化学反应工程 名词解释

★在大型装置中，传热和控温往往是头等难题，甚至根本不可能达到与小装置相同的温度条件，因此，就出现“放大效应”。

★绝热温升：系统总物料为1mol时，反应物全部转化后绝热状态下所引起的温度升高。

★间歇式反应器：一次性加料，经过一段时间出料的反应器。

★积分反应器：指物料一次性通过床层所得的转化率较大的反应器。

★努森扩散：扩散阻力来自于分子与孔壁产生的碰撞的扩散。

★理想表面：催化剂表面各处的吸附能力是均一的。

★临界流化速度：指刚刚能够使粒子流化起来的气体空床流速。

★反应级数：指动力学方程中浓度项的指（幂）数。

★吸附等温线：描述一定温度下，气体吸附量与压力之间的关系。

★真密度：以骨架体积为计算基准的密度。

★方差：对于平均值的二次矩。

★膨胀因子：当反应物A（或产物P）每消耗（或生成）1mol时，所引起的整个物系总物质的量（mol）的增加或减少值。

★膨胀率：表征变容程度的参数，仅适用于物系体积随转化率变化呈线性关系的情况。

★返混：停留时间不同的流体颗粒之间的混合。

★平推流：指反应物料以一致的方向向前移动，在整个截面上各处的流速完全相等。

★全混流：指刚进入反应器的新鲜物料与已存留在反应器中的物料能达到瞬间的完全混合，以致在整个反应器内各处物料的浓度和温度完全相同，且等于反应物出口物料的温度和浓度。

★停留时间：指从反应物进入反应器时算起至离开反应器时为止所经历的时间。

★停留时间分布：由于同时进入反应器的物料颗粒在反应器中的停留时间可能有长有短，因而形成一个分布。

★空时：在规定的条件下，进入反应器的物料通过反应器体积所需的时间。

★空速：在规定的条件下，单位时间内进入反应器的物料体积相当于几个反应器的空积，或单位时间内通过单位反应器的物料体积。

★宏观流体：全部以离集状态存在，即只有宏观混合的流体

★微观流体：流体中所有分子都以分子状态均匀分散的流体。

★工业催化剂所必备的三个主要条件：活性好、选择性高、寿命长。

★催化剂的物理特性：物理吸附和化学吸附。

★比表面：每克催化剂的全部表面积。

★孔容与孔径分布：若干个粒子内的微孔已占有相当的体积比例的疏松介质的颗粒压制成型的一颗组合颗粒，则在单粒与单粒间还有许多较大的空隙存在，它与单粒内微孔体积之和称为粒内的孔容。催化剂颗粒内不同的孔的孔径有大有小，因而形成一个分布。

★孔容测定中，较精确的方法是氦—汞法和氮解析法。

★对于固定床的反应管，管内径至少应为催化剂粒径的8倍以上，层高至少为粒径的30倍以上，并需充填均匀。

★临界流化速度：当流达到某一限值，床层刚刚能被流体托动时，床内颗粒就开始流化起来了，这时的流体空床线速被称为临界流化速度。

★湍动床：随着气速的加大，流化床中的湍动程度也跟着加剧，这种情况叫湍动床。

★吸附等温线方程类型

答：①朗缪尔型②弗罗因德利希型（①②物理化学法）

③焦姆金型（物理法）④BET型（化学法）

★反应的控制步骤

答：气体在催化剂存在下进行化学反应可以设想是由下列步骤组成的

①反应物从气流主体扩散到催化剂的外表面（外扩散过程）

②反应物进一步向催化剂的微孔内扩散进去（内扩散过程）

③反应物在催化剂的表面上被吸附（吸附过程）

④吸附的反应物转化成反应的生成物（表面反应过程）

⑤反应生成物从催化剂表面上脱附下来（脱附过程）

⑥脱附下来的生成物分子从微孔内向外扩散到催化剂外表面处（内扩散过程）

⑦生成物分子从催化剂外表面扩散到主流气流中被带走（外扩散过程）

★微分反应器与积分反应器的优缺点

答：微分反应器优点是可以直接求出反应速率，催化剂用量少，转化率又低，所以容易做到等温，但分析精确度相应的要高很多，这一点往往成为主要困难，另外配料较费事，如有副反应物生成，其量更微，难以考察，此外，由于床层较薄，一旦有沟流，其影响甚大，所以装料时要求均匀。

积分反应器结果简单、实验方便，由于转化率高，不仅对取样和分析的要求不高，而且对于产物有阻抑作用和存在反应的情况，也易于全面考察，对于过程开发颇为重要，另一方面，对于热效应很大的情况，管径即使很小，仍难以消除温度梯度而使数据的精确性受到严重的影响，此外，数据处理比较繁琐，也是一个缺点。

★流化床的优缺点

答：优点：①传热效能高，而且床内温度易于维持均匀，这对于热效应大而对温度又很敏感的过程是很重要的，因此特别被应用于氧化、裂解、焙烧以及干燥等各种过程

②大量固体颗粒可方便地往来输送

③由于颗粒细小，可以消除内扩散阻力，能充分发挥催化剂的效能

缺点：①气流状况不均，不少气体以气泡状态经过床层，气—固两相接触不够有效，在要求达到高转化率时，这种状况更为不利

②颗粒运动基本上是全混式，因此停留时间不一，另外粒子的全混也造成气体的部分反混影响反应速率和造成副反应的增加

③颗粒的磨损和带出造成催化剂的损失，并要有旋风分离器等颗粒回收系统