化學反應工程（第五版）

第1章緒論1
1.1化學反應工程學的發(fā)展及其范疇和任務1
1.1.1化學反應工程發(fā)展簡述1
1.1.2化學反應工程學的范疇和任務2
1.2化學反應工程內(nèi)容的分類和編排5
1.2.1化學反應的操作方式5
1.2.2反應裝置的型式5
1.2.3化學反應工程學的課程體系6
1.3化學反應工程的基本研究方法7
1.4化學反應工程的發(fā)展趨勢9
參考文獻10
第2章均相反應動力學基礎11
2.1概述11
2.1.1化學反應速率及其表達式11
2.1.2反應速率常數(shù)k14
2.2等溫恒容過程15
2.2.1單一反應動力學方程的建立15
2.2.2復合反應22
2.3等溫變?nèi)葸^程29
2.3.1膨脹因子29
2.3.2膨脹率31
參考文獻34
第3章非均相催化反應動力學基礎35
3.1催化劑35
3.1.1概述35
3.1.2催化劑的制備和成型38
3.1.3催化劑的性能40
3.1.4催化劑的物化性質(zhì)分析41
3.2氣固相催化作用45
3.2.1物理吸附和化學吸附45
3.2.2吸附等溫線方程46
3.3氣固相催化反應動力學49
3.3.1定態(tài)近似和速率控制步驟50
3.3.2雙曲線型的反應速率式51
3.3.3冪數(shù)型反應速率方程56
3.3.4外擴散對氣固相催化反應的影響59
3.3.5催化劑的內(nèi)擴散63
3.3.6內(nèi)擴散對反應選擇性的影響72
3.3.7內(nèi)外擴散都有影響時的總有效擴散系數(shù)74
3.3.8反應速率的實驗測定法74
3.3.9動力學方程的判定和參數(shù)的推定77
3.3.10催化劑的失活84
3.4氣固相非催化反應動力學85
3.4.1粒徑不變的縮核模型85
3.4.2顆粒體積縮小的縮粒模型87
參考文獻91
第4章理想反應器92
4.1概述92
4.2簡單理想反應器94
4.2.1理想間歇攪拌釜式反應器94
4.2.2平推流反應器96
4.2.3全混流反應器101
4.2.4不同型式理想反應器的特性及相互聯(lián)系103
4.3理想流動反應器組合104
4.3.1平推流反應器的組合105
4.3.2全混流反應器的組合105
4.3.3不同型式理想流動反應器的組合107
4.3.4循環(huán)反應器108
4.3.5半間歇（半連續(xù)）操作反應器112
4.4非等溫理想反應器116
4.4.1溫度的影響116
4.4.2非等溫操作的理想反應器118
4.4.3一般圖解設計程序123
4.5反應器類型和操作方法的評選126
4.5.1單一反應126
4.5.2復合反應132
4.6全混流反應器的熱穩(wěn)定性及安全性141
4.6.1全混流反應器的定態(tài)基本方程式142
4.6.2全混流反應器的熱穩(wěn)定性143
4.6.3定態(tài)熱穩(wěn)定性的判據(jù)147
參考文獻151
第5章非理想流動153
5.1流體的流動、混合與停留時間分布153
5.1.1流體的非理想流動與停留時間分布154
5.1.2停留時間分布函數(shù)及其數(shù)學特征154
5.1.3停留時間分布函數(shù)的無量綱化156
5.1.4停留時間分布的實驗測定156
5.2流體的流動模型及反應器計算159
5.2.1常見的幾種流動模型160
5.2.2停留時間分布曲線的應用174
5.3流體的混合態(tài)及其對反應過程的影響175
5.3.1流體的混合態(tài)175
5.3.2流體的混合態(tài)對反應過程的影響176
參考文獻182
第6章固定床反應器183
6.1概述183
6.2固定床中的傳遞過程189
6.2.1催化劑直徑和床層空隙率189
6.2.2床層壓降190
6.2.3固定床反應器中的傳質(zhì)與傳熱192
6.3固定床反應器模型197
6.3.1概述197
6.3.2一維擬均相模型198
6.3.3二維擬均相模型208
6.3.4非均相模型210
6.4熱穩(wěn)定性和參數(shù)敏感性211
6.5滴流床反應器213
6.5.1概述213
6.5.2滴流床的流動214
6.5.3滴流床中的傳質(zhì)215
6.5.4滴流床的設計與放大216
參考文獻218
第7章流化床反應器220
7.1概述220
7.2流化床中的氣、固運動224
7.2.1流化床的流體力學224
7.2.2氣泡及其行為231
7.2.3乳相的動態(tài)235
7.2.4分布板與內(nèi)部構件237
7.2.5顆粒的帶出、捕集和循環(huán)239
7.3流化床中的傳熱和傳質(zhì)244
7.3.1床層與外壁間的傳熱244
7.3.2床層與浸沒于床內(nèi)的換熱面之間的傳熱245
7.3.3顆粒與流體間的傳質(zhì)246
7.3.4氣泡與乳相間的傳質(zhì)246
7.4鼓泡流化床的數(shù)學模型248
7.4.1模型的類別248
7.4.2兩相模型249
7.4.3Kunii-Levenspiel鼓泡床模型253
7.4.4鼓泡流化床反應器的開發(fā)與放大255
7.5快速流態(tài)化的發(fā)展和模型化256
7.5.1軸向流體-顆粒團兩區(qū)兩相流模型（Li-Kwauk模型）257
7.5.2一維擬均勻連續(xù)分布兩區(qū)兩相流模型259
參考文獻263
第8章多相流反應過程及其反應器264
8.1多相物系的傳質(zhì)過程265
8.2氣液相間物質(zhì)傳遞理論265
8.3氣液相反應過程266
8.3.1基礎方程268
8.3.2氣液非均相系統(tǒng)中重要參數(shù)272
8.3.3反應速率的實驗測定275
8.4氣液相反應器277
8.4.1氣液相反應器的型式和特點277
8.4.2氣液相反應器型式的選擇278
8.5鼓泡塔反應器279
8.5.1鼓泡塔的流體力學280
8.5.2鼓泡塔的傳熱和傳質(zhì)284
8.5.3其他鼓泡反應器286
8.6鼓泡攪拌釜289
8.6.1鼓泡攪拌釜的結構特性、混合過程與攪拌功率289
8.6.2鼓泡攪拌釜的槳型297
8.6.3鼓泡攪拌釜內(nèi)的流體力學298
8.6.4鼓泡攪拌釜的傳熱和傳質(zhì)303
8.6.5鼓泡攪拌釜的放大304
8.7氣液相反應器的數(shù)學模型和設計305
8.7.1氣相為平推流、液相為全混流306
8.7.2氣相和液相均為全混流307
8.7.3氣相和液相均為平推流307
參考文獻317
第9章新型反應器319
9.1概述319
9.2微反應器319
9.2.1微反應器的基本原理320
9.2.2微反應器的特點及分類320
9.2.3微反應器的應用322
9.3超重力反應器323
9.3.1超重力反應器的基本原理324
9.3.2超重力反應器的特點及分類324
9.3.3超重力反應器的應用325
9.4膜反應器326
9.4.1膜反應器的基本原理327
9.4.2膜反應器的特點328
9.4.3膜反應器的應用328
9.5化學氣相沉積反應器329
9.5.1化學氣相沉積反應器的基本原理329
9.5.2化學氣相沉積反應器的應用330
9.6其他新型反應器331
參考文獻333
第10章生化反應工程基礎334
10.1概述334
10.2酶催化反應335
10.2.1酶的特性335
10.2.2單底物酶催化反應動力學——米氏方程(Michaelis-Menten)336
10.2.3多底物酶催化反應動力學338
10.2.4有抑制作用時的酶催化反應動力學340
10.2.5多酶級聯(lián)反應343
10.3微生物反應過程動力學345
10.3.1細胞生長動力學345
10.3.2基質(zhì)消耗動力學346
10.3.3產(chǎn)物生成動力學347
10.3.4氧的消耗速率348
10.4固定化生物催化劑349
10.4.1概述349
10.4.2酶和細胞的固定化349
10.4.3固定化對生物催化劑動力學特性的影響351
10.5生化反應器352
10.5.1概述352
10.5.2生化反應器的計算355
10.6生化反應工程的現(xiàn)狀與發(fā)展360
10.6.1概述360
10.6.2微觀與宏觀相結合的細胞代謝調(diào)控機制研究361
10.6.3生化反應器宏觀生理參數(shù)與流場特性相結合過程放大技術362
10.7生化反應工程的發(fā)展展望364
10.7.1動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)反應器與過程調(diào)控364
10.7.2生化反應工程研究中的挑戰(zhàn)與展望——智能生物制造366
參考文獻370
第11章聚合反應工程基礎371
11.1聚合反應基礎371
11.1.1聚合物的分子結構、分子量和分子量分布371
11.1.2聚合反應374
11.1.3連鎖聚合的主要方法377
11.2均相聚合過程378
11.2.1自由基聚合的反應動力學基礎378
11.2.2理想流動的連續(xù)操作分析382
11.2.3自由基共聚合386
11.2.4離子型溶液聚合393
11.3非均相自由基聚合過程396
11.3.1懸浮聚合396
11.3.2乳液聚合397
11.4縮聚反應過程399
11.4.1縮聚平衡399
11.4.2縮聚動力學400
11.4.3分子量及其分布400
11.5聚合反應器的設計、放大和調(diào)控402
11.5.1聚合設備403
11.5.2攪拌406
11.5.3傳熱409
11.6聚合過程的設計和調(diào)控412
11.6.1聚合過程的設計412
11.6.2聚合過程的調(diào)控419
參考文獻425