聚合物合成工艺设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:陈昀 编

出品人:

页数:189

译者:

出版时间:2004-8

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787502556570

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 聚合物合成
• 工艺设计
• 化学工程
• 高分子材料
• 反应工程
• 化工工艺
• 聚合反应
• 过程模拟
• 工业应用
• 化工设备

《反应工程原理与应用》 内容简介 第一部分：化学反应工程基础 本书系统地阐述了化学反应工程学的基本原理、核心概念与分析方法，旨在为读者构建坚实的理论基础。 第一章：反应器基础与计量学 本章深入探讨了反应速率理论，详细介绍了零级、一级、二级及表观级数的反应动力学模型。通过对反应方程式的理解，我们着手分析理想反应器，包括间歇反应器（Batch Reactor, BR）、连续搅拌釜式反应器（Continuous Stirred-Tank Reactor, CSTR）和活塞流反应器（Plug Flow Reactor, PFR）的稳态与动态设计方程。本章侧重于通过实验数据确定反应速率常数和活化能，为后续的反应器放大设计提供定量依据。此外，对非均相反应体系中的扩散与反应耦合效应进行了初步的介绍。 第二章：反应器热力学与平衡 化学反应的自发性与转化率的上限由热力学决定。本章详细解析了反应热、标准生成焓、吉布斯自由能以及平衡常数之间的关系。我们探讨了如何利用范特霍夫方程等工具，评估温度对平衡转化率的影响。针对可逆反应，本章强调了如何通过工程手段（如温度控制、产物分离）来优化接近热力学平衡的反应过程。同时，对反应过程中热量的产生与移除机制进行了深入的分析，为理解反应器的热稳定性奠定基础。 第三章：反应器中的传质与传递现象 在许多工业过程中，反应速率不仅受化学动力学限制，也常受传质速率的制约。本章聚焦于反应器内的物质传递与能量传递。讨论了分子扩散、湍流混合对宏观传质速率的影响。特别是对于多相催化反应，本章详细阐述了气-固、液-固界面上的传质阻力，包括边界层理论和薄膜模型在非均相反应器设计中的应用。能量传递部分则侧重于反应热的有效导出机制，如换热器在夹套反应器和管式反应器中的布置与效率评估。 第二部分：催化反应器设计与优化 催化剂是现代化学工业的基石。本部分将理论知识应用于多相催化反应器的具体设计与操作优化。 第四章：多相催化反应动力学 本章系统地介绍了负载型催化剂的活性位点概念。我们深入分析了朗缪尔-希申模型（Langmuir-Hinshelwood）和表面的反应机理（Eley-Rideal），用以描述底物、产物和反应中间体在催化剂表面的吸附和反应。重点讨论了催化剂失活的机制，包括烧结、积碳（焦化）和中毒，以及如何通过催化剂寿命预测来指导反应器的操作周期设计。 第五章：固定床反应器（PFR型） 固定床反应器是处理气-固相催化反应的主流设备。本章详细分析了径向和轴向的传热传质问题。我们建立了考虑轴向弥散的PFR模型，用以准确描述反应物在床层中的浓度和温度分布。着重讨论了“热点”的形成与控制，这是固定床反应器安全运行的关键。通过案例分析，指导读者如何选择合适的颗粒尺寸、填充密度以及如何设计有效的温度控制策略。 第六章：流化床反应器（CSTR型） 流化床因其优异的温度均一性而广泛应用于高放热反应和催化剂快速再生过程。本章引入了气泡动力学和固体颗粒的返混模型（如Mears模型或多相模型）。详细分析了气固两相的流化特性，以及颗粒返混对整体反应速率的影响。对于涉及固体催化剂快速循环的系统（如FCC过程），本章探讨了反应-再生循环的物料平衡与能量平衡的耦合计算方法。 第三部分：反应器放大与过程控制 本部分关注如何将实验室规模的研究成果成功放大到工业生产，并确保过程的稳定与安全。 第七章：反应器放大效应与尺度选择 反应器放大并非简单的尺寸线性增加。本章探讨了影响放大效应的关键因素，主要集中在传质、传热和混合效率的规模依赖性上。通过对比不同反应器类型（CSTR与PFR）在放大过程中的行为差异，指导工程师选择合适的放大准则（如保持相同的接触时间、相同的热流密度或相同的传质速率）。强调了在放大过程中，由流体力学变化导致的宏观反应行为的改变。 第八章：过程安全与反应失控分析 反应工程设计必须将安全性置于首位。本章引入了反应热量积累、绝热温升潜力（Adiabatic Temperature Rise, $Delta T_{ad}$）和热失控的判据。使用绝热加速量热仪（ARC）等工具获取关键热力学数据。详细分析了温度、压力、组分浓度反馈控制系统的设计原则，并讨论了紧急泄放系统（Relief System）的设计依据，以预防因冷却失效或投料错误导致的爆炸或泄漏事故。 第九章：反应器过程控制策略 本章侧重于反应过程的动态优化与控制。讨论了反应过程中的关键控制回路，如温度控制、液位控制和反应物摩尔比控制。重点介绍了先进过程控制（APC）技术在复杂反应系统中的应用，特别是模型预测控制（MPC）如何处理多变量耦合和约束优化问题，以实现高转化率和高选择性的稳定运行。 结语 本书以严谨的工程科学视角，力图连接化学动力学、热力学与实际工程装置设计。内容涵盖从微观反应机理到宏观反应器操作的完整链条，是化学工程、过程装备与控制专业学生及工程师进行反应系统设计、模拟与优化的重要参考资料。

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这本《聚合物合成工艺设计》我可是下了不少功夫才啃完的，说实话，这本书的内容密度简直是惊人。它不像很多教科书那样只是罗列公式和基本原理，而是深入到工业化生产的实际操作层面。书中对不同类型聚合物（比如聚乙烯、聚丙烯，甚至一些高性能工程塑料）的反应器设计、催化剂选择、反应条件的优化，都有非常细致的分析。我印象最深的是关于反应动力学的章节，作者不仅仅是给出了理论模型，还结合实际生产中的热点问题，比如如何控制分子量分布的宽窄、如何减少副反应的发生，提供了好几个经典的案例分析。特别是针对连续流反应器和釜式反应器的优缺点对比，讲解得深入浅出，让人能清晰地理解在不同规模和产品要求下，工艺选择背后的逻辑。这本书对那些想从纯理论研究转向实际工艺开发的工程师来说，绝对是一本不可多得的宝典，每一个图表、每一个计算实例，都透露着作者在行业内摸爬滚打多年的经验积累。读完后，我感觉自己对聚合物生产过程的整体控制链条有了更宏观、更精细的认识。

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这本书的结构安排很有意思，它不像传统的教材那样按化学反应类型线性展开，而是采用了“工艺模块化”的思路。开篇部分花了大量篇幅讨论了原料预处理和分离提纯技术，这部分内容对实际操作者至关重要，因为杂质对催化剂活性的影响往往是决定成败的关键。随后，它巧妙地将反应单元与后处理单元（如挤出、造粒）衔接起来，使得整个生产链条一气呵成。我尤其欣赏作者在讨论产品性能与工艺参数关系时的那种严谨态度。他没有简单地宣称“温度越高，反应越快”，而是用大量的实验数据图谱来佐证，清晰地展示了在特定反应体系中，温度、压力、停留时间三者构成的多维优化空间。对于我这种刚接触聚合物工程不久的新手来说，这本书提供了一个极好的框架，帮助我理解各个工艺步骤之间复杂的相互制约和协同作用，让人茅塞顿开，不再是孤立地看待每一个单元操作。

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我花了相当长的时间消化这本书中关于反应热管理的内容，不得不说，这部分写得非常到位。聚合物合成，尤其是加成聚合，放热效应巨大，如何高效、安全地移走反应热，是工艺设计中的核心难题。作者不仅介绍了夹套冷却、内盘管冷却等传统方法，还深入探讨了利用循环反应物或稀释剂进行热交换的复杂流体动力学问题。书中引用的许多经典热传递方程和数值模拟结果，为我解决实验室放大过程中遇到的局部过热问题提供了直接的计算依据。这本书的语言风格非常务实，几乎没有华丽的辞藻，每一个句子都承载着实际的技术信息和工程经验。它不是那种读完后能让你头头是道的书，而是那种需要你带着笔、在关键图表旁做大量笔记，并且在实际工作中经常翻阅的“工具书”。对于任何一位致力于精细化控制聚合物合成反应的专业人士来说，它无疑是一份宝贵的、经得起时间检验的技术财富。

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这本厚重的专业著作，给我的感觉是充满了“工程师的浪漫”——那种对复杂系统进行精确控制的追求。全书在对新型催化剂体系（如茂金属催化剂）的介绍上，可谓是下了大手笔，详细阐述了它们如何通过分子结构设计，实现对聚合物微观结构（如支化度、共聚单体分布）的精准调控。这部分内容极大地启发了我对未来高性能材料合成方向的思考。然而，书中对于大规模工业装置的成本核算和经济性评估着墨不多，这一点略显遗憾。毕竟，工艺设计最终是要落到经济效益上的。如果能在讨论不同工艺路线时，加入更具象的资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）的对比分析，那就更加完美了。尽管如此，单论技术深度而言，这本书无疑是站在行业前沿的，它提供了一种超越传统“配方思维”的“系统工程思维”，引导读者像建筑师一样去构思和构建一个完整的聚合物制造平台。

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坦白讲，我最初拿起这本书是抱着找点“速成秘籍”的心态，毕竟名字里带着“设计”二字，很诱人。然而，我很快发现，这本书的深度远超我的预期。它更像是一本为资深工艺师准备的参考手册，而非入门读物。书中对于过程安全管理的论述，尤其让我眼前一亮。它没有泛泛而谈安全规范，而是聚焦于高压、高温聚合反应中可能出现的失控风险点，并提出了具体的预防和应急措施。比如，它详细剖析了热失控的机理，并给出了精确的报警阈值设定建议。这种从“做出来”到“安全地做出来”的视角转换，极大地拓宽了我的知识面。虽然阅读过程中需要频繁查阅热力学和流体力学的基础知识，偶尔会感到吃力，但每攻克一个难点，都会带来巨大的成就感。它教会我的不仅仅是如何设计一个流程图，更是如何构建一个稳健、可靠、可预测的制造系统。这本书的价值在于其系统性和前瞻性，它让你思考的不再是“能不能做”，而是“如何做到极致”。

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