本书系统介绍了均相单一反应动力学和理想反应器、复合反应与反应器选型、非理想流动反应器、气固相催化反应本征动力学、气固相催化反应宏观动力学、气固相催化反应固定床反应器、气固相催化反应流化床反应器、气液相反应过程与反应器、反应器的热稳定性和参数灵敏性等内容。
作为反应工程学的简明教材，学校可根据不同教学需要，40-60学时都可选用；讲述深入简出，也适合工程技术人员或非化工专业的学生学习参考。该书的出版广受欢迎，第2版重印13次，销量7万余册。
前言
《化学反应工程》第二版已经出版近十年。这些年来，经多个高校使用，师生给出了不少有益的建议，发现了不少问题，有必要作再次的修订。
化学反应工程是一门工程技术学科，涉及许多概念和公式，在多年的教学实践中一直被认为是比较困难的一门课。整个知识体系中看似不相关的章节也有一定的连贯性。而且，与它的前端课程如物理化学、化工原理等有比较密切的联系，也需要比较扎实的数学基础。
本次修订注意到这些问题，改正了上一版中已经发现的错误，增加了部分习题。这部分习题可能对加深对本学科的认识有益。统一了部分章节的符号，以解决连贯性问题。
课程的学习，其意义不仅在于课程本身。书上讲述的具体内容在工作中遇到很少，这并不意味着学这些没用。具体的公式，如果不做工程设计的话的确用处不大，因为这类工程问题的计算方法往往不止一个。各个教材彼此相互冲突也是有的。一个化学反应的动力学方程有几十个亦是常有的事。但是，对于工程、科学问题的处理方法却是一致的，这种一致性不是一门课程可以表达清楚的。学生学习了几门化工类课程后可能会发现处理一类问题大体的思想方法是相同的。了解了这一点，对于课堂上没有学习过的问题也知道应该怎样处理。学习这门课程不要把主要精力放在背公式上，而是要知道要处理的问题到底是“怎么回事儿”。
本次修订由郭锴完成。希望本次修订对本领域的学生、教师、工程技术人员有所帮助，特别是能对准备参加注册化工工程师执业资格考试的考生尽些微薄之力。
郭锴
2017年4月
第一版前言
本书是根据教育部面向21世纪化学工程与工艺专业的教学计划要求，由北京化工大学、北京联合大学两校合作，按照授课学时数为50～60学时而编写化学反应工程课程教材，其目的是为了适应教学改革中关于“厚基础、宽专业”及课时数减少的需要。
本书是在两所学校近18年来反应工程教学实践的基础上，吸取了十几位教师教学经验，并借鉴国内外相关教材的特色编写而成的。本书在编写上力求达到以下特点：①基本概念准确、清晰，基本原理分析透彻，基本方法能学以致用，以此达到简明、基础的特色；②例题、习题全面且有代表性，以帮助读者对化学反应工程内容的理解和消化吸收；③每章后附有知识小结，以突出各章的重点和难点，从而方便读者的复习或自学。本书篇幅明显较其他同类书籍小，这是由本书简明基础的特色决定的。篇幅减小并不意味着教学内容的压缩或删减，而是摒除了一部分与教学大纲联系不十分紧密的内容。学生需扩大视野或希望了解更多、更深的有关化学反应工程知识，可参阅相关文献或书籍。本书可供高等院校化学工程、化工工艺等专业本科及专科学生作为教材使用，同时也可作为化工类相关专业学生及相关技术人员的参考资料。
全书由周绪美编写第1、2、3章并负责统稿，郭锴编写第4、8、9章，唐小恒编写第5、6、7章，冯元鼎教授指导了全书的编写工作，并对本书进行了审阅。
本书的编写得到北京化工大学化新教材建设基金的资助，此外，郭奋、陈建铭、陶凤云等同志对本书的编写也给予了支持和帮助，在此一并表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中错误和疏漏之处，恳请读者批评指正。
编者
1999年12月
第二版前言
《化学反应工程》第一版于2000年由化学工业出版社出版发行，至今已经印刷7次，印数达到27000册，受到广大师生、读者的欢迎。也正是由于读者的厚爱，使本书的第二版进入了普通高等教育“十一五”国家级规划教材的行列。
一本教材，最大的读者群是学生。教材的编写，要从学生的角度出发，用心体验学生对问题的理解能力。一本好的教材，要求编写者逐字逐句地斟酌，避免歧义，并将重要的概念，可置疑地表述清楚。许多时候，教师认为不成问题的地方恰恰是学生学习的障碍。教材上少写一句话，学生就要多用几个小时去揣摩，因此本教材在编写中尽量避免这种情况发生。
本修订版的特色是：
（1）基本概念力求清晰、突出基础、淡化专业，着重讲解解决问题的思想方法；
（2）突出课程的重点和难点，删除一些与教学大纲联系不十分密切的和重复的内容；
（3）由于教学手段的进步，多媒体课件的引入，使得教学进度有所提高。在课时不变的情况下可以介绍更多的内容。为此，增加了流化床反应器一章；
（4）增加习题与答案，便于学生练习。
（5）提供全书教学用多媒体课件素材，可以在化学工业出版社教学资源网：www.cipedu.com.cn下载。
本次修订，由郭锴、唐小恒进行。郭锴编写流化床反应器一章，周绪美、冯元鼎统览全书，郭奋、李建伟对本教材的修订提出了很好的建议，钱智、马丽丽、沈淑玲、赵光磊、付景坤、曹会博、张魁等对书稿进行了认真的校对。
教材编写过程中难免有错误疏漏之处，恳请广大师生和读者批评指正。需要本书中各章习题解答的老师可以联系：guok@mail.buct.edu.cn。
郭锴
2007年11月
收起全部↑
0绪论 / 001
1均相单一反应动力学和理想反应器 / 004
1.1基本概念004
1.1.1化学反应式与化学反应计量方程004
1.1.2反应程度005
1.1.3转化率005
1.1.4化学反应速率006
1.1.5化学反应动力学方程007
1.2建立动力学方程的方法009
1.2.1积分法009
1.2.2微分法011
1.2.3最小方差分析法012
1.3化学反应器设计基础013
1.3.1反应器的分类013
1.3.2反应器设计的基础方程014
1.3.3几个时间概念015
1.4等温条件下理想反应器的设计分析016
1.4.1间歇操作的充分搅拌槽式反应器016
1.4.2平推流反应器021
1.4.3全混流反应器027
1.5非等温条件下理想反应器的设计031
1.5.1间歇反应器的热量衡算031
1.5.2平推流反应器的热量衡算032
1.5.3全混流反应器的热量衡算033
本章小结033
深入讨论036
习题036
2复合反应与反应器选型 / 040
2.1单一不可逆反应过程与反应器041
2.1.1单一不可逆反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较041
2.1.2理想流动反应器的组合044
2.1.3不同型式反应器的组合047
2.1.4循环反应器048
2.2自催化反应特性与反应器选型050
2.3可逆反应特性与反应器选型052
2.4平行反应特性与反应器选型056
2.5连串反应特性与反应器选型061
本章小结066
深入讨论067
习题068
3非理想流动反应器 / 072
3.1概述072
3.1.1返混定义072
3.1.2返混对反应过程的影响072
3.1.3按返混程度对反应器的分类073
3.2流体在反应器内的停留时间分布073
3.2.1停留时间分布的定量描述073
3.2.2停留时间分布规律的实验测定075
3.2.3用对比时间作变量的停留时间分布080
3.2.4两种理想反应器的停留时间分布规律080
3.3非理想流动模型083
3.3.1凝集流模型083
3.3.2多级混合槽模型084
3.3.3轴向扩散模型087
3.3.4模型法进行均相反应过程计算小结093
本章小结094
深入讨论097
习题097
4气固相催化反应本征动力学 / 099
4.1气固相催化过程099
4.1.1催化过程及特征099
4.1.2非均相催化反应速率表达101
4.1.3非均相催化反应过程102
4.2固体催化剂103
4.2.1催化剂的组成和组分选择103
4.2.2催化剂的制备105
4.2.3固体催化剂的比表面积、孔体积和孔体积分布106
4.3气固相催化反应本征动力学109
4.3.1化学吸附与脱附109
4.3.2表面化学反应114
4.3.3反应本征动力学115
4.4本征动力学方程的实验测定120
4.4.1外扩散与内扩散影响的消除120
4.4.2固定床积分反应器121
4.4.3微分法及其实验装置122
4.4.4循环反应器122
4.4.5动力学模型建立概述124
本章小结125
深入讨论127
习题128
5气固相催化反应宏观动力学 / 130
5.1催化剂颗粒内气体扩散130
5.1.1分子扩散131
5.1.2克努森扩散132
5.1.3综合扩散132
5.1.4以颗粒为基准的有效扩散133
5.2气固相催化等温反应的宏观动力学方程134
5.2.1球形催化剂上等温反应宏观动力学方程134
5.2.2其他形状催化剂的等温宏观动力学方程139
5.3非等温过程的宏观动力学142
5.3.1催化剂颗粒内部的温度分布规律142
5.3.2非等温条件下的宏观动力学方程143
5.3.3内扩散对复合反应选择性的影响144
5.4流体与催化剂外表面间的传质和传热146
5.4.1流体与催化剂颗粒外表面间的传质146
5.4.2流体与催化剂颗粒外表面间的传热149
5.5催化剂的失活150
5.5.1失活现象151
5.5.2失活反应动力学151
5.5.3工业上处理失活问题的方法152
本章小结153
习题155
6气固相催化反应固定床反应器 / 157
6.1流体在固定床内的传递特性157
6.1.1流体在固定床内的流动特性157
6.1.2固定床内径向传递161
6.2固定床催化反应器的设计162
6.2.1固定床催化反应器的特点及类型162
6.2.2采用一维拟均相理想流动模型对反应器进行设计计算165
6.3固定床反应器模型评述174
6.3.1一维拟均相非理想流模型174
6.3.2二维拟均相模型175
6.3.3非均相模型177
本章小结178
习题179
7气固相催化反应流化床反应器 / 181
7.1流化床的基本概念181
7.1.1流化床的基本概念181
7.1.2散式流化和聚式流化181
7.1.3浓相段和稀相段183
7.1.4流态化的不正常现象183
7.2流化床的工艺计算184
7.2.1反应器内径的计算184
7.2.2流化床反应器床高的确定187
7.2.3流化床的热传递188
7.3流化床内反应过程的计算189
7.3.1床层中气泡行为189
7.3.2流化床的鼓泡床模型190
7.3.3反应过程的估算190
本章小结194
习题195
8气液相反应过程与反应器 / 197
8.1概述197
8.1.1气液反应的步骤197
8.1.2气液反应过程的计算关系式198
8.2气液反应动力学199
8.2.1气液反应过程的基础方程199
8.2.2极慢反应过程201
8.2.3慢反应过程202
8.2.4中速反应过程203
8.2.5快反应过程204
8.2.6瞬时反应过程204
8.2.7气液反应过程的重要参数206
8.3气液反应器208
8.3.1工业上常用的气液反应器208
8.3.2填料塔式反应器的计算209
8.3.3鼓泡塔式反应器的计算212
本章小结215
深入讨论216
习题216
9反应器的热稳定性和参数灵敏性 / 218
9.1全混流反应器的热稳定性218
9.1.1全混流反应器的热量衡算218
9.1.2全混流反应器的定态219
9.2管式反应器的热稳定性221
9.2.1径向传热管式反应器的热量衡算方程221
9.2.2管式反应器允许的最大温度差及允许管径222
9.2.3管式反应器的热点223
9.3反应器参数的灵敏性224
9.3.1反应器的安全性224
9.3.2反应器参数的灵敏性225
习题答案 / 228
符号表 / 234
参考文献 / 236
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