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绪论 1

第1章　化学反应动力学 5

1.1　均相反应动力学 5

1.1.1　化学反应速率 5

1.1.2　反应速率方程式 7

1.1.3　阿伦尼乌斯方程 10

1.1.4　复杂反应系统的反应速率 13

1.1.5　反应机理与速率方程 16

1.1.6　反应速率方程的积分形式 17

1.2　气固催化反应动力学 21

1.2.1　固体催化剂 21

1.2.2　固体催化剂的孔结构 23

1.2.3　气固催化反应的特征 25

1.2.4　化学吸附 26

1.2.5　表面催化反应速率 29

习题 34

第2章　反应器内流体流动与混合 37

2.1　三种典型反应器 38

2.2　典型反应过程的反应器体积计算 41

2.2.1　反应器计算的基本方程 41

2.2.2　间歇过程 42

2.2.3　平推流反应器 42

2.2.4　全混流反应器 44

2.2.5　多釜串联的全混流反应器 45

2.2.6　循环操作的平推流反应器 46

2.3　流动模型与反应器推动力、反应选择性 47

2.3.1　流动模型与反应器推动力 48

2.3.2　流动模型与反应选择性 57

2.4　非理想流动 65

2.4.1　停留时间分布 66

2.4.2　理想流动的停留时间分布 67

2.4.3　非理想流动的停留时间分布 72

2.4.4　停留时间分布的实验测定 76

2.4.5　停留时间分布的特征 81

2.4.6　停留时间分布函数与反应器模型 87

习题 102

第3章　非均相反应与传递 108

3.1　气固催化反应过程的控制步骤和速率方程 109

3.2　气体与催化剂外表面间的传质和传热 113

3.2.1　传质和传热速率 113

3.2.2　颗粒表面滞流层传递对气固催化反应过程的影响 115

3.3　气体在催化剂颗粒内的扩散 118

3.3.1　孔内扩散 118

3.3.2　粒内扩散 122

3.4　内扩散过程与化学反应 124

3.4.1　等温情况下催化剂颗粒内反应的有效因子 124

3.4.2　非等温催化剂的效率因子 132

3.4.3　内扩散对气固催化反应过程的影响 133

3.4.4　内外扩散影响分析 136

3.5　气固催化反应过程的数据处理 138

3.5.1　实验室反应器 138

3.5.2　气固催化反应动力学模型的建立 144

3.6　流固非催化反应 145

3.6.1　流固非催化反应模型 146

3.6.2　缩芯模型 146

3.7　流体-流体反应 155

3.7.1　无化学反应时两相流体间的传质 155

3.7.2　气液反应宏观动力学 157

习题 164

第4章　非等温反应器设计 168

4.1　反应器能量平衡 169

4.1.1　反应系统能量 172

4.1.2　热量交换速率 172

4.1.3　功耗 173

4.1.4　摩尔流率 173

4.1.5　热焓 174

4.1.6　反应热的计算 175

4.2　稳态连续流动反应器能量衡算 176

4.2.1　全混流反应器 179

4.2.2　绝热管式反应器 183

4.2.3　换热式管式反应器 188

4.3　平衡转化率 190

习题 195

第5章　气固催化反应器 198

5.1　固定床反应器设计基础 199

5.1.1　固定床内的传递现象 199

5.1.2　固定床反应器的数学模型 210

5.2　绝热固定床反应器 215

5.2.1　气固催化反应的最佳操作温度 216

5.2.2　单段绝热固定床反应器 218

5.2.3　多段绝热固定床反应器 220

5.3　换热固定床反应器 233

5.4　流化床反应器 236

5.4.1　流化床反应器设计基础 237

5.4.2　流化床中的质、热传递 244

5.4.3　流化床反应器数学模型及设计计算 246

5.5　移动床反应器 252

习题 254

第6章　反应器的稳定性 258

6.1　全混流反应器的热稳定性 259

6.1.1　全混流反应器的多重定态 259

6.1.2　定态点的稳定性分析 261

6.1.3　操作参数对多重定态的影响 262

6.1.4　线性微分方程的稳定性 265

6.1.5　全混流反应器的瞬态特性 268

6.2　颗粒催化剂的稳定性 273

6.2.1　单颗粒催化剂的多重定态 274

6.2.2　单颗粒催化剂的稳定性 275

6.3　固定床催化反应器的稳定性 277

第7章　其他反应过程 280

7.1　聚合反应过程 280

7.1.1 自由基聚合步骤 281

7.1.2　聚合反应器 286

7.2　生物反应过程 290

7.2.1　酶反应基础 291

7.2.2　Michaelis-Menten型酶反应与间歇反应器设计 295

7.2.3　细胞发酵及反应器 296

7.3　气液固三相催化反应器 306

7.3.1　浆态反应器 306

7.3.2　滴流床反应器 310

参考文献 313