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第1章绪论 1

1.1催化与国民经济 2

1.2催化反应过程 3

1.3催化反应工程与节能减排和环境保护 4

1.4催化反应工程的主要内容 5

1.5催化反应器的分类 8

参考文献 10

第2章 催化反应速率方程 11

2.1化学动力学基础 11

2.1.1速率定律和化学计量式 11

2.1.2反应速率方程和反应速率常数 13

2.1.3化学计量式 14

2.1.4带相变的反应 17

2.2实验室催化反应器 17

2.2.1引言 17

2.2.2实验室反应器的分类 18

2.2.3实验室反应器选择的要素 22

2.2.4催化反应本征动力学研究实验室反应器选择的实际准则 23

2.2.5常用实验室催化反应器 24

2.2.6实验室催化反应器小结 28

2.3催化反应动力学数据的测量和加工 29

2.3.1引言 29

2.3.2本征动力学数据的测量 31

2.3.3把C-t （W/F）数据转化为γ-C数据的常用方法 34

2.4催化反应速率方程的建立 38

2.4.1引言 38

2.4.2速率控制步骤和准稳态假设 40

2.4.3指数律动力学方程 41

2.4.4 Langmuir-Hinshelwood动力学模型 41

2.4.5氧化还原机理和动力学 43

2.4.6复杂反应体系的动力学 43

2.4.7催化反应网络 44

2.4.8速率方程中参数的计算 48

2.5催化反应速率方程建立的例子 55

2.5.1第一类例子：用两步机理获得动力学方程 55

2.5.2反应级数和速率常数的确定 58

2.5.3速率方程中参数的计算——乙醇脱氢 63

2.5.4第三类例子：综合性例子 67

2.6催化剂失活动力学 77

2.6.1引言 77

2.6.2催化剂失活的物理化学 77

2.6.3催化剂失活动力学 77

2.6.4温度-时间轨线 83

2.6.5失活对催化剂性能的影响 84

2.6.6失活反应级数的确定 85

参考文献 88

第3章 催化过程中的传递及其与反应间的相互作用 89

3.1传递过程的基本规律 89

3.1.1基本定律 89

3.1.2传递参数 90

3.1.3气体中的扩散系数 95

3.1.4液体中的扩散系数 96

3.2多孔催化剂中的扩散 97

3.2.1大孔中的扩散 97

3.2.2细孔中的扩散 98

3.2.3表面扩散 98

3.2.4微孔中的流动 100

3.2.5分子筛中的扩散 100

3.3多孔固体中扩散系数测量的实验方法 102

3.3.1 Wicke-Kallenbach法 102

3.3.2吸附速率测量法 103

3.3.3色谱测量法 105

3.3.4示踪剂交换法 109

3.3.5核磁共振（NMR）法 109

3.3.6单粒子反应器法 111

3.3.7液体扩散系数的测量方法 112

3.4流固间的传质和传热系数的实验关联 114

3.4.1外扩散阻力 114

3.4.2传质系数和传热系数 115

3.4.3流固间的传质和传热关联 117

3.4.4填料床层中的压力降 119

3.4.5填料床层中的轴向扩散 121

3.4.6与床层壁间的传热 122

3.5多孔催化剂中的扩散和反应 123

3.5.1引言 123

3.5.2等温球形催化剂颗粒中的扩散和反应 123

3.5.3等温反应催化剂粒子的效率因子 125

3.5.4非等温反应效率因子 126

3.5.5扩散限制反应的一些特征 127

3.5.6总效率因子 128

3.5.7催化剂颗粒中的多稳态现象 129

3.5.8例子 132

3.6三相催化反应动力学和反应器效率 141

3.6.1引言 141

3.6.2三相体系的催化反应动力学 142

3.6.3三相反应体系本征动力学数据的分析 143

3.6.4总效率因子 147

3.6.5零级反应 153

3.6.6可逆反应 156

3.6.7两个反应物都是限制速率情形的分析 157

3.6.8反应器效率 160

参考文献 167

第4章 等温催化反应器设计 169

4.1概述 169

4.1.1引言 169

4.1.2催化反应器设计的一般方法 170

4.1.3反应器中的物料平衡和设计方程 170

4.2等温反应器设计 172

4.2.1等温反应器设计结构 172

4.2.2间歇反应器的设计 172

4.2.3管式反应器设计 180

4.2.4压力降 183

4.2.5可逆反应 191

4.2.6反应器的非稳态操作 193

4.2.7例子 197

4.2.8反应分离 202

参考文献 202

第5章 非等温催化反应器设计 204

5.1设计原理和操作 204

5.1.1能量平衡 204

5.1.2稳态下的非等温连续流动催化反应器 210

5.1.3平衡转化 223

5.1.4非稳态操作 227

5.1.5非绝热操作：二氧化硫氧化 232

5.1.6多稳态 240

5.2复杂反应体系分析 250

5.2.1在平行反应中希望产物最大化 251

5.2.2串联反应希望产品最大化 255

5.2.3复杂反应中用转化率表示的化学计量式 256

5.2.4使用转化率表示的另一种处理方法 260

5.2.5小结 267

5.2.6非等温化学反应 268

5.3非理想反应器分析 269

5.3.1基本思路 269

5.3.2单参数模型 270

5.3.3两参数模型 278

5.3.4检验模型和确定模型参数 280

5.3.5使用CSTR和PFR组合描述非理想反应器的其他模型 284

5.3.6小结 284

参考文献 288