《化学反应工程》第五版是《化学反应工程》第三版(面向21世纪课程教材)和第四版(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)的修订版,第五版是在第四版经兄弟学校教学使用五年的基础上,吸取兄弟学校的意见而修订的。
根据“面向21世纪‘化学工程与工艺’专业培养方案”的要求,化学工程与工艺专业力求培养基础厚、专业宽、能力强、素质高、具有创新精神的化工专业人才,本教材...
《化学反应工程》第五版是《化学反应工程》第三版(面向21世纪课程教材)和第四版(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)的修订版,第五版是在第四版经兄弟学校教学使用五年的基础上,吸取兄弟学校的意见而修订的。
根据“面向21世纪‘化学工程与工艺’专业培养方案”的要求,化学工程与工艺专业力求培养基础厚、专业宽、能力强、素质高、具有创新精神的化工专业人才,本教材正是按照这一培养目标编写的。
本书共分九章。全书的主线是化学反应与动量、质量、热量传递交互作用的共性归纳综合的宏观反应过程,以及反应装置的工程分析及设计。本书所讲述的化学反应工程属工程学科,用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题。化学反应工程的研究方法是应用理论推演和实验研究工业反应过程的规律而建立的数学模拟方法,结合工程实践的经验,应用于工程分析和设计,强调工程观念,提倡理论与实际的结合。对学生进行定量计算和设计能力的训练,提高学生分析问题和解决问题的能力及创新精神。
本书为高等学校化学工程与工艺专业教材,也可供有关研究、设计和生产单位工程技术人员参考。
本书主编朱炳辰先生于2009年1月15日去世,享年80岁。
朱炳辰先生1929年1月7日生于安徽省休宁市,1951年8月毕业于上海交通大学工学院化工系,并留校任教。1952年10月华东化工学院建校,他来到华东化工学院无机化工系工作,先后任助教、讲师、副教授、教授,长期担任无机物工学教研组、无机化工教研组主任,1986年起为博士生导师。1982年至1986年期间曾先后担任化工系副系主任和华东化工学院研究生处处长。从1981年起为华东化工学院第一、二、三、四、五届校学术委员会和学位委员会委员,1989年受聘为国家教委博士生导师通讯评议化学工程与工业化学专家组成员,1990年受聘为国家科学基金会“化学工程学科发展战略研究小组”成员。
朱炳辰先生忠诚党的教育事业,全身心培养学生,他为国家培养了一大批博士、硕士和英才,他的学生遍及祖国各地,不少人已成为企业领导,为国家做出重大贡献。他是学生心目中的好老师和好长辈。
朱炳辰先生是我国著名的化学反应工程学者、专家,在几十年的教学和科研工作中,他积极倡导并身体力行化学工程与化学工艺结合,理论与实践结合,将科研成果应用于化工生产企业。他勇于探索,注重实践,在化学与催化反应工程领域开展了大量的基础和应用。研究工作,成果丰硕。其中“径向流体分布研究”获1978年全国科学大会奖,“甲醇合成塔设计新方法”获1985年国家科技进步二等奖,“年产20万吨大型甲醇合成塔设计”获1997年上海市科技进步一等奖,“三相浆态床反应工程应用基础研究”获2002年上海市科技进步二等奖等。他的科研成果应用于生产企业后,取得了巨大经济效益和社会效益。
朱炳辰先生一生中撰写出版了多部著作,他于20世纪60年代合著的《无机物反应过程动力学》一书是我国早期系统介绍化学反应工程的专著。20世纪80年代,他主编的《无机化工反应工程》教材被数十所高校选用。他的专著《化学反应工程》(第四版)被评为国家“十一五”规划教材、全国精品教材。他的专著《催化反应工程》是全国研究生推荐教材。他还撰写合著了《甲醇工学》、《大型合成氨工艺过程分析》等著作。
朱炳辰先生生前的最后几年几乎将全部精力用于《化学反应工程》教材的编写上,在他去世的前几天还在酝酿《化学反应工程》第五版的修改方案,在书上标了许多修改记号。
《化学反应工程》已出了四版。第一版由化学工业出版社于1993年出版,获1996年全国高等学校化工类优秀教材二等奖和1998年化工科技进步三等奖。第二版由化学工业出版社于1998年出版,为上海普通高等学校“九五”重点教材,获1999年上海普通高等学校优秀教材一等奖。第三版经教育部化工类专业人才培养及课程内容体系改革的研究与实践项目组批准立项,由化学工业出版社于2001年出版,获2003年上海市优秀教材一等奖。第四版被列为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,由化学工业出版社于2007年出版,2008年被评为教育部精品教材。
《化学反应工程》第五版是《化学反应工程》第三版(面向21世纪课程教材)和第四版(普通高等教育“十一五”国家级规划教材,教育部精品教材)的修订版,第五版是在第四版经兄弟学校教学使用五年的基础上,吸取兄弟学校的意见而修订的。
根据“面向21世纪‘化学工程与工艺’专业培养方案”的要求,化学工程与工艺专业力求培养基础厚、专业宽、能力强、素质高、具有创新精神的化工专业人才,本教材正是按照这一培养目标编写的。正如朱炳辰先生在第四版前言所说:“全书的主线是化学反应与动量、质量、热量传递交互作用的共性归纳综合的宏观反应过程,以及反应装置的工程分析和设计。本书所讲述的化学反应工程属工程学科,用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题。化学反应工程的研究方法是应用理论推演和实验研究工业反应过程的规律而建立的数学模拟方法,结合工程实践的经验,应用于工程分析和设计,强调工程观念,提倡理论与实际的结合。对学生进行定量计算和设计能力的训练,培养学生分析问题和解决问题的能力及创新精神。”
《化学反应工程》第五版与第四版相比,加强了化学反应工程基本原理和通用反应工程的阐述,删去了聚合反应工程基础、生物反应工程基础和电化学反应工程基础三章,对其他各章也进行了适当的修改和删减。全书的篇幅相当于第四版的2/3左右。
本书共分九章。第一章在回顾物理化学、化工热力学等学科有关内容的基础上,讨论化学反应工程有关加压下非理想气体的反应热、化学平衡,并强调化学反应器的设计要以化学特性和生产工艺为基础。第二章至第九章以石油加工、石油化工、煤化工、非金属矿与金属矿的化学加工、化肥、基本无机及有机化工、精细化工等工业生产为背景,讨论工业生产中宏观反应过程的普遍规律。
本书第一至四版由我国化学工程与工艺学科著名学者浙江大学陈甘棠教授和华南理工大学黄仲涛教授审稿,两位教授对书稿严格把关,精心润色,提高了书稿的质量,深表感谢。华东理工大学顾其威教授对本书初稿提出许多宝贵建议,深表感谢。
本书由华东理工大学朱炳辰主编。各章执笔人为:绪论、第一章、第二章、第三章(部分)、第五章、第八章和第九章由朱炳辰编写;第三章(部分)及第四章由张濂编写;第六章由张成芳编写;第七章由房鼎业编写。《化学反应工程》第五版由房鼎业整理、统稿。
朱子彬、王辅臣、徐懋生、潘银珍、王弘轼、丁百全、姚佩芳、应卫勇、徐志刚、曹发海、陈闵松、何文军、高崇、李涛、甘霖、王存文、樊蓉蓉、倪燕惠等提供了相关资料和部分例题的编写及运算工作。第五版的书稿打印工作由胡智力完成。
这里,对《化学反应工程》第五版的教学理念、教学内容和教学方法提一些看法。
化学反应工程是化学工程与工艺专业的核心课程。化学工程作为一级工程技术学科就是要把化学实验室中的研究成果实现产业化,其关键就是进行科技成果的开发与放大工作。本课程的研究对象是化学反应过程和反应器,因此应向学生强调本课程是“反应工艺开发之斧,反应设备设计之模,反应过程放大之桥”。本教材在教学理念上重视如下三个结合。
① 化学工程与化学工艺相结合。化学反应工程的研究目的是实现工业反应过程与工业反应器的优化。化学工程着眼于反应过程与反应器中的传递过程,化学工艺着眼于反应过程与反应器中的化学反应,把两者结合起来才能有效地实现反应过程的开发放大与优化。
② 基本原理与反应器设计相结合。通过《化学反应工程》的学习,学生应掌握反应工程的基本原理,也要了解反应器的选型和设计。阐明原理是本课程的基础,讲述反应器数学模型是本课程的重点,两者必须很好地结合。基本原理中的化学动力学、返混、反应过程热量与质量传递、复合反应选择性与收率、反应器热稳定性等内容与间歇反应器、平推流反应器、全混流反应器的数学模型紧密结合进行教学。
③ 反应影响与传递影响相结合。工业反应过程中化学反应的影响与传递过程(动量传递、热量传递、质量传递)的影响是本教材的基本内容。反应的影响与传递的影响是有机联系的,两者对反应过程开发、反应器放大都起重要作用。在使用本教材时,阐述均相反应过程、气固相催化反应过程、气液相反应过程、流固相非催化反应过程时应处处向学生强调反应影响与传递影响的结合,并举出实例。
在使用本教材时,应将“方法论”作为教学重点。为使学生掌握化学反应工程的基本观点和工程方法,培养学生分析与解决工程问题的实际能力,在使用本教材时,应特别强调“方法论”教学,结合主讲教师的科研实践,列举化工过程开发中的实例,通过科学分析,工程思维和优化措施,解决工程实际问题。在使用本教材进行教学时,在阐述化学反应工程开发方法论时,向学生介绍“热力学与动力学相结合的研究方法”、“反应过程与传递过程相结合的分析方法”、“大型冷模与小型热模相结合的开发方法”、“数学模型与中间试验相结合的放大方法”,可增强学生分析问题和解决问题的能力。
由于朱炳辰先生已经去世,本书整理、统稿人的水平有限,书中存在错误和疏漏之处,敬请读者批评指正。
2011年5月