的生物分子 413

12.10 生物过程的经济学 414

12.11 生物反应器 416

12.12 总结 417

12.13 参考文献 418

习题 418

第13章 环境反应工程 422

13.1 只有化学工程师才能解决环境问题 422

13.2 绿色化学 423

13.3 可再生化学资源 425

13.4 法规 428

13.5 事故 429

13.6 废物处理 430

13.7 环境的模拟 430

13.8 生态模拟 436

13.9 小结 439

习题 440

第14章 多相反应器 445

14.1 多相反应器的类型 445

14.2 传质反应器 446

14.3 物料平衡方程 446

14.4 相界面积 448

14.5 相际之间的传质 449

14.6 多相反应器的方程 450

14.7 相平衡 451

14.8 膜反应器 452

14.9 降膜反应器 454

14.10 鼓泡塔反应器 458

14.11 降膜触媒反应器 462

14.12 滴流床反应器 464

14.13 含催化剂的多相反应器 464

14.14 其他多相反应器 465

14.15 多相反应器分析 467

14.16 反应-分离集成 469

14.17 催化蒸馏 469

14.18 色谱反应器 470

14.19 铁矿石的精炼 472

14.20 石油炼制 473

14.21 总结 474

习题 475

附录A 求解微分方程 481

附录B 符号说明 484

附录C 单位转换 487