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化學反應工程(國際工程教育認證系列教材)

  • 作者:編者:許志美
  • 出版社:化學工業
  • ISBN:9787122335876
  • 出版日期:2019/10/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:292
人民幣:RMB 49 元      售價:
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內容大鋼
    《化學反應工程》是國際工程教育認證系列教材之一,介紹了化學反應工程的研究目的和內容,著重從工程分析的觀點論述化學反應工程的基本概念、理論及研究方法。本書設置了反應動力學、典型反應與反應器、混合現象、反應過程中的質量傳遞、熱量傳遞與反應器的熱穩定性、化學反應過程開發案例等章節,配置了例題、習題和工程開發案例。本書編寫過程中結合工程教育認證通用標準,既注重基本原理的闡述,亦強化複雜工程問題的表達和分析,注重現代軟體工具的應用,力求開闊思路,理論聯繫實際,學以致用。本書重點章節配有微課、動畫、趣味擴展與Matlab文件,讀者可描碼觀看或下載。
    《化學反應工程》為高等學校化工類專業教材,也可供有關研究人員和工程技術人員參考。

作者介紹
編者:許志美

目錄
第1章  緒論
  1.1  化學反應工程的研究對象和目的
    1.1.1  約束條件
    1.1.2  優化的經濟指標
    1.1.3  優化的技術指標
    1.1.4  決策變數
  1.2  化學反應工程的研究內容
    1.2.1  化學反應過程
    1.2.2  物理過程
  1.3  化學反應工程的研究方法
  1.4  化學反應工程在工業反應過程開發中的作用
    1.4.1  化學反應工程理論在反應過程開發中的作用
    1.4.2  反應過程開發與「放大效應」
  本章小結
  習題
第2章  均相反應動力學
  2.1  化學反應速率的工程表達
  2.2  均相反應中的動力學
    2.2.1  均相與預混合
    2.2.2  反應動力學表達式
    2.2.3  反應速率的溫度效應和反應活化能
    2.2.4  反應速率的濃度效應和反應級數
  2.3  典型化學反應的動力學方程
    2.3.1  簡單反應
    2.3.2  自催化反應
    2.3.3  可逆反應
    2.3.4  平行反應
    2.3.5  串聯反應
    2.3.6  更加複雜的情況
  2.4  反應動力學測定方法
    2.4.1  動力學實驗測定方法
    2.4.2  均相反應的實驗反應器
  2.5  模型的檢驗和模型參數的估值
    2.5.1  經典方法
    2.5.2  統計學方法進行模型識別和參數估計
  本章小結
  習題
第3章  理想間歇反應器
  3.1  反應器設計基本方程
    3.1.1  反應器設計的基本內容
    3.1.2  反應器設計基本方程
  3.2  理想間歇反應器中的簡單反應
    3.2.1  理想間歇反應器的特徵
    3.2.2  理想間歇反應器性能的數學描述
    3.2.3  理想間歇反應器中的簡單反應
    3.2.4  理想間歇反應器的最優反應時間
  3.3  理想間歇反應器中的自催化反應
  3.4  理想間歇反應器中的均相可逆反應
    3.4.1  可逆反應的特點
    3.4.2  可逆反應的反應速率

  3.5  理想間歇反應器中的均相平行反應
    3.5.1  平行反應反應物和產物濃度分佈
    3.5.2  平行反應的選擇率和收率
    3.5.3  選擇率的溫度效應
    3.5.4  選擇率的濃度效應
  3.6  理想間歇反應器中的均相串聯反應
    3.6.1  串聯反應反應物和產物濃度分佈
    3.6.2  串聯反應的選擇率和收率
    3.6.3  選擇率的溫度效應
    3.6.4  選擇率的濃度效應與最優轉化率
  本章小結
  習題
第4章  理想流動管式反應器
  4.1  理想流動管式反應器的特點
  4.2  理想流動管式反應器設計基本方程
  4.3  空時、空速和停留時間
  4.4  反應前後分子數變化的氣相反應
    4.4.1  膨脹率法
    4.4.2  膨脹因子法
    4.4.3  變分子數反應過程的反應器計算
  本章小結
  習題
第5章  連續流動釜式反應器
  5.1  連續流動釜式反應器設計基本方程
    5.1.1  全混流假定
    5.1.2  連續流動釜式反應器中的反應速率
    5.1.3  連續流動釜式反應器的基本方程
  5.2  連續流動釜式反應器中的均相反應
    5.2.1  解析解
    5.2.2  圖解法
  5.3  連續流動釜式反應器中的濃度分佈與返混
    5.3.1  連續攪拌釜中的濃度分佈特徵
    5.3.2  管式循環反應器
    5.3.3  連續流動釜式反應器中的返混
  5.4  返混的原因與限制返混的措施
    5.4.1  返混的原因
    5.4.2  限制返混的措施
    5.4.3  多釜串聯反應器
  本章小結
  習題
第6章  反應器中的混合現象與非理想流動
  6.1  混合現象的分類
  6.2  停留時間分佈及其性質
    6.2.1  停留時間分佈的表達
    6.2.2  停留時間分佈的實驗測定
    6.2.3  停留時間分佈的數字特徵
    6.2.4  平推流反應器和全混流反應器的停留時間分佈
    6.2.5  停留時間分佈曲線的應用
  6.3  連續流動釜式反應器中的固相反應
    6.3.1  流固相非催化反應動力學

    6.3.2  連續流動釜式反應器中固相反應過程的特殊性
    6.3.3  連續反應過程的考察方法
    6.3.4  停留時間分佈對固相加工反應結果的影響
    6.3.5  固相加工反應過程的計算
  6.4  微觀混合及其對反應結果的影響
    6.4.1  流體的混合態
    6.4.2  宏觀流體反應過程的計算
    6.4.3  微觀混合對反應結果的影響
  6.5  非理想流動模型
    6.5.1  數學模型方法
    6.5.2  擴散模型
    6.5.3  多級全混流模型
  6.6  非理想流動反應器的計算
    6.6.1  多級全混流模型反應器的計算
    6.6.2  軸向擴散模型反應器的計算
    6.6.3  數學模型方法的應用
  本章小結
  習題
第7章  反應器選型與操作優化
  7.1  概述
  7.2  影響反應場所濃度的工程因素
  7.3  簡單反應過程反應器型式的比較
  7.4  自催化反應過程的優化
  7.5  可逆反應過程的優化
    7.5.1  可逆反應過程的濃度效應
    7.5.2  可逆反應過程的最優反應溫度和最優溫度序列
    7.5.3  可逆反應過程最優溫度條件的實施
  7.6  平行反應過程的優化
    7.6.1  平行反應的選擇率和收率
    7.6.2  選擇率的溫度效應
    7.6.3  選擇率的濃度效應
    7.6.4  反應器選型
    7.6.5  反應器的操作方式
  7.7  串聯反應過程的優化
    7.7.1  串聯反應的選擇率
    7.7.2  串聯反應的收率
    7.7.3  反應器選型與操作方式
    7.7.4  雙組分串聯反應中過量濃度的影響
  7.8  複合反應過程的溫度條件
    7.8.1  處理方法
    7.8.2  選擇率與反應速率
  7.9  反應器組合優化實例
  本章小結
  習題
第8章  氣固相催化反應動力學
  8.1  氣固相催化反應本征動力學
    8.1.1  氣固相催化反應與熱質傳遞
    8.1.2  氣固相催化反應的基本特徵
    8.1.3  化學吸附的速率與平衡
    8.1.4  氣固相催化反應動力學表達式

  8.2  氣固相催化反應動力學的測定方法
    8.2.1  反應動力學實驗前的準備
    8.2.2  測定非均相反應動力學的實驗室反應器
  本章小結
  習題
第9章  氣固相催化反應過程的傳遞現象
  9.1  氣固相催化反應過程的研究方法
  9.2  等溫條件下的催化劑顆粒外部傳質過程
    9.2.1  反應速率和傳質速率
    9.2.2  極限反應速率和極限傳質速率
    9.2.3  等溫條件下催化劑顆粒的外部效率因子
    9.2.4  外擴散對反應選擇率的影響
    9.2.5  雙組分反應系統顆粒外部傳質過程
    9.2.6  流速對顆粒外部傳質的影響
  9.3  等溫條件下的催化劑顆粒內部傳質過程
    9.3.1  催化劑顆粒內的濃度分佈
    9.3.2  等溫催化劑顆粒的內部效率因子
    9.3.3  催化劑顆粒內傳質的表觀動力學特徵
    9.3.4  顆粒內部傳質對選擇率的影響
    9.3.5  雙組分反應時顆粒內部的傳質過程
    9.3.6  影響內部效率因子的因素
    9.3.7  顆粒內擴散阻力的判別
  9.4  等溫條件下的總效率因子
  9.5  非等溫條件下的催化劑顆粒外部傳質過程
    9.5.1  催化劑顆粒外部傳熱
    9.5.2  非等溫顆粒外部效率因子
  9.6  非等溫條件下的催化劑顆粒內部傳質過程
    9.6.1  催化劑顆粒內部的傳熱
    9.6.2  非等溫顆粒內部效率因子
  9.7  固體催化劑的工程設計
    9.7.1  催化劑顆粒的形狀和大小
    9.7.2  催化劑顆粒內的活性組分分佈方式
    9.7.3  催化劑的孔徑分佈
  本章小結
  習題
第10章  熱量傳遞與反應器的熱穩定性
  10.1  熱穩定性和參數靈敏性的概念
  10.2  催化劑顆粒溫度的熱穩定性
    10.2.1  催化劑顆粒的定態溫度
    10.2.2  催化劑顆粒定態溫度的穩定條件
    10.2.3  臨界著火條件與臨界熄火條件
    10.2.4  在上操作點時的催化劑顆粒溫度
  10.3  連續攪拌釜式反應器的熱穩定性
    10.3.1  全混釜的熱平衡條件
    10.3.2  全混釜反應器的熱穩定性
    10.3.3  操作參數對熱穩定性的影響
    10.3.4  最大允許溫差
    10.3.5  全混釜的參數靈敏性
    10.3.6  全混釜的可控性
  10.4  管式固定床反應器的熱穩定性

    10.4.1  管式固定床反應器的熱穩定條件
    10.4.2  最大允許管徑和最大允許溫差
    10.4.3  管式催化反應器的靈敏性
    10.4.4  熱反饋與整體穩定性
  10.5  化學反應系統的傳熱問題
  本章小結
  習題
第11章  化學反應過程開發案例
  11.1  過程開發方法概述
    11.1.1  逐級經驗放大方法
    11.1.2  數學模型方法
    11.1.3  兩種開發方法的對比
    11.1.4  開發方法的基本原則
  11.2  丁二烯氯化制二氯丁烯過程的開發案例
    11.2.1  反應過程特性研究
    11.2.2  反應器結構與操作條件
    11.2.3  中試研究和預混合措施
  11.3  列管式固定床反應器開發案例
    11.3.1  過程分析
    11.3.2  換熱式反應器的徑向換熱和徑向溫度分佈
    11.3.3  反應器的軸向溫度序列和實施方法
    11.3.4  單管研究
    11.3.5  反應器操作分析
  11.4  絕熱式固定床反應器開發案例
    11.4.1  絕熱式固定床反應器操作分析
    11.4.2  丙烯?尾氣處理過程特徵
    11.4.3  絕熱反應器設計
    11.4.4  反應器設計參數
  11.5  甲醇合成催化反應器的數學模擬案例
    11.5.1  反應器數學模型的確定
    11.5.2  物料衡算
    11.5.3  管殼型甲醇合成反應器數學模擬
  本章小結
符號表
習題答案
參考文獻
微課視頻
空時與停留時間
管式循環反應器
返混特性
連續流動反應器中的返混測定
非理想流動模型
非理想流動反應器計算
串聯反應過程的優化
內擴散嚴重時的表觀動力學
催化劑的工程設計
催化劑顆粒熱穩定性
臨界著火和臨界熄火
甲醇反應器介紹3D視頻

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