过程工程导论(马紫峰)

本书以全新的视角诠释了化工、冶金、生物制药、食品、环境保护和能源等过程工业的共性科学理论和技术特点，着重过程研究与开发的方法论教育。从“化学工程学”演变到“过程工程学”，反映了化学工程教育思想的转变，体现了多学科知识的融合与交叉。全书包括过程工程学的由来、过程开发的流程、过程工业的构成单元、过程工程分析与综合、过程工业概述、过程工程的技术经济分析和过程工程研究。本书概念论述清楚，简明扼要，通俗易懂；还设计了思考题，适合启发式教学和师生互动。本书配有免费的教学PPt，如有需要可发送邮件至cipedu@1 63．COm索要。
本书可作为高等院校本科生和研究生的通识教育课程教材。也可供从事过程工业分析与综合、过程开发、过程设计和决策咨询的专业技术人员参考。

3　过程工业构成单元
通常，过程工业流程包括化学反应过程与物理操作过程两大部分。构成化学反应过程的核心单元是催化剂和反应器；物理操作过程包括反应过程分析与控制、产物加工和分离、物料输送、能源供应等单元。本章对过程工业基本构成单元进行介绍。
　　3.1 催化剂
什么是催化剂?要理解催化剂的概念，首先需要了解“催化作用”的概念。早在几千年前，人类就利用催化作用加工食物，如利用酶素酿酒。现代催化科学研究是近200年的事。l836年，Berzelius经过多年的化学反应过程研究后认为，催化剂提供了一种特殊的能量从而影响反应物之间的作用力，并首次命名为“催化作用” （Catalysis）。1895年，0stwald提出“催化现象的本质在于某些物质具有特别强烈的加速那些没有它们参加时进行得很慢的反应过程的性能”。1981年，国际纯粹及应用化学协会（IU—PAC）对催化剂的定义为：催化剂是一种物质，它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化，本身在化学反应过程中不被明显地消耗。
　 催化剂基本特征是：
　 ①催化剂只能加速热力学上可行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。
　 ②催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）。
　 ③催化剂对反应具有选择性。
　 ④催化剂具有一定的寿命。
　 ⑤催化剂用量少且不消耗，但其组成、结构和纹理组织会发生变化。
　 催化剂的作用还表现在：催化剂能改变反应历程、可降低反应活化能、能加速正反应也能同时加速逆反应。催化作用通常是在一定温度下提高反应速率，或者是降低达到’给定速率所需要的反应温度。催化剂性能、催化剂表征和催化反应动力学是催化科学研究与应用中的三个基本概念。
　　3.1.1　催化剂组成与性能
一般催化剂包括三种组分：活性组分、载体和助催化剂。
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