1 反应器设计基础 1
1.1 概述 1
1.1.1 反应的特点及其对反应器的要求 1
1.1.2 反应器的分类及操作方式 2
1.1.3 反应器设计的几个有关概念 5
1.2 间歇操作搅拌反应锅 8
1.2.1 间歇反应器容积和数量求算 8
1.2.2 间歇操作反应器的动力学计算法 11
1.2.3 多工序反应器间的平衡 15
1.2.4 等温间歇操作反应器的放热规律 17
1.3 理想混合连续搅拌锅式反应器 19
1.3.1 单个连续搅拌反应锅 19
1.3.2 多个串联连续搅拌反应锅 22
1.3.3 理想混合连续反应器热稳定性问题 26
1.4 理想混合半分批操作反应器 29
1.5 搅拌反应锅的传热 32
1.5.1 传热结构的几种形式 32
1.5.2 高温热源的选择 33
1.5.3 搅拌反应锅传热系数计算 36
1.6.1 等温等容管式反应器计算 41
1.6 理想排挤管式反应器 41
1.6.2 非等温管式反应器计算 44
1.6.3 气相变容管式反应器 47
1.7 均相反应器设计的优化 50
1.7.1 反应器有效容积的比较 50
1.7.2 复杂反应的产物分布问题 56
1.7.3 反应器设计最优化问题 64
2.2.1 质量守恒定律 65
2.2.2 车间收率和阶段收率 65
2 物料衡算 65
2.2 物料衡算常用基本概念和方法 65
2.1 物料衡算意义 65
2.2.3 物料衡算方法及步骤 66
2.3 一般过程的物料衡算及举例 67
2.4 带循环过程的物料衡算 73
2.5 复杂过程的物料衡算 74
2.5.1 基本概念 74
2.5.2 复杂过程物料衡算举例 75
3 热量衡算 79
3.1 热量衡算方程式 79
3.2 热量衡算式中各项计算 79
3.3 标准化学反应热计算 81
3.4 物理过程热效应计算 87
3.4.1 溶解热应用于计算浓度变化热 87
3.4.2 用无限稀释热计算浓度变化热 91
3.5.1 比热容 92
3.5 常用热力学数据估算 92
3.5.2 汽化热、熔融热及溶解热 95
3.5.3 标准燃烧热 97
3.6 热量衡算举例 100
4 搅拌器 104
4.1 概述 104
4.1.1 搅拌目的 104
4.1.2 搅拌的混合机理 105
4.1.3 搅拌液体的流动特性 105
4.2.1 推进式搅拌器 108
4.2 常用搅拌器的型式及性能特征 108
4.2.2 涡轮式搅拌器 110
4.2.3 桨式搅拌器 111
4.2.4 锚式和框式搅拌器 111
4.2.5 搅拌附件 111
4.2.6 叶轮的位置及层数 112
4.3 搅拌器的选型 113
4.3.1 按物料粘度选型 113
4.3.2 按搅拌目的选型 113
4.4.1 功率关联式 114
4.4 搅拌功率的确定 114
4.4.2 均相液体的搅拌功率 115
4.4.3 液－液非均相系统的搅拌功率 122
4.4.4 固－液非均相系统的搅拌功率 122
4.4.5 气－液非均相系统的搅拌功率 123
4.4.6 附件的附加搅拌功率 126
4.5 电动机功率 126
4.6 搅拌器的放大 127
4.6.1 小型实验 128
4.6.2 搅拌器的放大准则 128
4.6.3 逐级放大试验 131
5.1 概述 133
5 磺化 133
5.2 磺化反应器 134
5.3 磺化反应中的物料衡算 138
5.4 磺化器的热量衡算 141
5.4.1 热平衡方程 141
5.4.2 磺化过程热量衡算举例 141
6.1 概述 145
6.2 硝化反应器 145
6 硝化 145
6.3 硝化物料衡算 149
6.3.1 硫酸脱水值和废酸计算浓度 149
6.3.2 硝化物料衡算举例 150
6.4 硝化操作中的热量衡算 153
7 卤化 156
7.1 概述 156
7.2 卤化反应器 158
7.2.1 搪玻璃反应锅 158
7.2.2 铸铁氯化锅 159
7.2.4 其他卤化反应器 160
7.2.3 沸腾氯化塔 160
7.3 氯化反应器设计举例 162
8 硝基物还原 171
8.1 概述 171
8.2 几种传统的还原反应器 171
8.2.1 铁粉还原锅 171
8.2.2 锌粉还原锅 172
8.2.3 硫化碱还原锅 173
8.3.1 气固相加氢还原反应器 174
8.3 加氢还原反应器 174
8.3.2 气液固三相加氢还原反应器 175
8.3.3 加氢反应器设计计算举例 182
9 氧化 193
9.1 概述 193
9.2 常用的氧化反应器 194
9.2.1 带搅拌式氧化器 194
9.2.2 气固氧化反应器 194
9.2.3 鼓泡塔式氧化器 201
9.3.1 鼓泡塔的有关特性及参数 202
9.3 鼓泡塔氧化反应器的工艺计算 202
9.3.2 鼓泡氧化塔工艺计算举例 206
9.3.3 分批鼓泡氧化塔的连续化 214
10 车间工艺设计 218
10.1 工艺路线的选择和论证 218
10.2 工艺流程设计 218
10.3 设计资料的准备 219
10.4 物料衡算 220
10.5 能量衡算 220
10.5.1 封闭系统 220
10.5.2 敞开系统 221
10.6 设备工艺设计 222
10.6.1 定型设备选用 222
10.6.2 非定型设备设计条件单 224
10.6.3 设备一览表 227
10.7 工艺流程图的设计与绘制 227
10.7.1 工艺流程图的内容及绘制步骤 227
10.7.2 流程图设计绘制原则和要求 228
10.7.3 绘图所需表达方法 228
10.8.2 车间布置的基本原则和要求 235
10.8 车间布置设计 235
10.8.1 概述 235
10.8.3 车间布置方法 236
10.8.4 设备布置图的绘制步骤及要求 237
10.8.5 视图表示方法 238
10.8.6 标注方法 239
10.9 管道设计 240
10.9.1 管道布置基本原则和要求 240
10.9.2 管道、管件及阀件的画法 240
10.9.3 管道标注 241
10.10 向有关非工艺专业提供设计条件和要求 244
10.11 车间工艺设计说明书 245
10.11.1 初步设计说明书内容 245
10.11.2 施工图设计阶段说明书一般内容 248
习题 249
参考文献 253
附录 255
习题参考答案 268