化学反应工程学习指导+2

内容简介

《化学反应工程学》以“三传一反”为主线，从均相体系到非均相体系、从理想流动到非理想流动、从动力学到传递规律等方面阐述反应工程的核心内容。为方便学《化学反应工程学》每括教学要点、基本概念与术语、计算公式、内容提要、根据反应工程的学科特点，在系统归纳各章与要求的同时，强调解决实际问题的思路与运算方法,选择若干具有典型、代表和技巧的反应工程实例，逐层剖析，分类讲解，使读者掌握反应工程的基本原理和方法，增强工程观念和计算能力,提高解决实际工程问题的能力。

目录

目录前言第1章 绪论 1教学要点 1基本概念与术语 1内容提要 21.1 化学反应工程学的发展 21.2 化学反应工程学的任务和研究内容 21.3 化学反应工程学的体系 31.4 化学反应工程学的研究方法 41.4.1 数学模型法 41.4.2 数学模拟放大过程 51.5 工业反应器的类型 67第2章 均相力学 10教学要点 10基本概念与术语 10计算公式 11内容提要 122.1 动力学基本概念和术语 132.2 均相反应速率方程的表示形式 152.2.1 幂函数型速率方程 152.2.2 双曲函数型速率方程 162.3 影响反应速率的因素 172.3.1 浓度(组成)对反应速率的影响 172.3.2 温度对反应速率的影响 172.4 单一力学方程式的建立 182.4.1 积分法 182.4.2 微分法 212.5 复合力学方程式的建立 232.5.1 基本概念 202.5.2 复合力学方程 252.6 非恒容反应系统 312.6.1 反应系统体积的影响因素 312.6.2 非恒容系统的组分浓度表示 322.6.3 非恒容系统的动力学 3233第3章 理想流动反应器 36教学要点 36基本概念与术语 37计算公式 37内容提要 37部分简单反应器计算及设计 373.1 概述 383.1.1 反应器设计的任务 383.1.2 反应器计的数学模型 383.2 理想流动模型 393.2.1 基本概念 393.2.2推流模型 403.2.3 全混流模型 403.3 间歇反应器 413.3.1 间歇反应器的特点 413.3.2 间歇反应器的能方程 413.3.3 间反应器体的计算 423.4推流反应器 443.4.1推流反应器的特点 443.4.2推流反应器的能方程 443.5 全混流反应器 493.5.1 全混流反应器的特点 493.5.2 全混流反应器的能方程 503.6 单一反应反应器型式与操作方法的评选 543.6.1 间歇反应器推流反应器的比较 553.6.2 间歇反应器与全混流反应器的比较 563.6.3推流反应器与全混流反应器的较 583.6.4 单一反应选择反应器型式和操作方法的原则 6162部分多级全混流反应器串联的计算 663.7 组合反应器 663.7.1 循环反应器 673.7.2推流反应器的串并联 683.7.3 全混流反应器的 703.7.4 其他组合方式 76部分非等温过程 803.8 非等温过程反应器的能 803.8.1 操作温度的选择 803.8.2 非等温过程反应器的计算 823.9 全混流反应器的热稳定 803.9.1 操作点 803.9.2 全混流反应器的热稳定条件 863.9.3 操作条件对稳定的影响 8790第四部分复合反应选择率的计算 923.10 复合反应反应器型式和操作方法的选择 923.10.1 收率与选择率 923.10.2行反应的收率与选择率 953.10.3 连串反应的收率与选择率 100105第4章 非理想流动反应器 109教学要点 109计算公式 109内容提要 1114.1 非理想流动的起因 1114.2 停留时间分布及描述 1124.2.1 停留时间分布密度函数 1124.2.2 停留时间分布函数 1124.2.3 停留时间分布密度函数与停留时间分布函数的关系 1134.3 停留时间分布函数的特征值 1144.3.1均停留时间 1144.3.2 停留时间分布的散度 1154.3.3 无因次停留时间 1164.4 停留时间分布的实验测定 1164.4.1 脉冲示踪法 1174.4.2 阶跃示踪法 1184.5 理想流动的停留时间分布 1224.5.1推流的停留时间分布 1224.5.2 全混流的停留时间分布 1234.6 非理想流动的流动模型 1244.6.1 多级全混流串联模型 1254.6.2 轴向分散模型 1274.7 非理想流动反应器设计 1294.7.1 停留时间分布曲线的应用 1294.7.2 非理想流动反应器的计算 129133第5章 非均相力学 136教学要点 136内容提要 1365.1 催化剂的特点及能 1375.1.1 催化剂的基本特征 1375.1.2 催化剂的能要求 1375.2 催化剂表面的吸附 1375.2.1 物理吸附和化学吸附 1385.2.2 吸附等温方程 1395.3 催化剂的物理结构 1425.3.1 比表面积 1425.3.2 孔体积 1435.3.3 孔径分布 1435.3.4 孔隙率 1445.4 气-固非均相催化过程 1445.4.1 气-固相催化反应过程 1445.4.2 控制步骤 1455.5 气-固相催化力学 1455.5.1 气-固相催化反应速率的表示 1455.5.2 双曲线型动力学方程 1465.5.3 幂数型动力学方程 1535.6 气-固催化力学的研究方法 1545.6.1 内、外扩散影响的排除 1555.6.2 实验用反应器 1565.7 催化剂颗粒中的扩散 1585.7.1 催化剂的内扩散 1595.7.2 等温催化剂的有效系数 161165第6章 反应器工程模拟仿真训练 1686.1 使用方法 1686.1.1 程序启动 1686.1.2 主界面 1716.2 间歇反应器单元仿真系统 1776.2.1 工艺流程 1786.2.2 仿真界面 1786.2.3 操作规程 1786.2.4 事故设置及处理 1826.3 固定床反应器单元仿真系统 1826.3.1 工艺流程 1846.3.2 操作规程 186思考题 1896.4 流化床反应器单元仿真系统 1896.4.1 工艺流程 1906.4.2 操作规程 192思考题 196设计训练 196参考文献 197

摘要与插图

; ;;第l章 ;绪 ;;;论

;;;;对于在实验室中已实现的化学反应，如何将其在工业规模上实现是化学反应工程学的主要任务。工业规模化学反应比实验室规模复杂得多，在实验室规模上影响不大的质量传递和热量传递等冈素，在工业规模上可能起着作用。工业反应器中既有化学过程义有物理过程，且物理过程与化学过程相互影响、相互渗透，导致工业反应器内的反应结果与实验室规模大相径庭。

;;;;为了实现工业化的目标，化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之问的关系，即化学力学，而且着重研究传递过程对化学反应速率的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。

;;;;教学要点

;;;;(pan style="font-family:微软雅黑">化学反应工程学的定义、发展基础。

;;;;(2)化学反应工程学的形成历史、发展过程和发展现状。

;;;;(3)化学反应工程学的研究对象、研究任务和研究内容。

;;;;(4)化学反应工程学的体系。

;;;;(5)化学反应工程学的研究方法。

;;;;(6)工业反应器的基本类型和应用特征。

;;;;基本概念与术语

;;;;力学：

;;;;化学动力学(本征动力学、均相力学)；

;;;;化工动力学(工程动力学、宏观动力学、非均相力学)。

;;;;化学力学方程式(速率方程式)：

;;;;本征动力学方程；

;;;;宏观反应过程；

;;;;宏观动力学方程()；

;;;;物理模型、数学模型、数学模型法、数学模拟放大法；

;;;;相似放大法、经验放大法、工程放大佳化。

;;;;内容提要

;;;;pan style="font-family:微软雅黑">．pan>化学反应工程学的发展

;;;;化学反应工程学是一门研究化学反应的工程问题的科学，是研究如何在工业规模上实现有经济价值的化学反应的一门应用技术科学。它既以化学反应作为对象，必然要掌握化学反应的特；义以工程问题为其对象，必须熟悉装置的特，并把两者结合起来形成学科体系。

;;;;化学反应工程学是化学工程学的一个分支，是以化学力学和传递工程为主要基础发展起来的，比一般化学工程的发展要晚，直到1957年在次反应工程会议上才正式定名。

;;;;在反应装置中化学反应过程与传递过程同行，并且互相影响，力学与传递过程是构成化学反应工程基本的两个支柱，化学反应工程学的基础是“三传一反”。

;;;;化学力学是研究化学反应机理和反应速率()与各种物理因素(反应物系组成、温度、压力及催化剂等)之间的定量关系。一个反应在实际生产中能否应用主要取决于动力学因素。

;;;;“i传”指质量传递、热量传递、动量传递。讨论

;;;;(pan style="font-family:微软雅黑">一个反应在实际生产中能否应用主要取决于动力学因素还是热力学冈素?为什么?举例说明。

;;;;(2)为什么必须考虑传递因素的影响?工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程有哪些?

;;;;pan style="font-family:微软雅黑">．2化学反应工程学的任务和研究内容

;;;;化学反应工程学的中心任务是通过对反应过程本身及所用设备的研究开发达到有效地大规模生产化工产品的目的。具括以下几个方面：和强化现有的反应技术和设备，挖掘潜力、降低消耗、提率；开发新的技术和设备，开发环境友好的绿色生产路线和工艺；指导和解决反应过程中的放大问题：提高反应器的放大倍数，缩短试验和开发周期；实现反应过程的优化；不断发展化学反应工程学的理论和方法。

;;;;化学反应工程学的研究内括：①对工程动力学的研究；②研究不同类型反应器中传递过程的规律；③化学反应工程学所要解决的实际问括：反应技术的......

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