绪论 1
第一章 化学动力学 4
第一节 化学反应速率的表示方式 4
1-1 间歇系统 4
1-2 连续系统 5
第二节 动力学方程 9
1-3 动力学方程的表示方式 9
1-4 反应速率常数 11
1-5 动力学方程的转换 12
1-6 定容间歇反应器中动力学方程的积分式 16
1-8 最佳温度曲线 18
1-7 复合反应网络的集总动力学 18
第三节 气-固相催化反应动力学方程 21
1-9 固体催化剂 21
1-10 吸附等温方程 25
1-11 均匀表面吸附动力学方程 28
1-12 不均匀表面吸附动力学方程 30
参考文献 34
习题 35
第二章 理想流动与非理想流动反应器 37
第一节 流动模型概述 37
2-1 反应器中流体的流动模型 37
2-2 反应器设计的基本方程 40
第二节 理想流动反应器 41
2-3 间歇反应器 41
2-4 活塞流反应器 43
2-5 单级全混流反应器 46
2-6 多级全混流反应器的串联及优化 48
2-7 理想流动反应器的组合与反应体积比较 54
2-8 理想流动反应器中复合反应的选择性 60
2-9 全混流反应器的热稳定性 68
第三节 非理想流动反应器 72
2-10 逗留时间分布 72
2-11 逗留时间分布的实验测定 73
2-12 逗留时间分布的数字特征 76
2-13 几种流型的逗留时间分布函数与分布密度 79
2-14 实际流动反应器的计算 85
参考文献 88
习题 89
第三章 气-固相催化反应宏观动力学 93
第一节 气-固催化反应的宏观过程 93
3-1 气-固催化反应过程中反应组分的浓度分布 93
3-2 内扩散效率因子与宏观动力学方程 94
3-3 催化反应控制阶段的判别 95
第二节 催化剂颗粒内气体的扩散 96
3-4 催化剂中气体扩散的形式 96
3-5 气体中的分子扩散 97
3-6 Knudsen扩散系数 98
3-7 催化剂孔内组分的综合扩散系数 98
3-8 催化剂颗粒内组分的有效扩散系数 99
3-9 曲节因子的实验测定 100
第三节 内扩散效率因子 100
3-10 球形催化剂颗粒内组分浓度分布及温度分布的微分方程 100
3-11 等温催化剂一级反应内扩散效率因子的解析解 102
3-12 等温催化剂非一级反应内扩散效率因子的近似解 107
3-13 内扩散对复合反应选择性的影响 117
3-14 非等温球形催化剂一级不可逆反应的内扩散效率因子 118
3-15 活性组分不均匀分布的催化剂及异形催化剂 119
第四节 气-固相间热、质传递过程对催化反应速率的影响 120
参考文献 123
习题 124
第四章 气-固相催化反应器 125
第一节 概述 125
4-1 气-固相催化反应器的基本类型 125
4-2 基本设计原则 128
4-3 催化反应器的数学模型 129
第二节 固定床传递过程 130
4-4 固定床的径向传递过程 130
4-5 固定床径向有效导热系数和壁给热系数 131
4-6 固定床径向及轴向扩散 132
4-7 流体与颗粒外表面间的给热及传质系数 133
4-8 径向流动反应器中流体的分布 134
第三节 绝热式固定床催化反应器 137
4-9 单段绝热催化反应器 138
4-10 多段换热式催化反应器 141
第四节 连续换热式固定床催化反应器 150
4-11 内冷自热式 150
4-12 外冷列管式 153
4-13 外部供热管式 157
第五节 流化床催化反应器 157
4-14 气-固流化床的流动特性 158
4-15 流化床传热 162
4-16 流化床反应器的数学模型 164
第六节 催化反应器的热稳定性 168
参考文献 171
习题 172
第五章 流-固相非催化反应及反应器 173
第一节 流-固相非催化反应的模型 173
5-1 收缩未反应芯模型 173
5-2 整体反应模型 174
5-3 有限厚度反应区模型 175
5-4 微粒模型 175
5-7 宏观反应速率 176
第二节 粒径不变时缩芯模型的反应速率 176
5-5 单孔模型 176
5-6 破裂芯模型 176
5-8 气体滞流膜扩散控制 179
5-9 固相产物层内扩散控制 180
5-10 化学反应控制 180
第三节 颗粒缩小时缩芯模型的反应速率 182
5-11 气体滞流膜扩散控制 182
5-12 化学反应控制 183
5-13 宏观反应速率及控制阶段的判别 186
第四节 流-固相非催化反应器及其计算 188
5-14 流-固相非催化反应器 188
5-15 固体颗粒呈活塞流流动 191
5-16 固体颗粒呈全混流流动 192
参考文献 196
习题 196
第六章 气-液反应及反应器 198
第一节 气-液反应的平衡 198
6-1 气-液相平衡 198
6-2 溶液中气体溶解度的估算 200
6-3 带化学反应的气-液平衡 201
第二节 气-液反应历程 204
6-4 气-液相间物质传递 204
6-5 化学反应在相间传递中的作用 205
6-6 伴有化学反应的液相扩散过程 208
第三节 气-液反应动力学特征 208
6-7 一级不可逆反应 209
6-8 不可逆瞬间反应 211
6-9 二级不可逆反应 213
6-10 可逆反应 215
第四节 气-液反应器概述 218
6-11 工业生产对气-液反应器的要求 218
6-12 气-液反应器的形式和特点 219
第五节 鼓泡反应器 221
6-13 气泡塔的操作状态 222
6-14 鼓泡反应器的流体力学特征 223
6-15 鼓泡反应器的轴向混和 225
6-16 鼓泡反应器的传质、传热特性 226
6-17 鼓泡反应器的简化反应模型 227
第六节 搅拌鼓泡反应器 231
6-18 强制分散式搅拌鼓泡反应器 232
6-19 自吸式搅拌鼓故泡反应器 236
6-20 表面充气式搅拌反应器 237
6-21 反应器的热稳定性 239
第七节 填料反应器 240
6-22 填料特性和两相流动特征 241
6-24 填料塔的轴向混和 243
6-23 填料的润湿表面和传质系数 243
6-25 气-液接触有效表面 244
6-26 填料塔有效高度的计算 244
参考文献 248
习题 249
第七章 气-液-固三相反应及反应器 251
第一节 气-液-固三相反应器的类型及宏观反应动力学 251
7-1 气-液-固三相反应器的类型 251
7-2 气-液-固三相反应的宏观动力学 253
7-3 气、液并流通过固定床的流体力学 256
第二节 涓流床三相反应器 256
7-4 涓流床三相反应器中的传递过程 260
7-5 涓流床三相催化反应过程开发的研究 261
第三节 机械搅拌鼓泡悬浮式三相反应器 268
7-6 反应器中固体的悬浮 268
7-7 反应器中气-液相间传质 270
7-8 反应器中液-固相间传质 271
参考文献 272
习题 272
8-1 基本要求 273
8-2 活塞流等温积分反应器 273
第一节 气-固相催化反应动力学的实验研究装置 273
第八章 实验室反应器 273
8-3 活塞流等温直流微分反应器 274
8-4 无梯度反应器 275
第二节 流-固相非催化反应动力学的实验研究装置 277
8-5 搅拌槽式反应器 277
8-6 热天平 278
第三节 气-液反应的研究装置 278
8-7 搅拌反应器 279
8-8 湿壁塔 280
8-9 圆盘塔 281
8-10 鼓泡反应器 282
第四节 气-液-固三相涓流床催化反应动力学的研究装置 283
8-11 搅拌反应釜 283
8-12 涡轮转框反应器 284
8-13 外循环微分涓流床反应器 285
第五节 实验设计与数据处理 285
8-14 作图法 286
8-15 正交实验设计及参数估值 286
8-16 序贯实验设计 292
参考丈献 292
附录 294
一、加压下混合气体的粘度及导热系数 294
二、加压下混合气体的定压热容 297