化学反应工程名词解释与简答题.doc

优秀的文档1.反应动力学主要研究化学反应的机理和速率，以获得工业反应器设计和操作所需的动力学知识，如反应模式、速率方程和反应活化能等。包括宏观反应动力学和内在反应动力学。2.化学反应工程化学反应工程是研究化学反应工程问题的学科，即以化学反应为研究对象，以工程问题为研究对象的学科体系。3.试点测试，试点测试：从事探索和开发工作。化学中试解决了给定课题的反应和分离过程，对所涉及的物质进行了分析和鉴定，生产出合格样品，收率等经济技术指标达到了预期要求。中试：要解决的问题是：如何利用工业手段和设备完成中试的全过程，基本达到中试的各项经济技术指标，从而扩大规模。4.三通道、一反向和三通道是动量传递(流体传递、过滤、沉降、固体流化等)。遵循流体动力学的基本定律)、热传递(加热、冷却、蒸发、冷凝等。遵循传热和传质(蒸馏、吸收、萃取、干燥等)的基本定律。遵循质量传递的基本定律)，“一反”是一个化学反应过程(反应动力学)。5化学反应中的催化剂可以在不改变化学平衡的情况下改变反应物的反应速率(增加或减少),而化学反应前后物质的质量和化学性质都没有改变的称为催化剂。催化剂的特性(1)。催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。(2)。催化剂只能加速反应达到平衡，不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。(3)催化剂对反应具有选择性。当反应可能有不同的方向时，催化剂只加速其中一个方向。(4)催化剂具有使用寿命，即从正常运行到更换的持续时间。活性组分是催化剂的主要组分，是真正起催化作用的组分。常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。8.负载型催化剂的活性组分的分散剂、粘合剂或载体是负载活性组分的骨架。9助催化剂本身没有活性，但它能提高催化剂效率。助催化剂是加入到催化剂中的少量物质，是催化剂的辅助组分，没有活性或活性很小。然而，它们加入到催化剂中后，催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构、孔结构分散状态、机械强度等会发生变化，从而提高催化剂的活性、选择性、稳定性和使用寿命。10平推反应器理想的平推反应器是指通过反应器的材料以相同的速度向相同的方向向前流动，像反应器中的活塞一样向前平推。从混流反应器流入反应器的物料瞬间与反应器中的物料混合均匀，即反应器中各处物料的温度和浓度相同。12原子距离阵列基于封闭系统中每个元素的原子序数守恒。在得到原子矩阵后，通过初等变换，得到的矩阵的秩是系统的独立反应数。13产量Y=生成目标产物所消耗的关键组分的物质量，输入反应系统关键组分的物质量14选择率S=生成目标产品所消耗的关键成分的物质量，转换的关键成分的物质量15换算率Y=转化为反应系统关键组分的物质的量16化学反应速率每单位时间每单位体积反应混合物中产生的反应物或产物的量。RA=反应量或生成量反应时间反应混合物体积17空速(空速)每反应体积可处理的反应混合物的体积流速，18元反应是直接根据质量作用定律写成的，可以一步完成的反应叫做“元反应”，即反应堆19非基本反应机理的推导、参数的实验测定、经验公式的建立、公式中参数的数据拟合。如果一个化学反应总是经过几个简单的反应步骤，它最终可以转化为产物分子。20 Arrhenius方程k=k0exp(-ECRog)21指的是前置因子k=k0exp(-ECtreg)。Arrhenius方程中的k0指前置因子，其单位与反应速率常数相同最佳温度曲线是对应于特定反应物体系组成的最佳温度，以及可逆放热反应具有最大反应速率的温度。23物质平衡方程式组分的流入=组分的流出，组分的反应消耗，组分的累积24动量平衡方程当气相流动反应器的压降较大时，需要考虑压降对反应的影响，并进行动量平衡计算。但有时为了简化计算，经常使用估算法。25均相反应参与反应的物质都在同一个阶段。26催化剂的比孔体积Vg.cm3/g每克催化剂的内部微孔体积测量孔体积的更精确的方法是氦-汞法。堆积密度是指每单位体积催化剂的质量(包括孔体积、催化剂体积和颗粒间空隙体积)。孔隙率是指催化剂颗粒的孔体积在整个催化剂体积中的百分比。29空隙率是指催化剂颗粒的孔体积在整个催化剂体积中的百分比。30催化反应动力学化学吸附、表面反应和解吸串联形成催化反应过程。根据上述三个步骤获得的催化反应动力学称为催化反应化学动力学或催化反应固有动力学。31表面覆盖率A代表组分A覆盖的活性位点占活性位点总数的比例。32气固催化反应步骤1)反应物从气相体扩散到颗粒外表面的外部；2)反应物从颗粒的外表面扩散到颗粒内部的微孔中进行扩散；3)反应物在微孔表面进行化学反应，反应分为三步，依次进行：反应物被吸附在活性位点上；对吸附的组分进行化学反应；吸附产物的解吸。4)反应产物从颗粒的内表面扩散到外表面；5)反应产物从颗粒的外表面扩散到气相体。根据操作模式，33个反应器可分为间歇反应器、管式或釜式连续反应器和半间歇反应器。34反应控制步骤气固相催化反应过程由三个系列的步骤组成：反应物在催化剂表面活性部位的化学吸附，活性吸附组分在表面的反应和产物的解吸。如果其中一个步骤具有最大的阻断作用，则整个催化反应过程的速率由该步骤的速率决定，或者该过程由该步骤控制，而非速率控制步骤都被认为达到平衡。35宏观动力学基于固有动力学，考虑反应器结构设计和操作条件(温度、压力和操作方法)；反应速率受传质、传热、动量传递和催化剂结构(内部和外部扩散)影响后对反应速率的影响。解吸速率化学吸附是一个可逆过程，其中两种反应物都被吸附在催化剂表面，产物在催化剂表面解吸。解吸速率是单位时间内离开催化剂表面的产物量。由于分子之间的碰撞或分子与孔壁之间的连续碰撞，分子扩散的阻力改变了分子运动的方向，导致分子停滞不前。这是对分子扩散的阻力。38停留时间分布函数F(t)在恒定状态下的连续稳定流系统中，相对于t=0时流入反应器的流体，在出口流体中停留时间小于t的材料比例为F(t)39间歇操作是指在反应过程中，反应物料一次投入反应器，不再有物料投入反应器或反应物排出。当反应达到所需的转化率后，所有的反应产物都被释放出来。40分子当/2ra 10被称为Knudsen扩散时，气体与孔壁碰撞的几率比分子间碰撞的几率大得多。42等温催化剂每单位时间的颗粒实际反应量与反应速率的内扩散有效因子比，由颗粒外表面上的反应组分浓度和内表面积计算得出。表示为：=0SiksfCadSksfcASSi化学反应工程采用工程实践和动力学模型来设计化学反应器或操作过程条件的设计模型。催化剂由于各种物质和热效应而失活，催化剂的组成和结构逐渐改变，导致活性降低和催化性能恶化。这种现象被称为失活。反应器的特性主要是指反应器中反应流体的流动状态、混合状态和传热性能，它们会随着反应器的几何结构(包括内部部件)和几何尺寸而变化。当管式反应器的管道长度大于管道直径且物料系统处于湍流状态时，用水平推力流反应器来表示。47间歇操作是指在反应过程中，反应物料一次投入反应器，不再有物料投入反应器或反应物排出。当反应达到所需的转化率后，所有的反应产物都被释放出来。48时空是时空的简称。=VR/V0反应器的有效体积VR与初始反应混合流V0的比率。扰动热平衡状态由于各种偶然因素而被破坏，从而导致原始设计平衡状态的参数发生变化的现象称为扰动。50燃点或燃点气体、液体和固体可燃物与空气共存，当达到一定温度时，与火源接触会自燃。火源被移除后，能够继续燃烧的最低温度成为物质的燃点。51个热稳定状态点，其中具有热自平衡能力的点称为热稳定状态点。52返混是不同年龄的材料混合，也称为反向混合。53.微聚集体是指固体颗粒、液滴、气泡或分子聚集体的聚集体。每个胶束都是均匀的全混流反应器又称理想混流反应器或连续搅拌釜式反应器。进料和出料的操作是连续的，单个或多个反应器可以串联操作。55停留时间连续流反应器中的流体微量元素从进入反应器到离开反应器出口所用的时间。56响应技术通过某种方法将示踪剂添加到反应器入口，然后测试反应器出口材料中的示踪剂信号，以获得示踪剂在反应器中停留时间分布的实验数据。示踪剂有光、电、化学和放射性(1)尽可能符合主流体物理性质(2)易于检测，即使浓度很低也能检测到。(3)没有发生相转移或吸附(4)易于转换成电信号或光信号进行数据采集正常运行时，58脉冲法在连续流系统入口处的t=0时刻输入一定量的m克示踪剂a，同时记录出口物料中示踪剂浓度随时间的变化。59平均停留时间所有颗粒停留时间的“加权平均值”，也称为数学期望，是指整个材料在设备中的停留时间，而不是单个颗粒的停留时间。反应器出口处的测量结果每个材料颗粒的停留时间t与平均停留时间t之差的平方的加权平均值。混流反应器中的物料在各个年龄段混合均匀。一维模型只考虑反应器内气体流动方向的浓度差和温度差。63理想流动模型化学反应工程采用工程实践和动力学模型为化学反应器设计或操作过程条件设计模型固定床压降单相流体通过固定床时产生的压降主要来自颗粒的粘性阻力。65飞行温度飞行温度通常也称为反应堆飞行温度，这是指局部温度升高的现象66鼓泡反应器的特点是气相在液相中高度分散，持液量和相间接触面积大，传质和传热效率高，适用于慢化学反应和高放热。同时，该鼓泡反应器结构简单，运行稳定，投资和维护成本低。其缺点是液相返混大，气相压降大。根据其结构，可分为中空型、多级型、气举型和液体喷射型。67催化剂床层厚度为30-500微米的薄床催化反应器反应器68气-液相平衡：当气-液相达到平衡时，组分一在气相和液相中的逸度相等，即组分一在气相中的逸度是分压(或)和逸度因子的乘积，即组分一在液相中是溶解气体，xi是组分一在液相中的摩尔分数，如果它是符合亨利定律的稀溶液，它是亨利系数。69亨利系数是指在一定温度下溶解在定量液体中的气体量与与溶液平衡的气体分压成正比。亨利常数也可以作为物理常数来描述化合物在气液两相中的分布能力。气液两相中有机物的迁移方向和速率主要取决于亨利常数。70气液反应器气体在鼓泡反应器、搅拌鼓泡反应器和平板反应器中以气泡形式分散在液相中；喷雾、喷雾时间和文丘里反应器，其中液体以液滴形式分散在气相中；填充反应器和降膜反应器，其中液体以膜状方式移动并接触气相。71板式反应器适用于快速和中速反应过程。使用多块板可以最大限度地减少轴向返混，并且可以在非常小的液体流速下操作。然而，板式反应器具有气相流动压降大和传质表面低的缺点。鼓泡塔的流动状态可分为以下三个区域：平静鼓泡区、湍流鼓泡区和堵塞鼓泡流动区73填充反应器适用于快速瞬时反应过程。它的轴向返混几乎可以忽略不计，广泛用于化学反应气体净化过程。流化床反应器是一种反应器，其中气体或液体从底部到顶部穿过固体颗粒床，以保持固体颗粒处于悬浮状态，并进行气-固或液-固反应。75整体流化对于较小和较轻的a型颗粒，当表观气速ug刚刚超过临界流化速度的某一操作范围时，过量的气体仍然进入颗粒群以均匀膨胀并形成整体流化。76聚流化对于较大和较重的颗粒，例如b类和d类颗粒，当表观气体速度ug超过临界流化速度umf时，过量的气体不会进入颗粒组以增加颗粒之间的距离，并且通过床形成的气泡被称为鼓泡流化床，这在此时是聚流化。临界流化速度当流体速度依次增加并达到一定速度时，床层处于从固定床向流化床过渡的临界状态，相应的表观流速称为临界流化速度78气固鼓泡流化床当气速较低时，气泡较大，压降波动较大，气固接触不好时的床层为气固鼓泡流化床。79当湍流流化液体鼓泡流化床中的气体速度进一步增加时，床压降的相对脉动，即床压降的脉动值与平均压降的比值，首先随着表观气体速度的增加而增加，这是由于气泡产生频率的增加以及聚结和增加程度的加强。当气体速度达到ue时，相对脉动曲线达到最大ue，即初始湍流流化速度。其中物质的状态呈现湍流流态化液态固体流化发生在气固流化床中。