化學(xué)反應(yīng)工程（第五版）

第1章緒論1
1.1化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的發(fā)展及其范疇和任務(wù)1
1.1.1化學(xué)反應(yīng)工程發(fā)展簡(jiǎn)述1
1.1.2化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的范疇和任務(wù)2
1.2化學(xué)反應(yīng)工程內(nèi)容的分類(lèi)和編排5
1.2.1化學(xué)反應(yīng)的操作方式5
1.2.2反應(yīng)裝置的型式5
1.2.3化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的課程體系6
1.3化學(xué)反應(yīng)工程的基本研究方法7
1.4化學(xué)反應(yīng)工程的發(fā)展趨勢(shì)9
參考文獻(xiàn)10
第2章均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)11
2.1概述11
2.1.1化學(xué)反應(yīng)速率及其表達(dá)式11
2.1.2反應(yīng)速率常數(shù)k14
2.2等溫恒容過(guò)程15
2.2.1單一反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的建立15
2.2.2復(fù)合反應(yīng)22
2.3等溫變?nèi)葸^(guò)程29
2.3.1膨脹因子29
2.3.2膨脹率31
參考文獻(xiàn)34
第3章非均相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)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(xué)吸附45
3.2.2吸附等溫線(xiàn)方程46
3.3氣固相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)49
3.3.1定態(tài)近似和速率控制步驟50
3.3.2雙曲線(xiàn)型的反應(yīng)速率式51
3.3.3冪數(shù)型反應(yīng)速率方程56
3.3.4外擴(kuò)散對(duì)氣固相催化反應(yīng)的影響59
3.3.5催化劑的內(nèi)擴(kuò)散63
3.3.6內(nèi)擴(kuò)散對(duì)反應(yīng)選擇性的影響72
3.3.7內(nèi)外擴(kuò)散都有影響時(shí)的總有效擴(kuò)散系數(shù)74
3.3.8反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定法74
3.3.9動(dòng)力學(xué)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(yīng)動(dòng)力學(xué)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(xiàn)91
第4章理想反應(yīng)器92
4.1概述92
4.2簡(jiǎn)單理想反應(yīng)器94
4.2.1理想間歇攪拌釜式反應(yīng)器94
4.2.2平推流反應(yīng)器96
4.2.3全混流反應(yīng)器101
4.2.4不同型式理想反應(yīng)器的特性及相互聯(lián)系103
4.3理想流動(dòng)反應(yīng)器組合104
4.3.1平推流反應(yīng)器的組合105
4.3.2全混流反應(yīng)器的組合105
4.3.3不同型式理想流動(dòng)反應(yīng)器的組合107
4.3.4循環(huán)反應(yīng)器108
4.3.5半間歇（半連續(xù)）操作反應(yīng)器112
4.4非等溫理想反應(yīng)器116
4.4.1溫度的影響116
4.4.2非等溫操作的理想反應(yīng)器118
4.4.3一般圖解設(shè)計(jì)程序123
4.5反應(yīng)器類(lèi)型和操作方法的評(píng)選126
4.5.1單一反應(yīng)126
4.5.2復(fù)合反應(yīng)132
4.6全混流反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性及安全性141
4.6.1全混流反應(yīng)器的定態(tài)基本方程式142
4.6.2全混流反應(yīng)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(xiàn)151
第5章非理想流動(dòng)153
5.1流體的流動(dòng)、混合與停留時(shí)間分布153
5.1.1流體的非理想流動(dòng)與停留時(shí)間分布154
5.1.2停留時(shí)間分布函數(shù)及其數(shù)學(xué)特征154
5.1.3停留時(shí)間分布函數(shù)的無(wú)量綱化156
5.1.4停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)測(cè)定156
5.2流體的流動(dòng)模型及反應(yīng)器計(jì)算159
5.2.1常見(jiàn)的幾種流動(dòng)模型160
5.2.2停留時(shí)間分布曲線(xiàn)的應(yīng)用174
5.3流體的混合態(tài)及其對(duì)反應(yīng)過(guò)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(duì)反應(yīng)過(guò)程的影響176
參考文獻(xiàn)182
第6章固定床反應(yīng)器183
6.1概述183
6.2固定床中的傳遞過(guò)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(yīng)器中的傳質(zhì)與傳熱192
6.3固定床反應(yīng)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(yīng)器213
6.5.1概述213
6.5.2滴流床的流動(dòng)214
6.5.3滴流床中的傳質(zhì)215
6.5.4滴流床的設(shè)計(jì)與放大216
參考文獻(xiàn)218
第7章流化床反應(yīng)器220
7.1概述220
7.2流化床中的氣、固運(yùn)動(dòng)224
7.2.1流化床的流體力學(xué)224
7.2.2氣泡及其行為231
7.2.3乳相的動(dòng)態(tài)235
7.2.4分布板與內(nèi)部構(gòu)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(méi)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(xué)模型248
7.4.1模型的類(lèi)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(yīng)器的開(kāi)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(tuán)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(xiàn)263
第8章多相流反應(yīng)過(guò)程及其反應(yīng)器264
8.1多相物系的傳質(zhì)過(guò)程265
8.2氣液相間物質(zhì)傳遞理論265
8.3氣液相反應(yīng)過(guò)程266
8.3.1基礎(chǔ)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(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定275
8.4氣液相反應(yīng)器277
8.4.1氣液相反應(yīng)器的型式和特點(diǎn)277
8.4.2氣液相反應(yīng)器型式的選擇278
8.5鼓泡塔反應(yīng)器279
8.5.1鼓泡塔的流體力學(xué)280
8.5.2鼓泡塔的傳熱和傳質(zhì)284
8.5.3其他鼓泡反應(yīng)器286
8.6鼓泡攪拌釜289
8.6.1鼓泡攪拌釜的結(jié)構(gòu)特性、混合過(guò)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(xué)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(yīng)器的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)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(xiàn)317
第9章新型反應(yīng)器319
9.1概述319
9.2微反應(yīng)器319
9.2.1微反應(yīng)器的基本原理320
9.2.2微反應(yīng)器的特點(diǎn)及分類(lèi)320
9.2.3微反應(yīng)器的應(yīng)用322
9.3超重力反應(yīng)器323
9.3.1超重力反應(yīng)器的基本原理324
9.3.2超重力反應(yīng)器的特點(diǎn)及分類(lèi)324
9.3.3超重力反應(yīng)器的應(yīng)用325
9.4膜反應(yīng)器326
9.4.1膜反應(yīng)器的基本原理327
9.4.2膜反應(yīng)器的特點(diǎn)328
9.4.3膜反應(yīng)器的應(yīng)用328
9.5化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器329
9.5.1化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器的基本原理329
9.5.2化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器的應(yīng)用330
9.6其他新型反應(yīng)器331
參考文獻(xiàn)333
第10章生化反應(yīng)工程基礎(chǔ)334
10.1概述334
10.2酶催化反應(yīng)335
10.2.1酶的特性335
10.2.2單底物酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)——米氏方程(Michaelis-Menten)336
10.2.3多底物酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)338
10.2.4有抑制作用時(shí)的酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)340
10.2.5多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)343
10.3微生物反應(yīng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)345
10.3.1細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)345
10.3.2基質(zhì)消耗動(dòng)力學(xué)346
10.3.3產(chǎn)物生成動(dòng)力學(xué)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(xì)胞的固定化349
10.4.3固定化對(duì)生物催化劑動(dòng)力學(xué)特性的影響351
10.5生化反應(yīng)器352
10.5.1概述352
10.5.2生化反應(yīng)器的計(jì)算355
10.6生化反應(yīng)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(jié)合的細(xì)胞代謝調(diào)控機(jī)制研究361
10.6.3生化反應(yīng)器宏觀生理參數(shù)與流場(chǎng)特性相結(jié)合過(guò)程放大技術(shù)362
10.7生化反應(yīng)工程的發(fā)展展望364
10.7.1動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)反應(yīng)器與過(guò)程調(diào)控364
10.7.2生化反應(yīng)工程研究中的挑戰(zhàn)與展望——智能生物制造366
參考文獻(xiàn)370
第11章聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)371
11.1聚合反應(yīng)基礎(chǔ)371
11.1.1聚合物的分子結(jié)構(gòu)、分子量和分子量分布371
11.1.2聚合反應(yīng)374
11.1.3連鎖聚合的主要方法377
11.2均相聚合過(guò)程378
11.2.1自由基聚合的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)378
11.2.2理想流動(dòng)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(guò)程396
11.3.1懸浮聚合396
11.3.2乳液聚合397
11.4縮聚反應(yīng)過(guò)程399
11.4.1縮聚平衡399
11.4.2縮聚動(dòng)力學(xué)400
11.4.3分子量及其分布400
11.5聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、放大和調(diào)控402
11.5.1聚合設(shè)備403
11.5.2攪拌406
11.5.3傳熱409
11.6聚合過(guò)程的設(shè)計(jì)和調(diào)控412
11.6.1聚合過(guò)程的設(shè)計(jì)412
11.6.2聚合過(guò)程的調(diào)控419
參考文獻(xiàn)425