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第1章 绪论　1

1.1 化学反应工程学的发展及其范畴和任务1

1.1.1　化学反应工程发展简述1

1.1.2　化学反应工程学的范畴和任务1

1.2　化学反应工程内容的分类和编排3

1.2.1　化学反应的操作方式3

1.2.2　反应装置的型式4

1.2.3　化学反应工程学的课程体系5

1.3　化学反应工程中的基本方法6

参考文献7

第2章 均相反应动力学基础　9

2.1　概述9

2.1.1　化学反应速率及其表示9

2.1.2　反应速率常数k11

2.2　等温恒容过程12

2.2.1　单一反应动力学方程的建立12

2.2.2　复合反应19

2.3　等温变容过程25

2.3.1　膨胀因子26

2.3.2　膨胀率27

习题29

参考文献30

第3章 均相反应过程　31

3.1　概述31

3.2　简单反应器32

3.2.1　间歇反应器32

3.2.2　平推流反应器34

3.2.3　全混流反应器38

3.3　组合反应器40

3.3.1　平推流反应器的串联、并联或并串联40

3.3.2 具有相同或不同体积的N个全混釜的串联41

3.3.3　不同型式反应器的串联44

3.3.4　循环反应器44

3.3.5　半连续操作的反应器48

3.4　非等温过程51

3.4.1　温度的影响51

3.4.2　非等温操作53

3.4.3　一般图解设计程序57

3.5　反应器类型和操作方法的评选60

3.5.1　单一反应60

3.5.2　复合反应66

3.6　全混流釜式反应器的热稳定性70

3.6.1 全混流釜式反应器的定态基本方程式71

3.6.2　全混流釜式反应器的热稳定性72

3.6.3　定态热稳定性的判据76

3.7　搅拌釜中的流动与传热78

3.7.1　搅拌釜的结构和桨叶特性78

3.7.2　搅拌釜内的混合过程81

3.7.3　搅拌功率的计算82

3.7.4　搅拌釜的传热84

习题85

参考文献86

第4章　非理想流动　88

4.1　反应器中的返混现象与停留时间分布88

4.1.1　非理想流动与停留时间分布88

4.1.2　停留时间分布的实验测定90

4.1.3　停留时间分布函数的数字特征91

4.1.4　用对比时间θ表示的概率函数92

4.2　流动模型93

4.2.1　常见的几种流动模型94

4.2.2　停留时间分布曲线的应用106

4.3　流体的混合态及其对反应的影响107

4.3.1　流体的混合态107

4.3.2　流体的混合态对反应过程的影响108

习题110

参考文献111

第5章 催化剂与催化动力学基础　112

5.1　催化剂112

5.1.1　概述112

5.1.2　催化剂的制法115

5.1.3　催化剂的性能116

5.2　催化剂的物理特性116

5.2.1　物理吸附和化学吸附116

5.2.2　吸附等温线方程117

5.2.3　催化剂的物理结构119

5.3　气-固相催化反应动力学121

5.3.1　反应的控制步骤121

5.3.2　双曲线型的反应速率式121

5.3.3　幂数型反应速率方程126

5.3.4　反应速率的实验测定法129

5.3.5　动力学方程的判定和参数的推定131

5.3.6　催化剂的内扩散138

5.3.7 内扩散对反应选择性的影响146

5.3.8　催化剂的失活147

5.4　非催化气-固相反应动力学150

5.4.1　粒径不变的缩核模型150

5.4.2　颗粒体积缩小的缩粒模型152

习题153

参考文献155

第6章 固定床反应器　156

6.1　概述156

6.2　固定床中的传递过程162

6.2.1　粒子直径和床层空隙率162

6.2.2　床层压降164

6.2.3　固定床中的传热165

6.2.4　固定床中的传质与混合170

6.3　拟均相一维模型172

6.3.1　等温反应器的计算172

6.3.2　单层绝热床的计算173

6.3.3　多层绝热床的计算176

6.3.4　多层床的最优化问题177

6.3.5　自己换热式反应器的设计方法178

6.3.6　热稳定性和参数敏感性180

6.4　拟均相二维模型182

6.4.1　设计的基础方程式182

6.4.2　基础方程式的解法183

6.4.3　拟均相模型与非均相模型的评述191

6.5　滴流床反应器192

6.5.1　概述192

6.5.2　滴流床的流体力学193

6.5.3　滴流床中的传质193

6.5.4　滴流床的设计与放大194

习题194

参考文献196

第7章　流化床反应器　198

7.1　概述198

7.2　流化床中的气、固运动201

7.2.1　流化床的流体力学201

7.2.2　气泡及其行为206

7.2.3　乳相的动态210

7.2.4　分布板与内部构件211

7.2.5　颗粒的带出、捕集和循环213

7.3　流化床中的传热和传质216

7.3.1　床层与外壁间的给热216

7.3.2　床层与浸没于床内的换热面之间的给热217

7.3.3　颗粒与流体间的传质218

7.3.4　气泡与乳相间的传质218

7.4　流化床的数学模型220

7.4.1　模型的类别220

7.4.2　两相模型221

7.4.3　Levenspiel鼓泡床模型224

7.4.4　流化床反应器的开发与放大226

习题227

参考文献228

第8章 多流体相的反应过程　229

8.1　理论简述229

8.2　伴有不可逆与可逆反应的传质233

8.2.1　基础方程234

8.2.2　气液非均相系统中的几个重要参数238

8.2.3　反应速率的实验测定240

8.2.4　反应器型式的选择242

8.3　填料塔243

8.4　鼓泡塔247

8.4.1　鼓泡塔的流体力学247

8.4.2　鼓泡塔内的传热和传质251

8.4.3　鼓泡反应器的数学模型和设计255

8.5　搅拌鼓泡釜258

8.5.1　搅拌鼓泡釜的结构特征258

8.5.2　搅拌鼓泡釜内的流体力学259

8.5.3　搅拌鼓泡釜的传热、传质计算263

8.5.4　搅拌鼓泡釜的设计和放大263

8.6　液液相反应过程266

8.6.1　液滴间的反应266

8.6.2　两相传质系数269

8.6.3　液液相反应器的设计计算269

8.7　浆态反应器270

8.7.1　浆态反应器内的传质270

8.7.2　液固间的传质271

8.7.3　气泡与液相间的传质273

8.7.4　浆态反应器内的选择性273

习题274

参考文献276

第9章 聚合反应过程　　277

9.1 聚合反应和聚合方法概述277

9.1.1　聚合反应的类别277

9.1.2　聚合方法与设备280

9.1.3　聚合物的分子结构、分子量和分子量分布284

9.2　均相聚合过程287

9.2.1 游离基聚合的反应动力学基础287

9.2.2　理想流动的连续式操作的分析292

9.2.3　游离基共聚合295

9.2.4　离子型溶液聚合301

9.3　非均相聚合过程303

9.3.1　悬浮聚合303

9.3.2　乳液聚合305

9.4　缩聚反应过程307

9.4.1　缩聚平衡307

9.4.2　缩聚动力学307

9.4.3　分子量及其分布308

9.5　聚合反应器的设计放大和调节　309

9.5.1　搅拌310

9.5.2　非牛顿流体的传热312

9.6　聚合过程的拟定和调节316

9.6.1　混合过程的拟定316

9.6.2　聚合过程的调节317

习题318

参考文献320

第10章 生化反应工程基础 　321

10.1　概述321

10.2　酶催化反应321

10.2.1　酶的特性321

10.2.2　单底物酶催化反应动力学——米氏方程（Michaelis-Menten）322

10.2.3　有抑制作用时的酶催化反应动力学324

10.3　微生物的反应过程动力学326

10.3.1　细胞生长动力学327

10.3.2　基质消耗动力学328

10.3.3　产物生成动力学328

10.3.4　氧的消耗速率329

10.4　固定化生物催化剂330

10.4.1　概述330

10.4.2　酶和细胞的固定化330

10.5　生化反应器332

10.5.1　概述332

10.5.2　生化反应器的计算335

习题340

参考文献341