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第二篇 化学反应工程 2

第七章 均相反应动力学基础 2

7.1 化学动力学的基本概念 2

7.1.1 化学计量方程式 2

7.1.2 化学反应速率 3

7.1.3 反应速率方程式 4

7.1.4 反应速率的温度效应和反应活化能 6

7.1.5 本征动力学和宏观动力学 7

7.2 简单反应 7

7.2.1 一级反应 7

7.2.2 二级反应 9

7.2.3 可逆反应 10

7.3 复合反应 11

7.3.1 转化率、选择性和收率 12

7.3.2 复合反应的速率方程式 13

7.4 动力学的实验和数据处理 15

7.4.1 积分法 15

7.4.2 微分法 17

复习题 17

习题 17

第八章 均相反应过程 19

8.1 概述 19

8.1.1 化学反应器的类型 19

8.1.2 反应器中的流动问题 21

8.2 间歇操作釜式反应器 22

8.2.1 间歇操作釜式反应器的结构与操作特点 22

8.2.2 反应器容积的计算 23

8.3 间歇操作釜式反应器中的搅拌 26

8.3.1 混合机理 26

8.3.2 搅拌器的类型 27

8.3.3 搅拌时液体的流动形态和搅拌功率 29

8.4 管式反应器 30

8.4.1 管式反应器的特点 31

8.4.2 反应器容积的计算 31

8.5 全混流反应器 34

8.6 多釜串联反应器 36

8.7 反应器类型和操作方法的评选 41

8.7.1 简单不可逆反应 41

8.7.2 复合反应 42

复习题 44

习题 44

第九章 停留时间分布 47

9.1 非理想流动与停留时间分布 47

9.2 停留时间分布函数 48

9.3 停留时间分布的测定 50

9.3.1 脉冲输入法 50

9.3.2 阶跃输入法 52

9.3.3 停留时间分布的数字特征 53

9.3.4 典型反应器的停留时间分布 55

9.4 流动模型 57

9.4.1 多釜串联模型 57

9.4.2 扩散模型 60

9.5 停留时间分布的应用 63

复习题 65

习题 65

第十章 多相反应过程 68

10.1 工业催化简介 68

10.1.1 固体催化剂及其构成 68

10.1.2 工业生产对催化剂的要求 69

10.2 气固相催化反应动力学 70

10.2.1 气固相催化反应的步骤 70

10.2.2 表面动力学控制 71

10.2.3 外扩散过程 74

10.2.4 内扩散过程 77

10.2.5 反应过程的控制阶段 81

10.3 气固相催化反应器 82

10.3.1 固定床反应器 82

10.3.2 流化床反应器 84

10.4 反应器操作温度最优化 86

10.4.1 最优反应温度和平衡温度 86

10.4.2 最优反应温度分布的测定和实施 88

复习题 91

习题 91

本篇主要参考书刊 93

第三篇 化工工艺学 97

第十一章 化工工艺计算 97

11.1 物料衡算 97

11.1.1 物料衡算的基本方程式 98

11.1.2 物料衡算的步骤 98

11.1.3 系统中不包含化学反应时的物料衡算 99

11.1.4 系统中包含化学反应时的物料衡算 101

11.1.5 系统中带循环和旁路时的物料衡算 105

11.2 能量衡算 108

11.2.1 能量衡算的基本方程式 109

11.2.2 热量衡算的步骤 110

11.2.3 物料衡算和能量衡算的综合应用 112

复习题 115

第十二章 硫酸工艺学 116

12.1 概述 116

12.1.1 硫酸的用途和产品规格 116

12.1.2 硫酸生产的历史 117

12.2 原料 119

12.3 接触法生产硫酸原则流程 120

12.4 二氧化硫的催化氧化过程 120

12.4.1 平衡常数与平衡转化率 120

12.4.2 反应速率 122

12.4.3 工艺条件的优化 123

12.4.4 反应器 127

12.5 造气过程 130

12.5.1 硫铁矿焙烧反应 130

12.5.2 沸腾炉 131

12.5.3 炉气净化 131

12.6 成酸过程 132

12.6.1 反应特点和成酸过程 132

12.6.2 吸收设备与工艺条件 133

12.6.3 吸收流程 134

12.7 生产全流程 135

12.8 硫酸生产的技术经济指标 137

12.9 硫酸生产技术展望 137

复习题 140

第十三章 合成氨工艺学 141

13.1 概述 141

13.1.1 合成氨的重要性 141

13.1.2 原料路线 141

13.1.3 氨合成原则流程和各化学反应过程间相互关系 142

13.2 氨合成的热力学基础 143

13.2.1 氨合成反应与反应热 143

13.2.2 氨合成反应的平衡常数 143

13.2.3 影响平衡时氨浓度的因素 144

13.3 氨合成动力学 145

13.3.1 氨合成催化剂 145

13.3.2 氨合成反应动力学过程 146

13.4 氨的合成和分离 147

13.4.1 氨合成工艺条件的优化 147

13.4.2 氨的分离 149

13.4.3 合成塔 149

13.4.4 合成和分离循环流程 152

13.5 原料气的生产与净化 153

13.5.1 生产原料气的原料 154

13.5.2 以煤、焦为原料的造气过程及其优化 154

13.5.3 以轻质烃为原料的造气过程及其优化 156

13.5.4 变换 158

13.5.5 原料气的净化 160

13.6 氨生产全流程 161

13.7 合成氨生产的发展趋势 163

13.7.1 生产规模大型化 163

13.7.2 降低能耗 164

13.7.3 原料多样化 165

13.7.4 氨的深加工 166

13.8 尿素的合成 166

13.8.1 合成反应的物理化学基础 166

13.8.2 原则流程 167

13.8.3 工艺条件的优化 167

13.8.4 尿素合成塔 168

13.8.5 分离和回收利用 168

13.8.6 尿素生产流程 169

复习题 170

第十四章 氯碱工艺学 172

14.1 概述 172

14.2 析出电压 173

14.3 食盐水电解反应的主要优化目标 174

14.4 电解槽 174

14.4.1 复极式单元电解槽的组合 174

14.4.2 复极式单元电解槽的结构 175

14.4.3 金属阳极 175

14.4.4 阳离子交换膜 176

14.5 工艺条件的优化 176

14.6 氯碱生产工艺流程 177

14.7 后处理 178

14.7.1 烧碱 178

14.7.2 氯 178

14.7.3 氢 178

14.8 合成盐酸 179

14.8.1 合成反应的物理化学基础 179

14.8.2 反应特点和主要优化目标 179

14.8.3 工艺条件的优化 179

14.8.4 合成炉与烧嘴 180

14.8.5 生产流程 181

复习题 181

第十五章 石油化工 182

15.1 概述 182

15.1.1 石油化工在国民经济中的重要性 182

15.1.2 原油、天然气 183

15.1.3 石油加工方案 183

15.2 常减压蒸馏 186

15.3 催化裂化 187

15.3.1 催化裂化反应及其特点 187

15.3.2 工艺条件的优化 188

15.3.3 流化床反应器 189

15.4 裂解与冷冻分离 190

15.4.1 裂解过程中的化学反应 191

15.4.2 工艺条件的优化 193

15.4.3 裂解炉与裂解流程 194

15.4.4 裂解气的净化冷冻分离 196

15.5 重整与萃取分离 197

15.5.1 重整反应 197

15.5.2 工艺条件的优化 198

15.5.3 重整反应器与重整工艺流程 199

15.5.4 萃取分离 200

15.6 氯乙烯的生产工艺 202

15.6.1 氧氯化法的合成路线 202

15.6.2 乙烯的氯化 202

15.6.3 乙烯的氧氯化 204

15.6.4 二氯乙烷的裂解 205

15.7 聚氯乙烯的生产工艺 206

15.7.1 氯乙烯的聚合反应和优化目标 206

15.7.2 悬浮聚合法 206

15.7.3 悬浮聚合法的工艺条件 207

15.7.4 悬浮聚合法的反应器 208

15.7.5 生产流程 208

复习题 209

第十六章 生化工程及工艺学 210

16.1 概述 210

16.1.1 生化工程的应用范围 210

16.1.2 生化产品生产过程的特点 211

16.1.3 生化产品生产的原则流程 211

16.2 微生物 211

16.2.1 工业生产中常用的微生物 211

16.2.2 微生物的营养 213

16.2.3 微生物菌种的获得 213

16.2.4 微生物的代谢 214

16.2.5 菌种生长的优化条件 216

16.2.6 微生物群体的生长规律 217

16.2.7 菌种的准备和扩大培养 218

16.3 基因工程 219

16.4 酶 222

16.4.1 酶的化学本质 222

16.4.2 酶催化剂的特性 222

16.4.3 酶催化专一性的机制 222

16.4.4 酶的分类及命名 223

16.4.5 酶的应用 223

16.4.6 酶的提取 224

16.4.7 酶的固（态）化 224

16.5 生化反应器 225

16.5.1 工业发酵罐 225

16.5.2 酶生化反应器 226

16.6 几种生化产品生产工艺简介 227

16.6.1 乙醇的发酵生产 227

16.6.2 氨基酸——味精的发酵生产 228

16.6.3 抗生素的发酵生产 230

16.6.4 单细胞蛋白的发酵生产 232

16.7 微生物处理污水 232

16.7.1 污水中的主要污染物 233

16.7.2 有机污水最主要的污染指标 233

16.7.3 微生物处理污水的代谢过程 234

16.7.4 微生物处理污水的工艺条件 235

16.7.5 微生物处理废水的基本流程 236

复习题 237

本篇主要参考书刊 238

第四篇 化工开发 241

第十七章 化工过程开发 241

17.1 研究开发是化工企业活力的源泉 241

17.1.1 化学工业的技术经济特点 242

17.1.2 实验室研究与工业生产的差别 244

17.1.3 化学工业与化工过程开发 245

17.2 化工开发的基本步骤 246

17.2.1 现代化工过程的特征 246

17.2.2 市场的需要是科技开发的前提 248

17.2.3 化工过程开发的程序 249

17.3 化工过程开发的技术经济评价 252

17.3.1 技术经济评价的内容和指标 253

17.3.2 投资估算 254

17.3.3 成本估算 254

17.3.4 风险条件下的技术经济评价 255

17.4 化工过程开发举例 256

17.4.1 合成氨发展史 256

17.4.2 水解反应的开发 257

17.4.3 间歇搅拌釜式反应器的放大 258

17.4.4 丁烯氧化脱氢反应器的开发 260

复习题 264

第十八章 化学工业的可持续发展 265

18.1 概述 265

18.2 原料的合理利用 266

18.2.1 合理选择原料 266

18.2.2 提高原料的利用率和产品收率 267

18.2.3 原料的综合利用 267

18.3 能源的合理利用 270

18.3.1 热能的综合利用 270

18.3.2 可再生能源 271

18.3.3 实施西能东送战略 272

18.4 水资源的合理利用 272

18.4.1 我国水资源概况 273

18.4.2 为解决水资源匮乏需采取的措施 274

18.5 环境保护 275

18.5.1 基本概念 275

18.5.2 环境污染的特点 276

18.5.3 环境容量 276

18.5.4 环境保护的目标 276

18.5.5 污染物排放标准 276

18.5.6 “责任关怀”准则 277

复习题 280

本篇主要参考书刊 281

索引 282