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本書以反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為主線，分析了流動(dòng)、混合、傳遞過程等物理因素對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律。根據(jù)各類反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作特點(diǎn)建立了其數(shù)學(xué)模型（操作方程），目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化操作。按從均相反應(yīng)體系到非均相反應(yīng)體系的順序，分別介紹了理想流動(dòng)反應(yīng)器、非理想流動(dòng)反應(yīng)器、氣固催化反應(yīng)器、氣液反應(yīng)器和氣液固三相催化反應(yīng)器。 此外，本書還介紹了微通道反應(yīng)器，以及兩類新型反應(yīng)-分離耦合反應(yīng)技術(shù)——催化精餾和膜反應(yīng)器。

本書可用作化學(xué)工程與技術(shù)一級(jí)學(xué)科本科生和研究生“化學(xué)反應(yīng)工程”和“催化反應(yīng)工程”課程的教材，也可供其他相關(guān)學(xué)科師生及有關(guān)技術(shù)人員參考。^[1]

1緒論/1

1.1化學(xué)反應(yīng)的分類2

1.2反應(yīng)器的分類4

1.3反應(yīng)器的放大6

1.4反應(yīng)器模型的建立7

2化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)/9

2.1化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量關(guān)系9

2.2化學(xué)反應(yīng)速率14

2.3反應(yīng)速率方程15

2.4自催化反應(yīng)18

2.5可逆反應(yīng)19

習(xí)題25

3理想反應(yīng)器/28

3.1間歇釜式反應(yīng)器（batch reactor，BR）28

3.2全混流反應(yīng)器（continuous stirred tankreactor，CSTR）33

3.3活塞流反應(yīng)器（piston/plug flow reactor，PFR）49

3.4理想反應(yīng)器的比較與組合56

習(xí)題68

4非理想流動(dòng)反應(yīng)器/75

4.1停留時(shí)間分布75

4.2理想反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間分布83

4.3非理想流動(dòng)反應(yīng)器模型85

4.4混合對(duì)反應(yīng)器操作性能的影響96

習(xí)題99

5氣固催化反應(yīng)宏觀動(dòng)力學(xué)/103

5.1多孔催化劑結(jié)構(gòu)和物性參數(shù)103

5.2催化劑表面的本征反應(yīng)速率方程105

5.3孔內(nèi)擴(kuò)散114

5.4固體顆粒與流體間的傳質(zhì)與傳熱132

5.5氣固催化反應(yīng)總速率方程141

習(xí)題143

6氣固催化反應(yīng)器/148

6.1固定床反應(yīng)器148

6.2流化床催化反應(yīng)器170

習(xí)題177

7氣液反應(yīng)器與氣液固反應(yīng)器/180

7.1氣液反應(yīng)器180

7.2氣液固反應(yīng)器193

習(xí)題205

8反應(yīng)工程新技術(shù)/207

8.1微通道反應(yīng)器207

8.2反應(yīng)-分離耦合催化反應(yīng)技術(shù)219

8.3超重力反應(yīng)器和電化學(xué)反應(yīng)器232

參考文獻(xiàn)/236

符號(hào)說明/237^[1]

王安杰，大連理工大學(xué)，教授，近三年主要教學(xué)經(jīng)歷（包括授課名稱、起止時(shí)間、授課對(duì)象、所在單位等）

《反應(yīng)工程》 2013.9-2014.1 本科生 大連理工大學(xué)

《反應(yīng)工程II》 2013.9-2014.1 研究生 大連理工大學(xué)

《反應(yīng)工程》 2014.9-2015.1 本科生 大連理工大學(xué)

《反應(yīng)工程II》 2014.9-2015.1 研究生 大連理工大學(xué)

《反應(yīng)工程》 2015.9-2016.1 本科生 大連理工大學(xué)

《反應(yīng)工程II》 2015.9-2016.1 研究生 大連理工大學(xué)

近三年主要科研經(jīng)歷（包括課題名稱、起止時(shí)間、來源、鑒定結(jié)論、獲獎(jiǎng)情況等）

（1）國(guó)家自然科學(xué)基金-遼寧聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目，U1508205，清潔油品生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)研究，2016/01-2019/12。

（2）國(guó)家自然科學(xué)基金石化聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目，U1162203，過渡金屬硫化物加氫催化劑制備科學(xué)及劣質(zhì)柴油改質(zhì)催化體系構(gòu)建，2012/01-2015/12。

（3）國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，21073022，可變價(jià)態(tài)過渡金屬氧化物對(duì)過渡金屬磷化物加氫脫硫和加氫脫氮性能的助催化作用機(jī)制，2011/01-2013/12。

（4）博士點(diǎn)學(xué)科基金面上項(xiàng)目，20100041110016，等離子體與光催化協(xié)同分解硫化氫制氫研究，2011/01-2013/12。

學(xué)術(shù)兼職情況：

中國(guó)化學(xué)會(huì)催化專業(yè)委員會(huì)委員

《化學(xué)反應(yīng)工程與工藝》編委

《大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)》編委^[1]

化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程與技術(shù)一級(jí)學(xué)科的核心課程之一，主要研究在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)過程時(shí)所面臨的工程技術(shù)問題。要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，必須研究流動(dòng)、混合和傳遞等物理因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化和目標(biāo)產(chǎn)物選擇性的影響規(guī)律，消除或減弱物理因素對(duì)反應(yīng)過程的不利影響，避免化工生產(chǎn)中普遍存在的“放大效應(yīng)”。具體體現(xiàn)在反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和操作兩個(gè)方面，即確定優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和優(yōu)化操作條件。隨著材料科學(xué)、生物技術(shù)、環(huán)境技術(shù)等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，反應(yīng)技術(shù)也在這些領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，本書內(nèi)容為相關(guān)領(lǐng)域的師生和技術(shù)人員研究反應(yīng)器奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

本書結(jié)合了大連理工大學(xué)本科生《反應(yīng)工程》課程和研究生《反應(yīng)工程II》課程的多年教學(xué)實(shí)踐和心得，融合了周裕之教授編寫的《化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)基礎(chǔ)》教材、王安杰教授與周裕之教授合編的《催化反應(yīng)工程》教材和王軍、張守臣和王立秋編寫的《反應(yīng)工程》的精華，借鑒了日本和美國(guó)大學(xué)代表性教材，并大量參考了國(guó)內(nèi)已出版的教材和專著。為了全面反映新型反應(yīng)技術(shù)及其研究和應(yīng)用進(jìn)展，拓展了“反應(yīng)工程新技術(shù)”一章。^[1]