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【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

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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