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1绪论1

1.1化学反应工程1

1.2化学反应的转化率和收率2

1.2.1反应进度2

1.2.2转化率3

1.2.3收率与选择性5

1.3化学反应器的类型6

1.4化学反应器的操作方式8

1.5反应器设计的基本方程10

1.6工业反应器的放大11

1.7反应工程的新进展13

习题14

2反应动力学基础16

2.1化学反应速率16

2.2反应速率方程19

2.3温度对反应速率的影响22

2.4复合反应27

2.4.1反应组分的转化速率和生成速率27

2.4.2复合反应的基本类型28

2.4.3反应网络31

2.5反应速率方程的变换与积分32

2.5.1单一反应32

2.5.2复合反应35

2.6多相催化与吸附38

2.6.1多相催化作用38

2.6.2吸附与脱附39

2.7多相催化反应动力学42

2.7.1定态近似和速率控制步骤42

2.7.2多相催化反应速率方程44

2.8动力学参数的确定48

2.8.1积分法48

2.8.2微分法49

2.9建立速率方程的步骤53

习题54

3釜式反应器59

3.1釜式反应器的物料衡算式59

3.2等温间歇釜式反应器的计算（单一反应）60

3.2.1反应时间及反应体积的计算60

3.2.2最优反应时间62

3.3等温间歇釜式反应器的计算（复合反应）64

3.3.1平行反应64

3.3.2连串反应66

3.4连续釜式反应器的反应体积68

3.5连续釜式反应器的串联与并联71

3.5.1概述71

3.5.2串联釜式反应器的计算72

3.5.3串联釜式反应器各釜的最佳反应体积比75

3.6釜式反应器中复合反应的收率与选择性77

3.6.1总收率与总选择性77

3.6.2平行反应78

3.6.3连串反应81

3.7半间歇釜式反应器83

3.8变温间歇釜式反应器86

3.9连续釜式反应器的定态操作90

3.9.1连续釜式反应器的热量衡算式90

3.9.2连续釜式反应器的定态91

小结94

习题94

4管式反应器100

4.1活塞流假设100

4.2等温管式反应器设计101

4.2.1单一反应101

4.2.2多个反应104

4.2.3拟均相模型108

4.3管式与釜式反应器反应体积的比较109

4.4循环反应器113

4.5变温管式反应器114

4.5.1管式反应器的热量衡算式114

4.5.2绝热管式反应器115

4.5.3非绝热变温管式反应器118

4.6管式反应器的最佳温度序列120

4.6.1单一反应120

4.6.2复合反应121

习题124

5停留时间分布与反应器的流动模型129

5.1停留时间分布129

5.1.1概述129

5.1.2停留时间分布的定量描述130

5.2停留时间分布的实验测定132

5.2.1脉冲法132

5.2.2阶跃法134

5.3停留时间分布的统计特征值136

5.4理想反应器的停留时间分布138

5.4.1活塞流模型139

5.4.2全混流模型140

5.5非理想流动现象142

5.6非理想流动模型144

5.6.1离析流模型144

5.6.2多釜串联模型147

5.6.3轴向扩散模型150

5.7非理想反应器的计算153

5.8流动反应器中流体的混合156

习题158

6多相系统中的化学反应与传递现象161

6.1多相催化反应过程步骤161

6.1.1固体催化剂的宏观结构及性质161

6.1.2过程步骤163

6.2流体与催化剂颗粒外表面间的传质与传热164

6.2.1传递系数164

6.2.2流体与颗粒外表面间的浓度差和温度差165

6.2.3外扩散对多相催化反应的影响167

6.3气体在多孔介质中的扩散170

6.3.1孔扩散170

6.3.2多孔颗粒中的扩散171

6.4多孔催化剂中的扩散与反应172

6.4.1多孔催化剂内反应组分的浓度分布172

6.4.2内扩散有效因子174

6.4.3非一级反应的内扩散有效因子177

6.4.4内外扩散都有影响时的有效因子178

6.5内扩散对复合反应选择性的影响180

6.6多相催化反应过程中扩散影响的判定182

6.6.1外扩散影响的判定182

6.6.2内扩散影响的判定183

6.7扩散干扰下的动力学假象184

习题187

7多相催化反应器的设计与分析190

7.1固定床内的传递现象190

7.1.1固定床内的流体流动190

7.1.2质量和热量的轴向扩散192

7.1.3径向传质与传热193

7.2固定床反应器的数学模型195

7.3绝热式固定床反应器197

7.3.1绝热反应器的类型197

7.3.2固定床绝热反应器的催化剂用量199

7.3.3多段绝热式固定床反应器201

7.4换热式固定床反应器204

7.4.1引言204

7.4.2进行单一反应时的分析205

7.4.3进行复合反应时的分析207

7.5自热式固定床反应器210

7.5.1反应物料的流向210

7.5.2数学模拟211

7.6参数敏感性212

7.7流化床反应器214

7.7.1流态化214

7.7.2流化床催化反应器216

7.8实验室催化反应器218

7.8.1基本要求218

7.8.2主要类型219

习题221

8多相反应器225

8.1气液反应225

8.2气液反应器229

8.2.1主要类型229

8.2.2鼓泡塔的设计230

8.2.3搅拌釜式反应器的设计232

8.3气液固反应234

8.3.1概述234

8.3.2气液固相催化反应的传递步骤与速率234

8.4滴流床反应器235

8.4.1概述235

8.4.2数学模型236

8.5浆态反应器239

8.5.1类型239

8.5.2传质与反应239

8.5.3机械搅拌釜的设计242

习题244

9生化反应工程基础247

9.1概述247

9.2生化反应动力学基础248

9.2.1酶催化反应及其动力学248

9.2.2微生物的反应过程动力学255

9.3固定化生物催化剂259

9.3.1概述259

9.3.2酶和细胞的固定化260

9.3.3固定化生物催化剂的催化动力学261

9.4生化反应器263

9.4.1生化反应器类型264

9.4.2生化反应器的计算265

习题271

10聚合反应工程基础274

10.1概述274

10.2聚合反应动力学分析275

10.2.1聚合反应分类275

10.2.2聚合度及其分布275

10.2.3均相自由基聚合反应280

10.2.4缩聚反应294

10.2.5影响聚合反应速率的因素297

10.3聚合过程的传热与传质分析299

10.3.1聚合过程热效应特点299

10.3.2解决聚合过程传热与流动的措施299

10.3.3传热系数与传质系数301

10.4聚合反应器的设计与分析301

10.4.1聚合反应器与搅拌器301

10.4.2数学模型302

10.4.3聚合反应器的计算与分析302

习题305

11电化学反应工程基础307

11.1引言307

11.1.1电化学反应的特点307

11.1.2电化学反应工程的质量指标308

11.2电化学反应工程中的特殊问题312

11.2.1电极表面的电位及电流分布312

11.2.2析气效应317

11.2.3电化学工程中的传质过程319

11.2.4电化学工程中的热传递与热衡算322

11.3电化学反应器323

11.3.1电化学反应器的类型323

11.3.2电化学反应器的工作特性326

11.3.3电化学反应器的联结与组合332

习题335

参考文献337