化工反应原理与设备
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化工反应原理与设备 |
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化工反应原理与设备 |
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基本信息·出版社：化学工业出版社
·页码：250 页
·出版日期：2009年08月
·ISBN：7122055655/9787122055651
·条形码：9787122055651
·版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：国家示范性高职院校建设规划教材
内容简介 《化工反应原理与设备》是根据高职高专示范性专业建设中的石油化工专业课程建设要求编写的，旨在体现基于工作过程的课程体系，以加强工学结合，提高反应器的操作技能为目的。在各反应器模块中强化了反应器的实际操作和仿真操作的内容。全书共分为七个模块。其中模块一介绍了化学反应器的基础知识。模块二至模块七分别介绍了釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器、气液相反应器和其他反应器的基本结构、特点、工业应用、简单工艺计算及设备维护内容。为突出实践技能培养，工学结合的教学特点，在每个反应器模块中还重点增加了反应器的日常运行操作特点、反应器的仿真实训和反应器的实际操作等内容。各模块后均附有知识点归纳和自测练习。
《化工反应原理与设备》可作为石油化工类及其辐射专业（应用化工生产技术、无机化工生产技术、精细化工生产技术、煤化工生产技术等专业）的教材使用,也可为生产一线的技术工人及化工反应总控工提供参考。
编辑推荐 在《化工反应原理与设备》中，我们把化工生产过程中所用到的反应器的内容进行整合。首先介绍反应器计算过程中的理论知识，以“简单、够用”为原则，对基本概念的阐述较为详细，简化繁杂的数学运算；然后以反应器的结构为主线，分别介绍各类反应器的基本结构、特点、工业应用、简单工艺计算及设备维护等内容。
目录 绪论
模块一 基础知识
项目一 化学反应器的类型3
一、化学反应的类型3
二、反应器的操作方式4
三、反应器的类型5
项目二 反应器设计的基本方程7
一、物料衡算式7
二、热量衡算式7
三、动力学方程式8
四、反应器计算中常用的几个物理量11
项目三 流体流动16
一、流体流动的描述16
二、反应器内流体的理想流动模型19
三、反应器内流体的非理想流动模型21
项目四 气固相催化过程23
一、固体催化剂的基本特性23
二、气固相催化反应的过程31
三、气固相催化反应的本征动力学32
四、气固相催化反应内扩散控制的宏观动力学37
五、气固相催化反应外扩散控制的宏观动力学43
项目五 气液相反应过程47
一、气液相反应的传质过程47
二、气液相反应的宏观动力学48
三、气液相反应过程的重要参数50
知识点归纳52
自测练习54
主要符号56
模块二 釜式反应器
项目一 釜式反应器的结构58
一、釜式反应器的基本结构58
二、釜式反应器的搅拌装置59
三、釜式反应器的传热装置61
四、釜式反应器的传动装置及密封装置63
项目二 理想间歇操作釜式反应器的计算64
一、基本方程65
二、反应时间的计算65
三、反应体积的计算68
项目三 理想连续操作釜式反应器的计算69
一、基本方程69
二、单一连续操作釜式反应器70
三、多个理想连续釜式反应器的串联（n?CSTR）71
四、连续操作釜式反应器的热稳定性75
项目四 釜式反应器的技能训练78
一、釜式反应器的操作78
二、釜式反应器的实训操作79
三、釜式反应器的仿真操作82
知识点归纳87
自测练习88
主要符号91
模块三 管式反应器
项目一 管式反应器的结构及传热方式92
一、管式反应器的结构92
二、管式反应器的传热方式93
项目二 管式反应器的计算94
一、基础计算方程式94
二、等温管式反应器的计算95
三、变温管式反应器的计算99
项目三 反应器的选型及优化101
一、反应器生产能力的比较101
二、复杂反应选择性的比较103
项目四 管式反应器的技能训练108
一、管式反应器的操作108
二、管式反应器的实训操作110
三、管式反应器的仿真操作114
知识点归纳122
自测练习123
主要符号124
模块四 固定床反应器
项目一 固定床反应器的结构126
一、绝热式固定床反应器126
二、列管式固定床反应器128
三、自热式固定床反应器129
四、径向固定床催化反应器130
项目二 固定床反应器的工作原理130
一、催化剂床层特性130
二、流体在固定床中的流动特性133
三、固定床反应器中的传质与传热135
项目三 固定床反应器的计算137
一、经验法137
二、数学模型法139
三、固定床反应器参数敏感性142
项目四 固定床反应器的技能训练145
一、固定床反应器的操作145
二、固定床反应器的实训操作149
三、固定床反应器的仿真操作155
知识点归纳160
自测练习162
主要符号164
模块五 流化床反应器
项目一 流化床反应器的结构165
一、流化床反应器的基本结构166
二、气体分布板169
三、旋风分离器171
四、内过滤器172
项目二 流化床反应器的工作原理172
一、流态化现象173
二、流化床反应器中的传质180
三、流化床反应器中的传热183
项目三 流化床反应器的计算186
一、流化床反应器结构尺寸的计算186
二、流化床反应器内部构件的计算189
三、流化床反应器的数学模型195
项目四 流化床反应器的技能训练196
一、流化床反应器的操作196
二、流化床反应器的实训操作200
三、流化床反应器的仿真操作202
知识点归纳206
自测练习208
主要符号209
模块六 气液相反应器
项目一 气液相反应器的结构210
一、鼓泡塔反应器210
二、鼓泡管反应器212
三、搅拌釜式反应器212
四、膜式反应器213
项目二 鼓泡塔反应器的工作原理215
一、鼓泡塔反应器中的流体流动215
二、鼓泡塔反应器中的传质218
三、鼓泡塔反应器中的传热219
项目三 鼓泡塔反应器的计算219
一、经验法219
二、数学模型法222
项目四 气液相反应器的技能训练222
一、气液相反应器的操作222
二、气液相反应器的实训操作224
三、气液相反应器的仿真操作228
知识点归纳234
自测练习235
主要符号237
模块七 其他反应器简介
项目一 气液固三相反应器238
一、气液固三相反应器的类型238
二、滴流床三相反应器240
三、淤浆鼓泡反应器241
项目二 生化反应器242
一、生化反应器的类型242
二、机械搅拌式反应器243
三、气升式反应器243
四、其他型式的生化反应器243
项目三 电化学反应器244
一、电化学反应器的特点及分类244
二、常用结构的电化学反应器246
项目四 聚合反应器247
一、聚合反应器的类型247
二、常用聚合反应器247
三、特殊型式聚合反应器248
知识点归纳249
自测练习249
参考文献
……
序言 随着我国高等职业教育的迅速发展，教育部、财政部制定了《关于实施国家示范性高等职业院校建设计划，加快高等职业教育改革与发展的意见》，同时确定了“国家示范性高等职业院校建设”方案。兰州石油化工职业技术学院石油化工专业入选了全国第一批高职高专示范性专业建设。根据高职高专示范性专业建设的要求，由专业教师和企业技术专家共同研究提出了石油化工生产技术专业高技能人才培养方案，按照石油化工生产流程，重构了课程体系，制订出了基于石油化工生产过程为主导的高技能人才培养专业教学计划。根据号业教学汁划，在新的课程体系建设中，提出了按照石油化工流程设置能力课程体系框架的设想，并按照化工职业标准能力的构成，进行了专业课程体系设置。化工反应原理与设备这门课程就是在此基础上将原化学反应工程、化工设备基础等课程的核心知识点进行重组整合，构建成更加符合化工反应工艺操作技能和相关设备维护技能训练要求的一门实用型课程。
根据石油化工生产高技能人才培养专业教学计划的要求，在本书中，我们把化工生产过程中所用到的反应器的内容进行整合。首先介绍反应器计算过程中的理论知识，以“简单、够用”为原则，对基本概念的阐述较为详细，简化繁杂的数学运算；然后以反应器的结构为主线，分别介绍各类反应器的基本结构、特点、工业应用、简单工艺计算及设备维护等内容。为了突出实践技能的培养，在各反应器模块的介绍中，增加了反应器的日常运行操作特点、反应器的仿真实训和反应器的实际操作等内容。进一步体现了工学结合的教学特点。同时，在每个模块前设有学习目标要求，模块后设有本模块知识点归纳和自测练习，以使学生能够更好地理解各模块的知识点，掌握各模块的基本内容。由于各院校的专业不同，教学目标和教学课时不同、毕业生的去向不同等，各院校可根据自己的实际情况对教材的内容进行取舍。
本书由兰州石油化工职业技术学院的杨西萍主编，辽宁石油化工职业技术学院的周波主审。其中模块一、模块二、模块六由杨西萍编写；模块三和模块七由天津渤海职业技术学院的孙玉春编写；模块四由辽宁石油化工职业技术学院的雷振友编写；模块五由南京化工职业技术学院的刘健编写。兰州石油化工职业技术学院的何小荣、魏刚、袁科道等对本书的编写提供了大量的帮助。同时在编写过程中还得到了化学工业出版社、东方仿真公司及各编者所在学院的大力支持。在此一并表示衷心的感谢。
由于编者的水平有限，教材中难免会出现一些问题。希望使用本书的院校及广大读者给予批评指正。
文摘 插图：
模块一基础知识
化工反应原理与设备主要包括两部分内容：反应过程及反应过程所使用的反应器。由于在化工生产过程中会发生各种类型反应，导致为完成反应所使用的反应设备也不同。因此化工反应原理与设备的主要任务就是如何选择合适的反应器使反应过程所能达到的效率为最大。为完成这个任务，首先就要了解化学反应过程效率最大的判断指标。这个指标主要是指反应速率，即通过反应的动力学来进行判定。因此，反应的动力学方程是化工生产过程中最大化生产的一个重要指标。
项目一化学反应器的类型
化工生产过程中用来进行化学反应的设备称为反应器。不同的化学反应由于具有不同的反应性质，所需要的反应器的型式也不同。因此，化学反应的类型对反应器的选择有一定的影响。
一、化学反应的类型
由于化工生产过程中发生的化学反应种类繁多，为了研究化工反应系统原理及设备的共同规律，有必要将化学反应进行分类。分类方法很多，可根据不同的要求进行分类。常见的有以下几种。
