本书以“三传一反”为主线,从均相体系到非均相体系、从理想流动到非理想流动、从动力学到传递规律等方面阐述反应工程的核心内容。为方便学习,本书中每章包括教学要点、基本概念与术语、计算公式、内容提要、习题。根据反应工程的学科特点,在系统归纳各章重点与要求的同时,强调解决实际问题的思路与运算方法,选择若干具有典型性、代表性和技巧性的反应工程实例,逐层剖析,分类讲解,使读者掌握反应工程的基本原理和方法,增强工程观念和计算能力,提高解决实际工程问题的能力。
样章试读
目录
- 目录
前言
第1章绪论1
教学要点1
基本概念与术语1
内容提要2
1.1化学反应工程学的发展2
1.2化学反应工程学的任务和研究内容2
1.3化学反应工程学的体系3
1.4化学反应工程学的研究方法4
1.4.1数学模型法4
1.4.2数学模拟放大过程5
1.5工业反应器的类型6
习题7
第2章均相反应动力学10
教学要点10
基本概念与术语10
计算公式11
内容提要12
2.1动力学基本概念和术语13
2.2均相反应速率方程的表示形式15
2.2.1幂函数型速率方程15
2.2.2双曲函数型速率方程16
2.3影响反应速率的因素17
2.3.1浓度(组成)对反应速率的影响17
2.3.2温度对反应速率的影响17
2.4单一反应动力学方程式的建立18
2.4.1积分法18
2.4.2微分法21
2.5复合反应动力学方程式的建立23
2.5.1基本概念24
2.5.2复合反应动力学方程25
2.6非恒容反应系统31
2.6.1反应系统体积的影响因素31
2.6.2非恒容系统的组分浓度表示32
2.6.3非恒容系统的动力学表示32
习题33
第3章理想流动反应器36
教学要点36
基本概念与术语37
计算公式37
内容提要37
第一部分简单反应器计算及设计37
3.1概述38
3.1.1反应器设计的任务38
3.1.2反应器设计的数学模型38
3.2理想流动模型39
3.2.1基本概念39
3.2.2平推流模型40
3.2.3全混流模型40
3.3间歇反应器41
3.3.1间歇反应器的特点41
3.3.2间歇反应器的性能方程41
3.3.3间歇反应器体积的计算42
3.4平推流反应器44
3.4.1平推流反应器的特点44
3.4.2平推流反应器的性能方程44
3.5全混流反应器49
3.5.1全混流反应器的特点49
3.5.2全混流反应器的性能方程50
3.6单一反应反应器型式与操作方法的评选54
3.6.1间歇反应器与平推流反应器的比较55
3.6.2间歇反应器与全混流反应器的比较56
3.6.3平推流反应器与全混流反应器的比较58
3.6.4单一反应选择反应器型式和操作方法的原则61
习题62
第二部分多级全混流反应器串联的计算66
3.7组合反应器66
3.7.1循环反应器67
3.7.2平推流反应器的串并联68
3.7.3全混流反应器的串联70
3.7.4其他组合方式76
习题78
第三部分非等温过程80
3.8非等温过程反应器的性能80
3.8.1操作温度的选择80
3.8.2非等温过程反应器的计算82
3.9全混流反应器的热稳定性84
3.9.1操作点84
3.9.2全混流反应器的热稳定条件86
3.9.3操作条件对稳定性的影响87
习题90
第四部分复合反应选择率的计算92
3.10复合反应反应器型式和操作方法的选择92
3.10.1收率与选择率92
3.10.2平行反应的收率与选择率95
3.10.3连串反应的收率与选择率100
习题105
第4章非理想流动反应器109
教学要点109
计算公式109
内容提要111
4.1非理想流动的起因111
4.2停留时间分布及描述112
4.2.1停留时间分布密度函数112
4.2.2停留时间分布函数112
4.2.3停留时间分布密度函数与停留时间分布函数的关系113
4.3停留时间分布函数的特征值114
4.3.1平均停留时间114
4.3.2停留时间分布的散度115
4.3.3无因次停留时间116
4.4停留时间分布的实验测定116
4.4.1脉冲示踪法117
4.4.2阶跃示踪法118
4.5理想流动的停留时间分布122
4.5.1平推流的停留时间分布122
4.5.2全混流的停留时间分布123
4.6非理想流动的流动模型124
4.6.1多级全混流串联模型125
4.6.2轴向分散模型127
4.7非理想流动反应器设计129
4.7.1停留时间分布曲线的应用129
4.7.2非理想流动反应器的计算129
习题133
第5章非均相反应动力学136
教学要点136
内容提要136
5.1催化剂的特点及性能137
5.1.1催化剂的基本特征137
5.1.2催化剂的性能要求137
5.2催化剂表面的吸附137
5.2.1物理吸附和化学吸附138
5.2.2吸附等温方程139
5.3催化剂的物理结构142
5.3.1比表面积142
5.3.2孔体积143
5.3.3孔径分布143
5.3.4孔隙率144
5.4气-固非均相催化过程144
5.4.1气-固相催化反应过程144
5.4.2控制步骤145
5.5气-固相催化反应动力学145
5.5.1气-固相催化反应速率的表示145
5.5.2双曲线型动力学方程146
5.5.3幂数型动力学方程153
5.6气-固催化反应动力学的研究方法154
5.6.1内、外扩散影响的排除155
5.6.2实验用反应器156
5.7催化剂颗粒中的扩散158
5.7.1催化剂的内扩散159
5.7.2等温催化剂的有效系数161
习题165
第6章反应器工程模拟仿真训练168
6.1使用方法168
6.1.1程序启动168
6.1.2主界面171
6.2间歇反应器单元仿真系统177
6.2.1工艺流程178
6.2.2仿真界面178
6.2.3操作规程178
6.2.4事故设置及处理182
6.3固定床反应器单元仿真系统182
6.3.1工艺流程184
6.3.2操作规程186
思考题189
6.4流化床反应器单元仿真系统189
6.4.1工艺流程190
6.4.2操作规程192
思考题196
设计训练196
参考文献197