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第一章 化学反应体系特征分析 1

第一节 化学反应体系的计量学 1

一、化学计量方程 1

二、复合反应的独立反应数 2

三、复杂反应体系的物料衡算 4

四、复杂反应体系化学计量学分析应用举例 7

第二节 反应体系的化学平衡 8

一、单一反应体系的化学平衡 9

二、复杂反应体系的化学平衡 10

第三节 化学动力学 13

一、反应速率的定义及定义表达式 13

二、均相反应动力学 14

三、气固相催化反应本征动力学 15

第四节 工程应用反应动力学实验研究 19

一、实验研究的基本要求 19

二、实验用反应器 20

三、实验规划与设计 22

四、实验数据处理 24

五、序贯实验设计 25

第五节 单分子可逆反应网络的动力学分析 25

一、Wei-Prater方法 25

二、单分子可逆反应体系的矩阵描述及几何意义 26

三、速率常数矩阵的特征方向、特征向量 27

四、特征根的确定和反应速率常数的计算 29

第六节 复杂反应体系的集总动力学模型 33

一、概况 33

二、催化裂化集总动力学模型 33

三、集总方法的理论分析 37

四、实际集总的一般原则 41

第二章 流动模型 45

第一节 宏观混合与反应器流型的描述 45

一、混合与分类 45

二、物料的停留时间分布与流动模型的描述 47

三、两种理想流动模型 47

四、停留时间分布函数和分布密度函数 48

五、理想反应器的停留时间分布 48

六、非理想反应器流动模型 49

第二节 返混对反应的影响 53

一、理想流动反应器比较 53

二、反应器的组合和操作方法的选择 56

第三节 微观混合状态及对反应的影响 67

一、微观混合和微观混合态 67

二、微观混合状态对简单反应的影响分析 68

三、不同微观混合态下反应器设计计算 68

四、混合态对复杂反应选择性的影响 71

第四节 反应器内的预混合 74

一、预混合对复杂反应的影响 75

二、预混合对特殊结构材料的影响 77

三、预混合对聚合反应的影响 78

第三章 气液相反应及反应器 86

第一节 气液反应的传质模型 86

一、双膜模型 86

二、溶质渗透模型 88

三、表面更新模型 89

第二节 气液反应宏观动力学 90

一、扩散-反应方程 90

二、一级不可逆反应的宏观动力学 91

三、不可逆瞬间反应 94

四、二级不可逆快反应 96

五、一级可逆反应 99

六、瞬间可逆反应 102

七、平行反应和连串反应 103

第三节 气-液反应器概述 111

一、工业生产对气-液反应器的要求 111

二、气液反应器分类 111

三、气液反应器的选型 112

第四节 鼓泡反应器 114

一、流体力学 115

二、鼓泡塔的轴向混合 116

三、鼓泡反应器的传递特性 116

四、鼓泡反应器设计 117

第五节 搅拌鼓泡反应器 122

一、强制分散式搅拌鼓泡反应器 122

二、自吸式搅拌鼓泡反应器 129

三、搅拌鼓泡槽式反应器的设计 130

第六节 填料反应器 131

一、填料特性和填料反应器流体力学特性 131

二、填料塔的传质 139

三、填料塔中流体的混合 141

四、填料塔计算 142

五、填料塔新技术-超重力技术 144

第四章 气固相反应和反应器 150

第一节 概述 150

一、非均相反应过程和特征 150

二、非均相反应过程的处理方法 150

第二节 本征动力学与表观动力学 151

第三节 外部传递对气固相催化反应过程的影响 152

一、等温外部效率因子 152

二、非等温外部效率因子 154

三、外部传递对复杂反应选择性的影响 157

第四节 内部传递对气固相催化反应过程的影响 159

一、概述 159

二、等温内扩散效率因子 160

三、非等温内扩散效率因子 170

第五节 外部传递和内部传递的综合影响 172

一、等温条件下的总效率因子 172

二、非等温条件下的总效率因子 174

三、反应相内外的温度梯度分布 175

第六节 固定床反应器 177

一、固定床反应器类型简介 177

二、固定床反应器的数学模型 179

三、绝热式固定床反应器 184

四、列管式固定床反应器 190

五、固定床催化反应器的设计 191

第五章 流固相非催化反应及反应器 197

第一节 概述 197

一、流固相非催化反应分类 197

二、流固相非催化反应模型 198

第二节 流固非催化反应的颗粒宏观动力学 201

一、缩芯模型颗粒动力学 201

二、整体反应模型 209

三、非等温颗粒内的反应 213

第三节 流固相非催化反应器及其计算 214

一、流固相非催化反应器 214

二、流固相非催化反应器的计算 216

第四节 微波技术在流固相反应工程中的应用 223

一、微波与物质作用简介 223

二、微波诱导催化反应 225

三、微波在多相非催化反应中的作用 226

第六章 气-液-固反应及反应器 233

第一节 概述 233

一、气-液-固反应类型 233

二、气-液-固反应器类型 236

三、气-液-固反应过程研究所涉及的模型和参数 239

第二节 气-液-固反应的宏观动力学 240

一、气-液-固催化反应动力学 240

二、气-液-固非催化反应动力学 245

第三节 滴流床反应器 251

一、滴流床的流体力学 252

二、滴流床中的传递过程 254

三、反应器模型与计算 256

第四节 固定床鼓泡反应器 262

一、流体力学 262

二、固定床鼓泡反应器的传质过程 263

三、固定床鼓泡反应器模型 264

第五节 气-液-固三相浆式反应器 266

一、流体力学 267

二、传递过程 273

三、反应器模型 277

第七章 化学反应器的热稳定性和参数灵敏性 286

第一节 概述 286

第二节 全混流反应器的热稳定性 286

一、全混流反应器的多重定态 286

二、全混流反应器定态操作的条件 287

三、操作条件对稳定性的影响 288

四、全混流反应器热稳定性的动态分析 289

第三节 固定床反应器的热稳定性 293

一、固定床反应器的局部热稳定性 293

二、固定床反应器的整体热稳定性 298

第四节 固定床反应器的参数敏感性 299

参考文献 303