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第一章 绪论 1

一、反应过程开发与“放大效应” 1

二、数学模型方法的特征 3

三、数学模型方法的应用 5

参考文献 9

第二章 化学反应的热力学和动力学 10

第一节 化学反应的热效应 10

一、反应热的计算 10

二、反应体系的绝热温升 13

三、反应器的操作线 15

第二节 反应体系的化学平衡分析 17

一、反应条件对平衡转化率的影响 17

二、化学平衡的计算 21

三、化学平衡分析的其他应用 24

第三节 化学反应的速率及其影响因素 26

一、反应速率和特征反应时间 27

二、温度对反应速率的影响 29

三、浓度对反应速率的影响 32

参考文献 33

习题 34

第三章 均相反应器 36

第一节 反应器概述 36

第二节 理想间歇反应器 38

一、间歇反应器的物料衡算和能量衡算方程 38

二、等温间歇反应器的计算 39

三、非等温间歇反应器的计算 41

四、配料比的影响 42

五、间歇反应器的最优反应时间 43

第三节 活塞流反应器 44

一、活塞流反应器的物料衡算和能量衡算方程 45

二、等温活塞流反应器的计算 45

三、非等温活塞流反应器的计算 47

第四节 全混流反应器 50

一、全混流反应器的物料衡算和能量衡算方程 50

二、全混流反应器的设计型计算 51

三、全混流反应器的操作型计算 52

参考文献 53

习题 54

第四章 返混和停留时间分布 56

第一节 返混的利弊和抑制返混的方法 56

一、返混的定义 56

二、返混的利弊 57

三、产生返混的原因及抑制返混的方法 59

第二节 停留时间分布的描述和实验测定 61

一、停留时间分布的描述 61

二、停留时间分布的实验测定 62

三、理想连续流动反应器的停留时间分布 64

四、停留时间分布曲线的应用 65

五、停留时间分布的数字特征 66

第三节 分散模型 68

一、轴向分散作用 69

二、轴向分散对化学反应的影响 70

第四节 多级全混釜串联模型 73

一、多级全混釜串联的停留时间分布 74

二、多级全混釜串联模型的反应器计算 74

参考文献 77

习题 77

第五章 化学反应过程的优化 79

第一节 优化目标概述 79

一、最优反应温度和最优温度序列 81

第二节 可逆反应过程的优化 81

二、最优温度序列的实现 85

第三节 平行反应过程的优化 88

一、浓度对平行反应产物分布的效应 89

二、温度对平行反应产物分布的效应 92

第四节 串连反应过程的优化 93

一、浓度对串联反应产物分布的效应 93

二、温度对串联反应产物分布的效应 96

第五节 串连-平行反应过程的优化 98

一、串连-平行反应过程的定性分析 99

二、串连-平行反应过程的定量处理 100

参考文献 103

习题 104

第六章 化学反应器中的微观混合 106

第一节 宏观混合与微观混合 106

第二节 物系聚集状态对化学反应的影响 108

一、连续反应体系的两种考察方法 108

二、聚集状态对简单反应转化率的影响 109

三、聚集状态对复杂反应选择性的影响 114

第三节 化学反应器的预混合问题 115

一、预混合对反应结果的影响 115

二、案例分析：丁二烯氯化制备二氯丁烯 118

参考文献 121

习题 122

第七章 气固相催化反应和反应器 123

第一节 本征动力学与表观动力学 123

一、等温外部效率因子 125

第二节 外部传递对气固相催化反应过程的影响 125

二、非等温外部效率因子 127

三、外部传递对复杂反应选择性的影响 129

四、外部传递阻力的排除 131

五、案例分析：异丁烯二聚反应过程的研究 131

第三节 内部传递对气固相催化反应过程的影响 132

一、等温条件下的内部效率因子 133

二、非等温条件下的内部效率因子 138

三、内部传递对复杂反应选择性的影响 140

第四节 固体催化剂的工程设计 142

一、催化剂颗粒的形状和大小 142

二、催化剂颗粒内的活性组分分布方式 144

三、催化剂的孔径分布 147

第五节 气固相反应器的分类和选型 150

一、固定床反应器 150

二、流化床反应器 152

四、气固相反应器的选型 155

三、移动床反应器 155

第六节 反应器操作条件的确定 159

一、确定反应器操作条件的两种方法 159

二、案例分析：负压法乙苯脱氢绝热反应器的开发 162

参考文献 165

习题 166

第八章 气液相反应和反应器分析 169

第一节 气液相反应动力学 169

一、扩散-反应微分方程 169

二、拟一级不可逆反应 172

三、不可逆飞速反应 174

四、二级不可逆反应 175

第二节 气液相反应器的分类和选型 178

一、气液相反应器的分类 178

二、气液反应器的选型 182

三、案例分析：丙烯氯醇化反应过程的开发 184

习题 186

参考文献 186

第九章 化学反应器的热稳定性和参数灵敏性 188

第一节 热稳定性和参数灵敏性的基本概念 188

第二节 全混流反应器的热稳定性 190

一、全混流反应器的多重定态 190

二、全混流反应器定态稳定的条件 191

三、全混流反应器的着火和熄火 195

一、外部传递引起的催化剂颗粒的多重定态 196

第三节 固定床反应器的局部热稳定性 196

二、绝热固定床反应器的多重定态和热稳定性 197

三、案例分析：工业废气催化燃烧反应器的开发 198

四、列管式固定床反应器的局部热稳定性 200

第四节 固定床反应器的整体热稳定性 203

一、床层内热反馈引起的稳定性问题 203

二、自热式固定床反应器 204

第五节 列管式固定床反应器的参数敏感性 207

参考文献 209

习题 209

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