化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備

該書是普通高等職業(yè)教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。根據(jù)化工技術(shù)類專業(yè)的課程標(biāo)準(zhǔn)編寫。全書共三部分，包括反應(yīng)器選擇、反應(yīng)器設(shè)計和優(yōu)化、反應(yīng)器操作與控制。

《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備:反應(yīng)器選擇、設(shè)計和操作(第2版)》通過化工生產(chǎn)中反應(yīng)器選擇、設(shè)計、操作和控制的實際工作過程揭示工業(yè)反應(yīng)器的共同規(guī)律，較第一版增加了反應(yīng)器的操作和控制、反應(yīng)器常見異?，F(xiàn)象、產(chǎn)生原因和處理方法、反應(yīng)器日常運(yùn)行和維護(hù)要點(diǎn)等內(nèi)容，體現(xiàn)理論與實踐的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。

內(nèi)容簡介

《反應(yīng)過程、設(shè)備與工業(yè)應(yīng)用》是“過程設(shè)備與工業(yè)應(yīng)用叢書”的一個分冊，本書在系統(tǒng)介紹化學(xué)反應(yīng)基本理論的基礎(chǔ)上，分別詳細(xì)介紹了釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、離子交換反應(yīng)器、電化學(xué)反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器以及其他一些新式化學(xué)反應(yīng)器的工作特性、設(shè)計原理、工業(yè)應(yīng)用及評價。

《反應(yīng)過程、設(shè)備與工業(yè)應(yīng)用》不僅適用于石油、化工、生物、制藥、食品、醫(yī)藥、環(huán)境、機(jī)械等專業(yè)的高等學(xué)校的教師、研究生及高年級本科生閱讀，同時對相關(guān)行業(yè)的工程技術(shù)人員、研究設(shè)計人員也會有所幫助。

目錄

第1章緒論

1.1過程工業(yè)與工業(yè)化學(xué)過程/001

1.1.1過程工業(yè)/001

1.1.2工業(yè)化學(xué)過程/002

1.2化學(xué)反應(yīng)過程的基本規(guī)律/004

1.3反應(yīng)過程與設(shè)備的關(guān)系/006

1.3.1最優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)/006

1.3.2最優(yōu)化的技術(shù)目標(biāo)/007

1.4化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)設(shè)備的分類/008

1.4.1化學(xué)反應(yīng)的分類/008

1.4.2工業(yè)反應(yīng)設(shè)備的類型/009

1.5化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計與放大/012

1.5.1化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計原則/012

1.5.2工業(yè)反應(yīng)器的放大/013

1.6化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備的發(fā)展/015

第2章化學(xué)反應(yīng)過程基本理論

2.1化工原料資源/018

2.1.1煤炭/019

2.1.2石油/021

2.1.3天然氣/023

2.1.4生物質(zhì)/023

2.1.5工業(yè)“三廢”/025

2.2化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)/026

2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率/026

2.2.2反應(yīng)速率的影響因素/027

2.2.3復(fù)雜反應(yīng)的動力學(xué)表達(dá)/030

2.3反應(yīng)器的操作方式/032

2.4反應(yīng)器計算的基本方程式/033

2.4.1反應(yīng)動力學(xué)方程式/034

2.4.2物料衡算式/035

2.4.3熱量衡算式/035

2.5均相理想反應(yīng)器/036

2.5.1均相反應(yīng)器的特點(diǎn)/036

2.5.2釜式反應(yīng)器的設(shè)計與操作/037

2.5.3管式反應(yīng)器的設(shè)計與操作/043

2.6連續(xù)流動反應(yīng)器的停留時間分布/045

2.6.1非理想流動/045

2.6.2停留時間分布函數(shù)/046

2.6.3停留時間分布函數(shù)的應(yīng)用/048

2.7非理想流動/049

2.7.1非理想流動模型/050

2.7.2非理想流動對反應(yīng)結(jié)果的影響/053

參考文獻(xiàn)/055

第3章釜式反應(yīng)器

3.1間歇操作釜式反應(yīng)器工藝計算/057

3.1.1反應(yīng)時間/057

3.1.2反應(yīng)器有效體積/058

3.2連續(xù)操作釜式反應(yīng)器工藝計算/059

3.2.1單段連續(xù)釜式反應(yīng)器/060

3.2.2多段連續(xù)釜式反應(yīng)器/060

3.3攪拌器/063

3.3.1攪拌的混合機(jī)理和液體流動特性/064

3.3.2常用攪拌器的類型及性能特征/067

3.3.3攪拌功率/072

3.4攪拌釜式反應(yīng)器的傳熱/078

3.4.1反應(yīng)釜的傳熱裝置/078

3.4.2高溫?zé)嵩吹倪x擇/080

3.5攪拌反應(yīng)釜傳熱系數(shù)的計算/082

3.5.1反應(yīng)器內(nèi)壁對流傳熱系數(shù)的計算/083

3.5.2蛇管外壁對流傳熱系數(shù)的計算/084

3.6立式攪拌反應(yīng)釜的選用/085

3.6.1攪拌器的選型/085

3.6.2立式攪拌反應(yīng)釜的選型/086

3.7釜式反應(yīng)器在硝基苯生產(chǎn)中的應(yīng)用/088

3.7.1生產(chǎn)工藝/088

3.7.2硝化劑/090

3.7.3硝化反應(yīng)器/091

3.7.4硝化反應(yīng)器的放大設(shè)計/092

參考文獻(xiàn)/094

第4章管式反應(yīng)器

4.1管式反應(yīng)器的計算基礎(chǔ)方程式/096

4.1.1計算基礎(chǔ)方程式/097

4.1.2空間速度與空間時間/097

4.2液相管式反應(yīng)器的設(shè)計/098

4.2.1等溫液相管式反應(yīng)器/098

4.2.2變溫液相管式反應(yīng)器/099

4.3氣相管式反應(yīng)器的設(shè)計/101

4.4管式反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模擬/102

4.4.1管式反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型/103

4.4.2數(shù)學(xué)模型方程的求解/104

4.5反應(yīng)器類型和操作方式的比較/104

4.5.1生產(chǎn)能力的比較/105

4.5.2反應(yīng)選擇性比較/107

4.5.3操作與計算最優(yōu)化/109

4.6管式反應(yīng)器在環(huán)氧乙烷生產(chǎn)中的應(yīng)用/109

4.6.1乙烯氧化合成環(huán)氧乙烷的反應(yīng)機(jī)理/111

4.6.2反應(yīng)過程的影響因素/112

4.6.3氧化反應(yīng)器的設(shè)計/117

4.6.4氧化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)/120

4.7管式反應(yīng)器在聚乙烯生產(chǎn)中的應(yīng)用/121

4.7.1聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)及分類/122

4.7.2聚乙烯的生產(chǎn)工藝/123

4.7.3乙烯自由基聚合原理及動力學(xué)/126

4.7.4高壓管式反應(yīng)器/130

參考文獻(xiàn)/133

第5章塔式反應(yīng)器

5.1塔式反應(yīng)器的類型及構(gòu)造/135

5.1.1塔式反應(yīng)器的分類/135

5.1.2塔式反應(yīng)器的一般構(gòu)造/136

5.1.3附屬裝置/137

5.1.4塔類型的選擇/139

5.2板式塔/139

5.2.1板式塔的結(jié)構(gòu)/140

5.2.2塔板類型/140

5.2.3浮閥塔的設(shè)計計算/142

5.3填料塔/146

5.3.1物理吸收過程/146

5.3.2化學(xué)吸收過程/147

5.3.3填料塔的設(shè)計/151

5.4鼓泡塔/156

5.4.1鼓泡塔的操作狀態(tài)/156

5.4.2鼓泡塔內(nèi)的流動特性/157

5.4.3鼓泡塔內(nèi)的傳熱特性/161

5.4.4鼓泡塔的工業(yè)應(yīng)用/162

5.5塔設(shè)備設(shè)計常見錯誤/171

5.6噴射反應(yīng)器/173

5.6.1噴射反應(yīng)器的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展/173

5.6.2噴射反應(yīng)器的應(yīng)用/174

參考文獻(xiàn)/177

第6章固定床反應(yīng)器

6.1固定床反應(yīng)器的構(gòu)造/179

6.2固定床反應(yīng)器內(nèi)的流體流動/181

6.2.1催化劑顆粒直徑和形狀系數(shù)/181

6.2.2床層空隙率/182

6.2.3流體在固定床中的流動特性/183

6.2.4流體流過固定床層的壓力降/184

6.3固定床反應(yīng)器內(nèi)的傳熱/185

6.3.1床層對壁總傳熱系數(shù)/185

6.3.2床層有效導(dǎo)熱系數(shù)/187

6.3.3表觀壁膜傳熱系數(shù)/189

6.3.4流體與催化劑顆粒間的傳熱系數(shù)/191

6.4固定床反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)/191

6.4.1流體與催化劑顆粒外表面間的傳質(zhì)/192

6.4.2催化劑顆粒內(nèi)部的傳質(zhì)/194

6.4.3床層內(nèi)的混合擴(kuò)散/196

6.5固定床反應(yīng)器的設(shè)計/197

6.5.1總反應(yīng)速率方程式/197

6.5.2反應(yīng)器的設(shè)計/199

6.6固定床反應(yīng)器在合成氨生產(chǎn)中的應(yīng)用/201

6.6.1一氧化碳變換的基本原理/202

6.6.2一氧化碳變換的工藝過程/206

6.6.3變換反應(yīng)器/207

6.6.4變換反應(yīng)器的新發(fā)展/210

6.7固定床反應(yīng)器的日常運(yùn)行與操作/212

6.8固定床反應(yīng)器在二甲醚生產(chǎn)中的應(yīng)用/214

6.8.1二甲醚的合成技術(shù)/215

6.8.2甲醇脫水工藝及反應(yīng)器設(shè)計/217

參考文獻(xiàn)/223

第7章流化床反應(yīng)器

7.1流態(tài)床反應(yīng)器的特性/226

7.1.1流態(tài)化/226

7.1.2散式流化床和聚式流化床/227

7.1.3流化床中的氣泡及其行為/227

7.1.4流化床的異?，F(xiàn)象及處理方法/228

7.1.5流化床反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)/229

7.1.6流化床反應(yīng)器內(nèi)的傳熱/231

7.2流化床反應(yīng)器的設(shè)計/232

7.2.1反應(yīng)器直徑與高度的確定/232

7.2.2壓力降的計算/234

7.2.3反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型/237

7.3流化床反應(yīng)器的運(yùn)行與操作/239

7.4流化床反應(yīng)器在丙烯腈生產(chǎn)中的應(yīng)用/241

7.4.1丙烯腈生產(chǎn)工藝/242

7.4.2丙烯氨氧化反應(yīng)器/245

7.5流化床反應(yīng)器在苯胺生產(chǎn)中的應(yīng)用/248

7.5.1苯胺的生產(chǎn)路線/248

7.5.2加氫流化床反應(yīng)器/250

7.6流化床反應(yīng)器的研究發(fā)展/255

參考文獻(xiàn)/257

第8章離子交換反應(yīng)器

8.1離子交換法的基本原理/260

8.1.1離子交換平衡/260

8.1.2離子交換速率/261

8.2離子交換劑與離子交換樹脂/262

8.2.1離子交換劑/262

8.2.2離子交換樹脂/263

8.2.3離子交換樹脂的類型/264

8.2.4離子交換樹脂的物理性能/266

8.2.5離子交換樹脂的化學(xué)性質(zhì)/267

8.3離子交換反應(yīng)器的應(yīng)用/269

8.3.1離子交換反應(yīng)的特性/269

8.3.2離子交換軟化除鹽/270

8.3.3軟化與除堿/272

8.3.4復(fù)床、混床除鹽/274

8.4離子交換器的工作過程/276

8.4.1固定床離子交換器間歇工作過程/276

8.4.2一級復(fù)床的工作過程/281

8.4.3連續(xù)式離子交換器工作過程/282

8.5離子交換器/283

8.5.1固定床離子交換器/283

8.5.2移動床離子交換器/287

8.5.3連續(xù)床離子交換器/287

8.5.4混合床離子交換器/288

8.5.5浮動床離子交換器/288

8.5.6雙室浮動床離子交換器/290

8.5.7回程式離子交換器/291

8.5.8離子交換柱/293

8.6離子交換裝置的設(shè)計/293

8.6.1設(shè)計依據(jù)/293

8.6.2系統(tǒng)的參數(shù)計算/294

參考文獻(xiàn)/295

第9章電化學(xué)反應(yīng)器

9.1電化學(xué)反應(yīng)器/298

9.1.1電化學(xué)反應(yīng)器的主要構(gòu)件/299

9.1.2二維反應(yīng)器/299

9.1.3三維反應(yīng)器/302

9.2電解槽/302

9.2.1電極反應(yīng)/303

9.2.2法拉第電解定律/303

9.2.3分解電壓與極化現(xiàn)象/304

9.2.4電解槽的分類及構(gòu)造/305

9.2.5電解槽的工藝設(shè)計/307

9.3電化學(xué)反應(yīng)器的工業(yè)應(yīng)用/309

9.3.1電解氧化法處理廢水/309

9.3.2電解還原法處理無機(jī)污染物/310

9.3.3電解凝聚與電解氣浮/314

9.3.4電解消毒/316

9.4電化學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向/317

9.4.1陽極材料/317

9.4.2電化學(xué)反應(yīng)器（electrochemical reactor）/318

9.4.3電化學(xué)組合工藝/319

9.4.4生物膜電極法/319

參考文獻(xiàn)/320

第10章膜生物反應(yīng)器

10.1膜反應(yīng)器/321

10.1.1分離膜/321

10.1.2膜反應(yīng)器/326

10.2生物反應(yīng)器/330

10.2.1生物反應(yīng)器的特點(diǎn)及分類/331

10.2.2大型生物反應(yīng)器設(shè)計與放大/332

10.2.3微型生物反應(yīng)器/333

10.2.4動物細(xì)胞及組織工程反應(yīng)器/335

10.2.5酶反應(yīng)器/338

10.3膜生物反應(yīng)器/339

10.3.1膜生物反應(yīng)器的形式/339

10.3.2膜生物反應(yīng)器的類型/340

10.3.3新型膜生物反應(yīng)器/343

10.3.4膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用/345

10.4膜污染控制技術(shù)/347

10.4.1膜污染控制措施/348

10.4.2膜污染的清洗/349

參考文獻(xiàn)/350

第11章其他反應(yīng)器

11.1氣液固三相反應(yīng)器/352

11.2涓流床反應(yīng)器/354

11.2.1涓流床的流體力學(xué)/355

11.2.2涓流床反應(yīng)器中的傳質(zhì)/356

11.2.3涓流床反應(yīng)器中的傳熱/357

11.2.4涓流床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)/359

11.2.5涓流床反應(yīng)器的設(shè)計與放大/360

11.3熱管反應(yīng)器/361

11.3.1熱管的工作原理/361

11.3.2熱管的結(jié)構(gòu)/362

11.3.3熱管的主要特性/363

11.3.4熱管反應(yīng)器的應(yīng)用/363

11.4徑向反應(yīng)器/364

11.4.1乙苯脫氫反應(yīng)原理/365

11.4.2乙苯催化脫氫生產(chǎn)過程/365

11.4.3脫氫徑向反應(yīng)器/367

11.4.4軸徑向反應(yīng)器的開發(fā)/369

11.5微反應(yīng)器/369

11.5.1微反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)/370

11.5.2微反應(yīng)器的主要特點(diǎn)/370

11.5.3聚合反應(yīng)器的類型/371

11.5.4微反應(yīng)器在聚合反應(yīng)中的應(yīng)用/372

參考文獻(xiàn)/379 2100433B

化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科體系已大體形成，理論研究也漸趨完善。在工業(yè)應(yīng)用中，在定性的指導(dǎo)方面已經(jīng)發(fā)揮了很大的作用。但是，與理論研究相比較，反應(yīng)器內(nèi)傳遞過程的實驗研究和數(shù)據(jù)的積累還很薄弱，特別是對于化工生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的多相流動體系研究得還很不夠。因此，反應(yīng)工程的研究需要與多相流體力學(xué)和多相傳遞過程的研究相結(jié)合，以便相輔相成。同時，化學(xué)反應(yīng)工程向生化、冶金等領(lǐng)域擴(kuò)展時還會出現(xiàn)新的理論問題，需要進(jìn)一步的研究。2100433B

化學(xué)反應(yīng)工程課程定位

化學(xué)反應(yīng)工程課程是化學(xué)工程與工藝類專業(yè)的核心課程，是一門涉及物理化學(xué)、化工傳遞過程、優(yōu)化與控制等知識領(lǐng)域廣泛、內(nèi)容新穎而難點(diǎn)較多的學(xué)科，是華東理工大學(xué)第一批21門重點(diǎn)建設(shè)課程之一。

化學(xué)反應(yīng)工程適應(yīng)對象

化學(xué)反應(yīng)工程課程適用于化學(xué)工程與工藝類專業(yè)學(xué)習(xí)。