化学反应工程例题与习题PDF电子书下载

1.1 物料衡算 1

1.1.1 概念 1

1.1.2 例题 1

［例1.1］甲醇(CH30H)合成反应物料衡算 1

第1章 化学动力学 1

［例1.2］连串-平行反应物料衡算 2

1.1.3 习题 3

1.2 反应速率与动力学方程 7

［例1.3］等温间歇反应器反应时间与转化率的关系 8

1.2.1 概念 8

1.2.2 例题 8

［例1.4］等温间歇反应器反应时间与反应物浓度的关系 9

1.2.3 习题 9

1.3 气-固相催化反应动力学 20

1.3.1 概念 20

1.3.2 例题 21

［例1.5］催化反应机理与动力学方程 21

［例1.6］均匀表面吸附动力学方程 22

1.3.3 习题 23

［例1.7］不均匀表面吸附动力学方程 23

第1章 习题答案 25

第2章 理想流动与非理想流动反应器 29

2.1 活塞流反应器与全混流反应器 29

2.1.1 概念 29

2.1.2 例题 30

［例2.1］PFR的操作特点 30

［例2.2］CSTR的操作特点 31

［例2.3］由实验数据设计工业反应器体积 32

［例2.4］间歇反应器的操作优化 33

［例2.5］在PFR与CSTR中进行可逆反应 35

［例2.6］串联GSTR的反应体积 36

［例2.7］PFR与CSTR的体积比较 37

［例2.8］变摩尔反应的动力学方程推导 39

［例2.9］PFR中进行变摩尔反应 40

［例2.10］PFR与CSTR的串联 42

［例2.11］在流动循环反应器中进行自催化反应 43

［例2.12］CSTR的操作优化 45

2.1.3 习题 47

2.2 平行反应与串联反应的选择率 58

2.2.1 概念 58

［例2.13］平行-串联反应的最佳操作方式 59

2.2.2 例题 59

［例2.14］平行反应主产物出口最大浓度 60

［例2.15］平行反应主产物产量最大时的温度 61

［例2.16］平行反应主产物的最大收率 62

［例2.18］串联反应分析 62

［例2.17］PFR与CSTR中平行反应最大收率 63

［例2.19］平行-串联反应的最佳反应时间 65

2.2.3 习题 67

2.3 逗留时间分布与非理想流动反应器 78

2.3.1 概念 78

［例2.20］由逗留时间分布计算反应转化率 79

2.3.2 例题 79

［例2.21］多级全混流模型计算实际反应器的转化率 80

2.3.3 习题 81

2.4 反应器热稳定性 88

2.4.1 概念 88

2.4.2 例题 88

［例2.22］CSTR中的多重定态 88

2.4.3 习题 91

第2章 习题答案 92

［例3.1］反应物组分在催化剂内部与气膜中的浓度分布 99

3.1.2 例题 99

3.1 气-固相催化反应宏观过程 99

3.1.1 概念 99

第3章 气-固相催化反应宏观动力学 99

［例3.2］催化剂颗粒内有效扩散系数的计算 100

［例3.3］实验测定催化剂颗粒的有效扩散系数和曲节因子 101

3.1.3 习题 103

3.2.1 概念 105

3.2 内、外扩散对宏观速率的影响 106

3.2.2 例题 106

［例3.4］消除内扩散影响的催化剂粒径确定 106

［例3.5］粒度和空隙率对催化剂内扩散效率因子的影响 107

［例3.6］催化剂内扩散与外扩散效率因子 108

［例3.7］定量计算内、外扩散影响 109

3.2.3 习题 110

第3章 习题答案 119

第4章 气-固相催化反应器 122

4.1 概述 122

4.1.1 概念 122

4.1.2 例题 122

［例4.1］可逆放热反应的最佳温度曲线 122

4.1.3 习题 124

4.2.1 概念 127

4.2 固定床传递过程 127

4.2.2 例题 128

［例4.2］固定床对壁的给热系数a1 128

［例4.3］固定床有效导热系数λ?，与壁膜给热系数aw 128

4.2.3 习题 129

4.3 固定床催化反应器 130

4.2.1 概念 130

4.3.2 例题 132

［例4.4］绝热催化床体积计算 132

［例4.5］多段绝热固定床催化反应器设计 136

［例4.6］连续换热式固定床催化反应器设计 137

4.3.3 习题 143

4.4 流化床催化反应器 150

4.4.1 概念 150

4.4.2 例题 150

［例4.7］流化床与换热元件间的传热系数 150

［例4.8］流化床反应器的计算 151

4.4.3 习题 154

第4章 习题答案 156

5.1.1 概念 158

5.1 流-固相非催化反应积学缩芯模型 158

第5章 流-固相非催化反应动力学与反应器 158

5.1.2 例题 159

［例5.1］流-固相非催化反应控制步骤的确定 159

［例5.2］流-固相非催化反应的完全反应时间 160

［例5.3］流-固相非催化反应转化率与反应时间的关系 161

［例5.4］在确定反应控制步骤的基础上计算反应时间 162

5.1.3 习题 163

5.2 流-固相非催化反应器 167

5.2.1 概念 167

［例5.5］固体颗粒呈活塞流动时，转化率与反应时间的关系 168

5.2.2 例题 168

［例5.6］固体颗粒呈全混流时，转化率与反应时间的关系 169

5.2.3 习题 170

第5章 习题答案 173

第6章 气-液相反应动力学与反应器 175

6.1 伴有化学反应的气-液相平衡 175

6.1.1 概念 175

6.1.2 例题 175

［例6.1］化学吸收(吸收组分与溶剂中活性组分作用)的平衡吸收能力 175

［例6.2］化学吸收(被吸收组分在溶液中离解)的平衡吸收能力 175

6.2 气-液相反应动力学 176

6.2.1 概念 176

6.1.3 习题 176

6.2.2 例题 177

［例6.3］拟一级快反应的吸收速率 177

［例6.4］储液量大的拟一级慢反应的吸收速率 178

［例6.5］储液量小的拟一级漫反应的吸收速率 178

［例6.6］不可逆瞬间反应的吸收速率 179

［例6.7］二级不可逆反应的吸收速率 179

6.2.3 习题 180

［例6.8］气膜控制时化学吸收的塔高 182

6.3.2 例题 182

6.3.1 概念 182

6.3 气液反应器 182

［例6.9］快速拟乙级不可逆化学吸收的塔高 183

［例6.10］二级不可逆反应化学吸收的塔高 184

6.3.3 习题 187

第6章 习题答案 189

第7章 气-液-固三相反应及反应器 190

7.1 气-液-固三相反应动力学 190

7.1.1 概念 190

7.1.2 例题 190

［例7.1］等温涓流床中气-液-固三相反应宏观反应速率 190

［例7.2］等温涓流床床层高度 192

7.2 气-液-固三相反应器 193

7.2.1 概念 193

7.1.3 习题 193

7.2.2 例题 194

［例7.3］涓流床中动持液量的计算 194

［例8.1］用循环流动反应器进行动力学研究 195

8.1 实验室反应器 195

8.1.1 概念 195

8.1.2 例题 195

［例8.2］工业粒度催化剂动力学研究中内扩散影响 196

第8章 实验室反应器 196

8.1.3 习题 197

8.2 动力学模型的参数估值 200

8.2.1 概念 200

8.2.2 例题 200

［例8.3］用等温间歇反应器实验求取动力学方程 200

［例8.4］用等温PFR实验求取动力学方程 202

［例8.5］用CSTR实验求取动力学方程 203

［例8.6］双曲型动力学方程的参数估值 205

［例8.7］幂函数型动力学方程的参数估值 206

8.2.3 习题 209

第8章 习题答案 211