《化工基础 下》

第二篇 化学反应工程1

第七章 化学反应动力学和间歇单相等温过程2

7-1 动力学基本概念2

7-1.1 化学反应速率的定义2

7-1.2 化学反应动力学的表达式3

7-1.3 反应速率的温度效应和反应活化能4

7-1.4 化学反应速率的浓度效应和反应级数6

7-2 间歇搅拌釜式反应器6

7-2.1 结构与操作特点6

7-2.2 反应器容积的计算7

7-3.1 一级反应9

7-3.2 二级反应9

7-3 一级反应与二级反应9

7-3.3 一级反应与二级反应的比较11

7-4 非等容过程12

第八章 物料连续流动过程与返混17

8-1 平推流反应器17

8-2 全混流反应器20

8-3 返混及其对简单反应的影响22

8-4 多釜串联反应器25

8-4.1 代数法26

8-4.2 图解法27

8-5 逗留时间分布30

8-6 自催化反应31

8-7.1 浓度对可逆反应的影响33

8-7 浓度对复杂反应的影响33

8-7.2 浓度对平行反应的影响35

8-7.3 浓度对连串反应的影响36

第九章 非等温过程与热量传递42

9-1 温度对复杂反应的影响42

9-1.1 温度对可逆反应的影响42

9-1.2 温度对平行反应的影响44

9-1.3 温度对连串反应的影响45

9-2 热量衡算与绝热反应器的计算46

9-2.1 热量衡算与绝热温升46

9-2.2 绝热反应器的容积计算49

9-3.1 热稳定性原理51

9-3 反应器的热稳定性原理51

9-3.2 熄火与飞温54

9-3.3 热反馈与反应器的整体热稳定性55

第十章 多相反应过程与质量传递58

10-1 气固催化反应过程的特点58

10-2 气固催化反应的扩散过程59

10-2.1 外扩散过程60

10-2.2 内扩散过程63

10-3 气液反应中的质量传递67

10-4 化学反应器的选择69

10-4.1 间歇反应器和连续流动反应器69

10-4.2 釜式反应器和管式反应器70

10-4.3 气固反应器71

10-4.4 气液反应器75

第十一章 逗留时间分布与流动模型78

11-1 逗留时间分布的表示方法78

11-1.1 E函数和F函数78

11-1.2 逗留时间分布的实验测定79

11-1.3 逗留时间分布的数字特征80

11-1.4 逗留时间分布的应用81

11-2 几种流动模型83

11-2.1 理想流动模型83

11-2.2 多釜串联模型83

11-2.3 扩散模型86

第三篇 化学工艺学93

第十二章 硫酸的生产95

12-1 概述95

12-1.1 硫酸的用途和产品规格95

12-1.2 硫酸生产的历史96

12-2 原料路线和接触法生产路线的原则流程97

12-2.1 原料路线97

12-2.2 接触法生产的原则流程98

12-3 二氧化硫催化氧化过程99

12-3.1 反应的物理化学基础99

12-3.2 工艺条件的优化102

12-3.3 反应器103

12-4 造气过程106

12-3.4 多段转化生产流程106

12-4.1 硫铁矿焙烧反应107

12-4.2 沸腾炉107

12-5 净化过程108

12-5.1 净制要求108

12-5.2 净化方法108

12-6 成酸过程109

12-6.1 反应特点和成酸方式109

12-6.2 吸收设备与工艺条件109

12-6.3 吸收流程110

12-7 生产全流程110

12-8.1 技术经济指标111

12-8 硫酸生产中的某些技术经济问题111

12-8.2 物料衡算与能量衡算112

12-9 硫酸生产技术展望114

第十三章 合成氨116

13-1 概述116

13-1.1 重要性116

13-1.2 原料路线116

13-1.3 原则流程118

13-2 氨合成的热力学基础118

13-2.1 化学反应与反应热118

13-2.2 平衡常数118

13-2.3 影响平衡时氨浓度的因素119

13-3.1 催化剂120

13-3 氨合成动力学120

13-3.2 动力学过程121

13-4 氨的合成和分离122

13-4.1 最优工艺条件122

13-4.2 合成塔124

13-4.3 合成和分离流程126

13-5 原料气的生产127

13-5.1 以煤为原料的生产127

13-5.2 以轻质烃为原料的生产129

13-5.3 以重质烃为原料的生产131

13-5.4 变换132

13-6.1 脱硫133

13-6 原料气的净化133

13-6.2 脱碳134

13-6.3 脱一氧化碳134

13-7 氨生产全流程135

13-8 技术经济分析和综合利用138

13-8.1 生产规模大型化139

13-8.2 降低能耗和能量综合利用140

13-8.3 物料的综合利用141

第十四章 氨加工143

第一部分 尿素的合成143

14-1 概述143

14-2.2 工艺条件的优化145

14-2.1 合成反应的物化基础145

14-2 尿素的合成145

14-2.3 反应器146

14-3 分离与循环利用147

14-4 尿素生产流程149

第二部分 硝酸的生产151

14-5 概述151

14-6 氨的氧化152

14-6.1 氨氧化的动力学方程152

14-6.2 工艺条件的优化152

14-6.3 反应器153

14-7.1 一氧化氮的氧化154

14-7 一氧化氮氧化与二氧化氮的吸收154

14-7.2 二氧化氮的吸收155

14-7.3 两个化学反应过程的交叉155

14-7.4 工艺条件155

14-7.5 反应器156

14-8 生产流程157

第十五章 氯碱工业159

15-1 概述159

15-2 析出电压160

15-3 食盐水电解反应的主要优化目标161

15-4 电解方法162

15-4.1 隔膜法162

15-4.3 离子交换膜法163

15-4.2 汞阴极法163

15-4.4 三种方法比较165

15-5 工艺条件166

15-6 电解槽167

15-6.1 改良型隔膜槽167

15-6.2 复极式膜电解槽167

15-7.3 氢169

15-8 合成氯化氢169

15-8.1 反应的物理化学基础169

15-7.2 氯169

15-7.1 烧碱169

15-7 后处理169

15-8.2 反应特点和主要优化目标170

15-8.3 工艺条件170

15-8.4 合成炉与烧嘴171

15-8.5 生产流程171

第十六章 石油化工173

16-1 概述173

16-1.1 石油化工在国民经济中的重要性173

16-1.2 原油174

16-1.3 石油加工方案174

16-2 常减压蒸馏177

16-3 催化裂化179

16-3.1 催化裂化反应和反应特点179

16-3.2 最优工艺条件180

16-3.3 流化床反应器181

16-4 裂解183

16-4.1 裂解反应183

16-4.2 最优工艺条件186

16-4.3 裂解炉与裂解流程187

16-5 聚氯乙烯的生产189

16-5.1 氯乙烯的合成路线189

16-5.2 电石乙炔法生产氯乙烯190

16-5.3 氧氯化法生产氯乙烯191

16-6 氯乙烯的聚合194

第十七章 化工过程开发概论199

17-1 化工过程开发的基本步骤199

17-2.2 数学模型法203

17-2 化工过程开发的基本方法203

17-2.1 逐级放大法203

17-2.3 部分解析法204

17-2.4 相似放大法205

17-3 化工过程开发举例205

17-3.1 水解反应器的开发205

17-3.2 间歇搅拌釜式反应器的放大206

17-3.3 异丁二烯二聚反应器的开发209

17-3.4 丁烯氧化脱氢反应器的开发210

17-3.5 氯苯反应器的开发213

附录224

索引231