绪论 1
1均相单一反应动力学和理想反应器 4
1.1基本概念和术语 4
1.1.1基本定义和术语 4
1.1.2化学反应式与化学反应计量方程 5
1.1.3反应程度 6
1.1.4转化率 6
1.1.5化学反应速率 7
1.1.6化学反应动力学方程 8
1.2建立动力学方程的方法 10
1.2.1积分法 10
1.2.2微分法 12
1.2.3最小方差分析法 13
1.3化学反应器设计基础 15
1.3.1反应器的分类 15
1.3.2反应器设计的基础方程 16
1.3.3几个时间概念 18
1.4等温条件下理想反应器的设计分析 19
1.4.1间歇操作的充分搅拌槽式反应器 19
1.4.2平推流反应器 24
1.4.3全混流反应器 30
1.5非等温条件下理想反应器的设计 34
1.5.1间歇反应器的热量衡算 34
1.5.2平推流反应器的热量衡算 36
1.5.3全混流反应器的热量衡算 36
归纳总结 37
深入讨论 39
习题 40

2复合反应与反应器选型43
2.1单一不可逆反应过程与反应器 46
2.1.1单一不可逆反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较 46
2.1.2理想流动反应器的组合 48
2.1.3不同型式反应器的组合 51
2.1.4循环反应器 52
2.2自催化反应特性与反应器选型 55
2.2.1自催化反应过程特性 55
2.2.2自催化反应过程反应器选型与组合 56
2.3可逆反应特性与反应器选型 57
2.3.1可逆反应过程特性 57
2.3.2可逆反应过程反应器选型与操作方式选择 61
2.4平行反应特性与反应器选型 62
2.4.1平行反应过程特性 62
2.4.2平行反应过程反应器选型与操作方式选择 64
2.5连串反应特性与反应器选型 67
2.5.1连串反应过程特性 67
2.5.2连串反应的反应器计算 69
归纳总结 71
深入讨论 73
习题 74

3非理想流动反应器77
3.1概述 77
3.1.1返混定义 77
3.1.2返混对反应过程的影响 78
3.1.3按返混程度对反应器的分类 78
3.2流体在反应器内的停留时间分布 78
3.2.1停留时间分布的定量描述 79
3.2.2停留时间分布规律的实验测定 81
3.2.3用对比时间作变量的停留时间分布 85
3.2.4两种理想反应器的停留时间分布规律 86
3.3非理想流动模型 88
3.3.1凝集流模型 89
3.3.2多级混合槽模型 90
3.3.3轴向扩散模型 93
3.3.4用模型法进行均相反应过程计算小结 99
归纳总结 100
深入讨论 103
习题 103

4气固相催化反应本征动力学105
4.1气固相催化过程 105
4.1.1催化过程及特征 105
4.1.2气固相催化反应速率表达 107
4.1.3气固相催化反应过程 108
4.2固体催化剂 109
4.2.1催化剂的组成和组分选择 109
4.2.2催化剂的制备 111
4.2.3固体催化剂的比表面积、孔体积和孔体积分布 112
4.3气固相催化反应本征动力学 115
4.3.1化学吸附与脱附 115
4.3.2表面化学反应 120
4.3.3反应本征动力学 121
4.4本征动力学方程的实验测定 126
4.4.1外扩散与内扩散影响的消除 126
4.4.2固定床积分反应器 127
4.4.3微分法及其实验装置 128
4.4.4循环反应器 128
4.4.5动力学模型建立概述 130
归纳总结 131
深入讨论 133
习题 134

5气固相催化反应宏观动力学136
5.1催化剂颗粒内气体扩散 136
5.1.1分子扩散 137
5.1.2克努森扩散 138
5.1.3综合扩散 138
5.1.4以颗粒为基准的有效扩散 139
5.2气固相催化等温反应的宏观动力学方程 140
5.2.1球形催化剂上等温反应宏观动力学方程 140
5.2.2其他形状催化剂的等温宏观动力学方程 145
5.3非等温过程的宏观动力学 148
5.3.1催化剂颗粒内部的温度分布规律 149
5.3.2非等温条件下的宏观动力学方程 150
5.3.3内扩散对单一反应过程的影响 151
5.3.4内扩散对复合反应选择性的影响 152
5.4流体与催化剂外表面间的传质和传热 153
5.4.1流体与催化剂颗粒外表面间的传质 154
5.4.2流体与催化剂颗粒外表面间的传热 156
5.5催化剂的失活 158
5.5.1失活现象 158
5.5.2失活反应动力学 159
5.5.3工业上处理失活问题的方法 160
归纳总结 161
习题 163

6气固相催化反应固定床反应器164
6.1流体在固定床内的传递特性 164
6.1.1流体在固定床内的流动特性 164
6.1.2固定床内径向传递 168
6.2固定床催化反应器的设计 169
6.2.1固定床催化反应器的特点及类型 169
6.2.2采用一维拟均相理想流动模型对反应器进行设计计算 172
6.3固定床反应器模型评述 182
6.3.1一维拟均相非理想流动模型 182
6.3.2二维拟均相模型 183
6.3.3非均相模型 184
归纳总结 185
习题 186

7气固相催化反应流化床反应器188
7.1流化床的基本概念 188
7.1.1流化床的基本概念 188
7.1.2散式流化和聚式流化 188
7.1.3浓相段和稀相段 189
7.1.4流态化的不正常现象 190
7.2流化床的工艺计算 190
7.2.1反应器内径的计算 191
7.2.2流化床反应器床高的确定 194
7.2.3流化床的热传递 195
7.3流化床内反应过程的计算 196
7.3.1床层中气泡行为 196
7.3.2流化床的鼓泡床模型 196
7.3.3反应过程的估算 197
归纳总结 201
习题 202

8气液相反应过程与反应器204
8.1概述 204
8.1.1气液反应的步骤 204
8.1.2气液反应过程的计算关系式 205
8.2气液反应动力学 206
8.2.1气液反应过程的基础方程 207
8.2.2极慢反应过程 209
8.2.3慢反应过程 209
8.2.4中速反应过程 210
8.2.5快反应过程 211
8.2.6瞬时反应过程 212
8.2.7气液反应过程的重要参数 213
8.3气液反应器 216
8.3.1工业上常用的气液反应器 216
8.3.2填料塔式反应器的计算 217
8.3.3鼓泡塔式反应器的计算 220
归纳总结 223
深入讨论 224
习题 224

9反应器的热稳定性和参数灵敏性226
9.1全混流反应器的热稳定性 226
9.1.1全混流反应器的热量衡算 226
9.1.2全混流反应器的定态 227
9.2管式反应器的热稳定性 229
9.2.1径向传热管式反应器的热量衡算方程 229
9.2.2管式反应器允许的最大温度差及允许管径 230
9.2.3管式反应器的热点 231
9.3反应器参数的灵敏性 232
9.3.1反应器的安全性 232
9.3.2反应器参数的灵敏性 233

参考文献236

符号表237