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化学反应工程原理((美)H. 斯科特·福格勒 )(第六版)(英文原版影印) 版权信息
- ISBN：9787122419767
- 条形码：9787122419767 ; 978-7-122-41976-7
- 装帧：精装
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
化学反应工程原理((美)H. 斯科特·福格勒 )(第六版)(英文原版影印) 本书特色
本书是《Elements of Chemical Reaction Engineering（第6版）》的英文影印版，是畅销全球的一本经典化学反应工程教材。本书含有配套的在线网站，主要包括要点总结、问题解答、学习资源、软件模拟等相关知识，方面学生自学。同时网站还提供了大量的工程案例，有助于培养学生的工程思维。本书配备了清华大学国家一 流课程“反应工程基础”的教学课件，可以帮助学生自学，也可供教师教学参考。
化学反应工程原理((美)H. 斯科特·福格勒 )(第六版)(英文原版影印) 内容简介
国外名校名著《化学反应工程原理》（第六版）是密歇根大学H. Scott Fogler教授所著的国际经典教材。本书是原著第六版的影印版，讲述了化学反应工程的基本概念、理论体系和研究方法，以推理的方式逐章拓展知识内容，涵盖了理想反应器、非均相催化、停留时间分布理论等内容。全书逻辑清晰，图文并茂，例题和习题丰富，配有内容多样的网络教学资源。著者在近期新版教材的每一章末增加了化工过程安全相关内容。为适应国内教学需要，方便学生自学，本书配备了清华大学重量一流本科课程“反应工程基础”的教学课件（扫描章首二维码查看），总结了原著的重要知识点，并补充了一些典型案例，可以帮助学生更好地预习和复习，对各高校的授课教师也是有益的教学辅助资料。本书翻译了各章章首“Overview”部分，以便读者更清晰地了解各章主要内容与脉络。 国外名校名著《化学反应工程原理》（第六版）可作为化工类专业本科生和研究生教材，也可供有关研究人员和工程技术人员参考。
化学反应工程原理((美)H. 斯科特·福格勒 )(第六版)(英文原版影印) 目录
第1章 MOLE BALANCES
摩尔衡算 1
1.1 The Rate of Reaction，－rA
反应速率 －rA 4
1.2 The General Mole Balance Equation (GMBE)
通用摩尔衡算方程（GMBE） 8
1.3 Batch Reactors (BRs)
间歇反应器（BRs） 10
1.4 Continuous-Flow Reactors
连续流动反应器 12
1.4.1 Continuous-Stirred Tank Reactor (CSTR)
全混釜（CSTR） 12
1.4.2 Tubular Reactor
管式反应器 14
1.4.3 Packed-Bed Reactor (PBR)
填充床反应器（PBR） 18
1.4.4 Well-Mixed “Fluidized” Catalytic Bed Reactor
全混“流化”催化反应器 20
1.5 Industrial Reactors
工业反应器 24
1.6 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety1 (AWFOS-S1 Safety)
安全案例1——学习过程安全的重要性 25
1.6.1 What Is Chemical Process Safety
什么是化学过程安全 25
1.6.2 Why Study Process Safety
为什么研究过程安全 25
第2章 CONVERSION AND REACTOR SIZING
转化率和反应器尺寸 35
2.1 Definition of Conversion
转化率的定义 36
2.2 Batch Reactor Design Equations
间歇反应器设计方程 36
2.3 Design Equations for Flow Reactors
流动反应器设计方程 39
2.3.1 CSTR (Also Known as a Backmix Reactor or a Vat)
全混釜（CSTR，一种返混或釜式反应器） 40
2.3.2 Tubular Flow Reactor (PFR)
管式反应器（PFR） 40
2.3.3 Packed-Bed Reactor (PBR)
填充床反应器（PBR） 41
2.4 Sizing Continuous-Flow Reactors
确定连续流动反应器尺寸 42
2.5 Reactors in Series
反应器串联 51
2.5.1 CSTRs in Series
全混釜串联 52
2.5.2 PFRs in Series
平推流反应器串联 56
2.5.3 Combinations of CSTRs and PFRs in Series
全混釜和平推流反应器串联 57
2.5.4 Comparing the CSTR and PFR Volumes and Reactor Sequencing
比较全混釜和平推流反应器的尺寸以及反应器顺序 61
2.6 Some Further Definitions
其他定义 62
2.6.1 Space Time
空时 62
2.6.2 Space Velocity
空速 64
2.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 2(AWFOS-S2 The NFPA Diamond)
安全案例2——NFPA标签 66
第3章 RATE LAWS
速率方程 75
3.1 Basic Definitions
基本定义 76
3.1.1 Relative Rates of Reaction
相对反应速率 77
3.2 The Rate Law
速率方程 78
3.2.1 Power Law Models and Elementary Rate Laws
幂函数模型和基元反应速率方程 79
3.2.2 Nonelementary Rate Laws
非基元反应速率方程 82
3.2.3 Reversible Reactions
可逆反应 86
3.3 The Reaction-Rate Constant
反应速率常数 89
3.3.1 The Rate Constant k and Its Temperature Dependence
速率常数k和温度效应 89
3.3.2 Interpretation of the Activation Energy
活化能的解释 90
3.3.3 The Arrhenius Plot
阿伦尼乌斯公式 96
3.4 Molecular Simulations
分子模拟 100
3.4.1 Historical Perspective
历史回顾 100
3.4.2 Stochastic Modeling of Reactions
反应的随机模型 101
3.5 Present Status of Our Approach to Reactor Sizing and Design
反应器尺寸计算和设计的方法 103
3.6 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 3(AWFOS-S3 The GHS Diamond)
安全案例3——GHS标签 104
第4章 STOICHIOMETRY
化学计量关系 117
4.1 Batch Reactors (BRs)
间歇反应器（BRs） 119
4.1.1 Batch Concentrations for the Generic Reaction, Equation (2-2)
常见反应的浓度关系式（2-2） 121
4.2 Flow Systems
流动系统 125
4.2.1 Equations for Concentrations in Flow Systems
流动系统浓度方程 126
4.2.2 Liquid-Phase Concentrations
液相浓度 126
4.2.3 Gas-Phase Concentrations
气相浓度 127
4.3 Reversible Reactions and Equilibrium Conversion
可逆反应和平衡转化率 138
4.4 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 4(AWFOS-S4 The Swiss Cheese Model)
安全案例4——瑞士奶酪模型 143
第5章 ISOTHERMAL REACTOR DESIGN: CONVERSION
等温反应器设计：转化率 155
5.1 Design Structure for Isothermal Reactors
等温反应器的设计架构 156
5.2 Batch Reactors (BRs)
间歇反应器（BRs） 160
5.2.1 Batch Reaction Times
间歇反应器反应时间 161
5.3 Continuous-Stirred Tank Reactors (CSTRs)
全混釜（CSTRs） 168
5.3.1 A Single CSTR
单个全混釜 168
5.3.2 CSTRs in Series
全混釜串联 171
5.4 Tubular Reactors
管式反应器 178
5.4.1 Liquid-Phase Reactions in a PFR υ = υ0
平推流反应器中的液相反应υ = υ0 179
5.4.2 Gas-Phase Reactions in a PFR [υ = υ0 (1 εX) (T/T0)(P0/P)]
平推流反应器中的气相反应 [υ = υ0 (1 εX) (T/T0)(P0/P)] 180
5.4.3 Effect of ε on Conversion
ε对转化率的影响 180
5.5 Pressure Drop in Reactors
反应器中的压降 185
5.5.1 Pressure Drop and the Rate Law
压降和速率方程 185
5.5.2 Flow Through a Packed Bed
填充床中的流动 187
5.5.3 Pressure Drop in Pipes
管道中的压降 191
5.5.4 Analytical Solution for Reaction with Pressure Drop
考虑压降的化学反应的解析解 194
5.5.5 Robert the Worrier Wonders: What If…
Robert想知道，如果条件改变会发生什么 198
5.6 Synthesizing the Design of a Chemical Plant
化工厂设计 208
5.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 5 (AWFOS-S5 A Safety Analysis of the Incident Algorithm)
安全案例5——事故安全分析算法 210
第6章 ISOTHERMAL REACTOR DESIGN: MOLES AND MOLAR FLOW RATES
等温反应器设计：物质的量和摩尔流率 229
6.1 The Moles and Molar Flow Rate Balance Algorithms
基于物质的量和摩尔流率的衡算方法 230
6.2 Mole Balances on CSTRs, PFRs, PBRs, and Batch Reactors
全混釜、平推流、填充床和间歇反应器的摩尔衡算 230
6.2.1 Liquid Phase
液相 230
6.2.2 Gas Phase
气相 232
6.3 Application of the PFR Molar Flow Rate Algorithm to a Microreactor
应用于微反应器的平推流反应器摩尔流率算法 234
6.4 Membrane Reactors
膜反应器 239
6.5 Unsteady-State Operation of Stirred Reactors
搅拌釜反应器的非稳态操作 248
6.6 Semibatch Reactors
半间歇反应器 249
6.6.1 Motivation for Using a Semibatch Reactor
使用半间歇反应器的目的 249
6.6.2 Semibatch Reactor Mole Balances
半间歇反应器的摩尔衡算 249
6.6.3 Equilibrium Conversion
平衡转化率 255
6.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 6 (AWFOS-S6 The BowTie Diagram)
安全案例6——领结图 256
第7章 COLLECTION AND ANALYSIS OF RATE DATA
反应速率数据的收集和分析 269
7.1 The Algorithm for Data Analysis
数据分析算法 270
7.2 Determining the Reaction Order for Each of Two Reactants Using the Method of Excess
使用过量方法确定两个反应物的反应级数 272
7.3 Integral Method
积分方法 273
7.4 Differential Method of Analysis
微分方法 277
7.4.1 Graphical Differentiation Method
图示微分方法 278
7.4.2 Numerical Method
数值方法 278
7.4.3 Finding the Rate-Law Parameters
确定速率方程参数 279
7.5 Nonlinear Regression
非线性拟合 284
7.5.1 Concentration-Time Data
浓度-时间数据 287
7.5.2 Model Discrimination
模型辨别 290
7.6 Reaction-Rate Data from Differential Reactors
基于微分反应器的反应速率数据 290
7.7 Experimental Planning
实验计划 297
7.8 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 7 (AWFOS-S7 Laboratory Safety)
安全案例7——实验室安全 298
第8章 MULTIPLE REACTIONS
复合反应 309
8.1 Definitions
定义 310
8.1.1 Types of Reactions
反应类型 310
8.1.2 Selectivity
选择性 311
8.1.3 Yield
收率 312
8.1.4 Conversion
转化率 313
8.2 Algorithm for Multiple Reactions
复合反应的算法 313
8.2.1 Modifications to the Chapter 6 CRE Algorithm for Multiple Reactions
对第6章CRE算法的修正 314
8.3 Parallel Reactions
平行反应 316
8.3.1 Selectivity
选择性 316
8.3.2 Maximizing the Desired Product for One Reactant
单一反应物体系目标产物化 316
8.3.3 Reactor Selection and Operating Conditions
反应器选型和操作条件 322
8.4 Reactions in Series
连串反应 325
8.5 Complex Reactions
复杂反应 335
8.5.1 Complex Gas-Phase Reactions in a PBR
填充床反应器中的复杂气相反应 335
8.5.2 Complex Liquid-Phase Reactions in a CSTR
全混釜中的复杂液相反应 339
8.5.3 Complex Liquid-Phase Reactions in a Semibatch Reactor
半间歇反应器中的复杂液相反应 341
8.6 Membrane Reactors to Improve Selectivity in Multiple Reactions
利用膜反应器提高复合反应的选择性 343
8.7 Sorting It All Out
解决问题 348
8.8 The Fun Part
有趣的部分 348
8.9 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 8 (AWFOS-S8 The Fire Triangle)
安全案例8——火三角 349
8.9.1 The Fire Triangle
火三角 350
8.9.2 Defining Some Important Terms
定义一些重要的术语 350
8.9.3 Ways to Prevent Fires
预防火灾的方法 350
8.9.4 Ways to Protect from Fires
火灾防护方法 351
第9章 REACTION MECHANISMS, PATHWAYS, BIOREACTIONS, AND BIOREACTORS
反应机理、路径，生物反应和生物反应器 367
9.1 Active Intermediates and Nonelementary Rate Laws
活性中间体和非基元反应速率方程 368
9.1.1 Pseudo-Steady-State Hypothesis (PSSH)
拟稳态假设（PSSH） 369
9.1.2 If Two Molecules Must Collide, How Can the Rate Law Be First Order
如果两个分子必须碰撞，如何使得速率方程级数为一级 372
9.1.3 Searching for a Mechanism
寻找机理 373
9.1.4 Chain Reactions
链反应 377
9.2 Enzymatic Reaction Fundamentals
酶反应基础 377
9.2.1 Enzyme-Substrate Complex
酶-底物复合物 378
9.2.2 Mechanisms
机理 380
9.2.3 Michaelis-Menten Equation
米氏方程 383
9.2.4 Batch Reactor Calculations for Enzyme Reactions
酶反应的间歇反应器计算 389
9.3 Inhibition of Enzyme Reactions
酶反应的抑制 391
9.3.1 Competitive Inhibition
竞争性抑制 392
9.3.2 Uncompetitive Inhibition
反竞争性抑制 394
9.3.3 Noncompetitive Inhibition (Mixed Inhibition)
非竞争性抑制（混合抑制） 396
9.3.4 Substrate Inhibition
底物抑制 398
9.4 Bioreactors and Biosynthesis
生物反应器和生物合成 399
9.4.1 Cell Growth
细胞生长 403
9.4.2 Rate Laws
速率方程 404
9.4.3 Stoichiometry
化学计量关系 407
9.4.4 Mass Balances
物料衡算 413
9.4.5 Chemostats
恒化器 418
9.4.6 CSTR Bioreactor Operation
全混釜生物反应器操作 418
9.4.7 Washout
细胞洗脱 419
9.5 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 9 (AWFOS-S9 Process Safety Triangle)
安全案例9——过程安全三角形 422
9.5.1 Levels of the Process Safety Triangle
过程安全三角形的水平 422
9.5.2 Application to Process Safety
过程安全的应用 423
9.5.3 Examples of Process Safety Triangle
过程安全三角形的案例 424
第10章 CATALYSIS AND CATALYTIC REACTORS
催化和催化反应器 441
10.1 Catalysts
催化剂 441
10.1.1 Definitions
定义 442
10.1.2 Catalyst Properties
催化剂的性质 443
10.1.3 Catalytic Gas-Solid Interactions
气固相催化 445
10.1.4 Classification of Catalysts
催化剂的分类 446
10.2 Steps in a Catalytic Reaction
催化反应步骤 447
10.2.1 Mass Transfer Step 1: Diffusion from the Bulk to the External Surface of the Catalyst—An Overview
传质步：从主体相向催化剂外表面的扩散——概述 450
10.2.2 Mass Transfer Step 2: Internal Diffusion—An Overview
传质第二步：内扩散——概述 451
10.2.3 Adsorption Isotherms
吸附等温线 452
10.2.4 Surface Reaction
表面反应 458
10.2.5 Desorption
脱附 460
10.2.6 The Rate-Limiting Step
速率控制步骤 461
10.3 Synthesizing a Rate Law, Mechanism, and Rate-Limiting Step
速率方程、机理和速率控制步综合分析 463
10.3.1 Is the Adsorption of Cumene Rate-Limiting
异丙基苯吸附是速率控制步 466
10.3.2 Is the Surface Reaction Rate-Limiting
表面反应是速率控制步 470
10.3.3 Is the Desorption of Benzene the Rate-Limiting Step (RLS)
苯脱附是速率控制步 471
10.3.4 Summary of the Cumene Decomposition
异丙基苯分解总结 473
10.3.5 Reforming Catalysts
催化剂重整 474
10.3.6 Rate Laws Derived from the Pseudo-Steady-State Hypothesis (PSSH)
基于拟稳态假设（PSSH）的速率方程 478
10.3.7 Temperature Dependence of the Rate Law
速率方程的温度效应 479
10.4 Heterogeneous Data Analysis for Reactor Design
反应器设计的非均相数据分析 479
10.4.1 Deducing a Rate Law from the Experimental Data
基于实验数据推导速率方程 481
10.4.2 Finding a Mechanism Consistent with Experimental Observations
探寻与实验现象一致的机理 482
10.4.3 Evaluation of the Rate-Law Parameters
速率方程参数评价 484
10.4.4 Reactor Design
反应器设计 486
10.5 Reaction Engineering in Microelectronic Fabrication
微电子制造中的反应工程 490
10.5.1 Overview
概述 490
10.5.2 Chemical Vapor Deposition (CVD)
化学气相沉积（CVD） 490
10.6 Model Discrimination
模型辨别 493
10.7 Catalyst Deactivation
催化剂失活 496
10.7.1 Types of Catalyst Deactivation
催化剂失活的类型 498
10.7.2 Decay in Packed-Bed Reactors
填充床反应器中的失活 505
10.8 Reactors That Can Be Used to Help Offset Catalyst Decay
补偿催化剂失活效应的反应器 507
10.8.1 Temperature-Time Trajectories
温度-时间轨迹 508
10.8.2 Moving-Bed Reactors
移动床反应器 510
10.8.3 Straight-Through Transport Reactors (STTR)
直通输送反应器（STTR） 515
10.9 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 10 [AWFOS-S10 Exxon Mobil Torrance Refinery Explosion Involving a Straight-Through Transport Reactor (STTR)]
安全案例10——埃克森美孚托伦斯直通输送反应器引发的炼油厂爆炸 519
第11章 NONISOTHERMAL REACTOR DESIGN: THE STEADY-STATE ENERGY BALANCE AND ADIABATIC PFR APPLICATIONS
非等温反应器设计：稳态能量衡算和绝热平推流反应器应用 541
11.1 Rationale
基本原理 542
11.2 The Energy Balance
能量衡算 543
11.2.1 First Law of Thermodynamics
热力学定律 543
11.2.2 Evaluating the Work Term
评价做功项 544
11.2.3 Overview of Energy Balances
能量衡算概述 546
11.3 The User-Friendly Energy Balance Equations
用户友好的能量衡算方程 551
11.3.1 Dissecting the Steady-State Molar Flow Rates to Obtain the Heat of Reaction
解析稳态摩尔流率获得反应热的方法 551
11.3.2 Dissecting the Enthalpies
解析焓 553
11.3.3 Relating ?HRx (T), ?H°Rx (TR), and ?CP
关联?HRx (T)、?H°Rx (TR)和?CP 554
11.4 Adiabatic Operation = 0
绝热操作 = 0 557
11.4.1 Adiabatic Energy Balance
绝热能量衡算 557
11.4.2 Adiabatic Tubular Reactor
绝热管式反应器 558
11.5 Adiabatic Equilibrium Conversion
绝热平衡转化率 566
11.5.1 Equilibrium Conversion
平衡转化率 566
11.6 Reactor Staging with Interstage Cooling or Heating
带有级间冷却或加热的多级反应器 571
11.6.1 Exothermic Reactions
放热反应 571
11.6.2 Endothermic Reactions
吸热反应 571
11.7 Optimum Feed Temperature
进料温度 575
11.8 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 11(AWFOS-S11 Acronyms)
安全案例11——事故报告中的常见缩略词 579
第12章 STEADY-STATE NONISOTHERMAL REACTOR DESIGN:
FLOW REACTORS WITH HEAT EXCHANGE
稳态非等温反应器设计：带有换热的流动反应器 591
12.1 Steady-State Tubular Reactor with Heat Exchange
带有换热的稳态管式反应器 592
12.1.1 Deriving the Energy Balance for a PFR
推导平推流反应器的能量衡算方程 592
12.1.2 Applying the Algorithm to Flow Reactors with Heat Exchange
应用算法解析带有换热的流动反应器 594
12.2 Balance on the Heat-Transfer Fluid
换热流体能量衡算 595
12.2.1 Co-Current Flow
并流 595
12.2.2 Countercurrent Flow
逆流 597
12.3 Examples of the Algorithm for PFR/PBR Design with Heat Effects
带有热效应的平推流/填充床反应器算法案例 598
12.3.1 Applying the Algorithm to an Exothermic Reaction
应用算法解析放热反应 603
12.3.2 Applying the Algorithm to an Endothermic Reaction
应用算法解析吸热反应 610
12.4 CSTR with Heat Effects
带有热效应的全混釜（CSTR） 619
12.4.1 Heat Added to the Reactor
加入反应器的热量 620
12.5 Multiple Steady States (MSS)
多稳态（MSS） 630
12.5.1 Heat-Removed Term R (T)
热量移除项R (T) 632
12.5.2 Heat-Generated Term G (T)
热量产生项G (T) 633
12.5.3 Ignition-Extinction Curve
点火-熄火曲线 634
12.6 Nonisothermal Multiple Chemical Reactions
非等温复合反应 637
12.6.1 Energy Balance for Multiple Reactions in Plug-Flow Reactors
平推流反应器中复合反应的能量衡算 637
12.6.2 Energy Balance for Multiple Reactions in a CSTR
全混釜反应器中复合反应的能量衡算 642
12.6.3 Series Reactions in a CSTR
全混釜反应器中的连串反应 642
12.6.4 Complex Reactions in a PFR
平推流反应器中的复杂反应 645
12.7 Radial and Axial Temperature Variations in a Tubular Reactor
管式反应器中的径向和轴向温度变化 652
12.8 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 12(AWFOS-S12 Safety Statistics)
安全案例12——安全统计 652
12.8.1 The Process Safety Across the Chemical Engineering Curriculum Web site
与化学工程课程相关的过程安全 652
12.8.2 Safety Statistics
安全统计 653
12.8.3 Additional Resources CCPS and SAChE
其他资源CCPS和SAChE 654
第13章 UNSTEADY-STATE NONISOTHERMAL REACTOR DESIGN
非稳态非等温反应器设计 681
13.1 The Unsteady-State Energy Balance
非稳态能量衡算 682
13.2 Energy Balance on Batch Reactors (BRs)
间歇反应器的能量衡算 684
13.2.1 Adiabatic Operation of a Batch Reactor
间歇反应器的绝热操作 686
13.2.2 Case History of a Batch Reactor with Interrupted Isothermal Operation Causing a Runaway Reaction
中断等温操作产生失控反应的间歇反应器的案例历史 693
13.3 Batch and Semibatch Reactors with a Heat Exchanger
带有换热器的间歇和半间歇反应器 700
13.3.1 Startup of a CSTR
全混釜（CSTR）的启动 702
13.3.2 Semibatch Operation
半间歇操作 707
13.4 Nonisothermal Multiple Reactions
非等温复合反应 711
13.5 And Now... A Word from Our Sponsor—Safety 13(AWFOS-S13 Safety Analysis of the T2 Laboratories Incident)
安全案例13——T2实验室事故的安全分析 723
第14章 MASS TRANSFER LIMITATIONS IN REACTING SYSTEMS
反应系统的传质限制 739
14.1 Diffusion Fundamentals
扩散基础 740
14.1.1 Definitions
定义 741
14.1.2 Molar Flux WA
摩尔通量WA 742
14.1.3 Fick’s First Law
费克定律 743
14.2 Binary Diffusion
二元扩散 744
14.2.1 Evaluating the Molar Flux
评价摩尔通量 744
14.2.2 Diffusion and Convective Transport
扩散和对流输运 744
14.2.3 Boundary Conditions
边界条件 746
14.2.4 Temperature and Pressure Dependence of DAB
DAB的温度、压力效应 746
14.3 Modeling Diffusion with Chemical Reaction
带有化学反应的扩散模型 748
14.3.1 Diffusion through a Stagnant Film to a Particle
通过颗粒表面静止薄膜的扩散 748
14.4 The Mass Transfer Coefficient
传质系数 750
14.5 Mass Transfer to a Single Particle
向单一颗粒的传质 752
14.5.1 First-Order Rate Laws
一级速率方程 752
14.5.2 Limiting Regimes
限制方式 754
14.6 The Shrinking Core Model
缩核模型 758
14.6.1 Dust Explosions, Particle Dissolution, and Catalyst Regeneration
粉尘爆炸、颗粒溶解及催化剂再生 758
14.7 Mass Transfer-Limited Reactions in Packed Beds
填充床中的传质受限反应 763
14.8 Robert the Worrier
忧虑者Robert 766
14.9 What If …? (Parameter Sensitivity)
如果……会发生什么（参数敏感性） 770
14.10 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 14(AWFOS-S14 Sugar Dust Explosion)
安全案例14——糖粉尘爆炸 778
第15章 DIFFUSION AND REACTION
扩散和反应 791
15.1 Diffusion and Reactions in Homogeneous Systems
均相体系中的扩散和反应 792
15.2 Diffusion and Reactions in Spherical Catalyst Pellets
球形催化剂颗粒中的扩散和反应 793
15.2.1 Effective Diffusivity
有效扩散系数 793
15.2.2 Derivation of the Differential Equation Describing Diffusion and Reaction in a Single Spherical Catalyst Pellet
描述单个球形催化剂颗粒内扩散和反应的微分方程 795
15.2.3 Writing the Diffusion with the Catalytic Reaction Equation in Dimensionless Form
以无量纲形式表达催化反应方程的扩散 798
15.2.4 Solution to the Differential Equation for a First-Order Reaction
一级反应微分方程的解 801
15.3 The Internal Effectiveness Factor
内部效率因子 802
15.3.1 Isothermal First-Order Catalytic Reactions
等温一级催化反应 802
15.3.2 Effectiveness Factors with Volume Change with Reaction
存在体积变化的化学反应的效率因子 806
15.3.3 Internal-Diffusion-Limited Reactions Other Than First Order
非一级反应的内扩散控制 806
15.3.4 Weisz-Prater Criterion for Internal Diffusion Limitations
内扩散控制的Weisz-Prater准则 807
15.4 Falsified Kinetics
伪动力学 809
15.5 Overall Effectiveness Factor
总效率因子 811
15.6 Estimation of Diffusion- and Reaction-Limited Regimes
扩散-反应控制机理分析 816
15.6.1 Mears Criterion for External Diffusion Limitations
外扩散控制的Mears准则 816
15.7 Mass Transfer and Reaction in a Packed Bed
填充床中的传质和反应 817
15.8 Determination of Limiting Situations from Reaction-Rate Data
基于反应速率数据判断限制情况 823
15.9 Multiphase Reactors in the Professional Reference Shelf
专业参考书中的多相反应器 824
15.9.1 Slurry Reactors
浆态床反应器 825
15.9.2 Trickle Bed Reactors
滴流床反应器 826
15.10 Fluidized Bed Reactors
流化床反应器 826
15.11 Chemical Vapor Deposition (CVD)
化学气相沉积（CVD） 826
15.12 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 15(AWFOS-S15 Critical Thinking Questions Applied to Safety)
安全案例15——安全中的批判性问题 826
第16章 RESIDENCE TIME DISTRIBUTIONS OF CHEMICAL REACTORS
化学反应器的停留时间分布 843
16.1 General Considerations
总则 844
16.1.1 Residence Time Distribution (RTD) Function
停留时间分布（RTD）函数 845
16.2 Measurement of the RTD
RTD测量 846
16.2.1 Pulse Input Experiment
脉冲注入实验 847
16.2.2 Step Tracer Experiment
阶跃注入实验 852
16.3 Characteristics of the RTD
RTD的性质 853
16.3.1 Integral Relationships
积分关系 853
16.3.2 Mean Residence Time
平均停留时间 854
16.3.3 Other Moments of the RTD
RTD的其他阶矩估计 855
16.3.4 Normalized RTD Function E(?)
归一化的RTD函数E(?) 859
16.3.5 Internal-Age Distribution I(?)
内部年龄分布I(?) 859
16.4 RTD in Ideal Reactors
理想反应器的RTD 860
16.4.1 RTDs in Batch and Plug-Flow Reactors
间歇和平推流反应器中的RTD 860
16.4.2 Single-CSTR RTD
单个CSTR的RTD 861
16.4.3 Laminar-Flow Reactor (LFR)
层流反应器（LFR） 863
16.5 PFR/CSTR Series RTD
平推流/全混釜反应器串联的RTD 866
16.6 Diagnostics and Troubleshooting
诊断和调试 869
16.6.1 General Comments
一般性评价 869
16.6.2 Simple Diagnostics and Troubleshooting Using the RTD for Ideal Reactors
使用RTD对理想反应器进行简单的诊断和调试 870
16.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 16 (AWFOS-S16 Critical Thinking Actions)
安全案例16——批判性思维的执行 876
第17章 PREDICTING CONVERSION DIRECTLY FROM THE RESIDENCE TIME DISTRIBUTION
用RTD直接预测转化率 887
17.1 Modeling Nonideal Reactors Using the RTD
基于RTD建立非理想反应器模型 888
17.1.1 Modeling and Mixing Overview
模型和混合概述 888
17.1.2 Mixing
混合 888
17.2 Zero Adjustable Parameter Models
无可调参数模型 890
17.2.1 Segregation Model
离析流模型 890
17.2.2 Maximum Mixedness Model
混合模型 900
17.3 Using Software Packages Such as Polymath to Find Maximum Mixedness Conversion
使用Polymath软件包计算混合模型的转化率 907
17.3.1 Comparing Segregation and Maximum Mixedness Predictions
比较离析流模型和混合模型 909
17.4 Tanks-in-Series One Parameter Model n
多釜串联单参数模型n 910
17.4.1 Find the Number of T-I-S to Model the Real Reactor
用多釜串联个数建立实际反应器模型 911
17.4.2 Calculating Conversion for the T-I-S Model
计算多釜串联模型的转化率 912
17.4.3 Tanks-in-Series versus Segregation for a First-Order Reaction
对比一级反应的多釜串联和离析流模型 912
17.5 RTD and Multiple Reactions
RTD和复合反应 912
17.5.1 Segregation Model
离析流模型 912
17.5.2 Maximum Mixedness
混合 913
17.6 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 17 (AWFOS-S17 Brief Case History on an Air Preheater)
安全案例17——空气预热器的简要案例历史 917
第18章 MODELS FOR NONIDEAL REACTORS
非理想反应器模型 929
18.1 Some Guidelines for Developing Models
建模的规则 930
18.1.1 One-Parameter Models
单参数模型 932
18.1.2 Two-Parameter Models
双参数模型 932
18.2 Flow and Axial Dispersion of Inert Tracers in Isothermal Reactors
等温反应器中惰性示踪剂的流动和轴向扩散 933
18.2.1 Balances on Inert Tracers
惰性示踪剂物料衡算 933
18.2.2 Boundary Conditions for Flow and Reaction
流动和反应的边界条件 935
18.3 Flow, Reaction, and Axial Dispersion
流动、反应和轴向扩散 937
18.3.1 Balance Equations
衡算方程 937
18.3.2 Solution for a Closed-Closed System
封闭系统的解 938
18.4 Flow, Reaction, and Axial Dispersion in Isothermal Laminar-Flow Reactors and Finding Meno
等温层流反应器内的流动、反应和轴向扩散，寻找 Meno 941
18.4.1 Determine the Dispersion Coefficient (Da) and the Péclet Number (Per)
确定扩散系数（Da）和佩克莱数（Per） 941
18.4.2 Correlations for Da
Da的关联式 944
18.4.3 Dispersion in Packed Beds
填充床内的扩散 944
18.4.4 Experimental Determination of Da
实验方法测定Da 944
18.5 Tanks-in-Series Model versus Dispersion Model
比较多釜串联模型和扩散模型 951
18.6 Numerical Solutions to Flows with Dispersion and Reaction
带有扩散和反应的流动过程的数值解 952
18.7 Nonisothermal Flow with Radial and Axial Variations in a Tubular Reactor
管式反应器中带有径向、轴向变化的非等温流动 956
18.7.1 Molar Flux
摩尔通量 956
18.7.2 Energy Flux
能量通量 958
18.7.3 Energy Balance
能量衡算 958
18.8 Two-Parameter Models—Modeling Real Reactors with Combinations of Ideal Reactors
双参数模型——集成理想反应器的实际反应器模型 964
18.8.1 Real CSTR Modeled Using Bypassing and Dead Space
考虑短路和死区的实际连续搅拌釜反应器模型 965
18.8.2 Real CSTR Modeled as Two CSTRs with Interchange
带有交换的两个CSTR模拟实际连续搅拌釜反应器模型 968
18.8.3 Other Models of Nonideal Reactors Using CSTRs and PFRs
使用CSTR和PFR模拟实际反应器的其他案例 972
18.8.4 Applications to Pharmacokinetic Modeling
制药过程模型化的应用 973
18.9 And Now…A Word from Our Sponsor—Safety 18 [AWFOS-S18 An Algorithm for Management of Change (MoC)]
安全案例18——变更管理算法（MoC） 974
APPENDIX
附录 991
附录A NUMERICAL TECHNIQUES
数值技术 991
A.1 Useful Integrals in Chemical Reactor Design
化学反应器设计中的积分公式 991
A.2 Equal-Area Graphical Differentiation
等面积图示微分 992
A.3 Solutions to Differential Equations
微分方程的解 994
A.4 Numerical Evaluation of Integrals
积分的数值评价 995
A.5 Semi-Log Graphs
半对数图 997
A.6 Software Packages
软件包 997
附录B IDEAL GAS CONSTANT AND CONVERSION FACTORS
理想气体常数和转化因子 998
附录C THERMODYNAMIC RELATIONSHIPS INVOLVING THE EQUILIBRIUM CONSTANT
涉及平衡常数的热力学关系 1001
附录D SOFTWARE PACKAGES
软件包 1007
D.1 Polymath 1007
D.2 Wolfram 1008
D.3 Python 1009
D.4 MATLAB 1009
D.5 Excel 1009
D.6 COMSOL 1010
D.7 Aspen 1011
D.8 Visual Encyclopedia of Equipment—Reactors Section
设备的可视化百科全书——反应器部分 1011
D.9 Reactor Lab 1011
附录E RATE-LAW DATA
反应速率方程数据 1012
附录F NOMENCLATURE
符号表 1013
附录G OPEN-ENDED PROBLEMS
开放性问题 1016
G.1 Chem-E Car 1016
G.2 Effective Lubricant Design
有效润滑油设计 1016
G.3 Peach Bottom Nuclear Reactor
桃花谷核反应器 1016
G.4 Underground Wet Oxidation
地下湿式氧化 1017
G.5 Hydrodesulfurization Reactor Design
加氢脱硫反应器设计 1017
G.6 Continuous Bioprocessing
连续生物过程 1017
G.7 Methanol Synthesis
甲醇合成 1017
G.8 Cajun Seafood Gumbo
Cajun海鲜浓汤 1017
G.9 Alcohol Metabolism
酒精代谢 1018
G.10 Methanol Poisoning
甲醇中毒 1019
G.11 Safety
安全 1019
附录H USE OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY SOFTWARE PACKAGES
计算化学软件包的使用 1020
H.1 Computational Chemical Reaction Engineering
计算化学反应工程 1020
附录I HOW TO USE THE CRE WEB RESOURCES
如何使用CRE网络资源 1021
INDEX
电子索引
摩尔衡算 1
1.1 The Rate of Reaction，－rA
反应速率 －rA 4
1.2 The General Mole Balance Equation (GMBE)
通用摩尔衡算方程（GMBE） 8
1.3 Batch Reactors (BRs)
间歇反应器（BRs） 10
1.4 Continuous-Flow Reactors
连续流动反应器 12
1.4.1 Continuous-Stirred Tank Reactor (CSTR)
全混釜（CSTR） 12
1.4.2 Tubular Reactor
管式反应器 14
1.4.3 Packed-Bed Reactor (PBR)
填充床反应器（PBR） 18
1.4.4 Well-Mixed “Fluidized” Catalytic Bed Reactor
全混“流化”催化反应器 20
1.5 Industrial Reactors
工业反应器 24
1.6 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety1 (AWFOS-S1 Safety)
安全案例1——学习过程安全的重要性 25
1.6.1 What Is Chemical Process Safety
什么是化学过程安全 25
1.6.2 Why Study Process Safety
为什么研究过程安全 25
第2章 CONVERSION AND REACTOR SIZING
转化率和反应器尺寸 35
2.1 Definition of Conversion
转化率的定义 36
2.2 Batch Reactor Design Equations
间歇反应器设计方程 36
2.3 Design Equations for Flow Reactors
流动反应器设计方程 39
2.3.1 CSTR (Also Known as a Backmix Reactor or a Vat)
全混釜（CSTR，一种返混或釜式反应器） 40
2.3.2 Tubular Flow Reactor (PFR)
管式反应器（PFR） 40
2.3.3 Packed-Bed Reactor (PBR)
填充床反应器（PBR） 41
2.4 Sizing Continuous-Flow Reactors
确定连续流动反应器尺寸 42
2.5 Reactors in Series
反应器串联 51
2.5.1 CSTRs in Series
全混釜串联 52
2.5.2 PFRs in Series
平推流反应器串联 56
2.5.3 Combinations of CSTRs and PFRs in Series
全混釜和平推流反应器串联 57
2.5.4 Comparing the CSTR and PFR Volumes and Reactor Sequencing
比较全混釜和平推流反应器的尺寸以及反应器顺序 61
2.6 Some Further Definitions
其他定义 62
2.6.1 Space Time
空时 62
2.6.2 Space Velocity
空速 64
2.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 2(AWFOS-S2 The NFPA Diamond)
安全案例2——NFPA标签 66
第3章 RATE LAWS
速率方程 75
3.1 Basic Definitions
基本定义 76
3.1.1 Relative Rates of Reaction
相对反应速率 77
3.2 The Rate Law
速率方程 78
3.2.1 Power Law Models and Elementary Rate Laws
幂函数模型和基元反应速率方程 79
3.2.2 Nonelementary Rate Laws
非基元反应速率方程 82
3.2.3 Reversible Reactions
可逆反应 86
3.3 The Reaction-Rate Constant
反应速率常数 89
3.3.1 The Rate Constant k and Its Temperature Dependence
速率常数k和温度效应 89
3.3.2 Interpretation of the Activation Energy
活化能的解释 90
3.3.3 The Arrhenius Plot
阿伦尼乌斯公式 96
3.4 Molecular Simulations
分子模拟 100
3.4.1 Historical Perspective
历史回顾 100
3.4.2 Stochastic Modeling of Reactions
反应的随机模型 101
3.5 Present Status of Our Approach to Reactor Sizing and Design
反应器尺寸计算和设计的方法 103
3.6 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 3(AWFOS-S3 The GHS Diamond)
安全案例3——GHS标签 104
第4章 STOICHIOMETRY
化学计量关系 117
4.1 Batch Reactors (BRs)
间歇反应器（BRs） 119
4.1.1 Batch Concentrations for the Generic Reaction, Equation (2-2)
常见反应的浓度关系式（2-2） 121
4.2 Flow Systems
流动系统 125
4.2.1 Equations for Concentrations in Flow Systems
流动系统浓度方程 126
4.2.2 Liquid-Phase Concentrations
液相浓度 126
4.2.3 Gas-Phase Concentrations
气相浓度 127
4.3 Reversible Reactions and Equilibrium Conversion
可逆反应和平衡转化率 138
4.4 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 4(AWFOS-S4 The Swiss Cheese Model)
安全案例4——瑞士奶酪模型 143
第5章 ISOTHERMAL REACTOR DESIGN: CONVERSION
等温反应器设计：转化率 155
5.1 Design Structure for Isothermal Reactors
等温反应器的设计架构 156
5.2 Batch Reactors (BRs)
间歇反应器（BRs） 160
5.2.1 Batch Reaction Times
间歇反应器反应时间 161
5.3 Continuous-Stirred Tank Reactors (CSTRs)
全混釜（CSTRs） 168
5.3.1 A Single CSTR
单个全混釜 168
5.3.2 CSTRs in Series
全混釜串联 171
5.4 Tubular Reactors
管式反应器 178
5.4.1 Liquid-Phase Reactions in a PFR υ = υ0
平推流反应器中的液相反应υ = υ0 179
5.4.2 Gas-Phase Reactions in a PFR [υ = υ0 (1 εX) (T/T0)(P0/P)]
平推流反应器中的气相反应 [υ = υ0 (1 εX) (T/T0)(P0/P)] 180
5.4.3 Effect of ε on Conversion
ε对转化率的影响 180
5.5 Pressure Drop in Reactors
反应器中的压降 185
5.5.1 Pressure Drop and the Rate Law
压降和速率方程 185
5.5.2 Flow Through a Packed Bed
填充床中的流动 187
5.5.3 Pressure Drop in Pipes
管道中的压降 191
5.5.4 Analytical Solution for Reaction with Pressure Drop
考虑压降的化学反应的解析解 194
5.5.5 Robert the Worrier Wonders: What If…
Robert想知道，如果条件改变会发生什么 198
5.6 Synthesizing the Design of a Chemical Plant
化工厂设计 208
5.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 5 (AWFOS-S5 A Safety Analysis of the Incident Algorithm)
安全案例5——事故安全分析算法 210
第6章 ISOTHERMAL REACTOR DESIGN: MOLES AND MOLAR FLOW RATES
等温反应器设计：物质的量和摩尔流率 229
6.1 The Moles and Molar Flow Rate Balance Algorithms
基于物质的量和摩尔流率的衡算方法 230
6.2 Mole Balances on CSTRs, PFRs, PBRs, and Batch Reactors
全混釜、平推流、填充床和间歇反应器的摩尔衡算 230
6.2.1 Liquid Phase
液相 230
6.2.2 Gas Phase
气相 232
6.3 Application of the PFR Molar Flow Rate Algorithm to a Microreactor
应用于微反应器的平推流反应器摩尔流率算法 234
6.4 Membrane Reactors
膜反应器 239
6.5 Unsteady-State Operation of Stirred Reactors
搅拌釜反应器的非稳态操作 248
6.6 Semibatch Reactors
半间歇反应器 249
6.6.1 Motivation for Using a Semibatch Reactor
使用半间歇反应器的目的 249
6.6.2 Semibatch Reactor Mole Balances
半间歇反应器的摩尔衡算 249
6.6.3 Equilibrium Conversion
平衡转化率 255
6.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 6 (AWFOS-S6 The BowTie Diagram)
安全案例6——领结图 256
第7章 COLLECTION AND ANALYSIS OF RATE DATA
反应速率数据的收集和分析 269
7.1 The Algorithm for Data Analysis
数据分析算法 270
7.2 Determining the Reaction Order for Each of Two Reactants Using the Method of Excess
使用过量方法确定两个反应物的反应级数 272
7.3 Integral Method
积分方法 273
7.4 Differential Method of Analysis
微分方法 277
7.4.1 Graphical Differentiation Method
图示微分方法 278
7.4.2 Numerical Method
数值方法 278
7.4.3 Finding the Rate-Law Parameters
确定速率方程参数 279
7.5 Nonlinear Regression
非线性拟合 284
7.5.1 Concentration-Time Data
浓度-时间数据 287
7.5.2 Model Discrimination
模型辨别 290
7.6 Reaction-Rate Data from Differential Reactors
基于微分反应器的反应速率数据 290
7.7 Experimental Planning
实验计划 297
7.8 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 7 (AWFOS-S7 Laboratory Safety)
安全案例7——实验室安全 298
第8章 MULTIPLE REACTIONS
复合反应 309
8.1 Definitions
定义 310
8.1.1 Types of Reactions
反应类型 310
8.1.2 Selectivity
选择性 311
8.1.3 Yield
收率 312
8.1.4 Conversion
转化率 313
8.2 Algorithm for Multiple Reactions
复合反应的算法 313
8.2.1 Modifications to the Chapter 6 CRE Algorithm for Multiple Reactions
对第6章CRE算法的修正 314
8.3 Parallel Reactions
平行反应 316
8.3.1 Selectivity
选择性 316
8.3.2 Maximizing the Desired Product for One Reactant
单一反应物体系目标产物化 316
8.3.3 Reactor Selection and Operating Conditions
反应器选型和操作条件 322
8.4 Reactions in Series
连串反应 325
8.5 Complex Reactions
复杂反应 335
8.5.1 Complex Gas-Phase Reactions in a PBR
填充床反应器中的复杂气相反应 335
8.5.2 Complex Liquid-Phase Reactions in a CSTR
全混釜中的复杂液相反应 339
8.5.3 Complex Liquid-Phase Reactions in a Semibatch Reactor
半间歇反应器中的复杂液相反应 341
8.6 Membrane Reactors to Improve Selectivity in Multiple Reactions
利用膜反应器提高复合反应的选择性 343
8.7 Sorting It All Out
解决问题 348
8.8 The Fun Part
有趣的部分 348
8.9 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 8 (AWFOS-S8 The Fire Triangle)
安全案例8——火三角 349
8.9.1 The Fire Triangle
火三角 350
8.9.2 Defining Some Important Terms
定义一些重要的术语 350
8.9.3 Ways to Prevent Fires
预防火灾的方法 350
8.9.4 Ways to Protect from Fires
火灾防护方法 351
第9章 REACTION MECHANISMS, PATHWAYS, BIOREACTIONS, AND BIOREACTORS
反应机理、路径，生物反应和生物反应器 367
9.1 Active Intermediates and Nonelementary Rate Laws
活性中间体和非基元反应速率方程 368
9.1.1 Pseudo-Steady-State Hypothesis (PSSH)
拟稳态假设（PSSH） 369
9.1.2 If Two Molecules Must Collide, How Can the Rate Law Be First Order
如果两个分子必须碰撞，如何使得速率方程级数为一级 372
9.1.3 Searching for a Mechanism
寻找机理 373
9.1.4 Chain Reactions
链反应 377
9.2 Enzymatic Reaction Fundamentals
酶反应基础 377
9.2.1 Enzyme-Substrate Complex
酶-底物复合物 378
9.2.2 Mechanisms
机理 380
9.2.3 Michaelis-Menten Equation
米氏方程 383
9.2.4 Batch Reactor Calculations for Enzyme Reactions
酶反应的间歇反应器计算 389
9.3 Inhibition of Enzyme Reactions
酶反应的抑制 391
9.3.1 Competitive Inhibition
竞争性抑制 392
9.3.2 Uncompetitive Inhibition
反竞争性抑制 394
9.3.3 Noncompetitive Inhibition (Mixed Inhibition)
非竞争性抑制（混合抑制） 396
9.3.4 Substrate Inhibition
底物抑制 398
9.4 Bioreactors and Biosynthesis
生物反应器和生物合成 399
9.4.1 Cell Growth
细胞生长 403
9.4.2 Rate Laws
速率方程 404
9.4.3 Stoichiometry
化学计量关系 407
9.4.4 Mass Balances
物料衡算 413
9.4.5 Chemostats
恒化器 418
9.4.6 CSTR Bioreactor Operation
全混釜生物反应器操作 418
9.4.7 Washout
细胞洗脱 419
9.5 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 9 (AWFOS-S9 Process Safety Triangle)
安全案例9——过程安全三角形 422
9.5.1 Levels of the Process Safety Triangle
过程安全三角形的水平 422
9.5.2 Application to Process Safety
过程安全的应用 423
9.5.3 Examples of Process Safety Triangle
过程安全三角形的案例 424
第10章 CATALYSIS AND CATALYTIC REACTORS
催化和催化反应器 441
10.1 Catalysts
催化剂 441
10.1.1 Definitions
定义 442
10.1.2 Catalyst Properties
催化剂的性质 443
10.1.3 Catalytic Gas-Solid Interactions
气固相催化 445
10.1.4 Classification of Catalysts
催化剂的分类 446
10.2 Steps in a Catalytic Reaction
催化反应步骤 447
10.2.1 Mass Transfer Step 1: Diffusion from the Bulk to the External Surface of the Catalyst—An Overview
传质步：从主体相向催化剂外表面的扩散——概述 450
10.2.2 Mass Transfer Step 2: Internal Diffusion—An Overview
传质第二步：内扩散——概述 451
10.2.3 Adsorption Isotherms
吸附等温线 452
10.2.4 Surface Reaction
表面反应 458
10.2.5 Desorption
脱附 460
10.2.6 The Rate-Limiting Step
速率控制步骤 461
10.3 Synthesizing a Rate Law, Mechanism, and Rate-Limiting Step
速率方程、机理和速率控制步综合分析 463
10.3.1 Is the Adsorption of Cumene Rate-Limiting
异丙基苯吸附是速率控制步 466
10.3.2 Is the Surface Reaction Rate-Limiting
表面反应是速率控制步 470
10.3.3 Is the Desorption of Benzene the Rate-Limiting Step (RLS)
苯脱附是速率控制步 471
10.3.4 Summary of the Cumene Decomposition
异丙基苯分解总结 473
10.3.5 Reforming Catalysts
催化剂重整 474
10.3.6 Rate Laws Derived from the Pseudo-Steady-State Hypothesis (PSSH)
基于拟稳态假设（PSSH）的速率方程 478
10.3.7 Temperature Dependence of the Rate Law
速率方程的温度效应 479
10.4 Heterogeneous Data Analysis for Reactor Design
反应器设计的非均相数据分析 479
10.4.1 Deducing a Rate Law from the Experimental Data
基于实验数据推导速率方程 481
10.4.2 Finding a Mechanism Consistent with Experimental Observations
探寻与实验现象一致的机理 482
10.4.3 Evaluation of the Rate-Law Parameters
速率方程参数评价 484
10.4.4 Reactor Design
反应器设计 486
10.5 Reaction Engineering in Microelectronic Fabrication
微电子制造中的反应工程 490
10.5.1 Overview
概述 490
10.5.2 Chemical Vapor Deposition (CVD)
化学气相沉积（CVD） 490
10.6 Model Discrimination
模型辨别 493
10.7 Catalyst Deactivation
催化剂失活 496
10.7.1 Types of Catalyst Deactivation
催化剂失活的类型 498
10.7.2 Decay in Packed-Bed Reactors
填充床反应器中的失活 505
10.8 Reactors That Can Be Used to Help Offset Catalyst Decay
补偿催化剂失活效应的反应器 507
10.8.1 Temperature-Time Trajectories
温度-时间轨迹 508
10.8.2 Moving-Bed Reactors
移动床反应器 510
10.8.3 Straight-Through Transport Reactors (STTR)
直通输送反应器（STTR） 515
10.9 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 10 [AWFOS-S10 Exxon Mobil Torrance Refinery Explosion Involving a Straight-Through Transport Reactor (STTR)]
安全案例10——埃克森美孚托伦斯直通输送反应器引发的炼油厂爆炸 519
第11章 NONISOTHERMAL REACTOR DESIGN: THE STEADY-STATE ENERGY BALANCE AND ADIABATIC PFR APPLICATIONS
非等温反应器设计：稳态能量衡算和绝热平推流反应器应用 541
11.1 Rationale
基本原理 542
11.2 The Energy Balance
能量衡算 543
11.2.1 First Law of Thermodynamics
热力学定律 543
11.2.2 Evaluating the Work Term
评价做功项 544
11.2.3 Overview of Energy Balances
能量衡算概述 546
11.3 The User-Friendly Energy Balance Equations
用户友好的能量衡算方程 551
11.3.1 Dissecting the Steady-State Molar Flow Rates to Obtain the Heat of Reaction
解析稳态摩尔流率获得反应热的方法 551
11.3.2 Dissecting the Enthalpies
解析焓 553
11.3.3 Relating ?HRx (T), ?H°Rx (TR), and ?CP
关联?HRx (T)、?H°Rx (TR)和?CP 554
11.4 Adiabatic Operation = 0
绝热操作 = 0 557
11.4.1 Adiabatic Energy Balance
绝热能量衡算 557
11.4.2 Adiabatic Tubular Reactor
绝热管式反应器 558
11.5 Adiabatic Equilibrium Conversion
绝热平衡转化率 566
11.5.1 Equilibrium Conversion
平衡转化率 566
11.6 Reactor Staging with Interstage Cooling or Heating
带有级间冷却或加热的多级反应器 571
11.6.1 Exothermic Reactions
放热反应 571
11.6.2 Endothermic Reactions
吸热反应 571
11.7 Optimum Feed Temperature
进料温度 575
11.8 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 11(AWFOS-S11 Acronyms)
安全案例11——事故报告中的常见缩略词 579
第12章 STEADY-STATE NONISOTHERMAL REACTOR DESIGN:
FLOW REACTORS WITH HEAT EXCHANGE
稳态非等温反应器设计：带有换热的流动反应器 591
12.1 Steady-State Tubular Reactor with Heat Exchange
带有换热的稳态管式反应器 592
12.1.1 Deriving the Energy Balance for a PFR
推导平推流反应器的能量衡算方程 592
12.1.2 Applying the Algorithm to Flow Reactors with Heat Exchange
应用算法解析带有换热的流动反应器 594
12.2 Balance on the Heat-Transfer Fluid
换热流体能量衡算 595
12.2.1 Co-Current Flow
并流 595
12.2.2 Countercurrent Flow
逆流 597
12.3 Examples of the Algorithm for PFR/PBR Design with Heat Effects
带有热效应的平推流/填充床反应器算法案例 598
12.3.1 Applying the Algorithm to an Exothermic Reaction
应用算法解析放热反应 603
12.3.2 Applying the Algorithm to an Endothermic Reaction
应用算法解析吸热反应 610
12.4 CSTR with Heat Effects
带有热效应的全混釜（CSTR） 619
12.4.1 Heat Added to the Reactor
加入反应器的热量 620
12.5 Multiple Steady States (MSS)
多稳态（MSS） 630
12.5.1 Heat-Removed Term R (T)
热量移除项R (T) 632
12.5.2 Heat-Generated Term G (T)
热量产生项G (T) 633
12.5.3 Ignition-Extinction Curve
点火-熄火曲线 634
12.6 Nonisothermal Multiple Chemical Reactions
非等温复合反应 637
12.6.1 Energy Balance for Multiple Reactions in Plug-Flow Reactors
平推流反应器中复合反应的能量衡算 637
12.6.2 Energy Balance for Multiple Reactions in a CSTR
全混釜反应器中复合反应的能量衡算 642
12.6.3 Series Reactions in a CSTR
全混釜反应器中的连串反应 642
12.6.4 Complex Reactions in a PFR
平推流反应器中的复杂反应 645
12.7 Radial and Axial Temperature Variations in a Tubular Reactor
管式反应器中的径向和轴向温度变化 652
12.8 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 12(AWFOS-S12 Safety Statistics)
安全案例12——安全统计 652
12.8.1 The Process Safety Across the Chemical Engineering Curriculum Web site
与化学工程课程相关的过程安全 652
12.8.2 Safety Statistics
安全统计 653
12.8.3 Additional Resources CCPS and SAChE
其他资源CCPS和SAChE 654
第13章 UNSTEADY-STATE NONISOTHERMAL REACTOR DESIGN
非稳态非等温反应器设计 681
13.1 The Unsteady-State Energy Balance
非稳态能量衡算 682
13.2 Energy Balance on Batch Reactors (BRs)
间歇反应器的能量衡算 684
13.2.1 Adiabatic Operation of a Batch Reactor
间歇反应器的绝热操作 686
13.2.2 Case History of a Batch Reactor with Interrupted Isothermal Operation Causing a Runaway Reaction
中断等温操作产生失控反应的间歇反应器的案例历史 693
13.3 Batch and Semibatch Reactors with a Heat Exchanger
带有换热器的间歇和半间歇反应器 700
13.3.1 Startup of a CSTR
全混釜（CSTR）的启动 702
13.3.2 Semibatch Operation
半间歇操作 707
13.4 Nonisothermal Multiple Reactions
非等温复合反应 711
13.5 And Now... A Word from Our Sponsor—Safety 13(AWFOS-S13 Safety Analysis of the T2 Laboratories Incident)
安全案例13——T2实验室事故的安全分析 723
第14章 MASS TRANSFER LIMITATIONS IN REACTING SYSTEMS
反应系统的传质限制 739
14.1 Diffusion Fundamentals
扩散基础 740
14.1.1 Definitions
定义 741
14.1.2 Molar Flux WA
摩尔通量WA 742
14.1.3 Fick’s First Law
费克定律 743
14.2 Binary Diffusion
二元扩散 744
14.2.1 Evaluating the Molar Flux
评价摩尔通量 744
14.2.2 Diffusion and Convective Transport
扩散和对流输运 744
14.2.3 Boundary Conditions
边界条件 746
14.2.4 Temperature and Pressure Dependence of DAB
DAB的温度、压力效应 746
14.3 Modeling Diffusion with Chemical Reaction
带有化学反应的扩散模型 748
14.3.1 Diffusion through a Stagnant Film to a Particle
通过颗粒表面静止薄膜的扩散 748
14.4 The Mass Transfer Coefficient
传质系数 750
14.5 Mass Transfer to a Single Particle
向单一颗粒的传质 752
14.5.1 First-Order Rate Laws
一级速率方程 752
14.5.2 Limiting Regimes
限制方式 754
14.6 The Shrinking Core Model
缩核模型 758
14.6.1 Dust Explosions, Particle Dissolution, and Catalyst Regeneration
粉尘爆炸、颗粒溶解及催化剂再生 758
14.7 Mass Transfer-Limited Reactions in Packed Beds
填充床中的传质受限反应 763
14.8 Robert the Worrier
忧虑者Robert 766
14.9 What If …? (Parameter Sensitivity)
如果……会发生什么（参数敏感性） 770
14.10 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 14(AWFOS-S14 Sugar Dust Explosion)
安全案例14——糖粉尘爆炸 778
第15章 DIFFUSION AND REACTION
扩散和反应 791
15.1 Diffusion and Reactions in Homogeneous Systems
均相体系中的扩散和反应 792
15.2 Diffusion and Reactions in Spherical Catalyst Pellets
球形催化剂颗粒中的扩散和反应 793
15.2.1 Effective Diffusivity
有效扩散系数 793
15.2.2 Derivation of the Differential Equation Describing Diffusion and Reaction in a Single Spherical Catalyst Pellet
描述单个球形催化剂颗粒内扩散和反应的微分方程 795
15.2.3 Writing the Diffusion with the Catalytic Reaction Equation in Dimensionless Form
以无量纲形式表达催化反应方程的扩散 798
15.2.4 Solution to the Differential Equation for a First-Order Reaction
一级反应微分方程的解 801
15.3 The Internal Effectiveness Factor
内部效率因子 802
15.3.1 Isothermal First-Order Catalytic Reactions
等温一级催化反应 802
15.3.2 Effectiveness Factors with Volume Change with Reaction
存在体积变化的化学反应的效率因子 806
15.3.3 Internal-Diffusion-Limited Reactions Other Than First Order
非一级反应的内扩散控制 806
15.3.4 Weisz-Prater Criterion for Internal Diffusion Limitations
内扩散控制的Weisz-Prater准则 807
15.4 Falsified Kinetics
伪动力学 809
15.5 Overall Effectiveness Factor
总效率因子 811
15.6 Estimation of Diffusion- and Reaction-Limited Regimes
扩散-反应控制机理分析 816
15.6.1 Mears Criterion for External Diffusion Limitations
外扩散控制的Mears准则 816
15.7 Mass Transfer and Reaction in a Packed Bed
填充床中的传质和反应 817
15.8 Determination of Limiting Situations from Reaction-Rate Data
基于反应速率数据判断限制情况 823
15.9 Multiphase Reactors in the Professional Reference Shelf
专业参考书中的多相反应器 824
15.9.1 Slurry Reactors
浆态床反应器 825
15.9.2 Trickle Bed Reactors
滴流床反应器 826
15.10 Fluidized Bed Reactors
流化床反应器 826
15.11 Chemical Vapor Deposition (CVD)
化学气相沉积（CVD） 826
15.12 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 15(AWFOS-S15 Critical Thinking Questions Applied to Safety)
安全案例15——安全中的批判性问题 826
第16章 RESIDENCE TIME DISTRIBUTIONS OF CHEMICAL REACTORS
化学反应器的停留时间分布 843
16.1 General Considerations
总则 844
16.1.1 Residence Time Distribution (RTD) Function
停留时间分布（RTD）函数 845
16.2 Measurement of the RTD
RTD测量 846
16.2.1 Pulse Input Experiment
脉冲注入实验 847
16.2.2 Step Tracer Experiment
阶跃注入实验 852
16.3 Characteristics of the RTD
RTD的性质 853
16.3.1 Integral Relationships
积分关系 853
16.3.2 Mean Residence Time
平均停留时间 854
16.3.3 Other Moments of the RTD
RTD的其他阶矩估计 855
16.3.4 Normalized RTD Function E(?)
归一化的RTD函数E(?) 859
16.3.5 Internal-Age Distribution I(?)
内部年龄分布I(?) 859
16.4 RTD in Ideal Reactors
理想反应器的RTD 860
16.4.1 RTDs in Batch and Plug-Flow Reactors
间歇和平推流反应器中的RTD 860
16.4.2 Single-CSTR RTD
单个CSTR的RTD 861
16.4.3 Laminar-Flow Reactor (LFR)
层流反应器（LFR） 863
16.5 PFR/CSTR Series RTD
平推流/全混釜反应器串联的RTD 866
16.6 Diagnostics and Troubleshooting
诊断和调试 869
16.6.1 General Comments
一般性评价 869
16.6.2 Simple Diagnostics and Troubleshooting Using the RTD for Ideal Reactors
使用RTD对理想反应器进行简单的诊断和调试 870
16.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 16 (AWFOS-S16 Critical Thinking Actions)
安全案例16——批判性思维的执行 876
第17章 PREDICTING CONVERSION DIRECTLY FROM THE RESIDENCE TIME DISTRIBUTION
用RTD直接预测转化率 887
17.1 Modeling Nonideal Reactors Using the RTD
基于RTD建立非理想反应器模型 888
17.1.1 Modeling and Mixing Overview
模型和混合概述 888
17.1.2 Mixing
混合 888
17.2 Zero Adjustable Parameter Models
无可调参数模型 890
17.2.1 Segregation Model
离析流模型 890
17.2.2 Maximum Mixedness Model
混合模型 900
17.3 Using Software Packages Such as Polymath to Find Maximum Mixedness Conversion
使用Polymath软件包计算混合模型的转化率 907
17.3.1 Comparing Segregation and Maximum Mixedness Predictions
比较离析流模型和混合模型 909
17.4 Tanks-in-Series One Parameter Model n
多釜串联单参数模型n 910
17.4.1 Find the Number of T-I-S to Model the Real Reactor
用多釜串联个数建立实际反应器模型 911
17.4.2 Calculating Conversion for the T-I-S Model
计算多釜串联模型的转化率 912
17.4.3 Tanks-in-Series versus Segregation for a First-Order Reaction
对比一级反应的多釜串联和离析流模型 912
17.5 RTD and Multiple Reactions
RTD和复合反应 912
17.5.1 Segregation Model
离析流模型 912
17.5.2 Maximum Mixedness
混合 913
17.6 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 17 (AWFOS-S17 Brief Case History on an Air Preheater)
安全案例17——空气预热器的简要案例历史 917
第18章 MODELS FOR NONIDEAL REACTORS
非理想反应器模型 929
18.1 Some Guidelines for Developing Models
建模的规则 930
18.1.1 One-Parameter Models
单参数模型 932
18.1.2 Two-Parameter Models
双参数模型 932
18.2 Flow and Axial Dispersion of Inert Tracers in Isothermal Reactors
等温反应器中惰性示踪剂的流动和轴向扩散 933
18.2.1 Balances on Inert Tracers
惰性示踪剂物料衡算 933
18.2.2 Boundary Conditions for Flow and Reaction
流动和反应的边界条件 935
18.3 Flow, Reaction, and Axial Dispersion
流动、反应和轴向扩散 937
18.3.1 Balance Equations
衡算方程 937
18.3.2 Solution for a Closed-Closed System
封闭系统的解 938
18.4 Flow, Reaction, and Axial Dispersion in Isothermal Laminar-Flow Reactors and Finding Meno
等温层流反应器内的流动、反应和轴向扩散，寻找 Meno 941
18.4.1 Determine the Dispersion Coefficient (Da) and the Péclet Number (Per)
确定扩散系数（Da）和佩克莱数（Per） 941
18.4.2 Correlations for Da
Da的关联式 944
18.4.3 Dispersion in Packed Beds
填充床内的扩散 944
18.4.4 Experimental Determination of Da
实验方法测定Da 944
18.5 Tanks-in-Series Model versus Dispersion Model
比较多釜串联模型和扩散模型 951
18.6 Numerical Solutions to Flows with Dispersion and Reaction
带有扩散和反应的流动过程的数值解 952
18.7 Nonisothermal Flow with Radial and Axial Variations in a Tubular Reactor
管式反应器中带有径向、轴向变化的非等温流动 956
18.7.1 Molar Flux
摩尔通量 956
18.7.2 Energy Flux
能量通量 958
18.7.3 Energy Balance
能量衡算 958
18.8 Two-Parameter Models—Modeling Real Reactors with Combinations of Ideal Reactors
双参数模型——集成理想反应器的实际反应器模型 964
18.8.1 Real CSTR Modeled Using Bypassing and Dead Space
考虑短路和死区的实际连续搅拌釜反应器模型 965
18.8.2 Real CSTR Modeled as Two CSTRs with Interchange
带有交换的两个CSTR模拟实际连续搅拌釜反应器模型 968
18.8.3 Other Models of Nonideal Reactors Using CSTRs and PFRs
使用CSTR和PFR模拟实际反应器的其他案例 972
18.8.4 Applications to Pharmacokinetic Modeling
制药过程模型化的应用 973
18.9 And Now…A Word from Our Sponsor—Safety 18 [AWFOS-S18 An Algorithm for Management of Change (MoC)]
安全案例18——变更管理算法（MoC） 974
APPENDIX
附录 991
附录A NUMERICAL TECHNIQUES
数值技术 991
A.1 Useful Integrals in Chemical Reactor Design
化学反应器设计中的积分公式 991
A.2 Equal-Area Graphical Differentiation
等面积图示微分 992
A.3 Solutions to Differential Equations
微分方程的解 994
A.4 Numerical Evaluation of Integrals
积分的数值评价 995
A.5 Semi-Log Graphs
半对数图 997
A.6 Software Packages
软件包 997
附录B IDEAL GAS CONSTANT AND CONVERSION FACTORS
理想气体常数和转化因子 998
附录C THERMODYNAMIC RELATIONSHIPS INVOLVING THE EQUILIBRIUM CONSTANT
涉及平衡常数的热力学关系 1001
附录D SOFTWARE PACKAGES
软件包 1007
D.1 Polymath 1007
D.2 Wolfram 1008
D.3 Python 1009
D.4 MATLAB 1009
D.5 Excel 1009
D.6 COMSOL 1010
D.7 Aspen 1011
D.8 Visual Encyclopedia of Equipment—Reactors Section
设备的可视化百科全书——反应器部分 1011
D.9 Reactor Lab 1011
附录E RATE-LAW DATA
反应速率方程数据 1012
附录F NOMENCLATURE
符号表 1013
附录G OPEN-ENDED PROBLEMS
开放性问题 1016
G.1 Chem-E Car 1016
G.2 Effective Lubricant Design
有效润滑油设计 1016
G.3 Peach Bottom Nuclear Reactor
桃花谷核反应器 1016
G.4 Underground Wet Oxidation
地下湿式氧化 1017
G.5 Hydrodesulfurization Reactor Design
加氢脱硫反应器设计 1017
G.6 Continuous Bioprocessing
连续生物过程 1017
G.7 Methanol Synthesis
甲醇合成 1017
G.8 Cajun Seafood Gumbo
Cajun海鲜浓汤 1017
G.9 Alcohol Metabolism
酒精代谢 1018
G.10 Methanol Poisoning
甲醇中毒 1019
G.11 Safety
安全 1019
附录H USE OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY SOFTWARE PACKAGES
计算化学软件包的使用 1020
H.1 Computational Chemical Reaction Engineering
计算化学反应工程 1020
附录I HOW TO USE THE CRE WEB RESOURCES
如何使用CRE网络资源 1021
INDEX
电子索引
展开全部
化学反应工程原理((美)H. 斯科特·福格勒 )(第六版)(英文原版影印) 作者简介
H. Scott Fogler是密歇根大学安娜堡分校（University of Michigan in Ann Arbor）化学工程专业的Ame and Catherine Vennema和Arthur F. Thurnau教授。他被公认为2020年密歇根大学杰出教授，曾任美国化学工程师协会（AIChE）主席（2009年），该协会是一个拥有50000名成员的组织。他在伊利诺伊大学（University of Illinois）获得学士学位，在科罗拉多大学（University of Colorado）获得硕士和博士学位。他还编写了《化学反应工程精选》（第二版）（Essentials of Chemical Reaction Engineering），与Steven Leblanc和Benjamin Rizzo合著了《创新性问题解决方法》（第三版）（Strategies for Creative Problem Solving）。Fogler教授的研究领域包括多孔介质中的流动和反应、蜡和沥青质沉积、沥青质絮凝动力学、凝胶动力学、胶体现象和催化溶解。他曾担任49名博士生的导师，并在这些领域发表了250多篇论文。Fogler教授曾任ASEE化学工程部主席、美国化学工程师协会主席，并因其对化学工程教育的贡献而获得美国化学工程师协会颁发的Warren K. Lewis奖。他还获得了美国化学品制造商协会颁发的国家催化剂奖、化学研究委员会（CCR）颁发的2010年Malcom E. Pruitt奖，以及AIChE颁发的2019年Van Antwerpen奖。他被授予12项讲座学者荣誉职务，也是《能源与燃料》期刊的副主编。2016年4月15日，Scott接受了西班牙洛维拉·依维尔基里大学（Universitat Rovira i Virgili）荣誉博士学位。Dedicated toJanet Meadors FoglerFor her companionship, encouragement,sense of humor, love, and support throughout the years
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