《Chemical Reaction Engineering:Essentials, Exercises and Examples》简评
发布时间: 2021-11-17      来源: 图书馆    浏览次数: 28


化学与化工学院  董磊

Chemical Reaction Engineering: Essentials, Exercises and Examples是由巴西里约热内卢联邦大学的化学工程学院教授Martin Schmal编著Taylor & Francis公司旗下的CRC Press出版社于2014年的化工类专业图书。

全书共678页,包括25章节,介绍了催化,化学反应工程和动力学的基本原理,涵盖包括:化学基本定义和化学计量、化学平衡、简单和复合反应动力学、开放和封闭体系中化学反应的摩尔平衡、动力学参数的测定、非基元反应、聚合反应、液相和非均相反应动力学、碰撞理论、催化、理想、非理想和特定反应器、反应器对比和组合、非均相体系的传质、催化剂失活、多相反应体系、非均相反应器、生物质热催化过程、实验实践等内容。

本书主要可分为动力学和反应器两个部分,第一部分重点介绍了反应速率、不同变量的影响以及确定不同反应(均相和非均相)的具体速率参数,第二部分介绍了理想和非理想反应器之间的区别,以及间歇式和连续式理想反应器的基本方程,特定的等温和非等温系统,并通过比较和结合有无扩散和传质效应的反应器进行定性和定量分析,辅以一些示例和练习题。最后,作者还介绍了非理想和非均相系统,以及生物质热过程和非均相反应器分析的具体案例。本书以一个独特的章节结束,该章节介绍了动力学和反应器实验在实验室实践中的理论应用。

 

章节介绍:

第一章主要介绍了化学基本定义和化学计量。其中包括化学反应过程中的变量测量和计算、反应程度、转化率、连续体系、分压和总压的测量方法、反应物的特定性质如:导电性,波长,结合能等等。本章最后提供了一些示例和问题的解答,供读者更好的理解相关的化学反应内容。

第二章内容则是化学平衡,作者同样通过四个不同的化学平衡示例象读者展示了基本的化学平衡过程。

第三章介绍了反应动力学。相关内容包括:反应速率的基本定义、反应速率对应的动力学方程式、可逆反应何中温度对于反应速率的影响的解释说明。

第四章介绍了开放和封闭体系中化学反应的摩尔平衡,分别分析了在间歇反应器、连续搅拌反应器、连续管式反应器中的情况。

第五章内容为动力学参数的测定。涉及基于等体积不可逆反应中的一级动力学模型、二级动力学模型、非等体积不可逆反应中的一级、二级和n级动力学模型、等体积反应中的简单、一级和二级基元反应模型等内容。

第六章介绍了复合反应的动力学。包括:串联简单反应、简单平行反应、连续体系、复杂情况下如:分解、平行以及串联-并联反应的动力学。

第七章介绍了非基元反应。包含经典动力学模型、链式反应、过渡态理论等内容。

第八章内容则是聚合反应。介绍了热裂解反应、聚合反应动力学、通过添加自由基进行的反应(包含启动、传递、终止三个步骤)等内容。

第九章为液相反应动力学。包含酶促反应的动力学模型、动力学参数测定、外部抑制剂的作用、生物发酵动力学、质量平衡、液相反应、液体溶液、酸碱反应等内容。

第十章介绍了非均相反应动力学,涵盖了外扩散、内扩散、吸附-脱附、物理吸附、化学吸附、物理和化学吸附的差异、吸附等温线、吸附模型如:朗格缪尔吸附和其他化学模型、非均相反应的模型、速率常数的测定、非催化的非均相反应等内容。

第十一章提供了一些关于液相反应动力学和其他相关内容的习题供读者参阅和学习。

第十二章介绍了碰撞理论的基本概念,主要包含碰撞和反应速率等方面内容。

第十三章介绍了催化方面的内容。包括:催化的定义、催化剂的选择、催化示例如:环己烷催化脱氢反应、苯催化加氢反应等、催化剂的制备方法如:沉淀/共沉淀、浸渍法在载体上负载金属、离子交换等、分析不同制备因素对于催化剂性能的影响如:温度、浓度、浸渍次数等、催化剂热处理如:干燥、煅烧等。此外,还讨论了如:还原温度对相互作用和烧结、载体和金属浓度对还原、加热速率、蒸汽、温度和反应时间的影响等内容。

第十四章介绍了理想反应器。如:反应器的种类、停留时间的定义、间歇反应器、连续搅拌反应器、连续管式反应器、理想非等温反应器如:绝热连续反应器、非绝热和绝热间歇反应器、相应的热效应分析等内容。

第十五章内容为特殊反应器,如:半批式反应器、循环反应器、拟均相固定床反应器、膜反应器等。

第十六章比较了不同的反应器。包括:不同体积的反应器的恒容不可逆一、二级反应、变体积反应、不同体积的产率、产量和选择性、产品总收率、反应顺序和动力学常数的影响、串联反应等内容。

第十七章介绍了反应器的联用。如:串联反应器、并联反应器、一、二级不可逆反应的串联反应器所需数量、串联反应情况下的产率、收率和选择性。

第十八章介绍了非均相体系的传质现象。具体包括:颗粒内扩散、有效扩散因子、颗粒内扩散对实验参数的影响、外部传质和颗粒内扩散限制等内容。

第十九章介绍了催化剂失活。包括:动力学失活、不同反应器中的失活情况、强制失活、催化剂再生如:差示扫描量热法、热氧化再生等、再生过程中的动力学研究等内容。

第二十章提供了非均相反应器相关的示例和习题供读者学习和翻阅。

第二十一章内容为多相反应系统。

第二十二章介绍了非均相反应器中的固定床反应器、串联反应器、流化床反应器。

第二十三章内容为生物质热催化过程。包括:生物质热催化的基本介绍、生物质原料的基本化学性质、生物质热解、热解动力学、生物质反应器、热催化过程的质量和能量平衡、生物质油的生产和工艺、加氢脱氧、费托合成等内容。

第二十四章介绍了非理想反应器。涉及基本概念、停留时间分布、理想状态下情况、混合效应、不可逆反应、动量、质量、能量平衡以及边界条件的分析。

第二十五章作者通过理论联系实际的方式,介绍了各类型的化工实验实践。均相反应如:苯乙烯的自由基聚合、异丁烯聚合、非均相反应如:实验系统、脱氢过程的活化能测定、甲烷与二氧化碳重整的动力学研究、反应器的性能如:间歇反应器中的蔗糖加氢、连续管式反应器中的二甲苯异构化等内容。

总体而言,Chemical Reaction Engineering Essentials, Exercises and Examples涉及的内容简单易懂,每章的理论部分均有至少一个工程实例和大量习题提供学习。作为化工类图书,其不但是巴西里约热内卢联邦大学的化学工程教材之一,为该校的本科生介绍了动力学、反应器设计和化学反应工程等内容,同样适用于全球各个国家、地区大学的化学工程和部分其他工程类专业的本科生、研究生以及相关的研究人员学习、参考和借鉴。

 

国外高校馆藏:普林斯顿大学、麻省理工大学

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