基本信息
化學反應工程（第二版）
所屬類別
教材 >> 本科 >> 本科化工
作者：王承學 主編 胡永琪 副主編
出版日期：2015年8月 書號：978-7-122-23121-5
開本：16K 787×1092 1/16 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：256頁
內容簡介
本書將反應動力學與反應過程和反應器形式有機地結合在一起，詳細介紹了各種反應動力學方程的實驗測定方法、特徵以及在特定反應器中的具體套用。全書共分9章，包括緒論、均相反應動力學、均相理想反應器設計、非理想流動反應器設計、氣固相催化反應動力學、氣固相催化反應器設計、氣液及氣液固相反應器設計、聚合反應及反應器設計、化學反應工程新進展。
本書可作為高等學校化學工程與工藝和高分子化工等專業的本科教材，還可供各類相關專業技術人員、科研人員參考。
目錄
第1章緒論 / 1
1.1化學反應工程研究的對象和任務1
1.1.1研究對象1
1.1.2任務2
1.2化學反應工程的影響因素和研究方法2
1.2.1影響因素2
1.2.2研究方法3
1.3化學反應及反應器分類4
1.3.1化學反應分類4
1.3.2反應器分類4
1.4化學反應工程學的發展歷史與教材體系7
1.4.1化學反應工程學的發展歷史與套用7
1.4.2本教材體系8
思考題10
第2章均相反應動力學 / 11
2.1化學計量學11
2.1.1反應進度、轉化率及膨脹因子11
2.1.2氣相反應變摩爾數的恆溫恆壓和恆溫恆容過程13
2.1.3複雜反應的選擇性和收率14
2.2化學反應速率16
2.2.1反應速率定義及之間關係16
2.2.2機理速率方程的確定17
2.2.3經驗速率方程的確定19
2.3反應速率方程確定及反應特徵20
2.3.1用恆溫恆容反應過程積分法確定動力學方程形式和特徵20
2.3.2用積分法求動力學方程參數27
2.3.3用微分法求動力學方程參數31
2.3.4最小二乘法35
2.3.5孤立法(過量濃度法)37
2.4反應速率與反應溫度的關係37
2.4.1反應速率與反應溫度的函式關係37
2.4.2實驗測定活化能、頻率因子的方法39
2.4.3溫度對複雜反應的影響40
本章重要內容小結41
習題42
第3章均相理想反應器設計 / 45
3.1間歇釜式反應器45
3.1.1間歇釜的一般設計方程46
3.1.2等溫等容過程47
3.1.3間歇釜的熱量衡算49
3.2穩態全混流反應器50
3.2.1全混釜的一般設計方程51
3.2.2簡單眼應單個全混釜設計52
3.2.3複雜反應單個全混釜設計53
3.2.4簡單眼應多釜串聯56
3.2.5複雜反應多釜串聯59
3.2.6全混流反應器的熱量計算61
3.3平推流管式反應器62
3.3.1一般設計計算方程62
3.3.2簡單眼應等溫恆容過程63
3.3.3簡單眼應等溫變容過程65
3.3.4複雜反應等溫恆容過程67
3.3.5複雜反應的變容過程70
3.3.6變溫過程72
3.4反應器類型、操作方式及過程最佳化74
3.4.1反應器類型及操作方式比較74
3.4.2組合反應器的特點75
3.4.3複雜反應過程的最佳化77
本章重要內容小結80
習題81
第4章非理想流動反應器設計 / 85
4.1流體停留時間分布函式和分布密度函式86
4.1.1停留時間分布的定量描述86
4.1.2RTD的實驗測定86
4.2RTD數字特徵及無量綱化90
4.2.1平均停留時間與方差90
4.2.2以對比時間為自變數的停留時間分布91
4.2.3兩種停留時間分布規律之間的相互關係91
4.3理想流動模型92
4.3.1平推流模型92
4.3.2全混流模型93
4.3.3無量綱化的理想流動模型94
4.4非理想流動模型95
4.4.1多釜串聯模型建立95
4.4.2模型求解96
4.4.3無量綱函式給出與作圖97
4.5非理想流動反應器設計98
4.5.1直接用RTD數據計算一級反應轉化率98
4.5.2用多釜串聯模型計算反應器99
4.6混合態對反應的影響103
4.6.1微觀混合與巨觀混合104
4.6.2微觀混合和巨觀混合對化學反應的影響104
本章重要內容小結106
習題107
第5章氣-固相催化反應動力學 / 111
5.1氣-固相催化反應111
5.1.1氣-固相催化反應速率定義及表達方式111
5.1.2固體催化劑顆粒的結構參數112
5.1.3氣-固相催化反應過程114
5.2氣-固相催化反應本徵動力學114
5.2.1本徵反應過程速率方程114
5.2.2吸附等溫方程115
5.2.3不同控速過程的本徵動力學方程118
5.3氣-固相催化反應巨觀動力學123
5.3.1氣體在固體催化劑顆粒內的擴散和濃度與溫度分布124
5.3.2氣膜兩側溫差與催化劑顆粒內溫差計算130
5.3.3內擴散有效因子與巨觀反應速率方程132
5.3.4外擴散控制與巨觀速率方程134
5.3.5內擴散有效因子與西勒模數135
5.3.6非等溫催化劑內擴散有效因子141
5.3.7傳質和傳熱對複雜反應選擇性的影響142
本章重要內容小結144
習題145
第6章氣-固相催化反應器設計 / 148
6.1固定床反應器的類型148
6.1.1絕熱式固定床催化反應器148
6.1.2連續換熱式固定床催化反應器151
6.2催化劑固定床特性154
6.2.1催化劑顆粒當量直徑154
6.2.2床層空隙率及壓力降155
6.2.3固定床反應器的徑向傳熱158
6.3固定床反應器設計159
6.3.1空間時間法159
6.3.2數學模型法163
6.4氣固流化床反應器170
6.4.1流態化現象171
6.4.2流態化特徵參數172
6.4.3流化床的優缺點175
6.4.4流化床反應器的分類176
6.4.5流化床反應器的工業套用179
本章重要內容小結181
習題182
第7章氣液及氣-液-固相反應器設計 / 185
7.1氣-液反應器的類型185
7.2氣-液反應的特點188
7.3化學反應對氣-液傳質的影響189
7.4氣-液反應巨觀動力學190
7.4.1一級不可逆反應191
7.4.2不可逆瞬間反應193
7.4.3二級不可逆反應195
7.5氣-液反應器選型和設計196
7.5.1氣-液反應器的選型原則196
7.5.2氣-液反應器設計197
7.6氣-液-固三相反應器的型式和特點203
7.6.1氣-液-固三相催化反應器的型式204
7.6.2三相催化反應巨觀動力學206
7.6.3三相反應器設計208
本章重要內容小結211
習題212
第8章聚合反應及反應器設計 / 214
8.1聚合反應工程概述214
8.1.1聚合反應特點214
8.1.2聚合反應器的特點215
8.1.3聚合反應器的選擇原則217
8.2聚合物的評價指標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聚合反應過程的動力學分析223
8.3.1聚合反應分類224
8.3.2自由基均聚反應過程動力學分析224
8.3.3縮聚反應過程動力學分析230
8.4聚合反應器的設計234
8.4.1設計數據235
8.4.2聚合釜體積計算235
8.4.3攪拌聚合釜的傳熱分析與計算238
本章重要內容小結239
習題240
第9章化學反應工程新進展 / 242
9.1新型反應器242
9.1.1微反應器242
9.1.2整體式反應器244
9.1.3超重力(旋轉床)反應器246
9.2新型反應介質247
9.2.1超臨界流體248
9.2.2離子液體249
9.3反應過程的集成250
9.3.1反應和分離的過程耦合250
9.3.2反應和反應的過程耦合252
9.3.3反應器的強制周期操作253
參考文獻 / 256
