化学反应工程简明教程(李常艳 )

第1章绪论1
本章学习要求1
本章思维导图1
1.1化学反应工程学科的发展2
1.2化学反应工程的研究范畴和任务2
1.2.1反应动力学研究3
1.2.2反应器的设计与分析3
1.3化学反应和反应器4
1.3.1化学反应的分类4
1.3.2化学反应器的类型5
1.3.3化学反应器的操作方式7
1.4反应器中流体的流动模型8
1.4.1全混流模型8
1.4.2活塞流模型8
1.4.3非理想流动模型9
1.5反应器设计的基本方程9
1.6工业反应器的放大10
学科素养与思考11
习题12
参考文献12 第2章均相反应动力学基础13
本章学习要求13
本章思维导图14
2.1基本概念14
2.1.1化学反应式与化学反应计量方程14
2.1.2反应进度15
2.1.3反应速率15
2.1.4转化速率和生成速率18
2.1.5转化率、收率和选择性20
2.2反应速率方程的影响因素24
2.2.1速率常数与平衡常数之间的关系25
2.2.2温度与动力学参数之间的关系26
2.2.3可逆吸热反应中温度与化学反应速率的关系27
2.2.4可逆放热反应中温度与化学反应速率的关系28
2.3复合反应的动力学方程31
2.3.1平行反应31
2.3.2连串反应32
2.4反应速率方程的变换与积分34
2.4.1单一反应35
2.4.2复合反应38
2.5动力学方程中参数的求解方法40
2.5.1积分法41
2.5.2微分法42
2.5.3*小二乘法42
辩证思维45
学科素养与思考45
习题46
参考文献49 第3章均相理想反应器50
本章学习要求50
本章思维导图51
3.1理想间歇釜式反应器51
3.1.1理想间歇釜式反应器的特征51
3.1.2理想间歇釜式反应器的设计方程52
3.1.3理想间歇釜式反应器的计算52
3.2理想连续流动釜式反应器58
3.2.1理想连续流动釜式反应器的特征58
3.2.2理想连续流动釜式反应器的设计方程59
3.2.3理想连续流动釜式反应器的计算59
3.3理想流动管式反应器62
3.3.1理想流动管式反应器的特征62
3.3.2理想流动管式反应器的设计方程63
3.3.3理想流动管式反应器的计算63
3.4均相变温反应器65
3.4.1间歇釜式反应器非等温设计65
3.4.2全混流釜式反应器非等温设计67
3.4.3活塞流管式反应器非等温设计68
3.5全混流釜式反应器的热稳定性69
3.5.1全混流釜式反应器的定态与稳定性69
3.5.2定态点的稳定性分析70
3.5.3操作参数对多重定态的影响71
3.6均相反应器的组合及优化73
3.6.1连续流动釜式反应器的串联与并联73
3.6.2釜式反应器和管式反应器的组合优化77
3.6.3复合反应的优化80
拓展阅读84
学科素养与思考85
习题85
参考文献87 第4章停留时间分布与反应器的流动模型89
本章学习要求89
本章思维导图90
4.1停留时间分布及其特征90
4.1.1停留时间分布的表达90
4.1.2停留时间分布的实验测定93
4.1.3停留时间分布的统计特征值96
4.1.4用无量纲量θ表示停留时间统计特征值97
4.1.5脉冲法和阶跃法的统计特征值98
4.2理想流动反应器的停留时间分布101
4.2.1全混流模型的停留时间分布101
4.2.2活塞流模型的停留时间分布102
4.3非理想流动现象及其停留时间分布103
4.4非理想流动模型及模型参数104
4.4.1离析流模型104
4.4.2多釜串联模型107
4.4.3轴向扩散模型111
4.4.4非理想反应器的计算116
4.5混合现象与流动模型120
4.5.1宏观混合120
4.5.2微观混合121
4.5.3早晚混合123
拓展阅读125
学科素养与思考125
习题126
参考文献127 第5章气-固相催化反应本征动力学128
本章学习要求128
本章思维导图129
5.1固体催化剂129
5.1.1固体催化剂的组成129
5.1.2固体催化剂的宏观物理性质130
5.2多相催化与吸附131
5.2.1表面催化概念的产生及发展131
5.2.2物理吸附和化学吸附132
5.2.3理想吸附等温方程134
5.2.4真实吸附等温方程134
5.3气-固相催化反应动力学方程的建立137
5.3.1气-固相催化反应步骤137
5.3.2定态近似和速率控制138
5.3.3气-固相催化反应机理139
5.3.4气-固相反应速率方程的建立141
5.4气-固相催化反应本征动力学研究147
5.4.1动力学研究的意义和作用147
5.4.2丙烷脱氢反应的动力学研究147
人物故事150
学科素养与思考151
习题151
参考文献153 第6章多相催化反应中的传递现象154
本章学习要求154
本章思维导图155
6.1流体与催化剂颗粒外表面间的传质速率与传热速率155
6.1.1传递系数156
6.1.2流体与颗粒外表面间的浓度差和温度差157
6.1.3等温外扩散有效因子158
6.1.4等温外扩散对典型复合反应选择性的影响159
6.2气体在多孔介质中的扩散163
6.2.1扩散的类型163
6.2.2多孔颗粒中的扩散165
6.3多孔催化剂中的扩散与反应166
6.3.1薄片催化剂内反应组分的浓度分布166
6.3.2球形催化剂内反应组分的浓度分布168
6.3.3内扩散有效因子与梯尔模数169
6.3.4非一级反应的内扩散有效因子174
6.3.5总有效因子176
6.3.6等温内扩散对典型复合反应选择性的影响178
6.4气-固相催化反应过程179
6.4.1传质过程的控制阶段180
6.4.2外扩散影响的判定181
6.4.3内扩散影响的判定182
6.4.4扩散对动力学本征参数的影响184
科技创新186
学科素养与思考187
习题187
参考文献189 第7章多相反应器的特征及工业应用191
本章学习要求191
本章思维导图192
7.1固定床反应器192
7.1.1固定床反应器的基本类型193
7.1.2固定床反应器的流体力学194
7.1.3固定床反应器中的传递现象196
7.1.4固定床反应器的数学模型197
7.1.5典型固定床反应器的应用案例198
7.2流化床反应器206
7.2.1流化床反应器的基本类型和特征速度206
7.2.2流化床反应器的传递现象209
7.2.3流化床反应器中的数学模型211
7.2.4气-固密相流化床214
7.2.5循环流化床217
7.3气-液反应器221
7.3.1气-液反应器的基本类型和工业应用221
7.3.2气-液反应器内的传递现象222
7.3.3鼓泡反应器226
7.3.4填料反应器231
7.4气-液-固三相反应器233
7.4.1气-液-固三相反应器的宏观反应动力学233
7.4.2滴流床反应器235
7.4.3三相流化床反应器237
7.4.4鼓泡淤浆床反应器238
大国重器239
学科素养与思考239
习题240
参考文献242 电子教学课件和习题解答获取方式242