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第1章 复杂化学反应体系的定量表征 1

1.1 反应体系的化学计量学分析 1

1.1.1 化学计量方程 2

1.1.2 独立反应和独立反应数 2

1.2 反应体系的化学平衡分析 6

1.2.1 化学平衡分析的意义 7

1.2.2 单一反应体系的化学平衡分析 7

1.2.3 复杂反应体系的化学平衡计算 11

1.3 反应动力学及其数学描述 14

1.3.1 表面催化反应概念的形成 14

1.3.2 表面催化反应动力学方程 16

1.3.3 两类反应动力学方程的评价 18

1.4 反应动力学的实验研究方法 19

1.4.1 反应动力学实验研究的决策 20

1.4.2 反应动力学实验研究结果的表达方式 21

1.4.3 实验反应器 22

1.4.4 实验的规划和设计 25

1.4.5 实验数据处理 26

1.4.6 序贯实验设计 31

参考文献 32

习题 33

第2章 理想均相反应器分析 35

2.1 理想间歇反应器 35

2.1.1 间歇反应器的物料衡算和能量衡算方程 35

2.1.2 末期动力学和配料比的影响 38

2.1.3 间歇反应器的最优反应时间 41

2.2 理想连续流动反应器 43

2.2.1 活塞流反应器 43

2.2.2 全混流反应器 49

2.3 全混流反应器的热稳定性 52

2.3.1 热稳定性的基本概念 52

2.3.2 全混流反应器热稳定性的定态分析 53

2.3.3 全混流反应器热稳定性的动态分析 56

2.3.4 全混流反应器的开车 63

参考文献 64

习题 64

第3章 化学反应器中的混合现象 68

3.1 宏观混合与微观混合 68

3.2 返混及其对反应的影响 69

3.2.1 理想流动反应器的比较 70

3.2.2 理想反应器的组合和操作方式的选择 72

3.3 非理想连续流动反应器 76

3.3.1 轴向扩散模型 76

3.3.2 轴向扩散系数的实验测量 78

3.3.3 多级全混釜串联模型 79

3.4 物系聚集状态对化学反应的影响 80

3.4.1 反应物系的混合状态 80

3.4.2 聚集状态对简单反应转化率的影响 82

3.4.3 聚集状态对串联反应选择性的影响 85

3.5 化学反应器的预混合问题 86

3.5.1 预混合对反应结果的影响 86

3.5.2 反应过程开发中混合方式的选择 86

3.6 混合对聚合反应器选型的影响 88

3.6.1 聚合反应的特点 88

3.6.2 返混对聚合物分子量分布的影响 89

3.6.3 微观混合对聚合物分子量分布的影响 90

参考文献 93

习题 93

第4章 外部传递过程对非均相催化反应的影响 96

4.1 非均相催化反应动力学的表达方式 96

4.2 外部传递过程的模型化 97

4.3 外部传递对反应结果的影响表征 98

4.3.1 等温外部效率因子 98

4.3.2 非等温外部效率因子 103

4.3.3 外部传递对复杂反应选择性的影响 105

4.3.4 外部传递引起的催化剂颗粒的多重定态 109

参考文献 110

习题 110

第5章 内部传递对气固相催化反应过程的影响 112

5.1 流体在多孔介质内的有效扩散系数 112

5.1.1 圆柱孔内的扩散系数 112

5.1.2 多孔催化剂中的气体有效扩散系数 115

5.2 内部传递对气固相催化反应过程的影响 116

5.2.1 等温条件下的内部效率因子 116

5.2.2 非等温条件下的内部效率因子 122

5.2.3 内部传递对复杂反应选择性的影响 125

5.2.4 催化剂的工程设计 127

5.3 外部传递和内部传递的综合影响 129

5.3.1 等温条件下的总效率因子 130

5.3.2 非等温条件下的总效率因子 131

5.3.3 反应相内外的温度梯度分布 132

5.4 流固相非催化反应过程 134

5.4.1 基本特征 135

5.4.2 一般模型 136

5.4.3 缩核模型 139

参考文献 145

习题 145

第6章 固定床反应器 148

6.1 固定床中的传递过程 148

6.1.1 床层空隙率分布与径向速度分布 148

6.1.2 固定床的压降 149

6.1.3 固定床反应器中的质量传递过程 150

6.1.4 固定床反应器中的热量传递过程 151

6.2 固定床反应器的数学模型 153

6.2.1 拟均相基本模型（A-Ⅰ） 154

6.2.2 拟均相轴向分散模型（A-Ⅱ） 155

6.2.3 拟均相二维模型（A-Ⅲ） 155

6.2.4 考虑颗粒界面梯度的活塞流非均相模型（B-Ⅰ） 157

6.2.5 考虑颗粒界面梯度和颗粒内梯度的活塞流非均相模型（B-Ⅱ） 157

6.2.6 非均相二维模型（B-Ⅲ） 158

6.3 拟均相一维模型的求解 159

6.3.1 常微分方程模型的求解 159

6.3.2 常微分方程初值问题 159

6.3.3 常微分方程两点边值问题 160

6.4 固定床反应器的热特性 163

6.4.1 绝热固定床反应器的多重定态和热稳定性 163

6.4.2 列管式固定床反应器的热稳定性 165

6.4.3 固定床反应器的整体稳定性 168

6.4.4 列管式固定床反应器的参数敏感性 168

6.4.5 自热式固定床反应器 169

参考文献 172

习题 173

第7章 流化床反应器 175

7.1 气固流态化现象 175

7.1.1 最小流化速度 176

7.1.2 颗粒的流化特性 178

7.2 流化床中的气泡模型 179

7.2.1 单气泡结构模型 179

7.2.2 气泡聚并与气泡群上升速度模型 182

7.3 流化床反应器的模型化 183

7.3.1 两相模型 183

7.3.2 三相模型 184

参考文献 191

习题 191

第8章 气液反应和反应器 193

8.1 气液吸收过程的物理模型 193

8.1.1 双膜理论的提出 193

8.1.2 双膜理论的数学描述 193

8.2 液膜内的气液反应过程模型 195

8.2.1 气液反应过程的基本方程 195

8.2.2 拟一级不可逆反应及反应增强因子 197

8.2.3 不可逆飞速反应 199

8.2.4 二级不可逆反应 201

8.3 气液相反应器的分类和选型 204

8.3.1 气液相反应器的分类 204

8.3.2 气液反应器的选型 206

8.4 气液相反应器的设计计算 208

8.4.1 填料塔的设计计算 208

8.4.2 鼓泡塔的设计计算 209

参考文献 214

习题 215

第9章 气液固三相反应器 217

9.1 气液固三相反应器的分类和选型 217

9.1.1 涓流床反应器 218

9.1.2 淤浆反应器 219

9.1.3 三相反应器的选型 219

9.2 气液固三相反应动力学 220

9.3 淤浆反应器模型化 221

9.4 涓流床反应器的模型化 225

9.5 涓流床反应器的设计与放大 227

9.5.1 液固接触效率 228

9.5.2 床层持液量 228

9.5.3 轴向扩散对床层高度的影响 229

参考文献 230

习题 230