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| 內容簡介： |
本书系统阐述了化学反应工程基本原理及其应用，全书共分9章，包括化学反应工程基础理论均相反应动力学、间歇反应器及理想流动反应器、非理想流动及其反应器设计、气固相催化反应器、气液相反应器、聚合反应器以及生物与制药反应器，并介绍了典型的新型反应器的研究进展。
本书为高等院校化学工程与工艺、制药工程、生物工程等专业师生使用，也可供相关专业科研、技术人员参考。
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| 關於作者： |
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吴元欣，武汉工程大学，校党委书记，教授，博士生导师。湖北武汉人，华南理工大学生物化工工学硕士，天津大学化工系工学博士，美国Washington University化学工程方向访问学者和博士后?x究员，加拿大Laval University化学工程方向高级访问学者。历任武汉化工学院化工系主任、副院长、院长，武汉工程大学校长，现任武汉工程大学党委书记。首批新世纪百千万人才工程国家级人选，国务院政府特殊津贴专家，湖北省新世纪高层次人才工程第一层次人选，湖北省有突出贡献的中青年专家，教育部高校教指委化学工程与工艺专业委员会委员，中国化工高教学会副会长，国家特色专业《化学工程与工艺》、国家级教学团队《反应工程》、国家级精品课程《化学反应工程》、国家级示范中心《环境与化工清洁生产实验教学中心》负责人。先后主持国家科技支撑计划项目、863计划项目、国家自然科学重点基金等国家级、省部级科研项目15项，企业合作开发项目20余项；在国内外专业刊物上发表研究论文160余篇，其中被SCI、EI、ISTP收录90余篇，SCI论文被国外同行引用300余次；主编（主审）教材和专著共8部；完成部、省级以上科技鉴定成果10项；获国家科学技术进步奖二等奖1项、中国石油化学工业协会科技进步一等奖1项、湖北省科技进步一等奖1项、湖北省自然科学二等奖1项、湖北省技术发明三等奖1项、化工部及其它省部级科技进步三等奖3项。
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| 目錄：
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第1章绪论 1
1.1化学反应工程的发展、研究内容与方法1
1.1.1化学反应工程的发展1
1.1.2化学反应工程的研究内容和研究方法2
1.2化学反应器的工程分类3
1.2.1反应装置的类型3
1.2.2反应器中的相态5
1.2.3化学反应器的操作方式6
1.3化学反应工程在工业反应过程开发中的作用6
1.4反应过程的转化率、选择性和收率7
1.4.1反应进度7
1.4.2转化率8
1.4.3收率和选择性9
参考文献10
习题10
第2章均相反应动力学 12
2.1基本概念和定义12
2.1.1反应速率12
2.1.2反应动力学方程12
2.2等温恒容过程14
2.2.1单一反应动力学方程的建立14
2.2.2复合反应17
2.3等温变容过程22
2.3.1膨胀因子22
2.3.2膨胀率23
2.4温度对反应速率的影响26
2.4.1温度对化学平衡的影响26
2.4.2吸热可逆反应27
2.4.3放热可逆反应——最优温度线27
参考文献29
习题30
第3章间歇反应器及理想流动反应器 32
3.1概述32
3.2间歇反应器33
3.2.1等温间歇反应器的设计计算33
3.2.2变温间歇反应器的设计计算36
3.3理想流动下的釜式反应器37
3.3.1全混流模型38
3.3.2等温连续流动釜式反应器的设计计算38
3.3.3釜式反应器的组合与设计计算40
3.3.4串联釜式反应器体积优化42
3.3.5釜式反应器的定态操作44
3.4理想流动下的管式反应器47
3.4.1平推流模型47
3.4.2等温连续流动管式反应器的设计计算47
3.4.3变温连续流动管式反应器的设计计算49
3.5间歇反应器及理想流动反应器反应性能指标比较51
3.5.1反应过程浓度水平分析51
3.5.2反应性能指标比较51
参考文献58
习题59
第4章非理想流动及其反应器设计 61
4.1概述61
4.2停留时间分布及其性质62
4.2.1停留时间分布的定量描述62
4.2.2停留时间分布函数的统计特征63
4.2.3无量纲时间表示的概率函数63
4.3停留时间分布的测定64
4.3.1脉冲示踪法64
4.3.2阶跃示踪法65
4.4理想流动模型65
4.4.1平推流流动模型65
4.4.2全混流流动模型66
4.5非理想流动现象67
4.6非理想流动模型68
4.6.1轴向扩散模型69
4.6.2多釜串联模型72
4.7非理想反应器的计算76
4.8流体混合对反应过程的影响78
4.8.1流体混合78
4.8.2离析流模型79
4.8.3不同混合态对反应过程的影响81
参考文献83
习题83
第5章气固相催化反应器 86
5.1概述86
5.1.1固体催化剂的组成与结构86
5.1.2气固相催化过程87
5.2气固非均相催化反应本征动力学88
5.2.1催化剂表面上的吸附与脱附88
5.2.2反应速率控制步骤89
5.2.3双曲线型的反应速率式LangmuirHinshelwood方程90
5.3气固非均相催化体系的宏观动力学93
5.3.1气体在多孔介质中的内扩散93
5.3.2气固相催化宏观动力学93
5.3.3扩散控制的判定96
5.3.4催化剂的失活与降活动力学96
5.4气固非均相催化反应器的设计98
5.4.1气固非均相催化反应器类型98
5.4.2气固非均相催化反应器设计原则99
5.4.3固定床反应器的数学模型及设计100
5.4.4固定床反应器的设计计算105
5.4.5流化床反应器的数学模型及设计117
参考文献127
习题128
第6章气液相反应器 130
6.1气液反应平衡130
6.1.1气液相平衡130
6.1.2亨利定律131
6.1.3化学反应对气液相平衡的影响132
6.2气液相反应的宏观动力学133
6.2.1反应与传质过程133
6.2.2化学反应在相间传递中的作用134
6.2.3化学吸收的增强因子135
6.3气液反应动力学特征136
6.3.1伴有化学反应的液相扩散过程136
6.3.2几个重要参数的讨论144
6.4气液相反应器的设计计算146
6.4.1气液相反应器的类型的选择146
6.4.2气液相反应器的设计模型148
参考文献154
习题154
第7章聚合反应器 156
7.1概述156
7.2聚合反应动力学156
7.2.1逐步缩合聚合156
7.2.2均相游离基链式加成聚合158
7.2.3均相游离基共聚合159
7.2.4离子型聚合160
7.2.5配位络合聚合161
7.3聚合体系的传递现象161
7.3.1流体的流动特性162
7.3.2聚合釜中的传质与传热163
7.4聚合反应器的设计167
7.4.1聚合反应器的设计计算167
7.4.2聚合釜的搅拌169
7.4.3搅拌釜的放大174
参考文献174
习题175
第8章生物与制药反应器 178
8.1概述178
8.2酶催化反应动力学178
8.3微生物发酵动力学182
8.3.1微生物菌体生长动力学182
8.3.2微生物发酵基质消耗动力学184
8.3.3微生物发酵产物生成动力学184
8.4生化与制药反应器的设计185
8.4.1生化与制药反应器的数学模型185
8.4.2发酵罐的设计计算186
8.4.3搅拌功率的计算197
8.4.4发酵罐的放大203
参考文献207
习题207
第9章新型反应器 209
9.1概述209
9.2撞击流反应器209
9.2.1撞击流反应器的原理、特性与分类209
9.2.2撞击流反应器的应用219
9.3旋转填充床反应器221
9.3.1旋转填充床反应器的结构与原理221
9.3.2旋转填充床反应器的应用223
9.4超临界反应器225
9.4.1超临界流体的性质225
9.4.2超临界反应器的应用226
9.5微波反应器227
9.5.1微波反应器的基本原理228
9.5.2微波反应器的应用229
9.6磁流化床反应器230
9.6.1磁流化床的结构和特点230
9.6.2磁流化床反应器的应用231
9.7微反应器232
9.7.1微反应器的几何特性233
9.7.2微反应器内流体的传递特性和宏观流动特性233
9.7.3微反应器的优点234
9.7.4微反应器的应用潜力235
参考文献236
符号说明 238
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| 內容試閱：
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前言
“化学反应工程”是大化工专业的专业核心课程，是一门融合理论性、综合性、工程性的课程，具有专业面广、实用性和前沿性等特点。
自2010年本书作为化学反应工程国家精品课程配套教材问世以来，受到国内许多高等院校的关注和选用，并获2012年中国石油和化学工业优秀教材一等奖。为适应化学反应工程国家精品资源共享课教学需求，结合大化工专业与方向特色，本次修订更新了部分例题，并补充了大量的习题，更新了部分章节内容。
本书第1章～第4章为化学反应工程基本理论模块，涵盖了均相反应动力学、间歇反应器及理想流动反应器和非理想流动及其反应器设计等内容，是大化工各专业学生必学部分；第5章～第8章为反应器设计模块，满足了化学工程与工艺、制药工程和生物工程等不同专业及方向学生选学的需求；第9章为前沿知识拓展模块，介绍了国内外新型反应技术与设备的研究及其应用，旨在激发学生学习兴趣，开拓学生学习视野。
本书由武汉工程大学化学反应工程国家精品课程教学团队教师们共同完成，同时感谢许多兄弟院校的同行们对本书的部分章节提出的宝贵修改意见。
由于编者的学识与经验水平所限，书中存在缺点和不足之处，恳切希望读者不吝批评指正。
编者2015年1月
第一版前言
化学反应工程是大化工专业的专业核心课程，也是大学本科化工类专业学生的必修课程之一。化学反应器是工业生产过程的核心设备，被誉为化工厂的“心脏”。
化学工程与工艺专业由最初的无机化工、有机化工、精细化工等发展而来。目前各高等院校根据人才培养方案的不同,大多在化学工程与工艺、制药工程、生物工程等本科专业设有化学反应工程课程。有关化学反应工程的课程在不同的专业方向又设置了“化学反应工程”、“催化反应工程”、“聚合反应工程”、“生化反应工程”和“制药反应工程”等课程。为了适应大化工人才培养的需要，根据不同专业方向的特点，如何将不同专业方向的化学反应工程课程既考虑技术基础教学又突出专业方向是值得探索的。本教材编写的目的在于增强各专业的普适性，以期适应大化工类各专业教学的需要。
化学反应工程主要研究化学反应的工程问题，涉及反应过程动力学和反应器设计与分析两个方面，广泛地应用了化工热力学、化学动力学、流体力学、传热、传质以及过程优化与控制、经济学等方面的知识和经验，是这些知识和经验在工业反应器设计和最优化方面的综合。通过该课程的学习，不仅可掌握化学反应工程的基本理论、概念和研究方法，还可学会改进和加强现有反应技术和设备的方法，解决反应过程开发中的放大问题以及实现反应过程的最优化等。
本书在编写过程中注重教学内容的系统性、条理性和广泛性，重视化学反应器的分析、比较，在阐述基本概念、基本知识以及处理各种问题的思想和方法时，思路清晰，文字精练，通俗易懂，循序渐进。通过理想反应器的学习，让学生打下扎实的基础，学会针对反应工程分析问题和解决问题的方法；通过非均相反应器的学习，让学生掌握扩散、传质过程对反应过程的影响。
本书共9章，其中第1章～第4章为基础部分，第5章～第8章分述气固相催化反应器、气液相反应器、聚合反应器以及生物与制药反应器，第9章主要介绍新型反应器的研究进展。第1章、第2章由刘生鹏编写，第3章由丁一刚编写，第4章由杨昌炎编写，第5章由吴元欣、吴广文、金放编写，第6章由杨嘉谟编写，第7章由陈金芳编写，第8章由朱圣东、张珩、张秀兰编写，第9章由杜治平编写。全书整理、校对和编排工作由丁春华完成，吴元欣教授修改和定稿。
本书的完成主要是武汉工程大学化工与制药学院化学工程、化学工艺、生物化工、制药工程学科组教师的共同努力，同时感谢“绿色化工过程省部共建教育部重点实验室”的支持，许多兄弟院校的同行们对本书的部分章节也提出了很多宝贵意见，在此一并致以衷心的感谢。
然而，限于编者的水平，对书中存在的疏漏和不妥之处，恳切希望读者批评指正。
编者2010年2月于武汉
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