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反应过程与设备

发布时间: 2010-02-03 12:28:16 作者:

 反应过程与设备


基本信息出版社:中国石化出版社
页码:327 页
出版日期:2008年07月
ISBN:7802295181/9787802295186
条形码:9787802295186
版本:第1版
装帧:平装
开本:16
正文语种:中文
丛书名:工业过程与设备丛书

内容简介 本书在系统介绍化学反应基本理论的基础上,分别详细介绍了釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、塔式反应器、鼓泡塔反应器、流化床反应器以及其他一些新式化学反应器的工作特性、设计原理、用途及评价。
本书系统科学,通俗易懂,是一本具有实用价值的教材及技术参考书,适用于石油、化工、生物、制药、食品、医药、机械等专业的大专院校教师、研究生及高年级本科生,同时对工程技术人员、研究设计人员也会有所帮助
目录
第1章绪论
1.1过程工业与工业化学过程
1.1.1过程工业
1.1.2工业化学过程
1.2化学反应过程的基本规律及其对反应设备的要求
1.3反应过程与设备的研究内容
1.3.1最优化的经济目标
1.3.2最优化的技术目标
1.3.3反应过程与设备和其他学科间的关系
1.4化学反应与反应设备的分类
1.4.1化学反应的分类
1.4.2工业反应设备的类型
1.5化学反应器的设计与放大
1.5.1化学反应器的设计原则
1.5.2工业反应器的放大
1.6化学反应过程与设备的发展与前沿

第2章化学反应过程基本知识
2.1化工原料资源
2.1.1煤的加工
2.1.2石油加工
2.1.3天然气的利用
2.1.4农副产品加工
2.1.5"三废"治理
2.2化学反应动力学基础
2.2.1化学反应速率
2.2.2反应速率影响因素
2.2.3复杂反应的动力学表达
2.3反应器的操作方式
2.4反应器计算基本方程式
2.4.1反应动力学方程式
2.4.2物料衡算式
2.4.3热量衡算式
2.5均相理想反应器
2.5.1均相反应器的特点
2.5.2釜式反应器的设计与操作
2.5.3管式反应器的设计与操作
2.6连续流动反应器停留时间分布
2.6.1}理想流动
2.6.2停留时间分布函数
2.6.3停留时间分布函数的应用
2.7非理想流动
2.7.1非理想流动模型
2.7.2非理想流动对反应结果的影响

第3章釜式反应器及其工业应用实例
3.1概述
3.1.1釜式反应器的构型
3.1.2釜式反应器的特点及其应用
3.2间歇操作釜式反应器工艺计算
3.2.1反应时间
3.2.2反应器有效体积
3.3连续操作釜式反应器工艺计算
-3.3.1单段连续釜式反应器
3.3.2多段连续釜式反应器
3.4搅拌器
3.4.1搅拌的混合机理和液体流动特性
3.4.2常用搅拌器的型式及性能特征
3.4.3搅拌功率
3.5搅拌釜式反应器的传热
3.5.1反应釜的传热装置
3.5.2高温热源的选择
3.6搅拌反应釜给热系数的计算
3.7立式搅拌反应釜的选用
3.7.1搅拌器的选型
3.7.2立式搅拌反应釜的结构型式
3.7.3立式搅拌反应釜选型步骤
3.8硝基苯生产过程及反应器
3.8.1生产工艺
3.8.2硝化剂
3.8.3硝化反应器
3.8.4硝化反应器放大设计

第4章管式反应器及其工业应用实例
4.1概述
4.1.1管式反应器的构型
4.1.2管式反应器的特点及应用
4.2管式反应器的计算基础方程式
4.2.1计算基础方程式
4.2.2空间速度与空间时间
4.3液相管式反应器设计计算
4.3.1等温液相管式反应器
4.3.2变温液相管式反应器
4.4气相管式反应器设计计算
4.5管式反应器的计算机模拟
4.5.1管式反应器的数学模型
4.5.2数学模型方程的求解
4.5.3数学模型符号说明
4.6反应器型式和操作方式评选
4.6.1生产能力的比较
4.6.2反应选择性比较
4.6.3操作与计算最优化
4.7环氧乙烷反应过程及反应器
4.7.1乙烯氧化合成环氧乙烷的反应机理
4.7.2影响反应过程的因素
4.7.3氧化反应器的设计
4.7.4氧化反应器的结构特点
4.8聚乙烯与高压环管式反应器
4.8.1聚乙烯分子结构及分类
4.8.2聚乙烯生产技术
4.8.3乙烯自由基聚合原理及动力学
4.8.4聚乙烯生产工艺及高压管式反应

第5章固定床反应器及其工业应用实例
5.1概述
5.1.1固定床反应器的特点及应用
5.1.2固定床反应器构型
5.2固定床反应器内的流体流动
5.2.1催化剂颗粒直径和形状系数
5.2.2床层空隙率
5.2.3流体在固定床中的流动特性
5.2.4流体流过固定床层的压力降
5.3固定床反应器内的传热
5.3.1床层对壁总给热系数
5.3.2床层有效导热系数和表观壁膜给热系数
5.3.3流体与催化剂颗粒间的给热系数
5.4固定床反应器内的传质
5.4.1流体与催化剂颗粒外表面间的传质
5.4.2催化剂颗粒内部的传质
5.4.3床层内的混合扩散
5.5总反应速率方程式
5.6固定床反应器设计
5.6.1经验法
5.6.2数学模型法
5.7固定床反应器在合成氨工业中的应用
5.7.1一氧化碳变换的基本原理
5.7.2工艺过程
5.7.3变换反应器
5.7.4 CO变换反应器的新发展
5.8固定床反应器的日常运行与操作
5.8.1温度调节
5.8.2力调节
5.8.3氢油比控制
5.8.4空速操作原则
5.8.5催化剂器内再生操作
……
序言 化学反应器中进行的过程不仅有化学过程,同时还伴有许多物理过程。这些物理过程与化学过程的相互影响、相互渗透,必然影响过程的特性和反应的结果,使反应过程复杂化。反应过程与设备研究的主要目的在于使过程工业生产中的反应过程最优化,包括设计最优化与操作最优化。化学反应过程与设备是科学技术发展到一定阶段的必然产物,是一些基础学科诸如物理化学、传递工程、工程控制、化学工艺等相互渗透与交叉的边缘学科,重点侧重于工程实际应用的研究。
从反应设备设计的角度讲,由给定的生产任务确定反应器的型式和适宜的尺寸及其相应的操作条件。但是在反应器投产运行之后,还必须根据各种因素和条件的变化做相应的修正,以使它仍能处于最优的条件下操作,即还需要进行操作的最优化。为此,南京工业大学组织编写了这本《反应过程与设备》,除理论阐述外,还列举了许多工业应用实例,具有很强的实践性,力求使读者能通过本书的学习,对目前过程工业中涉及的反应过程及所应用反应设备有一个概括性的了解。
本书由南京工业大学廖传华、任晓乾、王重庆主编,全书由廖传华审定。本书的编写得到了南京工业大学朱跃钊副校长和南京工业大学机械与动力工程学院的大力支持,在此深表感谢。在编写过程中参考了大量的相关资料,但书中没有一一列出,在此谨对原文作者致以衷心的感谢。另外,周青云等同学做了大量的文字输入工作,中国石化出版社的白素萍为本书的顺利出版做了大量的工作,在此谨表衷心的感谢。
由于时间仓促,加之水平所限,书中的不妥和错误在所难免,恳请广大读者提出批评、建议和改进意见。
文摘 1.4.1化学反应的分龚通常,根据反应物及化学反应本身的特点对化学反应加以归类。化学反应本身的特点,主要指反应机理、反应物相态、反应分子数和级数、反应的可逆性及反应热效应等。
按照反应机理的不同,可以将化学反应分为简单反应(基元反应)和复杂反应两大类。复杂反应的形式很多,主要有平行反应、对行反应(可逆反应)、连串反应、共轭反应和连锁反应。有机化学反应过程及聚合物生产过程一般属复杂反应,其机理和规律远比简单反应复杂得多,需要专门研究。
根据反应的可逆与否,化学反应可分为可逆反应和不可逆反应两类。不可逆反应能进行到底,反应物几乎全部转化为产物。可逆反应则受化学平衡的限制,反应只能进行到一定的程度,反应产物需要分离和提纯,未反应物应该回收和循环利用。因此可逆反应的生产过程比不可逆反应的生产过程更为复杂。
从化学动力学的角度,还可按反应分子数和反应级数区分化学反应,有单分子反应、双分子反应和个别的三分子反应;有零级反应、一级反应、二级反应、三级反应和分数级反应。一般情况下,反应级数不等于反应分子数,只有当化学反应方程式能够真正描述反应机理,即基元反应时,级数和分子数才相等。
根据化学反应过程的热效应,化学反应可分为放热反应和吸热反应。前者的反应物系在反应过程中的热效应AH<0,反应时放出热量(Q,>0);后者相反,AH>0,Q。<0。由于两类反应的热化学性质不同,所以反应过程要求的温度条件完全不同,使用的反应器类型也不同。
按照反应物的相态,还可将化学反应分为均相反应和非均相反应。均一气相反应和均一液相反应同属于均相反应,而反应过程中存在两个以上相态的化学反应称为非均相反应,其中又可细分为气固、气液、液固、液液、固固两相反应和气液固三相反应。
根据反应过程中是否使用催化剂,化学反应还可划分为催化反应和非催化反应。习惯上,把使用固体催化剂的气相反应归并入非均相气一固催化反应,尽管催化剂不是反应的一个单独相,但它和气体反应物有密切的联系,多数情况下气体分子在催化剂表面或活性中心上生成过渡性中间化合物(或络合物),其过程与气一固反应类似。
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