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第一章 化学反应体系特征分析1

第一节 化学反应体系的计量学1

一、化学计量方程1

二、复合反应的独立反应数2

三、复杂反应体系的物料衡算4

四、复杂反应体系化学计量学分析应用举例7

第二节 反应体系的化学平衡8

一、单一反应体系的化学平衡9

二、复杂反应体系的化学平衡10

第三节 化学动力学13

一、反应速率的定义及定义表达式13

二、均相反应动力学14

三、气固相催化反应本征动力学15

第四节 工程应用反应动力学实验研究19

一、实验研究的基本要求19

二、实验用反应器20

三、实验规划与设计22

四、实验数据处理24

五、序贯实验设计25

第五节 单分子可逆反应网络的动力学分析25

一、Wei-Prater方法25

二、单分子可逆反应体系的矩阵描述及几何意义26

三、速率常数矩阵的特征方向、特征向量27

四、特征根的确定和反应速率常数的计算29

第六节 复杂反应体系的集总动力学模型33

一、概况33

二、催化裂化集总动力学模型33

三、集总方法的理论分析37

四、实际集总的一般原则41

第二章 流动模型45

第一节 宏观混合与反应器流型的描述45

一、混合与分类45

二、物料的停留时间分布与流动模型的描述47

三、两种理想流动模型47

四、停留时间分布函数和分布密度函数48

五、理想反应器的停留时间分布48

六、非理想反应器流动模型49

第二节 返混对反应的影响53

一、理想流动反应器比较53

二、反应器的组合和操作方法的选择56

第三节 微观混合状态及对反应的影响67

一、微观混合和微观混合态67

二、微观混合状态对简单反应的影响分析68

三、不同微观混合态下反应器设计计算68

四、混合态对复杂反应选择性的影响71

第四节 反应器内的预混合74

一、预混合对复杂反应的影响75

二、预混合对特殊结构材料的影响77

三、预混合对聚合反应的影响78

第三章 气液相反应及反应器86

第一节 气液反应的传质模型86

一、双膜模型86

二、溶质渗透模型88

三、表面更新模型89

第二节 气液反应宏观动力学90

一、扩散-反应方程90

二、一级不可逆反应的宏观动力学91

三、不可逆瞬间反应94

四、二级不可逆快反应96

五、一级可逆反应99

六、瞬间可逆反应102

七、平行反应和连串反应103

第三节 气-液反应器概述111

一、工业生产对气-液反应器的要求111

二、气液反应器分类111

三、气液反应器的选型112

第四节 鼓泡反应器114

一、流体力学115

二、鼓泡塔的轴向混合116

三、鼓泡反应器的传递特性116

四、鼓泡反应器设计117

第五节 搅拌鼓泡反应器122

一、强制分散式搅拌鼓泡反应器122

二、自吸式搅拌鼓泡反应器129

三、搅拌鼓泡槽式反应器的设计130

第六节 填料反应器131

一、填料特性和填料反应器流体力学特性131

二、填料塔的传质139

三、填料塔中流体的混合141

四、填料塔计算142

五、填料塔新技术-超重力技术144

第四章 气固相反应和反应器150

第一节 概述150

一、非均相反应过程和特征150

二、非均相反应过程的处理方法150

第二节 本征动力学与表观动力学151

第三节 外部传递对气固相催化反应过程的影响152

一、等温外部效率因子152

二、非等温外部效率因子154

三、外部传递对复杂反应选择性的影响157

第四节 内部传递对气固相催化反应过程的影响159

一、概述159

二、等温内扩散效率因子160

三、非等温内扩散效率因子170

第五节 外部传递和内部传递的综合影响172

一、等温条件下的总效率因子172

二、非等温条件下的总效率因子174

三、反应相内外的温度梯度分布175

第六节 固定床反应器177

一、固定床反应器类型简介177

二、固定床反应器的数学模型179

三、绝热式固定床反应器184

四、列管式固定床反应器190

五、固定床催化反应器的设计191

第五章 流固相非催化反应及反应器197

第一节 概述197

一、流固相非催化反应分类197

二、流固相非催化反应模型198

第二节 流固非催化反应的颗粒宏观动力学201

一、缩芯模型颗粒动力学201

二、整体反应模型209

三、非等温颗粒内的反应213

第三节 流固相非催化反应器及其计算214

一、流固相非催化反应器214

二、流固相非催化反应器的计算216

第四节 微波技术在流固相反应工程中的应用223

一、微波与物质作用简介223

二、微波诱导催化反应225

三、微波在多相非催化反应中的作用226

第六章 气-液-固反应及反应器233

第一节 概述233

一、气-液-固反应类型233

二、气-液-固反应器类型236

三、气-液-固反应过程研究所涉及的模型和参数239

第二节 气-液-固反应的宏观动力学240

一、气-液-固催化反应动力学240

二、气-液-固非催化反应动力学245

第三节 滴流床反应器251

一、滴流床的流体力学252

二、滴流床中的传递过程254

三、反应器模型与计算256

第四节 固定床鼓泡反应器262

一、流体力学262

二、固定床鼓泡反应器的传质过程263

三、固定床鼓泡反应器模型264

第五节 气-液-固三相浆式反应器266

一、流体力学267

二、传递过程273

三、反应器模型277

第七章 化学反应器的热稳定性和参数灵敏性286

第一节 概述286

第二节 全混流反应器的热稳定性286

一、全混流反应器的多重定态286

二、全混流反应器定态操作的条件287

三、操作条件对稳定性的影响288

四、全混流反应器热稳定性的动态分析289

第三节 固定床反应器的热稳定性293

一、固定床反应器的局部热稳定性293

二、固定床反应器的整体热稳定性298

第四节 固定床反应器的参数敏感性299

参考文献303