多相化学反应工程与工艺（上下） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:金涌

出品人:

页数:954

译者:

出版时间:2006-6

价格:150.00元

装帧:

isbn号码:9787302125068

丛书系列:

图书标签:

• 化学工程
• 反应工程
• 多相反应
• 化工工艺
• 传质
• 传热
• 催化
• 化学反应动力学
• 过程强化
• 工业催化

探索物质转化的奥秘：化学反应工程与工艺的精深之道 本书是一套旨在深入剖析多相化学反应工程与工艺原理及其在工业应用中关键角色的系统性著作。它并非仅仅罗列技术细节，而是着力于构建一个完整的知识体系，引导读者理解从微观的反应机理到宏观的工艺设计，再到最终的经济效益评估的全过程。本套装共分为上下两卷，旨在为化学工程、化工机械、材料科学等相关领域的学生、研究人员以及一线工程师提供一套全面、深入且实用的学习与参考资源。 上卷：多相化学反应的工程基础与单元操作 上卷的核心在于奠定扎实的多相化学反应工程理论基础，并详细介绍实现这些反应所需的关键单元操作。 第一部分：多相反应基本理论与模型 多相反应概述与分类： 本部分将首先清晰界定什么是多相反应，并系统梳理不同类型多相反应的特点，如气-固、气-液、液-液、固-固、气-液-固等。重点将放在区分不同相态间的传质、传热和化学反应耦合的复杂性。 相间传质理论： 这是理解多相反应的关键。我们将深入探讨表面吸收、体积吸收、蒸馏、萃取等经典传质过程，并结合多相反应的特点，介绍表面积、传质系数、传质阻力等概念。从双膜理论到现代流体力学模型，多方面阐述如何量化和优化相间传质效率。 多相反应动力学： 反应速率的确定是工程设计的首要步骤。本部分将详细讲解催化反应（多相催化、多相非催化）、非催化反应（如燃烧、氧化）的动力学模型，包括反应级数、表观活化能、扩散控制与反应控制的判断。对于多相催化，将深入探讨催化剂的孔结构、表面性质、活性位点对反应速率的影响，并介绍常见的动力学方程。 传热与多相反应： 许多多相反应伴随着显著的放热或吸热效应。本部分将分析反应器内热量传递的机制，如对流、传导、辐射，以及相界面上的热量传递。重点在于如何通过传热设计来控制反应温度，避免局部过热或过冷，从而保证反应安全、高效进行。 流体力学在多相反应中的作用： 不同相态的流动行为直接影响传质、传热以及反应物与产物的混合程度。本部分将介绍气泡流、液滴流、环状流、固定床流、流化床流等典型多相流型，并探讨其对传质效率、停留时间分布的影响。在此基础上，将引入计算流体动力学（CFD）等现代工具在模拟和优化多相流动中的应用。 第二部分：多相反应器设计与操作 在掌握了基础理论后，上卷将聚焦于各类多相反应器的设计原理、操作特点和应用范围。 固定床反应器： 作为最常见的非催化和催化反应器，我们将详细介绍固定床反应器的结构、工作原理、传质传热特性。重点包括催化剂床层的压降、温度分布、反应物浓度梯度等。同时，也将探讨填料选择、床层设计、旁路冷却等优化手段。 流化床反应器： 适用于催化剂易磨损、传热要求高的反应。本部分将深入分析流化床的流体力学特性，如起泡、湍流等流型，以及气固/液固两相的相互作用。将重点讲解流化床的传质传热效率，以及催化剂的循环、再生等操作。 鼓泡塔与喷雾塔： 主要用于气液反应。本部分将详细介绍两种塔的结构、气液接触方式、传质效率的影响因素。将分析泡径、液沫层、空塔速度等参数对吸收、萃取、气相反应的影响。 搅拌釜式反应器： 适用于液液、气液、固液等多种多相体系。本部分将重点分析搅拌桨类型、转速、挡板等对混合、传质、传热的影响。将深入讨论多相搅拌釜的设计准则，以及反应动力学和停留时间分布对产品收率和选择性的影响。 多管式反应器与列管式反应器： 适用于换热要求高、易产生堵塞的反应。本部分将分析管内流型、管间换热、堵塞的预防与处理。 新兴多相反应器技术： 简要介绍微通道反应器、膜反应器、微混合器等新型反应器在提高传质传热效率、实现精密控制方面的优势与应用前景。 第三部分：多相反应工程中的关键工艺问题 本部分将从更实际的工程角度出发，探讨多相反应过程中面临的常见挑战与解决方案。 多相反应器放大效应： 将详细分析从实验室规模到工业规模放大过程中，传质、传热、混合、流体力学等关键因素的变化规律，以及如何通过模型相似性、工程经验等方法进行合理放大。 反应器失活与再生： 催化反应器中催化剂失活是一个普遍问题。本部分将分类介绍催化剂失活机制（如积碳、中毒、烧结），并探讨再生方法（如氧化再生、浸出再生）的设计与操作。 安全与环保考虑： 强调多相反应过程中的危险因素（如易燃易爆、毒性物质），以及相应的安全设计与操作规程。同时，也将关注反应过程中的废气、废水、废渣处理，以及绿色化学理念在多相反应工程中的应用。 过程控制与优化： 探讨如何通过温度、压力、流量、浓度等关键参数的监测与控制，实现多相反应过程的稳定运行与优化。将介绍PID控制、模型预测控制等先进控制策略在多相反应器中的应用。 下卷：多相化学反应工艺的应用与集成 下卷将跳出单一反应器的范畴，将视角提升到整个化工工艺流程层面，深入探讨多相化学反应在各类重要工业领域中的具体应用，以及工艺的集成与优化。 第一部分：重要工业领域的多相化学反应工艺 本部分将精选若干具有代表性的工业过程，深入剖析其背后的多相反应原理与工艺设计。 石油炼制与石油化工： 催化裂化： 深入分析流化床催化裂化（FCC）反应器的设计与操作，包括催化剂的输送、再生、产物分离等。重点阐述重油转化为轻质油品的复杂多相催化反应机理。 加氢处理/加氢裂化： 探讨气-液-固三相催化反应器（如固定床、移动床）在加氢过程中的应用，分析反应动力学、传质传热特性以及催化剂的选择。 合成氨与甲醇合成： 详细介绍气-固多相催化反应器（如固定床、流化床）在氨合成（哈伯-博施法）和甲醇合成中的应用，包括高温高压下的催化剂性能、反应器设计与操作。 烯烃聚合： 阐述多相催化剂（如Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂）在气相、液相或浆态聚合反应器中的应用，分析催化剂结构与聚合过程的关系。 煤化工与合成气转化： 煤气化： 探讨不同煤气化工艺（如固定床、流化床、气流床）中的气-固多相反应机理，以及合成气（CO+H2）的生产过程。 费托合成： 深入分析气-固催化反应器在合成液体燃料和化学品中的应用，重点关注催化剂的选择性与反应器设计。 合成气制甲醇、二甲醚等： 结合前述内容，进一步探讨合成气作为重要化工原料在不同多相反应器中的转化。 精细化工与制药： 精细化学品合成： 针对特定精细化学品，如染料、农药、香料等，分析其合成过程中涉及的多相反应类型（如酯化、酰胺化、氧化、还原），以及相应的反应器选择和工艺流程。 药物中间体合成： 讨论在药物合成中，如何通过精密控制多相反应条件，实现高选择性、高收率的反应，并满足严格的质量控制要求。 环保工程中的多相反应： 烟气脱硫脱硝： 深入分析湿法、半干法、干法脱硫脱硝工艺中涉及的气-液、气-固多相反应机理，以及反应器设计。 废水处理： 介绍高级氧化、催化氧化等技术在处理难降解有机污染物中的应用，以及相关的多相反应器设计。 固体废物处理与资源化： 探讨焚烧、气化等技术在处理固体废物中的多相反应原理。 第二部分：化工工艺流程的集成与优化 本部分将超越单个反应器的视角，聚焦于如何将多相反应单元与其它单元操作（如分离、换热、物料输送）有效集成，形成高效、经济、绿色的完整化工工艺。 反应-分离耦合技术： 反应精馏： 深入分析反应与精馏过程在同一设备内耦合的优势，探讨其在平衡反应、副反应抑制等方面的应用。 膜反应器： 介绍膜分离与化学反应相结合的技术，如渗透蒸发反应器、催化膜反应器等，以及其在提高转化率、分离产物方面的作用。 萃取精馏： 讨论如何利用溶剂的萃取能力，改变平衡限制，提高反应进程。 反应器网络优化（RNO）： 基本概念与方法： 介绍反应器网络合成的基本原理，包括物料流、能量流的分析，以及P-graph、MINLP等优化方法。 多相反应网络设计： 探讨如何将多种多相反应器串联、并联或反馈，以最小化成本、最大化产率。 能量集成与余热利用： 传热网络设计（Pinch技术）： 介绍如何通过分析工艺流程中的热负荷，设计最优的传热网络，实现能量的有效利用与回收。 多相反应过程的能量优化： 结合多相反应的放热/吸热特性，探讨如何通过反应器设计、操作条件调整以及余热利用，降低能耗。 过程模拟与仿真： Aspen Plus, HYSYS等软件的应用： 介绍主流化工过程模拟软件在多相反应器与工艺流程设计中的应用，包括物性估算、单元操作模块选择、流程模拟与优化。 CFD在工艺放大与优化中的作用： 进一步探讨计算流体动力学如何帮助理解复杂多相流动的细节，指导反应器设计与操作参数的优化。 经济性评估与可持续发展： 化工过程的成本构成： 分析设备投资、运行成本、原料成本、能源成本等对工艺经济性的影响。 绿色化工与全生命周期评估： 强调在工艺设计中融入绿色化学理念，减少污染物排放，提高资源利用效率，并对整个过程的生命周期进行可持续性评估。 总结 这套《多相化学反应工程与工艺》上下两卷，旨在为读者构建一个完整、系统且深入的知识框架。上卷侧重于多相反应的基础理论、动力学、传质传热以及各种基本反应器的设计与操作，为读者打下坚实的工程基础。下卷则将视角提升到工艺流程层面，通过大量实际工业案例，展示多相化学反应在各个领域的广泛应用，并着重探讨工艺的集成、优化、经济性与可持续性。阅读本套装，将使您对如何设计、操作和优化复杂的多相化学反应过程，拥有深刻的理解和专业的洞察力。

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这本书的厚度本身就暗示了其内容的广度与深度，拿到手里会让人立刻联想到那些为之奋斗的漫长时光。我注意到书中似乎非常注重工程实践与基础理论的结合，它不仅仅是停留在纯粹的理论推导，而是深入到了工艺操作的细节层面。例如，对反应器内部流场模拟的讨论，不仅仅给出了数学模型，还结合了实际操作中可能遇到的壁面效应或死区形成等实际问题进行了探讨。这种“从理论到现场”的视角转换，对于正在进行毕业设计或者实际项目开发的人员来说，简直是如饥似渴的宝藏。它似乎在告诉读者：“光知道原理不够，你还得知道在实际运行中，如何让它高效稳定地跑起来。”这种实操层面的关怀，是很多纯理论书籍所不具备的宝贵品质。

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这本书的整体气质，像一位经验丰富、不苟言笑的导师，他不会用甜言蜜语引诱你，但你深知他所传授的每一句话都掷地有声，是无数次失败与成功经验的结晶。书中的术语使用极其精确，很少出现模糊不清的描述，这对于精确性要求极高的工程学科至关重要。我能想象，这本书的作者团队必然是深耕此领域多年的专家，他们不仅精通“是什么”，更精通“为什么”和“怎么办”。这种知识的密度和权威感，让读者在阅读过程中产生一种由衷的敬畏感和信服力。它不是为了娱乐而存在，它是为了解决具体、复杂、具有挑战性的工程问题而存在的，其价值在于其不可替代的专业深度和严密的逻辑结构。

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这本书的封面设计真是太吸引人了，那种深沉的蓝与稳重的黑搭配在一起，透着一股严谨的学术气息，让人一看就知道这不是一本轻松的读物，而是扎扎实实搞科研的家伙手里的工具书。我拿到手的时候，首先就被它沉甸甸的质感给镇住了，上下两册，分量十足，感觉捧着的不止是书，更是一座知识的宝库。虽然我对书的具体内容还处于探索阶段，但光是这装帧和排版，就已经体现出了出版社的用心。字体选择上，既保证了清晰易读，又不会显得过于呆板，很多图表的插页处理得非常精妙，色彩过渡自然，专业术语的标注也十分规范，让人在初步翻阅时，就能感受到编者在学术规范性上所下的苦功。这套书的纸张质量也是一流的，厚实且有韧性，长期翻阅应该不会轻易损坏，这对于需要反复查阅的专业书籍来说，简直是福音。我对这本书的整体印象是：它是一件精心打磨的、充满专业精神的艺术品，每一个细节都在向读者传达着“严谨”二字。

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初次接触到这套书的读者，可能会被它庞大的信息量所震慑，每一页似乎都密密麻麻地塞满了公式、参数和复杂的流程图，让人不免产生一种望而生畏的感觉。然而，当我试图去理解其中一些看似抽象的概念时，我发现作者在概念的引入和逻辑的递进上，其实是下了大功夫的。它不像某些教科书那样生硬地抛出理论，而是倾向于用一种层层剥茧的方式，将一个复杂的工程问题拆解成若干个可理解的小模块。比如，书中对某些热力学平衡态的描述，即便没有深厚的理论背景，也能通过详细的文字描述和附带的示意图，大致把握其物理意义。这种叙事方式，使得即便是跨学科背景的读者，也能找到切入点，而不是被那些高深的数学符号完全劝退。虽然深入理解肯定需要时间积累，但这本书的结构设计显然是为学习者铺设了一条相对平坦的阶梯，而非陡峭的悬崖，这点非常值得称赞。

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从装帧风格上判断，这本书明显是为需要长期参考和深度研究的专业人士量身定做的，它散发出一种老派学院派的沉稳气质，少了许多现代畅销书那种花哨的封面设计和轻快的语调，显得格外“耐嚼”。我特别欣赏它在图文排版上的克制与精准，那些表格和示意图，没有一个多余的装饰，完全服务于信息传递的效率。当我快速浏览其中关于物料衡算和能量平衡的部分时，那种扑面而来的系统性规划感，让人立刻能感受到编者对整个学科框架的宏观把握。这本书的章节划分和索引系统似乎也相当完善，这对于需要精确查找某一特定反应器设计参数或催化剂活化机制的工程师来说，无疑是极大的便利。它不是那种读完一遍就束之高阁的书籍，更像是实验室案头上随时准备被翻开，被标注，甚至被“折磨”的得力助手。

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