内容简介
化学反应工程是化工等专业的核心课程年来，化学反应工程学科取得了长展，深入到了微纳尺度层面的反应过程强化即分子反应工程的研究范畴，学科服务对象也由传统经典化工拓展到了新能源、新材料等领域。为此，《化学反应工程》（第四版）在第三版基础上，加入了对化学反应工展的介绍，对个别较生涩难懂的章节内行了删减，修改了部分例题与使其与化工生产实践的背景结合更紧密，并对文中三十余个概念增加了动画链接，以增强读者的感认识，读者可通过扫描书中二维码观看。本书分为十章，介绍了均相反应过程括均相力学基础、均相反应器、非理想流动；非均相反应过程括气-固相催化反应过程、非催化两流体相反应过程、固定床反应器、流化床反应器；聚合反应过程括聚合过程的化学与动力学基础；生化反应过程括生化动力学基础、生化反应器。 《化学反应工程》（第四版）可作为化工及相关专业的本科生教材，也可供化工及相关专业科研人员参考。
目录
第1章绪论1 1.1化学反应工程学的发展及其范畴和任务1 1.1.1化学反应工程发展简述1 1.1.2化学反应工程学的范畴和任务2 1.2化学反应工程内容的分类和编排4 1.2.1化学反应器的操作方式4 1.2.2反应装置的型式4 1.2.3化学反应工程学的课程体系6 1.3化学反应工程的研究方法6 1.4化学反应工程展8 参考文献9 第2章均相力学基础10 2.1概述10 2.1.1化学反应速率及其表示10 2.1.2反应速率常数k13 2.2等温恒容过程14 2.2.1单一力学方程的建立14 2.2.2复合反应21 2.3等温变容过程29 2.3.1膨胀因子29 2.3.2膨胀率31 3 参考文献34 第3章理想反应器35 3.1概述35 3.2简单理想反应器36 3.2.1间歇反应器37 3.2.推流反应器39 3.2.3全混流反应器43 3.3组合反应器46 3.3.推流反应器的串联、并联或串并联46 3.3.2具有相同或不同体积的N个全混釜的串联47 3.3.3不同型式反应器的串联49 3.3.4循环反应器49 3.3.5半连续操作的反应器53 3.4非等温过程56 3.4.1温度的影响56 3.4.2非等温操作59 3.4.3一般图解设计程序63 3.5反应器类型和操作方法的评选65 3.5.1单一反应66 3.5.2复合反应72 3.6全混流反应器的热稳定77 3.6.1全混流反应器的定态基本方程式78 3.6.2全混流反应器的热稳定79 3.6.3定态热稳定的判据83 3.7搅拌釜中的流动与传热85 3.7.1搅拌釜的结构和桨叶特85 3.7.2搅拌釜内的混合过程88 3.7.3搅率的计算90 3.7.4搅拌釜的传热93 3 参考文献95 第4章非理想流动96 4.1反应器中的返混现象与停留时间分布96 4.1.1非理想流动与停留时间分布97 4.1.2停留时间分布的实验测定98 4.1.3停留时间分布函数的数学特征99 4.1.4用对比时间θ表示的概率函数100 4.2流动模型102 4.2.1常见的几种流动模型103 4.2.2停留时间分布曲线的应用116 4.3流体的混合态及其对反应的影响117 4.3.1流体的混合态117 4.3.2流体的混合态对反应过程的影响118 21 参考文献123 第5章催化剂与催化动力学基础124 5.1催化剂124 5.1.1概述124 5.1.2催化剂的制法127 5.1.3催化剂的能128 5.2催化剂的物化质129 5.2.1物理吸附和化学吸附129 5.2.2吸附等温线方程130 5.2.3催化剂的物理结构132 5.3气-固相催化力学134 5.3.1反应的控制步骤134 5.3.2双曲线型的反应速率式134 5.3.3幂数型反应速率方程140 5.3.4反应速率的实验测定法143 5.3.5动力学方程的判定和参数的推定146 5.3.6催化剂的内扩散153 5.3.7内扩散对反应选择的影响161 5.3.8催化剂的失活163 5.4非催化气-固相力学164 5.4.1粒径不变的缩核模型165 5.4.2颗粒体积缩小的缩粒模型167 69 参考文献171 第6章固定床反应器172 6.1概述172 6.2固定床中的传递过程178 6.2.1粒子直径和床层空隙率178 6.2.2床层压降180 6.2.3固定床中的传热182 6.2.4固定床中的传质与混合188 6.3拟均相一维模型190 6.3.1等温反应器的计算190 6.3.2单层绝热床的计算191 6.3.3多层绝热床的计算194 6.3.4多层床的优化问题195 6.3.5自热式反应器的设计方法197 6.3.6热稳定和参数敏感199 6.4拟均相二维模型201 6.5计算流体力学模拟202 6.6滴流床反应器203 6.6.1概述203 6.6.2滴流床的流体力学204 6.6.3滴流床中的传质205 6.6.4滴流床的设计与放大206 06 参考文献208 第7章流化床反应器210 7.1概述210 7.2流化床中的气、固运动214 7.2.1流化床的流体力学214 7.2.2气泡及其行为219 7.2.3乳相的动态223 7.2.4分布板与内部构件225 7.2.5颗粒的带出、捕集和循环227 7.3流化床中的传热和传质230 7.3.1床层与外壁间的给热230 7.3.2床层与浸没于床内的换热面之间的给热231 7.3.3颗粒与流体间的传质233 7.3.4气泡与乳相间的传质233 7.4鼓泡流化床的数学模型234 7.4.1模型的类别235 7.4.2两相模型236 7.4.3Levenspiel鼓泡床模型239 7.4.4流化床反应器的开发与放大241 42 参考文献243 第8章多相流的反应过程245 8.1传质理论245 8.2气液相反应过程247 8.2.1基础方程248 8.2.2气液非均相系统中的几个重要参数253 8.2.3反应速率的实验测定255 8.3气液相反应器258 8.3.1气液相反应器的型式和特点258 8.3.2气液相反应器型式的选择259 8.4鼓泡塔反应器259 8.4.1鼓泡塔的流体力学260 8.4.2鼓泡塔的传热和传质264 8.4.3鼓泡塔的发展266 8.5鼓泡搅拌釜267 8.5.1鼓泡搅拌釜的结构特征267 8.5.2鼓泡搅拌釜内的流体力学268 8.5.3鼓泡搅拌釜的传热和传质272 8.5.4鼓泡搅拌釜的放大273 8.6气液相反应器的数学模型和设计274 8.6.1气相推流、液相为全混流274 8.6.2气相和液相均为全混流275 8.6.3气相和液相均推流276 83 参考文献285 第9章聚合反应工程基础286 9.1聚合反应和聚合方法概述286 9.1.1聚合反应的类别286 9.1.2聚合方法与设备289 9.1.3聚合物的分子结构、分子量和分子量分布294 9.2均相聚合过程296 9.2.1游离基聚合的力学基础296 9.2.2理想流动的连续操作分析302 9.2.3游离基共聚合305 9.2.4离子型溶液聚合312 9.3非均相聚合过程315 9.3.1悬浮聚合315 9.3.2乳液聚合316 9.4缩聚反应过程318 9.4.1缩衡318 9.4.2缩聚动力学319 9.4.3分子量及其分布320 9.5聚合反应器的设计放大和调节321 9.5.1搅拌322 9.5.2非牛顿流体的传热324 9.6聚合过程的拟定和调节328 9.6.1聚合过程的拟定328 9.6.2聚合过程的调节330 31 参考文献332 第10章生化反应工程基础333 10.1概述333 10.2酶催化反应334 10.2.1酶的特334 10.2.2单底物酶催化力学——米氏方程335 10.2.3有作用时的酶催化力学336 10.3微生物的反应过程动力学339 10.3.1细胞生长动力学339 10.3.2基质消耗动力学341 10.3.3产物生成动力学341 10.3.4氧的消耗速率342 10.4固定化生物催化剂343 10.4.1概述343 10.4.2酶和细胞的固定化344 10.5生化反应器345 10.5.1概述345 10.5.2生化反应器的计算347 53 参考文献354 符号说明356