绪论

0.1化学反应工程的性质、研究内容与方法

0.1.1化学反应工程的性质、研究内容与方法

0.1.2化学反应工程学科的发展

0.2化学反应与化学反应器分类

0.2.1化学反应与相态

0.2.2化学反应器分类

0.3化学反应器的操作方式

0.4反应器的工业放大

第1章均相反应动力学

1.1基本概念和定义

1.1.1反应速率

1.1.2反应速率方程

1.1.3反应速率常数与反应活化能

1.1.4反应进度

1.1.5转化率

1.1.6选择性和收率

1.2等温恒容反应体系

1.2.1单一反应体系

1.2.2平行反应体系

1.2.3连串反应体系

1.2.4平行—连串反应体系

1.3等温变容反应体系

1.3.1膨胀因子与膨胀率

1.3.2非恒容体系的反应速率表达式

1.3.3复合反应膨胀因子与膨胀率

1.4温度对反应速率的影响

1.4.1温度对化学平衡的影响

1.4.2温度对可逆吸热反应速率的影响

1.4.3温度对可逆放热反应速率的影响

习题

第2章理想反应器

2.1概述

2.1.1理想流动模型

2.1.2理想反应器的分析与设计原理

2.2间歇搅拌釜式反应器

2.2.1等温间歇反应器及体积的计算

2.3连续搅拌釜式反应器

2.3.1等温单级CSTR

2.3.2等温多级CSTR串联

2.3.3等温多级CSTR串联的图解计算

2.3.4等温串联釜式反应器体积优化

2.3.5等温多级CSTR并联

2.3.6非等温CSTR

2.4连续搅拌釜式反应器的稳态操作

2.4.1釜式反应器操作的热稳定条件

2.4.2稳态操作点的热稳定性与参数灵敏性分析

2.4.3操作参数对热稳定性的影响

2.5管式反应器

2.5.1等温管式反应器

2.5.2PFR的串联和并联

2.5.3循环操作

2.6各种理想反应器及其组合的性能比较

2.6.1反应器浓度分析

2.6.2反应器体积、转化率的比较

2.6.3反应收率的比较

2.6.4不同型式反应器的组合

习题

第3章非理想流动

3.1概述

3.2非理想流动对反应过程的影响

3.2.1返混和停留时间分布的概念

3.2.2停留时间分布的影响

3.2.3返混的影响

3.3停留时间分布的数学描述

3.3.1停留时间分布函数和停留时间分布密度函数

3.3.2停留时间分布的数字特征

3.3.3无量纲停留时间

3.4停留时间分布的测定

3.4.1脉冲输入法

3.4.2阶跃输入法

3.5理想流动模型的停留时间分布

3.5.1平推流模型

3.5.2全混流模型

3.6非理想流动模型

3.6.1层流模型

3.6.2多釜串联模型

3.6.3轴向扩散模型

3.7非理想流动对反应器性能的影响

3.7.1离析流模型的转化率

3.7.2轴向扩散模型的转化率

习题

第4章多相系统中的化学反应与传递现象

4.1催化剂

4.1.1固体催化剂的宏观结构与特性

4.1.2多相催化过程与步骤

4.2催化剂表面上的吸附

4.2.1物理吸附和化学吸附

4.2.2均匀表面吸附模型

4.2.3非均匀表面吸附模型

4.3多相催化反应的本征动力学

4.3.1本征动力学的意义

4.3.2双曲线型速率方程

4.3.3幂函数型速率方程

4.3.4控制步骤的判定

4.4多相催化反应的宏观动力学

4.4.1分子扩散和努森扩散

4.4.2多相催化反应的宏观动力学

4.4.3扩散控制的判定

4.4.4催化剂失活

习题

第5章多相催化反应器的设计

5.1多相催化反应器类型

5.1.1固定床反应器类型及工业应用

5.1.2流化床反应器类型及工业应用

5.2固定床内的传递现象

5.2.1固定床内的流体流动

5.2.2质量和热量的轴向扩散

5.2.3径向传质与传热

5.3固定床催化反应器的数学模型

5.4绝热固定床催化反应器

5.4.1绝热反应器

5.4.2催化剂用量

5.4.3多段绝热反应器的设计

5.5连续换热反应器

5.5.1连续换热反应器的分类和特征

5.5.2一维拟均相模型

5.5.3二维拟均相模型

5.6固定床催化反应器的热稳定性

5.6.1多重稳态的可能性

5.6.2热点、失控和参数敏感性的概念

5.7流化床反应器的流化特性

5.8流化床反应器的数学模型及设计

5.8.1两相模型

5.8.2鼓泡床模型

5.8.3反应器设计的特别考虑

5.9流化床反应器的放大

习题

第6章反应器设计的一般原则和方法

6.1概述

6.1.1反应器设计的一般程序

6.1.2反应器设计决策的基本问题

6.2操作条件的选择

6.2.1单一反应体系

6.2.2复合反应体系

5.2.3催化剂对选择性的影响

6.3反应器型式和操作方式

6.3.1反应器选型的一般原则

6.3.2反应器组合

6.3.3反应器型式对收率的影响

6.3.4加料方式对收率的影响

6.4反应器结构与换热方式

6.4.1选择反应器结构和换热方式的一般原则

6.4.2温度敏感性的定量判据

6.4.3敏感性放热反应的对策

6.4.4吸热反应的温度控制

习题

第7章气液相反应及反应器

7.1气液反应平衡

7.1.1气液相平衡

7.1.2亨利定律

7.1.3化学反应对气液相平衡的影响

7.2气液反应过程

7.2.1气液相间传质模型

7.2.2气液反应过程

7.3气液反应宏观动力学

7.3.1基础方程

7.3.2瞬间反应

7.3.3中速反应

7.3.4慢速反应

7.3.5快速反应

7.4气液反应过程的几个重要参数

7.4.1膜内转化系数γ

7.4.2增强因子β

7.4.3液相反应利用率η

7.5气液反应器

7.5.1气液反应器的主要类型

7.5.2气液反应器特性与选型

7.6气液反应器的设计方程

7.6.1填料塔反应器

7.6.2鼓泡塔反应器

7.6.3搅拌鼓泡釜式反应器

习题

第8章新型反应器

8.1概述

8.2旋转填充床反应器

8.2.1旋转填充床反应器的结构与原理

8.2.2旋转填充床反应器的应用

8.3撞击流反应器

8.3.1撞击流反应器的分类、特性与原理

8.3.2撞击流反应器的应用

8.4超临界反应器

8.4.1超临界流体的特性

8.4.2超临界反应器的应用

8.5微波反应器

8.5.1微波反应器的基本原理

8.5.2微波反应器的应用

8.6磁流化床反应器

8.6.1磁流化床反应器的结构及特点

8.6.2磁流化床反应器的应用

习题

参考文献

主要符号一览表