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目录 1

绪论 1

第一章　多重反应动力学 1

第一节　可逆单分子系统多重反应动力学 2

一、三组元可逆单分子系统 2

二、特征方向法 4

三、丁烯异构化反应动力学实例 10

第二节 含有不可逆反应步骤的单分子系统多重反应动力学 15

一、与可逆系统的比较 16

二、用虚拟直线反应轨迹求特征向量 17

三、用正交关系求特征向量 18

四、特征根比λi/λr的求取 19

五、含有不可逆反应步骤单分子系统实例 19

第三节　等时间法测定速率常数 25

一、等时间法的理论基础 25

二、等时间法的可行性 27

三、己烷异构化反应网络动力学模型的建立 29

第四节　催化裂化动力学模型 30

一、催化裂化的化学反应 31

二、催化裂化反应的热力学和动力学特征 33

三、催化裂化三集总动力学模型 36

四、催化裂化十集总动力学模型 42

第五节　催化裂化十一集总动力学模型的开发和应用 52

一、模型的建立 52

二、工业应用软件的开发和验证 54

三、模型的工业应用 58

一、集总理论分析 62

第六节 多重反应体系的集总理论和原则 62

二、实际集总的一般原则 69

参考文献 70

第二章　催化剂失活反应动力学 73

第一节　催化剂失活原因 74

一、中毒引起的失活 74

二、结焦和堵塞引起的失活 76

三、烧结和热失活（固态变换） 77

第二节 失活动力学方程和不同失活机理的动力学方程 78

一、催化剂失活动力学方程 79

二、不同机理的失活表达式 81

三、分离失活动力学表达式 83

第三节 各种催化剂活性曲线和活性关联式 85

一、各种催化剂活性曲线 85

二、各种活性关联式 90

第四节 实验设计和失活动力学方程的求取 91

一、实验设计及步骤 91

二、实验装置及失活动力学方程的求取〔7〕 92

第五节 典型过程——催化裂化过程失活分析 98

第六节 毒物化学吸附在催化剂表层上的失活过程分析 106

参考文献 116

第三章　催化反应器设计概论 119

第一节 催化反应器的基本类型及基本设计原则 119

一、催化反应器的基本类型 119

二、合成氨工业中的催化反应器 120

三、炼油工业中的催化反应器 130

四、基本有机化学工业中的催化反应器 139

一、基本设计原则 143

第二节　催化反应器的基础数学模型和基本计算方法 143

二、基础数学模型 144

三、基本计算方程 145

第三节　催化反应器的操作参数 147

一、气-固相催化反应的最佳反应温度 147

二、温度对多重反应收率及选择率的影响 153

三、其它最佳操作参数 156

四、催化剂的形状、尺寸和反应混合物的质量流速 162

参考文献 163

一、绝热温升 165

第四章　多段绝热式催化反应器 165

第一节 绝热催化床反应体积的计算 165

二、催化剂的相对活性校正系数 166

三、绝热催化床活塞流一维模型 167

四、单段绝热催化床的最佳进口温度 172

第二节 多段换热式催化反应器及其优化 173

一、多段换热式催化反应器的特征 174

二、多段间接换热式各段始末温度及转化率的优化设计 177

三、多段冷激式反应器各段始末温度及转化率和段间冷激气量的优化设计 184

四、多段球形催化床甲醇合成反应器的非均相数学模型及优化设计 187

五、吸热反应的多段绝热催化反应器 194

参考文献 197

第五章　连续换热式催化反应器 199

第一节 自热式连续换热催化反应器 199

一、自热式连续换热催化反应器的冷管结构及传热能力分析 199

二、连续换热催化床的一维模型 202

三、连续换热式氨合成反应器的自热平衡 213

一、管式催化反应器的特征 217

第二节　管式连续换热催化反应器 217

二、连续换热管式催化反应器的催化床一维模型 219

三、管式反应器的工程分析 219

四、强放热多重反应的温度控制 223

第三节 连续换热式催化床的二维模型 224

一、偏微分方程组数学模型的建立 224

二、偏微分方程化为差分方程用数值积分法求解 226

三、正交配置法求解 229

第四节　管式催化床流体力学及传热 237

一、管式催化床流体力学 238

二、管式催化床的传热参数 239

第六章　径向反应器和轴径向二维流动反应器 241

第一节　径向反应器的流体均布 241

一、流体径向流动的流体力学问题 241

二、径向流体分布的形式和分布器的开孔设计 245

第二节　轴径向反应器的流体二维流动 253

一、轴径向床中的流体二维流动 254

二、轴径向床中流体二维流流动模型 257

参考文献 264

第七章　气-液-固三相反应及反应器 265

第一节 气-液-固三相反应器的类型及宏观动力学 265

一、气-液-固三相反应器的类型 265

二、气-液-固三相反应器的应用 269

三、气-液-固三相反应的宏观动力学 269

第二节　涓流床三相反应器 272

一、气、液并流向下通过固定床的流体力学 272

二、涓流床三相反应器中的传递过程 273

三、涓流床三相催化反应过程开发研究 275

一、机械搅拌鼓泡悬浮式三相反应器的主要型式 279

第三节 机械搅拌鼓泡悬浮式三相反应器 279

二、反应器中固体的悬浮 280

三、机械搅拌反应器中三相床甲醇合成 281

第四节 淤浆床鼓泡反应器 285

一、淤浆床鼓泡反应器的流体力学 285

二、淤浆床鼓泡反应器中的传递过程 291

第五节 气液并流向上三相流化床反应器 295

一、气-液并流向上三相流化床流体力学 295

二、并流向上三相流化床中的传递过程 297

第六节 三相悬浮床中的相混合 299

一、三相流化床中的相混合 299

二、三相淤浆鼓泡床、三相淤浆携带床及二相气-液鼓泡床中的液相和气相混合 301

第七节 压力对三相悬浮床反应器操作性能的影响 303

一、压力及气体密度对气-液鼓泡床流体力学的影响 303

二、压力及气体密度对气-液传质系数的影响 304

三、压力对气-液鼓泡床液相轴向返混的影响 305

第八节 气-液-固三相悬浮床反应器的数学模型 305

一、实验装置及实验数据 306

二、数学模型的简化假定及模型方程 308

参考文献 310

第八章　催化反应过程进展 315

第一节 强制振荡非定态周期操作催化反应过程 315

一、强制周期操作 315

二、流向周期变换操作 315

三、循环流化床反应器 315

第二节　催化-吸收耦联 317

第三节　催化-吸附耦联 317

第五节　催化-蒸馏 318

第四节　催化-催化耦联 318

第六节　膜催化 320

一、烃类脱氢反应 321

二、烃类加氢反应 321

三、烃类氧化反应 321

四、CO水蒸气变换反应 321

第七节 超临界化学反应 322

一、超临界流体作为反应介质所具有如下优良特性 322

二、在超临界流体中化学反应的特点 322

参考文献 323