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