石油化工工艺工程师必读 第3册 化学反应器的计算和分析PDF电子书下载

目录 1

第1章 概论 1

1.1 化学计量关系 1

1.1.1 化学计量式 1

1.1.2 化学反应的转化率和反应程度 1

1.1.3 化学反应的收率和选择性 2

1.2 化学反应热 3

1.2.1 化学反应热的估算 3

1.2.2 化学反应热与反应温度的关系 4

1.3.1 化学平衡常数 7

1.3 化学平衡 7

1.3.2 平衡转化率 8

1.3.3 利用数据库估算平衡常数和平均转化率的源程序 9

习题 15

参考文献 16

第2章 均相反应动力学 17

2.1 化学反应速度 17

2.1.1 化学反应速度的表示方法 17

2.1.2 化学反应速度方程 17

2.2.2 二级反应 18

2.2.1 一级反应 18

2.2 等温恒容不可逆反应的动力学方程和其积分式 18

2.1.3 反应速度常数k与温度T的关系 18

2.3 等温恒容可逆反应的动力学方程及其积分式 19

2.3.1 一级反应 19

2.3.2 温度的影响 19

2.4 复合反应 20

2.4.1 平行反应 20

2.4.2 连串反应 21

2.5 等温变容过程 22

2.6.2 反应过程中先生成络合物 23

2.6.1 幂函数形式的反应速率式 23

2.6 均相催化反应 23

2.7 链式反应 25

2.7.1 丙烷（PrH）的氯化 25

2.7.2 游离基聚合 25

习题 26

参考文献 27

第3章 均相反应器 28

3.1 概述 28

3.2 间歇操作的搅拌釜反应器（简称间歇反应器） 28

3.2.1 搅拌釜式反应器 28

3.2.3 非恒温操作 30

3.2.2 恒温操作 30

3.3 管式反应器 34

3.3.1 描述过程的微分方程组 34

3.3.2 联解描述过程的微分方程组 36

3.4 连续搅拌釜反应器（CSTR） 43

3.4.1 单釜反应器 43

3.4.2 多釜（级）串联的反应器 45

3.5 m级串联全混釜与活塞流管式反应器在反应体积方面的比较 45

3.6 全混流反应器稳定操作的必要条件 46

3.7 设计示例 47

3.8.3 不同类型反应器串联 51

3.9 非理想流动 51

3.8.1 半间歇操作的搅拌釜 51

3.8.2 循环操作的反应器 51

3.8 其它类型或操作方式的反应器 51

3.9.1 停留时间分布 52

3.9.2 停留时间分布密度函数 53

3.9.3 停留时间分布密度函数曲线的应用 54

3.9.4 非理想反应器的流动模型 54

习题 55

附录 57

参考文献 60

4.1 概述 61

第4章 非均相催化反应动力学 61

4.2.1 物理吸附和化学吸附 63

4.2.2 吸附等温线方程 63

4.2 吸附 63

4.3 理想表面的催化动力学模型（LHHW或HW模型） 66

4.3.1 表面反应控制 66

4.3.2 化学吸附控制 67

4.3.3 化学脱附控制 67

4.4.1 幂函数型动力学方程 68

4.4.2 空速 68

4.4 其它形式的动力学方程式 68

4.3.4 ASPEN.PLUS采用的LHHW速率式 68

4.5 动力学方程参数的确定 69

4.6 催化剂的失活 70

4.6.1 物理失活 70

4.6.2 化学失活 70

4.6.3 活性下降（失活）的经验函数 71

4.7 用组分组处理复杂物系的反应 71

参考文献 72

第5章 多相催化反应过程中的传递过程 73

5.1 流体与催化剂外表面间的传质 73

5.2 流体与催化剂外表面间的传热 74

5.3 多孔催化剂内的传质——内扩散 75

5.4 多孔催化剂内传热 76

5.5 实验研究时应注意传递过程的影响 76

5.5.1 研究本征动力学的实验 76

5.5.2 宏观动力学实验 76

习题 77

附录 催化剂颗粒的形状和尺寸 78

参考文献 80

6.1.4 固定床反应器的分类 81

6.1.3 固定床反应器的优缺点 81

6.1.2 固定床的空隙率εb和轴向流速的径向分布 81

6.1.1 固定床反应器的结构 81

6.1 固定床反应器的简介 81

第6章 非均相反应器 81

6.1.5 固定床模型分类 84

6.2 单段绝热床反应器的计算 84

6.2.1 物料衡算 84

6.2.2 能量衡算 85

6.2.3 压力降 85

6.2.4 其它约束条件 86

6.3 多段绝热床 90

6.3.1 多段，段间换热式 91

6.4 换热式（列管式）固定床反应器的计算 92

6.3.2 多段，以冷原料作段间激冷剂 92

6.5 固定床的传热系数 95

6.6 固定床反应器的稳定性 96

6.6.1 热点、飞温 96

6.6.2 判断稳定性的准则 96

6.6.3 反常响应 97

6.7 拟均相二维模型的简介 98

6.7.1 微分方程组的建立 98

6.7.2 联解偏微分方程组 99

6.8 循环反应器 99

6.8.1 只有一个反应时（也可用有Nr个反应时的方法计算） 99

6.8.2 有个Nr个反应时 100

6.9 流化床反应器简介 101

6.9.1 工业应用 101

6.9.2 流化床模型 101

6.9.3 流化床设计要点 104

6.10 气-液-固三相反应器 105

6.10.1 滴流床反应器 105

6.10.2 气液向上并流的固定床反应器 106

6.10.3 浆态反应器 106

6.11 催化精馏 107

6.12.2 常用的反应器 108

6.12.1 气-液反应过程的实例 108

6.12 气-液反应过程的实例和反应器种类 108

6.13 双膜理论对气-液过程的分析 109

6.13.1 反应物和产物的浓度分布 109

6.13.2 反应的分类 109

6.14 气-液反应器的工艺计算 110

6.14.1 物料衡算 110

6.14.2 能量衡算 111

6.14.3 计算模型 111

习题 112

参考文献 114

第7章 化学反应器的优化、控制与安全 115

7.1 化学反应器的优化 115

7.1.1 优化的一般步骤 115

7.1.2 优化的目标和方法 115

7.1.3 优化变量 117

7.1.4 经济要求对优化设计和操作的影响 117

7.2 反应器的控制系统 119

7.2.1 对控制系统的要求 119

7.2.2 控制进料流率 119

7.2.3 反应器的温度控制 119

7.3.1 爆炸 120

7.3 反应器灾害性事故的预防 120

7.3.2 失控 121

7.3.3 安全措施 121

7.3.4 几起事故的讨论 121

参考文献 122

第8章 化工过程计算软件包 123

8.1 软件包的安装、运行和主菜单的打开 123

8.1.1 安装 123

8.1.2 运行 123

8.1.3 主菜单的打开 124

8.2 物性计算 124

8.2.1 基础数据库 125

8.2.2 估算纯物质的性质 126

8.2.3 估算混合物的性质 127

8.2.4 石油馏分性质估算 127

8.3 反应器计算软件 127

8.3.1 程序说明 128

8.3.2 输入动力学方程 128

8.3.3 已知条件的输入 129

8.3.4 开始计算 133

8.3.5 显示或打印计算结果 133

8.3.6 退出软件 134

附录 化工过程计算软件中的624种物质 135