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第1章 绪论 1

1.1化学反应工程研究的对象和任务 1

1.1.1研究对象 1

1.1.2任务 2

1.2化学反应工程的影响因素和研究方法 2

1.2.1影响因素 2

1.2.2研究方法 3

1.3化学反应及反应器分类 4

1.3.1化学反应分类 4

1.3.2反应器分类 4

1.4化学反应工程学的发展历史与教材体系 7

1.4.1化学反应工程学的发展历史与应用 7

1.4.2本教材体系 8

思考题 10

第2章 均相反应动力学 11

2.1化学计量学 11

2.1.1反应进度、转化率及膨胀因子 11

2.1.2气相反应变摩尔数的恒温恒压和恒温恒容过程 13

2.1.3复杂反应的选择性和收率 14

2.2化学反应速率 16

2.2.1反应速率定义及之间关系 16

2.2.2机理速率方程的确定 17

2.2.3经验速率方程的确定 19

2.3反应速率方程确定及反应特征 20

2.3.1用恒温恒容反应过程积分法确定动力学方程形式和特征 20

2.3.2用积分法求动力学方程参数 27

2.3.3用微分法求动力学方程参数 31

2.3.4最小二乘法 35

2.3.5孤立法（过量浓度法） 37

2.4反应速率与反应温度的关系 37

2.4.1反应速率与反应温度的函数关系 37

2.4.2实验测定活化能、频率因子的方法 39

2.4.3温度对复杂反应的影响 40

本章重要内容小结 41

习题 42

第3章 均相理想反应器设计 45

3.1间歇釜式反应器 45

3.1.1间歇釜的一般设计方程 46

3.1.2等温等容过程 47

3.1.3间歇釜的热量衡算 49

3.2稳态全混流反应器 50

3.2.1全混釜的一般设计方程 51

3.2.2简单反应单个全混釜设计 52

3.2.3复杂反应单个全混釜设计 53

3.2.4简单反应多釜串联 56

3.2.5复杂反应多釜串联 59

3.2.6全混流反应器的热量计算 61

3.3平推流管式反应器 62

3.3.1一般设计计算方程 62

3.3.2简单反应等温恒容过程 63

3.3.3简单反应等温变容过程 65

3.3.4复杂反应等温恒容过程 67

3.3.5复杂反应的变容过程 70

3.3.6变温过程 72

3.4反应器类型、操作方式及过程优化 74

3.4.1反应器类型及操作方式比较 74

3.4.2组合反应器的特点 75

3.4.3复杂反应过程的优化 77

本章重要内容小结 80

习题 81

第4章 非理想流动反应器设计 85

4.1流体停留时间分布函数和分布密度函数 86

4.1.1停留时间分布的定量描述 86

4.1.2 RTD的实验测定 86

4.2 RTD数字特征及无量纲化 90

4.2.1平均停留时间与方差 90

4.2.2以对比时间为自变量的停留时间分布 91

4.2.3两种停留时间分布规律之间的相互关系 91

4.3理想流动模型 92

4.3.1平推流模型 92

4.3.2全混流模型 93

4.3.3无量纲化的理想流动模型 94

4.4非理想流动模型 95

4.4.1多釜串联模型建立 95

4.4.2模型求解 96

4.4.3无量纲函数给出与作图 97

4.5非理想流动反应器设计 98

4.5.1直接用RTD数据计算一级反应转化率 98

4.5.2用多釜串联模型计算反应器 99

4.6混合态对反应的影响 103

4.6.1微观混合与宏观混合 104

4.6.2微观混合和宏观混合对化学反应的影响 104

本章重要内容小结 106

习题 107

第5章 气-固相催化反应动力学 111

5.1气-固相催化反应 111

5.1.1气-固相催化反应速率定义及表达方式 111

5.1.2固体催化剂颗粒的结构参数 112

5.1.3气-固相催化反应过程 114

5.2气-固相催化反应本征动力学 114

5.2.1本征反应过程速率方程 114

5.2.2吸附等温方程 115

5.2.3不同控速过程的本征动力学方程 118

5.3气-固相催化反应宏观动力学 123

5.3.1气体在固体催化剂颗粒内的扩散和浓度与温度分布 124

5.3.2气膜两侧温差与催化剂颗粒内温差计算 130

5.3.3内扩散有效因子与宏观反应速率方程 132

5.3.4外扩散控制与宏观速率方程 134

5.3.5内扩散有效因子与西勒模数 135

5.3.6非等温催化剂内扩散有效因子 141

5.3.7传质和传热对复杂反应选择性的影响 142

本章重要内容小结 144

习题 145

第6章 气-固相催化反应器设计 148

6.1固定床反应器的类型 148

6.1.1绝热式固定床催化反应器 148

6.1.2连续换热式固定床催化反应器 151

6.2催化剂固定床特性 154

6.2.1催化剂颗粒当量直径 154

6.2.2床层空隙率及压力降 155

6.2.3固定床反应器的径向传热 158

6.3固定床反应器设计 159

6.3.1空间时间法 159

6.3.2数学模型法 163

6.4气固流化床反应器 170

6.4.1流态化现象 171

6.4.2流态化特征参数 172

6.4.3流化床的优缺点 175

6.4.4流化床反应器的分类 176

6.4.5流化床反应器的工业应用 179

本章重要内容小结 181

习题 182

第7章 气-液及气-液-固相反应器设计 185

7.1气-液反应器的类型 185

7.2气-液反应的特点 188

7.3化学反应对气-液传质的影响 189

7.4气-液反应宏观动力学 190

7.4.1一级不可逆反应 191

7.4.2不可逆瞬间反应 193

7.4.3二级不可逆反应 195

7.5气-液反应器选型和设计 196

7.5.1气-液反应器的选型原则 196

7.5.2气-液反应器设计 197

7.6气-液-固三相反应器的型式和特点 203

7.6.1气-液-固三相催化反应器的型式 204

7.6.2三相催化反应宏观动力学 206

7.6.3三相反应器设计 208

本章重要内容小结 211

习题 212

第8章 聚合反应及反应器设计 214

8.1聚合反应工程概述 214

8.1.1聚合反应特点 214

8.1.2聚合反应器的特点 215

8.1.3聚合反应器的选择原则 217

8.2聚合物的评价指标 217

8.2.1聚合物的平均分子量 218

8.2.2聚合物的平均聚合度 219

8.2.3分子量（聚合度）分布 220

8.3聚合反应过程的动力学分析 223

8.3.1聚合反应分类 224

8.3.2自由基均聚反应过程动力学分析 224

8.3.3缩聚反应过程动力学分析 230

8.4聚合反应器的设计 234

8.4.1设计数据 235

8.4.2聚合釜体积计算 235

8.4.3搅拌聚合釜的传热分析与计算 238

本章重要内容小结 239

习题 240

第9章 化学反应工程新进展 242

9.1新型反应器 242

9.1.1微反应器 242

9.1.2整体式反应器 244

9.1.3超重力（旋转床）反应器 246

9.2新型反应介质 247

9.2.1超临界流体 248

9.2.2离子液体 249

9.3反应过程的集成 250

9.3.1反应和分离的过程耦合 250

9.3.2反应和反应的过程耦合 252

9.3.3反应器的强制周期操作 253

参考文献 256