化學(xué)反應(yīng)工程

第1章　緒論 1
1.1 化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的發(fā)展歷史1
1.2 化學(xué)反應(yīng)工程的研究內(nèi)容和研究方法2
1.2.1 研究內(nèi)容2
1.2.2 研究方法3
1.3 化學(xué)反應(yīng)器的工程分類4
1.3.1 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)類型4
1.3.2 反應(yīng)器中的相態(tài)類型6
1.3.3 化學(xué)反應(yīng)器的操作方式7
1.4 化學(xué)反應(yīng)工程在工業(yè)反應(yīng)過程開發(fā)中的作用8
1.4.1 反應(yīng)速率在工程上的運用8
1.4.2 反應(yīng)器的反應(yīng)指標9
1.4.3 反應(yīng)器開發(fā)過程的優(yōu)化和放大12
習題14
第2章　均相反應(yīng)動力學(xué) 16
2.1 基本概念和定義16
2.1.1 反應(yīng)速率16
2.1.2 反應(yīng)動力學(xué)方程16
2.1.3 反應(yīng)動力學(xué)方程的建立18
2.2 等溫恒容過程的反應(yīng)動力學(xué)19
2.2.1 單一反應(yīng)的動力學(xué)方程19
2.2.2 復(fù)合反應(yīng)的動力學(xué)方程22
2.3 等溫變?nèi)葸^程的反應(yīng)動力學(xué)26
2.3.1 膨脹因子27
2.3.2 膨脹率29
2.4 溫度對反應(yīng)速率的影響31
2.4.1 溫度對不可逆反應(yīng)的影響31
2.4.2 溫度對可逆反應(yīng)的影響32
習題35
第3章　間歇反應(yīng)器及理想流動反應(yīng)器 37
3.1 概述37
3.2 間歇反應(yīng)器38
3.2.1 等溫間歇反應(yīng)器的設(shè)計計算38
3.2.2 變溫間歇反應(yīng)器的設(shè)計計算40
3.3 理想流動下的釜式反應(yīng)器42
3.3.1 全混流模型43
3.3.2 等溫連續(xù)流動釜式反應(yīng)器的設(shè)計計算43
3.3.3 釜式反應(yīng)器的組合與設(shè)計計算44
3.3.4 串聯(lián)釜式反應(yīng)器體積優(yōu)化47
3.3.5 釜式反應(yīng)器的定態(tài)操作49
3.4 理想流動下的管式反應(yīng)器52
3.4.1 平推流模型52
3.4.2 等溫連續(xù)流動管式反應(yīng)器的設(shè)計計算53
3.4.3 變溫連續(xù)流動管式反應(yīng)器的設(shè)計計算54
3.5 反應(yīng)器反應(yīng)性能指標比較及優(yōu)化56
3.5.1 反應(yīng)過程濃度水平分析56
3.5.2 反應(yīng)性能指標比較57
3.5.3 反應(yīng)器的操作優(yōu)化64
習題68
第4章　非理想流動及其反應(yīng)器設(shè)計 70
4.1 概述70
4.2 停留時間分布及其性質(zhì)71
4.2.1 停留時間分布的定量描述71
4.2.2 停留時間分布函數(shù)的統(tǒng)計特征72
4.2.3 無量綱時間表示的分布函數(shù)和特征值73
4.3 停留時間分布的測定74
4.3.1 脈沖示蹤法74
4.3.2 階躍示蹤法76
4.4 理想流動模型78
4.4.1 平推流模型78
4.4.2 全混流模型79
4.5 非理想流動現(xiàn)象80
4.6 非理想流動模型82
4.6.1 軸向擴散模型82
4.6.2 多釜串聯(lián)模型85
4.7 非理想反應(yīng)器的計算89
4.7.1 流體混合對反應(yīng)的影響89
4.7.2 宏觀流體反應(yīng)器的設(shè)計計算92
4.7.3 微觀流體反應(yīng)器的設(shè)計計算95
4.7.4 非理想反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型法淺析98
習題101
第5章　氣-固相催化反應(yīng)器 104
5.1 概述104
5.1.1 固體催化劑的組成與結(jié)構(gòu)104
5.1.2 氣-固相催化過程105
5.2 氣-固非均相催化反應(yīng)本征動力學(xué)106
5.2.1 催化劑表面上的吸附與脫附106
5.2.2 反應(yīng)速率控制步驟108
5.2.3 本征動力學(xué)速率方程108
5.3 氣-固非均相催化體系的宏觀動力學(xué)112
5.3.1 氣體在多孔介質(zhì)中的內(nèi)擴散112
5.3.2 氣-固相催化宏觀動力學(xué)113
5.3.3 擴散控制的判定115
5.4 氣-固非均相催化反應(yīng)器的設(shè)計116
5.4.1 氣-固非均相催化反應(yīng)器類型116
5.4.2 氣-固非均相催化反應(yīng)器設(shè)計原則119
5.4.3 固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型120
5.4.4 固定床反應(yīng)器的設(shè)計計算122
5.4.5 流化床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型及設(shè)計136
習題145
第6章　氣-液相反應(yīng)器 149
6.1 氣-液反應(yīng)平衡149
6.1.1 氣-液相平衡149
6.1.2 亨利定律150
6.1.3 化學(xué)反應(yīng)對氣-液相平衡的影響151
6.2 氣-液相反應(yīng)的宏觀動力學(xué)152
6.2.1 反應(yīng)與傳質(zhì)過程152
6.2.2 化學(xué)反應(yīng)在相間傳遞中的作用153
6.2.3 化學(xué)吸收的增強因子154
6.3 氣-液反應(yīng)動力學(xué)特征155
6.3.1 伴有化學(xué)反應(yīng)的液相擴散過程155
6.3.2 幾個重要參數(shù)的討論163
6.4 氣-液相反應(yīng)器的設(shè)計計算164
6.4.1 氣-液相反應(yīng)器的類型的選擇164
6.4.2 氣-液相反應(yīng)器的設(shè)計模型167
習題172
第7章　聚合反應(yīng)器 175
7.1 概述175
7.2 聚合反應(yīng)動力學(xué)175
7.2.1 逐步縮合聚合175
7.2.2 均相游離基鏈式加成聚合177
7.2.3 均相游離基共聚合178
7.2.4 離子型聚合179
7.2.5 配位絡(luò)合聚合180
7.3 聚合體系的傳遞現(xiàn)象181
7.3.1 流體的流動特性181
7.3.2 聚合釜中的傳質(zhì)與傳熱182
7.4 聚合反應(yīng)器的設(shè)計186
7.4.1 聚合反應(yīng)器的設(shè)計計算186
7.4.2 聚合釜的攪拌188
7.4.3 攪拌釜的放大193
習題194
第8章　生物與制藥反應(yīng)器 197
8.1 概述197
8.2 酶催化反應(yīng)動力學(xué)197
8.3 微生物發(fā)酵動力學(xué)201
8.3.1 微生物菌體生長動力學(xué)201
8.3.2 微生物發(fā)酵基質(zhì)消耗動力學(xué)203
8.3.3 微生物發(fā)酵產(chǎn)物生成動力學(xué)203
8.4 生化與制藥反應(yīng)器的設(shè)計204
8.4.1 生化與制藥反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型204
8.4.2 發(fā)酵罐的設(shè)計計算205
8.4.3 攪拌功率的計算216
8.4.4 發(fā)酵罐的放大222
習題226
第9章　新型反應(yīng)器 228
9.1 概述228
9.2 撞擊流反應(yīng)器228
9.2.1 撞擊流反應(yīng)器的原理、特性與分類228
9.2.2 撞擊流反應(yīng)器的應(yīng)用238
9.2.3 撞擊流反應(yīng)器的發(fā)展趨勢240
9.3 旋轉(zhuǎn)填充床反應(yīng)器240
9.3.1 旋轉(zhuǎn)填充床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與原理240
9.3.2 旋轉(zhuǎn)填充床反應(yīng)器的應(yīng)用243
9.4 超臨界反應(yīng)器244
9.4.1 超臨界流體的性質(zhì)244
9.4.2 超臨界反應(yīng)器的應(yīng)用246
9.5 微波反應(yīng)器248
9.5.1 微波化學(xué)反應(yīng)器的基本原理248
9.5.2 微波反應(yīng)器的應(yīng)用249
9.6 磁流化床反應(yīng)器250
9.6.1 磁流化床的結(jié)構(gòu)和特點251
9.6.2 磁流化床反應(yīng)器的應(yīng)用252
9.7 微反應(yīng)器253
9.7.1 微反應(yīng)器的幾何特性253
9.7.2 微反應(yīng)器內(nèi)流體的傳遞特性和宏觀流動特性253
9.7.3 微反應(yīng)器的優(yōu)點254
9.7.4 微反應(yīng)器的應(yīng)用255
9.7.5 展望257
參考文獻 258
符號說明 262