《化学反应工程》求取 ⇩

第一章 绪论1

1.1 化学反应工程学研究的内容1

1.2 化学反应工程学的研究方法2

1.3 化学反应工程学的发展概况5

1.4 化学反应器的分类5

1.4.1 按反应器内反应物料的相态分类6

1.4.2 按反应器的结构型式分类7

1.4.3 按反应器的操作方法分类10

1.4.4 其他分类方法11

第二章 化学反应动力学基础12

2.1 化学反应速率的工程表示12

2.1.1 间歇系统12

2.1.2 连续系统13

2.2 均相反应动力学17

2.2.1 等温恒容过程18

2.2.2 等温变容过程20

2.2.3 温度对反应速率的影响23

2.3.1 气-固催化反应25

2.3 气-固催化非均相反应动力学25

2.3.2 吸附等温方程26

2.4 气-固催化非均相反应动力学34

2.4.1 均匀表面吸附动力学方程34

2.4.2 非均匀表面吸附动力学方程40

2.4.3 气-固催化非均相反应动力学方程小结42

第三章 均相反应器44

3.1 反应器设计的基本内容与方法44

3.1.1 反应器设计的基本内容44

3.1.2 反应器设计的基本方法45

3.2 间歇釜式反应器47

3.2.1 特点47

3.2.2 反应时间和反应体积的计算48

3.2.3 反应器实际体积的计算50

3.2.4 间歇操作的最优反应时间52

3.2.5 非等温反应过程的计算54

3.3 活塞流反应器55

3.3.1 活塞流模型55

3.3.2 恒容过程的反应器体积计算56

3.3.3 变容过程的反应器体积计算59

3.3.4 非等温活塞流反应器的设计60

3.3.5 活塞流反应器的组合64

3.4 全混流反应器65

3.4.1 全混流模型65

3.4.2 设计方程式65

3.4.3 设计方程式的应用67

3.5.1 概述69

3.5.2 串联反应釜设计的基本方程式69

3.5 全混流反应器串联69

3.5.3 基本方程式的求解70

3.5.4 全混流反应器串联的最佳反应体积比74

3.6 反应器型式和操作方法的评选76

3.6.1 简单反应76

3.6.2 复杂反应81

3.7 反应器的热稳定性98

3.7.1 反应器热稳定性的意义98

3.7.2 全混流反应器的热平衡99

3.7.3 全混流反应器的热稳定条件100

3.7.4 最大允许的温度差102

3.7.5 操作条件对热稳定性的影响104

第四章 停留时间分布与反应器流动模型106

4.1 概述106

4.2 停留时间分布的定量描述107

4.2.1 停留时间分布密度函数107

4.2.2 停留时间分布函数108

4.2.3 用无因次时间表示停留时间分布函数108

4.3 停留时间分布的实验测定109

4.3.1 阶跃响应法109

4.3.2 脉冲响应法110

4.4 停留时间分布函数的主要特性113

4.4.1 平均停留时间113

4.4.2 停留时间分布的散度(方差)113

4.5 理想反应器的停留时间分布116

4.5.1 活塞流模型116

4.5.2 全混流模型116

4.6 非理想流动现象118

4.7 非理想流动模型简介120

4.7.1 离析流模型120

4.7.2 多釜串联模型122

4.7.3 轴向扩散模型124

第五章 气-固催化宏观反应动力学128

5.1 气-固催化反应历程及浓度分布128

5.1.1 气-固催化的反应历程128

5.1.2 催化剂颗粒内外反应物的浓度分布128

5.1.3 催化剂内扩散效率因子及宏观动力学方程130

5.2 催化剂颗粒内的气体扩散131

5.2.1 气体中的分子扩散131

5.2.3 颗粒微孔中气体组分的综合扩散系数132

5.2.2 Knudsen扩散132

5.2.4 催化剂颗粒内的有效扩散系数133

5.3 催化剂内扩散效率因子的分析及计算134

5.3.1 球形催化剂颗粒内A组分的物料衡算及热量衡算134

5.3.2 等温催化剂颗粒上一级反应内扩散效率因子的解析解137

5.3.3 等温非零级、一级反应的近似解141

5.3.4 催化剂颗粒粒度、反应温度及转化率对内扩散效率因子的影响142

5.4 外扩散对催化反应速率的影响143

6.1 固定床催化反应器的传递特性145

6.1.1 固定床及流体的流动特性145

第六章 固定床气-固催化反应器145

6.1.2 固定床中的传热149

6.2 最佳操作参数确定150

6.2.1 最佳温度操作曲线150

6.2.2 其他最佳参数确定153

6.3 气-固催化固定床反应器的基本类型及数学模型154

6.3.1 固定床催化反应器的基本类型154

6.3.2 气-固催化固定床反应器的数学模型156

6.4.1 单段绝热催化反应器158

6.4 绝热催化反应器的工艺计算158

6.4.2 多段换热式催化反应器164

6.5 连续换热固定床反应器167

第七章 流化床反应器169

7.1 概述169

7.2 流化床的结构与流化现象170

7.2.1 流化床的结构170

7.2.2 固化流态化现象171

7.3 流化床直径和高度的确定174

7.3.1 临界流化速度的计算174

7.3.3 操作流化速度的确定176

7.3.2 最大流化速度的计算176

7.3.4 流化床直径的确定179

7.3.5 流化床高度的确定179

7.4 流化床反应器的内部构件182

7.4.1 挡板与挡网183

7.4.2 流化床气体分布器185

7.4.3 气-固分离装置186

7.5 流化床反应器的传热187

7.5.2 床层与器壁或换热器表面的传热188

7.5.1 流化床反应器的传热过程分析188

7.6 流化床气-固动态及数学模型简介192

7.6.1 流化床中的气-固动态192

7.6.2 流化床反应器数学模型简介195

第八章 流-固相非催化反应动力学及反应器200

8.1 流-固相非催化反应及反应器200

8.2 流-固相非催化反应动力学201

8.2.1 收缩未反应芯模型201

8.2.2 粒径不变时缩芯模型的流-固相非催化反应动力学202

8.2.3 颗粒缩小时缩芯模型的流-固相非催化反应动力学209

8.2.4 缩芯模型控制阶段的判别210

8.3 流-固相非催化反应器设计213

8.3.1 气相浓度均一，固体呈活塞流流动213

8.3.2 气相浓度均一，固体呈全混流流动215

第九章 气-液反应与反应器218

9.1 气-液反应传质历程218

9.2 化学反应对气-液传质的影响219

9.2.1 化学反应可忽略的气-液反应过程220

9.2.2 液流主体中进行缓慢化学反应的气-液反应过程221

9.3 化学反应增强因子222

9.4 气-液反应宏观过程223

9.4.1 一级不可逆反应225

9.4.2 飞速不可逆反应229

9.4.3 二级不可逆反应230

9.4.4 一级可逆反应和飞速可逆反应232

9.5 气-液反应器235

9.5.1 填料塔式反应器237

9.5.2 鼓泡式反应器240

参考文献242