化學反應工程是化工等專業(yè)的核心課程。近年來，化學反應工程學科取得了長足進展，深入到了微納尺度層面的反應過程強化即分子反應工程的研究范疇，學科服務對象也由傳統(tǒng)經典化工拓展到了新能源、新材料等領域。為此，《化學反應工程》（第四版）在第三版基礎上，加入了對化學反應工程最新進展的介紹，對個別較生澀難懂的章節(jié)內容進行了刪減，修改了部分例題與習題，使其與化工生產實踐的背景結合更緊密，并對文中三十余個概念增加了動畫鏈接，以增強讀者的感性認識，讀者可通過掃描書中二維碼觀看。本書分為十章，重點介紹了均相反應過程，包括均相反應動力學基礎、均相反應器、非理想流動；非均相反應過程，包括氣-固相催化反應過程、非催化兩流體相反應過程、固定床反應器、流化床反應器；聚合反應過程，包括聚合過程的化學與動力學基礎；生化反應過程，包括生化動力學基礎、生化反應器。
《化學反應工程》（第四版）可作為化工及相關專業(yè)的本科生教材，也可供化工及相關專業(yè)科研人員參考。
陳甘棠，浙江大學教授，流態(tài)化專家。1950年畢業(yè)于浙江大學化學工程系 ，1952年浙江大學研究生畢業(yè)，同年赴大連工學院任教。1962年調回浙江大學任教，1978年晉升為教授 。1979-1981年于美國哥倫比亞大學和西弗吉尼亞大學作訪問教授，為研究生開設《聚合反應工程》課程，并在摩根城能源技術中心從事流態(tài)化工程的科學研究，提出了氣固流化床的四區(qū)模型。1983年與中國石化、浙江大學、華東化工學院一起，創(chuàng)建聯(lián)合化學反應工程研究所，擔任首任所長。同時創(chuàng)辦了《化學反應工程與工藝》期刊，并擔任主編。曾任浙江大學學術委員會委員、化工系學術委員會主任。曾兼任中國石油化工總公司技術經濟顧問委員會委員，中國顆粒學會理事，中國化工學會化學工程學會理事，《加拿大化學工程》期刊的國際顧問。合著《化學反應技術基礎》，主編《化學反應工程》。
陳建峰，中國工程院院士，現(xiàn)任中國工程院黨組成員、秘書長。浙江省慈溪市人。1986年浙江大學本科畢業(yè)，1992年獲浙江大學博士學位，1994年6月浙江大學博士后出站至北京化工大學工作。曾任美國凱斯西儲大學客座/兼職教授，新加坡南洋理工大學環(huán)境科技研究院研究員。提出微觀混合反應工程理論，在國際上率先提出并開拓了超重力反應工程新領域，創(chuàng)建了超重力技術平臺和新裝備，成功應用于百萬噸級高端化學品和納米材料制造、脫硫環(huán)保、海洋工程、能源等流程工業(yè)中，節(jié)能減排、高品質化效果顯著，技術和裝備出口歐美等。獲國家技術發(fā)明二等獎3項（2002，2012，2016）、國家科技進步二等獎1項（2007）。獲全國首屆創(chuàng)新爭先獎、何梁何利基金創(chuàng)新獎、中國青年科技獎等榮譽。為使我國超重力技術由合作跟蹤到國際工業(yè)引領的重大轉變做出了突出貢獻。
陳紀忠，浙江大學教授。1982年畢業(yè)于浙江大學化學工程專業(yè)，1987 獲浙江大學化學工程專業(yè)工學碩士學位，1994年獲日本東北大學冶金工程專業(yè)博士學位。一直從事多相反應過程的動力學與多相反應器的模擬、生物質的熱解與反應機理研究方面的研究。獲得國家科技進步二等獎1項，中石化集團股份公司的科技進步一等獎2項。
第1章緒論1
1.1化學反應工程學的發(fā)展及其范疇和任務1
1.1.1化學反應工程發(fā)展簡述1
1.1.2化學反應工程學的范疇和任務2
1.2化學反應工程內容的分類和編排4
1.2.1化學反應器的操作方式4
1.2.2反應裝置的型式4
1.2.3化學反應工程學的課程體系6
1.3化學反應工程的研究方法6
1.4化學反應工程的進展8
參考文獻9
第2章均相反應動力學基礎10
2.1概述10
2.1.1化學反應速率及其表示10
2.1.2反應速率常數(shù)k13
2.2等溫恒容過程14
2.2.1單一反應動力學方程的建立14
2.2.2復合反應21
2.3等溫變容過程29
2.3.1膨脹因子29
2.3.2膨脹率31
習題33
參考文獻34
第3章理想反應器35
3.1概述35
3.2簡單理想反應器36
3.2.1間歇反應器37
3.2.2平推流反應器39
3.2.3全混流反應器43
3.3組合反應器46
3.3.1平推流反應器的串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)46
3.3.2具有相同或不同體積的N個全混釜的串聯(lián)47
3.3.3不同型式反應器的串聯(lián)49
3.3.4循環(huán)反應器49
3.3.5半連續(xù)操作的反應器53
3.4非等溫過程56
3.4.1溫度的影響56
3.4.2非等溫操作59
3.4.3一般圖解設計程序63
3.5反應器類型和操作方法的評選65
3.5.1單一反應66
3.5.2復合反應72
3.6全混流反應器的熱穩(wěn)定性77
3.6.1全混流反應器的定態(tài)基本方程式78
3.6.2全混流反應器的熱穩(wěn)定性79
3.6.3定態(tài)熱穩(wěn)定性的判據(jù)83
3.7攪拌釜中的流動與傳熱85
3.7.1攪拌釜的結構和槳葉特性85
3.7.2攪拌釜內的混合過程88
3.7.3攪拌功率的計算90
3.7.4攪拌釜的傳熱93
習題93
參考文獻95
第4章非理想流動96
4.1反應器中的返混現(xiàn)象與停留時間分布96
4.1.1非理想流動與停留時間分布97
4.1.2停留時間分布的實驗測定98
4.1.3停留時間分布函數(shù)的數(shù)學特征99
4.1.4用對比時間θ表示的概率函數(shù)100
4.2流動模型102
4.2.1常見的幾種流動模型103
4.2.2停留時間分布曲線的應用116
4.3流體的混合態(tài)及其對反應的影響117
4.3.1流體的混合態(tài)117
4.3.2流體的混合態(tài)對反應過程的影響118
習題121
參考文獻123
第5章催化劑與催化動力學基礎124
5.1催化劑124
5.1.1概述124
5.1.2催化劑的制法127
5.1.3催化劑的性能128
5.2催化劑的物化性質129
5.2.1物理吸附和化學吸附129
5.2.2吸附等溫線方程130
5.2.3催化劑的物理結構132
5.3氣-固相催化反應動力學134
5.3.1反應的控制步驟134
5.3.2雙曲線型的反應速率式134
5.3.3冪數(shù)型反應速率方程140
5.3.4反應速率的實驗測定法143
5.3.5動力學方程的判定和參數(shù)的推定146
5.3.6催化劑的內擴散153
5.3.7內擴散對反應選擇性的影響161
5.3.8催化劑的失活163
5.4非催化氣-固相反應動力學164
5.4.1粒徑不變的縮核模型165
5.4.2顆粒體積縮小的縮粒模型167
習題169
參考文獻171
第6章固定床反應器172
6.1概述172
6.2固定床中的傳遞過程178
6.2.1粒子直徑和床層空隙率178
6.2.2床層壓降180
6.2.3固定床中的傳熱182
6.2.4固定床中的傳質與混合188
6.3擬均相一維模型190
6.3.1等溫反應器的計算190
6.3.2單層絕熱床的計算191
6.3.3多層絕熱床的計算194
6.3.4多層床的最優(yōu)化問題195
6.3.5自熱式反應器的設計方法197
6.3.6熱穩(wěn)定性和參數(shù)敏感性199
6.4擬均相二維模型201
6.5計算流體力學模擬202
6.6滴流床反應器203
6.6.1概述203
6.6.2滴流床的流體力學204
6.6.3滴流床中的傳質205
6.6.4滴流床的設計與放大206
習題206
參考文獻208
第7章流化床反應器210
7.1概述210
7.2流化床中的氣、固運動214
7.2.1流化床的流體力學214
7.2.2氣泡及其行為219
7.2.3乳相的動態(tài)223
7.2.4分布板與內部構件225
7.2.5顆粒的帶出、捕集和循環(huán)227
7.3流化床中的傳熱和傳質230
7.3.1床層與外壁間的給熱230
7.3.2床層與浸沒于床內的換熱面之間的給熱231
7.3.3顆粒與流體間的傳質233
7.3.4氣泡與乳相間的傳質233
7.4鼓泡流化床的數(shù)學模型234
7.4.1模型的類別235
7.4.2兩相模型236
7.4.3Levenspiel鼓泡床模型239
7.4.4流化床反應器的開發(fā)與放大241
習題242
參考文獻243
第8章多相流的反應過程245
8.1傳質理論245
8.2氣液相反應過程247
8.2.1基礎方程248
8.2.2氣液非均相系統(tǒng)中的幾個重要參數(shù)253
8.2.3反應速率的實驗測定255
8.3氣液相反應器258
8.3.1氣液相反應器的型式和特點258
8.3.2氣液相反應器型式的選擇259
8.4鼓泡塔反應器259
8.4.1鼓泡塔的流體力學260
8.4.2鼓泡塔的傳熱和傳質264
8.4.3鼓泡塔的發(fā)展266
8.5鼓泡攪拌釜267
8.5.1鼓泡攪拌釜的結構特征267
8.5.2鼓泡攪拌釜內的流體力學268
8.5.3鼓泡攪拌釜的傳熱和傳質272
8.5.4鼓泡攪拌釜的放大273
8.6氣液相反應器的數(shù)學模型和設計274
8.6.1氣相為平推流、液相為全混流274
8.6.2氣相和液相均為全混流275
8.6.3氣相和液相均為平推流276
習題283
參考文獻285
第9章聚合反應工程基礎286
9.1聚合反應和聚合方法概述286
9.1.1聚合反應的類別286
9.1.2聚合方法與設備289
9.1.3聚合物的分子結構、分子量和分子量分布294
9.2均相聚合過程296
9.2.1游離基聚合的反應動力學基礎296
9.2.2理想流動的連續(xù)操作分析302
9.2.3游離基共聚合305
9.2.4離子型溶液聚合312
9.3非均相聚合過程315
9.3.1懸浮聚合315
9.3.2乳液聚合316
9.4縮聚反應過程318
9.4.1縮聚平衡318
9.4.2縮聚動力學319
9.4.3分子量及其分布320
9.5聚合反應器的設計放大和調節(jié)321
9.5.1攪拌322
9.5.2非牛頓流體的傳熱324
9.6聚合過程的擬定和調節(jié)328
9.6.1聚合過程的擬定328
9.6.2聚合過程的調節(jié)330
習題331
參考文獻332
第10章生化反應工程基礎333
10.1概述333
10.2酶催化反應334
10.2.1酶的特性334
10.2.2單底物酶催化反應動力學——米氏方程335
10.2.3有抑制作用時的酶催化反應動力學336
10.3微生物的反應過程動力學339
10.3.1細胞生長動力學339
10.3.2基質消耗動力學341
10.3.3產物生成動力學341
10.3.4氧的消耗速率342
10.4固定化生物催化劑343
10.4.1概述343
10.4.2酶和細胞的固定化344
10.5生化反應器345
10.5.1概述345
10.5.2生化反應器的計算347
習題353
參考文獻354
符號說明356
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