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1　绪论 1

1.1　化学反应工程的发展、任务和范畴 1

1.1.1　化学反应工程发展简述 1

1.1.2　化学反应工程的范畴和任务 1

1.2　化学反应工程的分类 3

1.2.1　化学反应的类型 3

1.2.2　反应器的形式分类 3

1.2.3　反应器操作方法的分类 4

1.3　化学反应工程的研究方法 5

1.3.1　传统研究方法 5

1.3.2　解析法 5

1.3.3　模型法 5

习题 6

2　均相反应动力学基础 7

2.1　基本概念和术语 7

2.1.1　化学反应式和计量方程 7

2.1.2　单一反应和复杂反应 7

2.1.3　反应的转化率、选择性和收率 8

2.1.4　化学反应速率 10

2.1.5　反应动力学方程 12

2.2　单一反应动力学方程 14

2.2.1　等温恒容过程 14

2.2.2　等温变容过程 18

2.3　复杂反应动力学方程 19

2.3.1　可逆反应 19

2.3.2　平行反应 21

2.3.3　连串反应 22

习题 23

3　反应器内的流体流动 25

3.1　返混 25

3.1.1　返混的定义 25

3.1.2　返混对生产过程的影响 25

3.1.3　降低返混程度的工业措施 25

3.1.4　反应器内的流动状态 27

3.2　流体在反应器内的停留时间分布 27

3.2.1　停留时间分布的定量描述 27

3.2.2　用对比时间作变量的停留时间分布 28

3.2.3　寻求停留时间分布的实验方法 29

3.3　两种理想流动模型的停留时间分布 33

3.4　非理想流动模型 35

3.4.1　多级混合模型 35

3.4.2　轴向扩散模型 36

习题 38

4　均相理想流动反应器 40

4.1　间歇反应器 40

4.1.1　生产数据法 40

4.1.2　动力学数据法 42

4.1.3　设备之间的平衡 44

4.1.4　间歇反应器的热量衡算 45

4.2　连续操作釜式反应器 46

4.2.1　单个连续操作釜式反应器 46

4.2.2　多个连续操作釜式反应器的串联 48

4.2.3　连续操作釜式反应器的热稳定性 50

4.2.4　釜式反应器的搅拌器 53

4.3　理想置换反应器 56

4.3.1　等温理想置换反应器的设计方程 56

4.3.2　管式反应器的直径和长度计算 58

4.4　反应器的优化 59

4.4.1　简单反应和反应器 59

4.4.2　复杂反应和反应器 61

习题 62

5　非均相反应动力学 65

5.1　催化剂基础 65

5.1.1　催化过程及特征 65

5.1.2　固体催化剂的组成 66

5.1.3　催化剂的制造 67

5.1.4　催化剂的使用 68

5.1.5　催化剂的失活和再生 70

5.1.6　催化剂的性能 72

5.2　气固相催化反应本征动力学 73

5.2.1　气固相催化反应模型和控制步骤 73

5.2.2　化学吸附速率和吸附模型 74

5.2.3　表面化学反应 77

5.2.4　反应本征动力学 77

5.3　气固相催化反应宏观动力学 80

5.3.1　催化剂颗粒内的气体扩散 80

5.3.2　等温反应宏观动力学方程 81

5.3.3　内扩散对反应选择性的影响 83

5.3.4　消除内扩散影响的方法 84

5.4　气液相反应宏观动力学简介 84

5.4.1　气液相传质理论 85

5.4.2　气液相反应的类型及其化学增强因子β 86

5.4.3　气液相宏观动力学方程 88

习题 89

6　非均相反应器 91

6.1　固定床反应器 91

6.1.1 固定床反应器的特点 91

6.1.2 固定床反应器的类型 92

6.1.3 固定床反应器内的流体流动 95

6.1.4 固定床反应器中的传质与传热 99

6.1.5 固定床反应器的工艺计算 101

6.2　流化床反应器 106

6.2.1　流化床反应器的特点 106

6.2.2　流化床反应器的类型及结构 107

6.2.3　流化床反应器内的流体流动 109

6.2.4　流化床反应器内的传质和传热 114

6.2.5　流化床反应器的构件 116

6.2.6　流化床反应器的工艺计算 121

6.3　气液相反应器 123

6.3.1　汽液相反应器的特点与应用 123

6.3.2　气液相反应器基本类型与结构 123

6.3.3　鼓泡塔反应器的工艺计算 126

6.4　其他非均相反应器简介 132

6.4.1　气液固三相反应器 132

6.4.2　生化反应器 135

6.4.3　电化学反应器 136

6.4.4　聚合反应器 137

习题 138

参考文献 141