《化学反应工程与反应器》

第一章绪论1

一、化学反应工程1

二、化学反应工程的研究方法2

三、化学反应器的类型3

1.按物料的相态分类3

2.按反应器的结构型式分类3

3.按操作方法分类5

参考文献6

第二章反应动力学及反应器模型7

一、工业反应动力学7

1.反应速度表达式7

2.浓度对反应速度的影响8

3.温度对反应速度的影响9

4.简单反应动力学方程的建立9

5.动力学参数的误差分析15

6.反应机理与反应速度的控制步骤16

二、反应器的数学模型17

1.经验模型(回归模型)18

2.机理模型及半经验模型20

三、模型举例22

1.甲苯的硝化22

2.黑索金的结晶动力学模型32

参考文献35

第三章简单反应器36

一、反应器计算的基本方程式36

1.反应动力学方程式36

2.物料衡算式37

3.热量衡算式37

二、间歇反应器38

1.性能方程39

2.间歇反应器的最优反应时间41

3.非等温过程42

1.性能方程45

三、平推流反应器45

2.性能方程的应用47

3.平推流反应器的组合54

四、全混流反应器55

1.性能方程55

2.性能方程的应用56

3.复杂反应在全混釜中进行时的性能方程62

五、简单反应器的比较64

1.间歇反应釜与平推流反应器的对比65

2.全混流反应器与平推流反应器的对比65

六、组合反应器68

1.容全混釜的串联69

2.等容全混釜的串联78

3.釜串联时的另一种图解法82

4.同型式反应器的串联86

5.循环反应器88

6.自催化反应90

参考文献95

第四章复杂反应器96

一、复杂反应96

1.行反应96

2.串联反应108

3.串联-平行反应112

4.复杂反应中串联全混釜的最优配置118

二、液-液非均相反应121

1.间歇操作122

2.并流连续搅拌釜124

3.逆流连续搅拌釜125

4.传质过程的影响128

参考文献130

第五章温度对反应器性能的影响131

一、非等温过程131

1.最优反应温度131

2.实现最优温度历程的方法134

3.热量衡算135

4.图解法求反应器容积137

5.选择操作温度的一般原则140

二、全混流釜式反应器的热稳定性145

1.操作点146

2.全混釜热稳定条件147

3.最大允许温度差149

4.操作点的转移153

5.按热稳定的要求确定操作条件156

6.反应器热稳定性分析举例157

7.确保反应器热稳定的途径160

参考文献161

第六章非理想流动162

一、停留时间分布函数162

1.停留时间分布函数的定义162

2.停留时间分布函数的测定164

3.停留时间分布函数的主要特征167

2.全混流(单釜)反应器170

二、理想流动反应器的停留时间分布170

1.平推流反应器170

三、实际反应器的流动模型172

1.多级混和模型172

2.扩散模型174

3.组合模型182

四、停留时间分布函数的应用184

1.利用停留时间分布定性地分析流动情况184

2.利用停留时间分布定量地分析流动情况185

五、流体的混合态及其对反应的影响188

1.混合态188

2.混合态对反应过程的影响188

3.宏观流体反应过程的计算190

六、反应过程中的优化问题194

1.基本概念194

2.用解析法求解优化问题196

参考文献204

第七章炸药生产中反应过程的工艺设计205

一、炸药生产过程中热化学的工程分析205

1.炸药生产过程的热化学205

2.炸药生产过程中热化学的计算206

二、反应器的工艺设计210

1.物料计算210

2.能量计算212

3.生产工艺流程设计212

4.设备设计与选择214

三、梯恩梯车间硝化工段工艺计算216

1.物料衡算217

2.热量平衡222

3.传热面积的计算228

参考文献233

第八章搅拌反应釜的设计234

1.搅拌器及有关附件235

一、搅拌方式与搅拌器的设计235

2.搅拌器的泵送能力240

3.搅拌功率的计算241

4.混合机理248

5.确定反应釜中搅拌器转速的方法249

二、搅拌釜中的传热254

1.传热装置——夹套和蛇管254

2.传热计算258

1.单位体积的传热速率不变265

三、搅拌器的放大265

2.保持传热膜系数恒定267

3.保持单位体积输入功率不变268

4.保持叶端速度不变268

四、反应器釜体设计272

1.简体的直径及高度272

2.壁厚274

3.接管口274

参考文献276