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第1章 绪论1

1.1化学反应工程的学科地位及历史沿革1

1.2化学反应工程的研究对象、内容及方法1

1.2.1研究对象1

1.2.2研究内容2

1.2.3研究方法2

1.3化学反应和化学反应器的分类3

1.3.1化学反应的分类3

1.3.2化学反应器的分类3

1.4化学反应工程的发展趋势4

第2章 化学反应动力学基础5

2.1基本概念及术语5

2.1.1化学计量式5

2.1.2反应进度5

2.1.3转化率、收率、选择率及单耗5

2.2化学反应速率8

2.2.1化学反应速率表示8

2.2.2均相反应动力学9

2.2.3浓度效应和级数12

2.2.4温度效应和反应活化能13

参考文献15

习题15

第3章 气固催化反应过程17

3.1固体催化剂的基础知识17

3.1.1固体催化剂的组成17

3.1.2催化剂的制备方法18

3.1.3催化剂的失活与再生19

3.1.4固体催化剂宏观结构参量的表征19

3.1.5固体催化剂的反应过程22

3.1.6活性中心理论22

3.2气固相催化反应的本征动力学22

3.2.1气固相催化反应宏观过程23

3.2.2吸附模型24

3.2.3反应本征动力学27

3.2.4本征动力学方程的实验测定31

3.3气固相催化反应宏观动力学32

3.3.1研究方法32

3.3.2极限反应速率和极限传质速率34

3.3.3外扩散对反应速率的影响35

3.3.4外扩散对选择率的影响36

3.3.5双组分系统颗粒外部的传质过程37

3.4内扩散对反应速率的影响39

3.4.1催化剂颗粒内的气体扩散39

3.4.2催化剂颗粒内的浓度分布40

3.4.3内扩散有效因子的求解43

3.4.4催化剂颗粒内扩散的表观动力学特征45

3.4.5多组分的内扩散过程47

3.4.6内扩散对选择率的影响47

3.4.7影响内部效率因子的因素48

3.4.8非等温条件下的内扩散过程49

参考文献51

习题51

第4章 理想间歇反应器52

4.1理想间歇反应器的基础52

4.1.1理想间歇反应器的特征52

4.1.2反应器设计的基本方程53

4.1.3理想间歇反应器性能的数学描述55

4.2理想间歇反应器中的简单反应57

4.2.1零级反应57

4.2.2一级反应58

4.2.3二级反应59

4.2.4 n级反应62

4.2.5简单反应的小结62

4.2.6自催化反应65

4.3理想间歇反应器中的均相可逆反应68

4.3.1可逆反应的数学描述69

4.3.2温度效应及其优化71

4.3.3浓度效应及其优化73

4.4理想间歇反应器中的均相平行反应73

4.4.1平行反应的数学描述73

4.4.2平行反应的选择率、收率74

4.4.3温度效应对均相平行反应的影响及其优化75

4.4.4浓度效应对均相平行反应的影响及其优化77

4.5理想间歇反应器中的均相连串反应77

4.5.1连串反应的数学描述77

4.5.2连串反应的选择率和收率79

4.5.3温度效应对均相连串反应的影响及其优化79

4.5.4浓度效应对均相连串反应的影响及其优化80

4.6理想间歇反应器中的复杂反应81

4.6.1复杂反应的描述81

4.6.2温度效应及其优化81

4.7反应动力学的测定82

4.7.1概述82

4.7.2反应级数82

4.7.3反应动力学的实验测定方法83

参考文献88

习题89

第5章 连续流动反应器91

5.1连续流动的基本概念91

5.2连续流动管式反应器92

5.2.1管式反应器内流体流动特点92

5.2.2基本设计方程式92

5.3恒温恒容管式反应器计算93

5.4恒温变容管式反应器计算95

5.4.1膨胀率95

5.4.2膨胀因子96

5.4.3变容过程的计算97

5.5连续流动釜式反应器100

5.5.1连续流动釜式反应器中流体的流动特点100

5.5.2全混流反应器的基本设计方程式100

5.5.3连续流动釜式反应器中的计算100

5.5.4连续釜式反应器中的返混102

5.6多个连续流动釜式反应器串联102

5.6.1多釜串联解析法计算103

5.6.2图解法105

5.7不同连续流动反应器比较106

参考文献108

习题108

第6.章 反应器中的停留时间分布及流动模型110

6.1停留时间分布及描述110

6.2停留时间分布的测定112

6.2.1脉冲法112

6.2.2阶跃法114

6.3停留时间分布的统计特征值114

6.4理想反应器的停留时间分布116

6.4.1平推流反应器中的停留时间分布116

6.4.2全混流反应器中的停留时间分布117

6.5非理想流动现象119

6.6非理想流动模型120

6.6.1轴向扩散模型120

6.6.2多级全混流模型123

6.6.3组合模型125

6.6.4非理想流动反应器的计算126

参考文献129

习题129

第7章 各类反应器介绍131

7.1釜式反应器131

7.1.1混合机理132

7.1.2搅拌釜的结构133

7.2管式反应器134

7.2.1管式反应器的特点134

7.2.2管式反应器基本方程式134

7.2.3裂解炉和管式反应器137

7.3多相反应器139

7.3.1气液固三相反应器的分类和选型140

7.3.2固定床层内的传递问题142

7.4生化反应器143

7.4.1酶催化144

7.4.2固定化酶146

7.4.3酶催化反应器设计146

7.5聚合反应器147

7.5.1聚合反应的动力学分析148

7.5.2聚合方法与设备152

参考文献155

习题155

第8章 反应工程在新型化工产业中的应用156

8.1聚合反应工程156

8.1.1高分子的基本概念157

8.1.2聚合反应156

8.1.3聚合反应工程的发展概况与趋势165

8.1.4超临界技术166

8.1.5高分子辐射化学167

8.2生化反应及反应器设计169

8.2.1生物化学工程概述169

8.2.2微生物反应器170

8.2.3单底物酶催化反应动力学170

8.2.4有抑制作用的酶催化反应动力学172

8.2.5固化酶的制备方法175

8.2.6微生物反应过程计量学178

8.2.7多肽的固相合成179

8.3电化学反应工程基础182

8.3.1电化学反应的特点182

8.3.2电化学反应工程的质量指标183

8.3.3电化学反应器的类型186

8.3.4电化学反应器的工作特性186

8.3.5电化学反应器的联结与组合189

参考文献189

习题189

第9章 化学反应工程中的数据处理与分析方法190

9.1误差190

9.2非线性方程的数值求解191

9.2.1扫描法（迈步法）191

9.2.2对分法（二分法）192

9.2.3优选法（0.618法）192

9.2.4直接迭代法192

9.2.5松弛迭代法192

9.2.6牛顿法（弦切法）192

9.2.7 割线法（弦截法）194

9.3回归分析与曲线拟合194

9.3.1一元线性回归194

9.3.2一元二次回归196

9.3.3矛盾方程组的求解196

9.4初始速率法197

9.5半衰期法198

9.6微分反应器方法198

参考文献199

习题200

符号表201