反应动力学的实验研究方法
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D n y j 1 y j 2
2
因此进行n+1次实验，要选择最大的格点，使两个模型最大 限度的离散。
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
4
模型优选及参数估值
模型优化方法
①作图法：将数学模型设法线性化，通过作图考察加工过的实验 点是否形成一直线，根据直线斜率及截距求取待估参数。 特点：简单直观，但实验工作量较大，精确度不高，难以在 数目众多的模型中进行优选，需要辅之以回归分析。 ②回归法——分为线性回归和非线性回归。 特点：实验工作量小，精度高，一次可在众多模型中选出最 佳模型，估算出多达5-6个参数值。但计算过程复杂而不直观。
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
若一个自变量，在预定范围内，取3个点称之为3个水平，做 三次实验。
若有四个自变量A、B、C、D，每个因子仍各取4个水平，则在
操作平面上，需做44=256个实验，以均衡考察因子A、B、C、D
对y的影响。
由此可见，析因实验设计简单直观，但也有缺点——工作量 十分巨大。
n1 n2 n3 n4 =k1PA PB P C P D (1 )
给出模型的雏形后，产物的影响再行计入进行检验。
2
动力学模型的设定
半经验的动力学模型的简化：根据文献的信息和一些必要的辅助 实验，可有效的对模型进行简化。 Example：捷姆金通过对文献信息的分析开始了有名的合成氨动 力学研究，当时他注意到以下信息：
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
(3) 正交设计：主要是运用正交表科学安排实验，正交设计已经
做好各种数目的正交表，这在数理统计书籍中可以找到。 正交设计有两大特点： 一是均衡分散性，少数实验可充分代表全面实验的情况。 二是整齐可比性，便于模型优选和参数估值。
正交表用LM(Dn)表示，其中D为水平数；n为因子数；M为实验
反应动力学的实验研究方法
主讲人 指导教师
1
动力学研究工作框图
反应动力学：是研究各种物理、化学因素对反应速率的影响 以及相应的机理和数学表达式的化学反应工程的分支学科。
研究意义：用其研究结果指导反应过程开发和反应器的设计。
贯序设计 实验装置 建立 设定模型
采集数据
模型优选及 参数估值
1
实验装置的建立
③流型接近循环流或全混流
④停留时间能精确确定 ⑤实验数据容易处理 ⑥结构简单，造价低 一种实验反应器很难同时满足这六个条件，所以需要根
据研究目的和反应过程的特征进行权衡和选择。
1
实验装置的建立
从方法论的角度，其主要类型有：积分反应器、微分反 应器、无梯度循环反应器、脉冲反应器、瞬态响应反应器
1.积分反应器
固定床外循环 流动反应器
1
实验装置的建立
内循环无梯度反应器：在各种搅拌装置的驱动下，反应物料 在反应器内部快速循环流动，使反应器内达到浓度和温度的 均一。 就固体催化剂所处的状态而言，内循环反应器又可 分为两类：一类固体催化剂处于运动状态，另一类则处于静 止状态。
1
实验装置的建立
4.脉冲反应器
脉冲反应器：实际上是一种特殊的微分反应器，催化剂的装 量通常仅为0.01~1g，所以只要反应热效应不是特别大，不 难做到等温操作。反应器直接与气象色谱仪相连接，反应物 以脉冲方式输入反应器。 优点：脉冲反应器能对反应物与催化剂的相互作用作快速观 察，反应物用量少。 缺点：①实验结果的定量处理将涉及微分方程的求解，脉冲 输入的定量描述，往往也要借助专门的实验测定； ②在脉冲反应器中，反应物和催化剂表面间不一定能达到吸 附平衡。
3
实验数据的采集
1.保证数据的可靠程度
过失误差：工作者的过失而造成的误差，可避免。
误差
由于若干随机波动偶然因素导致每次结果不 随机误差：同，而在离开真值的一定范围内波动。不管 测量多少次，误差或大或小总是存在。
一般指由于存在方向性的因素而造成误差， 系统误差：取得的数据将普遍偏高或偏低，降低其准确 度。
·
2
动力学模型的设定
如通过计算平衡转化率的大小，可在实验条件下略去逆反应
半经验的动力学模型的简化：
速率，不加入平衡因子，给出模型的雏形后再作考虑，气固反应
的速率方程简化为
=k P P P P (1)
n1 n2 n3 n4 1 A B C D
如通过对反应组分吸附能力的了解，在模型中不计入产物下，先 简化为
1
实验装置的建立
5.瞬态响应反应器
瞬态响应反应器：通过对定态连续流动反应器施加一扰动， 观察达到新的定态过程中反应器的行为来提供有助于阐明反 应机理和各基元反应步骤速率的信息。 瞬态响应反应器应满足一下要求： ⑴反应器提供的瞬态响应数据应易于解释和分析； ⑵反应器应配置一套能对反应器的操作施加函数形式精确描 述的扰动装置； ⑶反应器应配备适当的分析手段，以便精确地、最好是连续 地分析反应器的出口物流，记录所有需要的组分的浓度变化。
动力学模型按化学反应的不同特点和不同的应用要求，常
用的动力学模型有: 机理的动力学模型、经验的动力学模型、半
经验的动力学模型。
2
动力学模型的设定
1.机理的动力学模型
机理的动力学模型：根据测定的动力学数据和物理化学的观察 研究，来确定完成整个反应过程的一系列简单步骤 ——基元反 应及其速率控制步骤，在如此确定的反应机理上建立的反应动 力学模型。 优点：①可外推到较宽的领域模拟预测，具有较大的应用价值； ②针对反应不太复杂、生产规模大的工艺过程能从基础 动力学研究中获益。 缺点： ①大多数工业反应详细机理和速率方程仍未完全弄清； ② 模型建立耗时耗力。
G
F—G G G
G
G G G
G
G P G
G
G G G
G
G P P
F
F G F
注：G＝好（Good）， F＝尚好（Fair）， P＝差（Poor）。
2
动力学模型的设定
动力学模型是用数学语言来描述反应速率与各种变量之
间关系的一种数学表达式。只要建立了优化模型，所揭示的动 力学规律可适用于不同大小规模的反应物系。
3
实验数据的采集
1.保证数据的可靠程度
系统误差来源：
（1）测量仪器；
（2）空白实验；
（3）内外扩散阻力及床层温差； （4）流体的返混。
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
(1)单因子析因设计：其他条件固定不变而只改变一个因子以采 集数据的方法，适用于幂数方程和双曲（分数）方程。 如对A、B生成C、D的反应，考虑到反应物转化率与温度、浓度、 空速等因素有关，可安排实验如下： 定温下固定组份B浓度，改变惰性含量的办法改变组分A浓度， 求取一组反应速率与A浓度的关系数据。 同理依次求得反应速率与B、C、D浓度的关系数据。 各组分浓度及接触时间不变，改变温度，求取反应速率与温度 的关系图。 对压力下的催化反应，采集反应速率与压力变化关系的数据。
取的实验点要能使竞争模型显出最大的差别或离散程度。 以一连串反应为例，假定存在两种可能的模型，即
Ⅰ.A→B→C
Ⅱ. A→B ↔C
两个竞争模型的判别
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
（1）离散度准则 ：
选取的试验点要能使竞争模型显示出最大的差别或离散程度， 这是判别模型最有利的条件，由此提出了离散度准则。 定义两个模型在任一格点上的离散度为
反应器分类：
按反应气体流动方式：流动反应器、循环流动反应器
按反应率大小：积分反应器、微分反应器 按进出料方式：连续式反应器、间歇式反应器（反应釜） 按实验压力：常压反应器、加压反应器 按催化剂状态：固定床反应器、流化床反应器
1
实验装置的建立
在选择实验反应器时，通常需要考虑以下因素： ①取样和分析简便 ②等温性（或绝热性）好
A0 Af
优点：易实现等温操作。 缺点：浓度分析的精度。 所得的反应速率仅是低转换率下的初速度
1
实验装置的建立
3.无梯度循环反应器
外循环无梯度反应器：配料用的产物直接由 反应器出口返回。
优点：直接获得单一浓度、单一温度下的反应速 率，没有难以解决的组成分析问题， 缺点：①反应器达到定常操作状态所需时间较长； ②外循环系统的自由体积较大，对同时存在均相 反应的非均相催化反应系统会造成较大的误差； ③对循环泵的一些特殊要求，如不能污染物料， 不易满足； ④特别对高温、高压下操作的反应系统更难适应。
2
动力学模型的设定
半经验的动力学模型的简化： 捷姆金由此放弃了建立均匀表面上L-H机理及R-E机理模型的
尝试，在此基础上，给出了别具特色的动力学方程：
k1 PN (
2
3 PH 2 2 PNH 3
) (1 )
求解这一方程，等温时只有两个待估参数k1、α；变温情况 下待估参数也只有三个，而且方便积分。
式中，k1为正反应速率常数；C为反应组分浓度；P为反应组分分 压；n1 ，n2，n3，n4对应于组分A、B、C、D的反应级数；为平 n 衡因子，即 c d
PP = C aD b K P PA PB
L
nL为控制段的化学计量数。这样，在经验模型中待估参数有六个： k1、n1、n2、n3、n4、nL。
特征：催化剂装填的较多，气体进出口反应物浓度变化 较大。根据浓度变化计算得出的反应率是床层逐步反应的积 分结果。 优点：反应随反应条件变化比较直观，乐于为人们采用。 缺点：数据处理比较麻烦，床层不易保持等温。
1
实验装置的建立
1
实验装置的建立
2.微分反应器：
特征：催化剂装填的较少，从而降低反应率和床层温度 的变化，数据可认为在等温、等浓的条件下取得。反应器内 各处反应速率接近相等。 反应速率为： qV - rA (c A0 c Af ) VR 式中，-rA是浓度为 (c c ) / 2 时的反应速率。
2
动力学模型的设定
半经验的动力学模型的简化： 在没有任何资料的情况下，设定幂函数型的经验方程最简单。 对于反应aA+bB==cC+dD，反应速率可表示为 如为气固催化反应，表示为
n1 n2 n3 n4 =k1CA CB CC CD (1 )
n1 n2 n3 n4 =k1PA PB P C P D (1 )
2
动力学模型的设定
2.经验的动力学模型
经验的动力学模型：这种模型是根据在和工业反应器结构相似 的模式反应器（或中试反应器）中进行的反应条件对反应结果 影响的研究，将所得结果用简单的代数方程或图表表示，用于 指导工业反应器的设计。
优点：①避免了为 建立机理、半经验模型面临的种种困难； ②结果可以直接应用于反应器的放大设计； 缺点：①影响反应结果的不仅有动力学因素，还有反应器中所 有传递因素； ②只能内插使用，不宜进行外推。
2.采集数据的实验设计
(3) 序贯实验设计：单因子析因设计、正交设计均属先验型设计，
序贯实验设计用于模型优选和参数估值，是后验型设计。
序贯设计选择附加实验点的位置遵循： 一是用于模型优选的离散度准则； 二是用于参数估值的最小置信域准则。
3
实验数wk.baidu.com的采集
2.采集数据的实验设计
（1）离散度准则 ：实验必须在模型差别较大的条件下进行。选
1
实验装置的建立
反应器形式 间歇搅拌釜 等温性 取样和 停留时间 分析 （或绝热型） F G G G G P—F F—G F—G G G G F 流型 数据 处理 F F P G 建造 难易 G G G G
6.实验反应器的比较
G G
G G
等温积分搅拌釜 绝热积分搅拌釜 微分反应器
外循环反应器
内循环反应器 脉冲反应器 瞬态响应反应器
①能作为合成氨催化剂的金属均可与氮生成氮化物，但只有生成的氮化物容 易分解的一类金属才具有高的催化活性； ②氢在常温下容易被吸附，而氮为惰性； ③在高温下，氮的吸附速度远小于氢的吸附速度； ④催化剂先吸附氢，再通入氮气，200℃左右就有氨生成，而这一温度下催化 剂对合成氨几乎没有活性； ⑤氢、氮的微分吸附热随吸附量增加而减少，二者呈近似线性的逆变关系。
2
动力学模型的设定
3.半经验的动力学模型
半经验的动力学模型：根据有关反应系统的化学知识，假定若 干分子反应，写出其化学计量方程式。然后按标准形式(幂函数 型或双曲线型 ) 写出每个反应的速率方程。再根据等温 ( 或不等 温)动力学实验的数据，估计模型参数。 优点：①具有一定的外推能力，满足工业反应器设计需要； ②所需时间、费用较少； ③已经形成一整套实验测定和数据处理方法。 缺点：①外推结果不如机理模型可靠 ②外推范围不如机理模型大。
次数。L9(33)表示三因子三水平的正交表，实验次数为9。
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
三因子三水平实验如用
析因设计要做实验27次，实 验点全部标在图中。若采用 正交设计只需做9次，空心 点标出了它们的位置。
正交设计与析因设计对比图
3
实验数据的采集
2
因此进行n+1次实验，要选择最大的格点，使两个模型最大 限度的离散。
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
4
模型优选及参数估值
模型优化方法
①作图法：将数学模型设法线性化，通过作图考察加工过的实验 点是否形成一直线，根据直线斜率及截距求取待估参数。 特点：简单直观，但实验工作量较大，精确度不高，难以在 数目众多的模型中进行优选，需要辅之以回归分析。 ②回归法——分为线性回归和非线性回归。 特点：实验工作量小，精度高，一次可在众多模型中选出最 佳模型，估算出多达5-6个参数值。但计算过程复杂而不直观。
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
若一个自变量，在预定范围内，取3个点称之为3个水平，做 三次实验。
若有四个自变量A、B、C、D，每个因子仍各取4个水平，则在
操作平面上，需做44=256个实验，以均衡考察因子A、B、C、D
对y的影响。
由此可见，析因实验设计简单直观，但也有缺点——工作量 十分巨大。
n1 n2 n3 n4 =k1PA PB P C P D (1 )
给出模型的雏形后，产物的影响再行计入进行检验。
2
动力学模型的设定
半经验的动力学模型的简化：根据文献的信息和一些必要的辅助 实验，可有效的对模型进行简化。 Example：捷姆金通过对文献信息的分析开始了有名的合成氨动 力学研究，当时他注意到以下信息：
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
(3) 正交设计：主要是运用正交表科学安排实验，正交设计已经
做好各种数目的正交表，这在数理统计书籍中可以找到。 正交设计有两大特点： 一是均衡分散性，少数实验可充分代表全面实验的情况。 二是整齐可比性，便于模型优选和参数估值。
正交表用LM(Dn)表示，其中D为水平数；n为因子数；M为实验
反应动力学的实验研究方法
主讲人 指导教师
1
动力学研究工作框图
反应动力学：是研究各种物理、化学因素对反应速率的影响 以及相应的机理和数学表达式的化学反应工程的分支学科。
研究意义：用其研究结果指导反应过程开发和反应器的设计。
贯序设计 实验装置 建立 设定模型
采集数据
模型优选及 参数估值
1
实验装置的建立
③流型接近循环流或全混流
④停留时间能精确确定 ⑤实验数据容易处理 ⑥结构简单，造价低 一种实验反应器很难同时满足这六个条件，所以需要根
据研究目的和反应过程的特征进行权衡和选择。
1
实验装置的建立
从方法论的角度，其主要类型有：积分反应器、微分反 应器、无梯度循环反应器、脉冲反应器、瞬态响应反应器
1.积分反应器
固定床外循环 流动反应器
1
实验装置的建立
内循环无梯度反应器：在各种搅拌装置的驱动下，反应物料 在反应器内部快速循环流动，使反应器内达到浓度和温度的 均一。 就固体催化剂所处的状态而言，内循环反应器又可 分为两类：一类固体催化剂处于运动状态，另一类则处于静 止状态。
1
实验装置的建立
4.脉冲反应器
脉冲反应器：实际上是一种特殊的微分反应器，催化剂的装 量通常仅为0.01~1g，所以只要反应热效应不是特别大，不 难做到等温操作。反应器直接与气象色谱仪相连接，反应物 以脉冲方式输入反应器。 优点：脉冲反应器能对反应物与催化剂的相互作用作快速观 察，反应物用量少。 缺点：①实验结果的定量处理将涉及微分方程的求解，脉冲 输入的定量描述，往往也要借助专门的实验测定； ②在脉冲反应器中，反应物和催化剂表面间不一定能达到吸 附平衡。
3
实验数据的采集
1.保证数据的可靠程度
过失误差：工作者的过失而造成的误差，可避免。
误差
由于若干随机波动偶然因素导致每次结果不 随机误差：同，而在离开真值的一定范围内波动。不管 测量多少次，误差或大或小总是存在。
一般指由于存在方向性的因素而造成误差， 系统误差：取得的数据将普遍偏高或偏低，降低其准确 度。
·
2
动力学模型的设定
如通过计算平衡转化率的大小，可在实验条件下略去逆反应
半经验的动力学模型的简化：
速率，不加入平衡因子，给出模型的雏形后再作考虑，气固反应
的速率方程简化为
=k P P P P (1)
n1 n2 n3 n4 1 A B C D
如通过对反应组分吸附能力的了解，在模型中不计入产物下，先 简化为
1
实验装置的建立
5.瞬态响应反应器
瞬态响应反应器：通过对定态连续流动反应器施加一扰动， 观察达到新的定态过程中反应器的行为来提供有助于阐明反 应机理和各基元反应步骤速率的信息。 瞬态响应反应器应满足一下要求： ⑴反应器提供的瞬态响应数据应易于解释和分析； ⑵反应器应配置一套能对反应器的操作施加函数形式精确描 述的扰动装置； ⑶反应器应配备适当的分析手段，以便精确地、最好是连续 地分析反应器的出口物流，记录所有需要的组分的浓度变化。
动力学模型按化学反应的不同特点和不同的应用要求，常
用的动力学模型有: 机理的动力学模型、经验的动力学模型、半
经验的动力学模型。
2
动力学模型的设定
1.机理的动力学模型
机理的动力学模型：根据测定的动力学数据和物理化学的观察 研究，来确定完成整个反应过程的一系列简单步骤 ——基元反 应及其速率控制步骤，在如此确定的反应机理上建立的反应动 力学模型。 优点：①可外推到较宽的领域模拟预测，具有较大的应用价值； ②针对反应不太复杂、生产规模大的工艺过程能从基础 动力学研究中获益。 缺点： ①大多数工业反应详细机理和速率方程仍未完全弄清； ② 模型建立耗时耗力。
G
F—G G G
G
G G G
G
G P G
G
G G G
G
G P P
F
F G F
注：G＝好（Good）， F＝尚好（Fair）， P＝差（Poor）。
2
动力学模型的设定
动力学模型是用数学语言来描述反应速率与各种变量之
间关系的一种数学表达式。只要建立了优化模型，所揭示的动 力学规律可适用于不同大小规模的反应物系。
3
实验数据的采集
1.保证数据的可靠程度
系统误差来源：
（1）测量仪器；
（2）空白实验；
（3）内外扩散阻力及床层温差； （4）流体的返混。
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
(1)单因子析因设计：其他条件固定不变而只改变一个因子以采 集数据的方法，适用于幂数方程和双曲（分数）方程。 如对A、B生成C、D的反应，考虑到反应物转化率与温度、浓度、 空速等因素有关，可安排实验如下： 定温下固定组份B浓度，改变惰性含量的办法改变组分A浓度， 求取一组反应速率与A浓度的关系数据。 同理依次求得反应速率与B、C、D浓度的关系数据。 各组分浓度及接触时间不变，改变温度，求取反应速率与温度 的关系图。 对压力下的催化反应，采集反应速率与压力变化关系的数据。
取的实验点要能使竞争模型显出最大的差别或离散程度。 以一连串反应为例，假定存在两种可能的模型，即
Ⅰ.A→B→C
Ⅱ. A→B ↔C
两个竞争模型的判别
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
（1）离散度准则 ：
选取的试验点要能使竞争模型显示出最大的差别或离散程度， 这是判别模型最有利的条件，由此提出了离散度准则。 定义两个模型在任一格点上的离散度为
反应器分类：
按反应气体流动方式：流动反应器、循环流动反应器
按反应率大小：积分反应器、微分反应器 按进出料方式：连续式反应器、间歇式反应器（反应釜） 按实验压力：常压反应器、加压反应器 按催化剂状态：固定床反应器、流化床反应器
1
实验装置的建立
在选择实验反应器时，通常需要考虑以下因素： ①取样和分析简便 ②等温性（或绝热性）好
A0 Af
优点：易实现等温操作。 缺点：浓度分析的精度。 所得的反应速率仅是低转换率下的初速度
1
实验装置的建立
3.无梯度循环反应器
外循环无梯度反应器：配料用的产物直接由 反应器出口返回。
优点：直接获得单一浓度、单一温度下的反应速 率，没有难以解决的组成分析问题， 缺点：①反应器达到定常操作状态所需时间较长； ②外循环系统的自由体积较大，对同时存在均相 反应的非均相催化反应系统会造成较大的误差； ③对循环泵的一些特殊要求，如不能污染物料， 不易满足； ④特别对高温、高压下操作的反应系统更难适应。
2
动力学模型的设定
半经验的动力学模型的简化： 捷姆金由此放弃了建立均匀表面上L-H机理及R-E机理模型的
尝试，在此基础上，给出了别具特色的动力学方程：
k1 PN (
2
3 PH 2 2 PNH 3
) (1 )
求解这一方程，等温时只有两个待估参数k1、α；变温情况 下待估参数也只有三个，而且方便积分。
式中，k1为正反应速率常数；C为反应组分浓度；P为反应组分分 压；n1 ，n2，n3，n4对应于组分A、B、C、D的反应级数；为平 n 衡因子，即 c d
PP = C aD b K P PA PB
L
nL为控制段的化学计量数。这样，在经验模型中待估参数有六个： k1、n1、n2、n3、n4、nL。
特征：催化剂装填的较多，气体进出口反应物浓度变化 较大。根据浓度变化计算得出的反应率是床层逐步反应的积 分结果。 优点：反应随反应条件变化比较直观，乐于为人们采用。 缺点：数据处理比较麻烦，床层不易保持等温。
1
实验装置的建立
1
实验装置的建立
2.微分反应器：
特征：催化剂装填的较少，从而降低反应率和床层温度 的变化，数据可认为在等温、等浓的条件下取得。反应器内 各处反应速率接近相等。 反应速率为： qV - rA (c A0 c Af ) VR 式中，-rA是浓度为 (c c ) / 2 时的反应速率。
2
动力学模型的设定
半经验的动力学模型的简化： 在没有任何资料的情况下，设定幂函数型的经验方程最简单。 对于反应aA+bB==cC+dD，反应速率可表示为 如为气固催化反应，表示为
n1 n2 n3 n4 =k1CA CB CC CD (1 )
n1 n2 n3 n4 =k1PA PB P C P D (1 )
2
动力学模型的设定
2.经验的动力学模型
经验的动力学模型：这种模型是根据在和工业反应器结构相似 的模式反应器（或中试反应器）中进行的反应条件对反应结果 影响的研究，将所得结果用简单的代数方程或图表表示，用于 指导工业反应器的设计。
优点：①避免了为 建立机理、半经验模型面临的种种困难； ②结果可以直接应用于反应器的放大设计； 缺点：①影响反应结果的不仅有动力学因素，还有反应器中所 有传递因素； ②只能内插使用，不宜进行外推。
2.采集数据的实验设计
(3) 序贯实验设计：单因子析因设计、正交设计均属先验型设计，
序贯实验设计用于模型优选和参数估值，是后验型设计。
序贯设计选择附加实验点的位置遵循： 一是用于模型优选的离散度准则； 二是用于参数估值的最小置信域准则。
3
实验数wk.baidu.com的采集
2.采集数据的实验设计
（1）离散度准则 ：实验必须在模型差别较大的条件下进行。选
1
实验装置的建立
反应器形式 间歇搅拌釜 等温性 取样和 停留时间 分析 （或绝热型） F G G G G P—F F—G F—G G G G F 流型 数据 处理 F F P G 建造 难易 G G G G
6.实验反应器的比较
G G
G G
等温积分搅拌釜 绝热积分搅拌釜 微分反应器
外循环反应器
内循环反应器 脉冲反应器 瞬态响应反应器
①能作为合成氨催化剂的金属均可与氮生成氮化物，但只有生成的氮化物容 易分解的一类金属才具有高的催化活性； ②氢在常温下容易被吸附，而氮为惰性； ③在高温下，氮的吸附速度远小于氢的吸附速度； ④催化剂先吸附氢，再通入氮气，200℃左右就有氨生成，而这一温度下催化 剂对合成氨几乎没有活性； ⑤氢、氮的微分吸附热随吸附量增加而减少，二者呈近似线性的逆变关系。
2
动力学模型的设定
3.半经验的动力学模型
半经验的动力学模型：根据有关反应系统的化学知识，假定若 干分子反应，写出其化学计量方程式。然后按标准形式(幂函数 型或双曲线型 ) 写出每个反应的速率方程。再根据等温 ( 或不等 温)动力学实验的数据，估计模型参数。 优点：①具有一定的外推能力，满足工业反应器设计需要； ②所需时间、费用较少； ③已经形成一整套实验测定和数据处理方法。 缺点：①外推结果不如机理模型可靠 ②外推范围不如机理模型大。
次数。L9(33)表示三因子三水平的正交表，实验次数为9。
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
3
实验数据的采集
2.采集数据的实验设计
三因子三水平实验如用
析因设计要做实验27次，实 验点全部标在图中。若采用 正交设计只需做9次，空心 点标出了它们的位置。
正交设计与析因设计对比图
3
实验数据的采集