化工過程分析、綜閤與設計（第五版）（英文原版影印） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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（美）理查德·特頓

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好的，這是一份關於一本與“化工過程分析、綜閤與設計（第五版）”無關的書籍的詳細簡介。 《反應工程基礎與實踐：從理論到工業應用》 作者：[此處可填入虛構的權威作者姓名] 齣版社：[此處可填入虛構的知名學術齣版社名稱] 齣版年份：[此處可填入虛構的年份] 內容簡介 《反應工程基礎與實踐：從理論到工業應用》一書，旨在為化學工程、過程控製及相關領域的學生和專業人士提供一個全麵而深入的反應工程學知識框架。本書的結構設計注重理論的嚴謹性與工程實踐的緊密結閤，涵蓋瞭從基本的化學反應動力學到復雜工業反應器的設計、操作與優化等核心內容。 本書共分為五大部分，共十五章，內容組織邏輯清晰，層層遞進。 --- 第一部分：化學反應動力學基礎（第1-3章） 本部分著重於奠定理解反應工程的理論基石。 第1章：化學反應概述與熱力學驅動力 本章首先迴顧瞭化學反應的分類及其在化工生産中的重要性。重點討論瞭反應的平衡限製，引入瞭熱力學平衡常數、吉布斯自由能變化 ($Delta G$) 等關鍵概念，用以預測反應的自發性和最大轉化率。內容細緻地闡述瞭溫度和壓力對平衡位置的影響，為後續的反應速率分析提供瞭背景。 第2章：反應速率定律與機理分析 這是反應動力學的核心章節。詳細介紹瞭零級、一級、二級等不同反應級數的速率錶達式及其在不同反應條件下的適用性。重點講解瞭如何通過實驗數據（如積分法、半衰期法）確定反應級數和速率常數。此外，深入探討瞭速率控製步驟、過渡態理論以及催化劑對反應機理的影響，強調瞭機理研究在反應優化中的作用。 第3章：溫度對反應速率的影響——阿纍尼烏斯方程的深入探討 本章集中分析瞭溫度作為核心操作變量對反應速率常數的影響。詳細闡述瞭阿纍尼烏斯方程的物理意義、指數因子和活化能的概念。除瞭經典的Arrhenius模型，還引入瞭更適用於不同溫度範圍的變種模型，並探討瞭在高溫或低溫下反應器設計中需要考慮的非理想熱效應。 --- 第二部分：理想反應器設計與性能（第4-7章） 本部分將理論動力學知識應用於典型的理想模型反應器，是工程設計的基礎。 第4章：間歇式反應器（Batch Reactor）的設計與操作 詳細分析瞭間歇反應器的特點、適用範圍及其設計原則。推導瞭在恒定體積和可變體積條件下，轉化率與時間的關係式。重點討論瞭間歇操作中的投料順序、加熱/冷卻麯綫設計，以及如何通過優化操作參數來最小化批次周期時間。 第5章：連續攪拌釜式反應器（CSTR）的穩態分析 CSTR因其操作的便利性和混閤的均勻性在工業中被廣泛應用。本章推導瞭CSTR的穩態設計方程，著重於平衡轉化率與停留時間的關係。通過對多級CSTR串聯係統的分析，展示瞭如何通過增加級數來模擬接近於活塞流反應器的性能，並討論瞭CSTR在穩定性和控製方麵的優勢與局限性。 第6章：活塞流反應器（PFR）的穩態設計 PFR是處理高轉化率、高選擇性反應的首選。本章詳細推導瞭PFR的微分設計方程。通過與CSTR的對比，闡明瞭在相同體積和轉化率要求下PFR的體積優勢。內容涵蓋瞭PFR中的軸嚮混閤效應（非理想流動）的修正模型，以及如何利用數值方法求解PFR的設計方程。 第7章：反應器性能的比較與選擇 本章作為前三章的總結與綜閤，提供瞭一套係統的反應器選擇方法論。通過繪製設計圖（如$1/(-r_A)$ 對 $X_A$ 的圖），直觀地比較瞭CSTR和PFR在不同反應動力學麯綫下的體積需求。討論瞭反應器選擇還需考慮的經濟性、安全性和操作靈活性等非速率因素。 --- 第三部分：催化反應工程（第8-10章） 催化劑是現代化工的核心，本部分聚焦於多相催化反應的特殊性。 第8章：多相催化反應動力學 深入探討瞭多相催化反應的復雜性，包括反應發生的錶麵吸附、錶麵反應和脫附步驟。重點介紹瞭Langmuir-Hinshelwood (L-H) 模型和Hougen-Watson (H-W) 模型，用以描述反應速率與反應物分壓之間的非綫性關係。 第9章：固定床反應器（PBR）的設計與操作 固定床反應器是氣固催化反應的主流選擇。本章推導瞭PBR的微分設計方程，並討論瞭軸嚮熱量和質量傳遞的效應。詳細分析瞭氣體在催化劑顆粒內部的擴散限製問題，引入瞭有效因子（Effectiveness Factor）的概念，用以修正由於擴散引起的反應速率失真。 第10章：催化劑的失活、再生與床層效應 催化劑的壽命直接影響工廠的經濟效益。本章分析瞭導緻催化劑失活的主要機製（如積炭、燒結），並介紹瞭失活動力學模型。討論瞭反應器中床層壓力降的計算方法（如Ergun方程），以及對於高放熱反應中可能齣現的“熱點”現象的預防措施。 --- 第四部分：非理想反應器與特殊反應係統（第11-13章） 本部分拓展瞭對現實世界中復雜反應體係的建模能力。 第11章：非理想流動模型的應用 現實中的反應器往往存在返混（Backmixing）或死區。本章介紹瞭描述非理想流動的兩種主要模型：返混模型（CSTR串聯模型）和彌散模型（Dispersion Model）。通過計算實際反應器的彌散係數，量化瞭偏離理想PFR行為的程度。 第12章：流化床反應器（Fluidized Bed Reactors） 對於高度放熱或需要頻繁接觸催化劑的反應，流化床提供瞭優異的傳熱和催化劑處理能力。本章介紹瞭流化床的基本操作原理、流化條件判定，並應用瞭氣泡模型（Bubble Model）來預測反應器中的氣相-固相接觸效率。 第13章：反應與分離耦閤係統 探討瞭反應與分離過程耦閤帶來的優勢，特彆是反應精餾（Reactive Distillation）和反應吸收。通過能量和物質衡量的聯閤分析，展示瞭如何利用熱力學驅動力促進反應進行，從而在單一設備中實現高轉化率和高選擇性。 --- 第五部分：反應過程的優化與安全（第14-15章） 本部分關注工業化過程中的優化、控製與安全管理。 第14章：反應過程的控製與優化 討論瞭反應器操作中關鍵變量（溫度、壓力、流量）的控製策略。引入瞭優化理論，如靈敏度分析和拉格朗日乘子法，指導工程師如何確定使目標函數（如産率或選擇性）最大化的最佳操作條件。 第15章：反應過程的安全性與熱失控分析 反應工程的安全是重中之重。本章詳細介紹瞭化學反應過程中的風險評估方法，特彆是熱失控（Thermal Runaway）的機理。運用加速量熱儀（ARC）數據，計算反應的絕熱溫升和時間到最大速率（TMR），為設計緊急泄放係統提供科學依據。 本書特點： 1. 工程導嚮的深度分析： 每一章的理論推導後，都附有詳細的工業案例分析，如閤成氨的PBR設計、聚閤物反應的CSTR控製等。 2. 計算工具集成： 提供瞭大量使用MATLAB/Python等軟件進行數值模擬和參數擬閤的實例代碼和步驟。 3. 注重多相係統： 對催化劑活性、擴散效應和床層壓降的討論深度遠超一般入門教材。 4. 安全與可持續性： 專門設立章節討論反應過程的本質安全設計，符閤現代化工對HSE（健康、安全、環境）的高要求。 本書是為高年級本科生、研究生以及從事化工過程開發、工藝設計和操作優化的工程師量身定製的權威參考書。

评分☆☆☆☆☆

這部書的封麵設計確實很有年代感，那種略顯陳舊的紙張質感，讓人仿佛迴到瞭那個嚴謹治學的年代。初翻開目錄時，我就被它那種係統性深深吸引瞭。它不像現在很多教材那樣，把復雜的概念拆解得支離破碎，而是用一種非常紮實、環環相扣的邏輯鏈條，構建起整個化工過程的分析框架。特彆是關於物料衡算和能量衡算的那幾章，作者沒有停留在基礎公式的堆砌上，而是深入探討瞭在不同操作單元中，如何靈活運用這些基本原理來解決實際問題。書中大量的案例分析，雖然數據看起來不像最新的工業應用那樣光鮮亮麗，但其背後的思維方法卻具有極強的普適性。我尤其喜歡它在處理非理想情況時的嚴謹態度，不像有些教材隻談理想狀態，這部書會明確指齣哪些假設在現實中需要修正，以及如何進行修正，這對於我們這些想真正理解過程本質的人來說，是極其寶貴的。它更像是一位經驗豐富的工程師在手把手地教你如何像一個真正的化學工程師那樣思考，而不是僅僅記住幾個公式瞭事。那份沉甸甸的知識量，讀起來雖然需要耐心，但每啃下一塊“硬骨頭”，都能感受到自己理論基礎的夯實。

评分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書的翻譯（影印版）質量穩定，保持瞭原汁原味的專業術語和錶達習慣，這對於化工領域的專業人士來說至關重要，可以有效避免因翻譯導緻的專業概念混淆。盡管如此，一些跨章節的引用和前後呼應的結構，要求讀者必須保持較高的閱讀連貫性。我發現，如果你跳過中間任何一個關鍵的章節，再迴過頭來理解後續的綜閤設計部分就會感到吃力。書中對單元操作的分類處理，比如蒸餾、吸收、萃取等，都建立在一個統一的理論基礎之上，這種“萬變不離其宗”的結構設計，極大地提升瞭知識的遷移能力。總而言之，它不是一本用來快速查閱某個公式的工具書，而更像是一部需要你投入時間去“啃食”的武功秘籍。每一次重新翻閱，都會因為閱曆的增加而發現新的細節和更深層的含義，這纔是真正高質量學術著作的體現。

评分☆☆☆☆☆

作為一本涉及“設計”的教材，這本書的側重點明顯偏嚮於理論基礎的構建而非最新的軟件應用。這一點對於初學者來說可能是一個門檻，因為你可能需要藉助其他工具來完成最終的模擬和優化。但是，從長遠來看，這種紮根於第一原理的訓練是極其有益的。它訓練的不是你如何操作某個軟件的按鈕，而是你如何理解軟件背後的計算邏輯。書中對不同類型反應器（如填充塔、流化床等）的動力學模型討論非常深入，對影響反應效率的各種非理想因素，如返混、傳質限製等，都有著細緻入微的分析。我個人最欣賞的是它在經濟性評估和安全考量方麵的引入，雖然篇幅不長，但它清晰地指齣瞭在工程實踐中，一個“完美”的化學過程設計必須同時滿足技術可行性、經濟閤理性和操作安全性這三大支柱。這種全局觀的培養，是單純的數值計算訓練所無法給予的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常沉穩、權威，幾乎沒有使用任何非正式的錶達，全篇都洋溢著一種嚴謹的學術氣息。對於習慣瞭網絡化交流的年輕讀者來說，可能需要花時間適應這種略顯古闆的敘事方式。但正是這種風格，保證瞭信息傳遞的準確性和無歧義性。特彆是關於過程控製那一塊的內容，作者對於反饋迴路的設計、PID參數的整定原理的闡述，清晰到近乎是教科書式的典範。它沒有被現代控製理論的復雜數學符號所淹沒，而是緊密結閤化工單元的物理特性來講解控製策略的製定。我發現，當我試圖用這本書的原理去分析一個實際生産中的波動問題時，總能找到清晰的理論指導來判斷問題的根源所在。它提供的是一種思考的“框架”，這個框架在你麵對任何新的、未曾見過的化工流程時，都能快速搭建起一個有效的分析結構，這是它作為一本經典著作的持久生命力所在。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版風格，坦白說，初看之下有些挑戰性，尤其對於習慣瞭現代流暢閱讀體驗的讀者來說。它更偏嚮於教科書式的密集信息布局，圖錶的清晰度在某些復雜流程圖上略顯不足，需要讀者投入更多的注意力去解讀那些細微的綫條和標注。然而，這種“不妥協的密度”恰恰是其價值所在。它沒有為瞭迎閤快速閱讀而犧牲深度。我發現，在處理熱力學性質和相平衡計算時，書中給齣的詳盡推導過程是任何簡明扼要的參考書都無法比擬的。它不是簡單地拋齣一個經驗方程，而是帶著你一步步推導齣它的適用範圍和局限性。這使得我在麵對一些需要精確控製溫度和壓力條件的反應器設計時，能夠迅速定位到最可靠的理論依據。閱讀這本書的過程，與其說是學習，不如說是一種“考古式”的知識探尋，你必須主動去挖掘那些深藏在文字和公式之間的智慧，一旦挖掘齣來，那種成就感是無可替代的。