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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β86

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