(完整版)化學反應工程名詞解釋與簡答題

1、 1.反應動力學 主要研究化學反應進行的機理和速率，以獲得進行工業(yè)反應器的設(shè)計和操作所必需的動力學知識，如反應模式、速率方程及反應活化能等等。包含宏觀反應動力學和本征反應動力學。2.化學反應工程 化學反應工程是一門研究化學反應的工程問題的學科，即以化學反應為研究對象，又以工程問題為研究對象的學科體系。3.小試，中試 小試：從事探索、開發(fā)性的工作，化學小試解決了所定課題的反應、分離過程和所涉及物料的分析認定，拿出合格試樣，且收率等經(jīng)濟技術(shù)指標達到預期要求。中試：要解決的問題是：如何釆用工業(yè)手段、裝備，完成小試的全流程，并基本達到小試的各項經(jīng)濟技術(shù)指標，規(guī)模擴大。4.三傳一反 三傳為動量傳遞（流體

2、輸送、過濾、沉降、固體流態(tài)化等，遵循流體動力學基本規(guī)律）、熱量傳遞（加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝等，遵循熱量傳遞基本規(guī)律）和質(zhì)量傳遞（蒸餾、吸收、萃取、干燥等，遵循質(zhì)量傳遞基本規(guī)律），“一反”為化學反應過程（反應動力學）。5 催化劑在化學反應中能改變反應物的化學反應速率（提高或降低）而不改變化學平衡，且本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在化學反應前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)叫催化劑。6 催化劑的特征 （1）.催化劑只能加速熱力學上可以進行的反應。（2）.催化劑只能加速反應趨于平衡，不能改變反應的平衡位置（平衡常數(shù)）。（3）催化劑對反應具有選擇性，當反應可能有一不同方向時，催化劑僅加速其中一種。（4）.催化劑具有壽命，

3、由正常運轉(zhuǎn)到更換所延續(xù)時間。7 活化組份 活性組分是催化劑的主要成分，是真正起摧化作用的組分。常用的催化劑活性組分是金屬和金屬氧化物。8.載體 催化劑活性組分的分散劑、粘合物或支撐體，是負載活性組分的骨架。9 助催化劑 本身沒有活性，但能改善催化劑效能。助催化劑是加入催化劑中的少量物質(zhì)，是催化劑的輔助成分，其本身沒有活性或活性很小，但是他們加入到催化劑中后，可以改變催化劑的化學組成，化學結(jié)構(gòu)，離子價態(tài)、酸堿性、晶格結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)，孔結(jié)構(gòu)分散狀態(tài)，機械強度等，從而提高催化劑的活性，選擇性，穩(wěn)定性和壽命。10 平推流反應器 理想平推流反應器是指通過反應器的物料沿同一方向以相同速度向前流動，像活塞一

4、樣在反應器中向前平推，11 全混流反應器 流入反應器的物料，在瞬間與反應器內(nèi)的物料混合均勻，即在反應器中各處物料的溫度、濃度都是相同的。 12 原子距陣法 其依據(jù)是封閉物系中各個元素的原子數(shù)守恒。得到原子矩陣后，經(jīng)過初等變換，所得的矩陣的秩即為系統(tǒng)的獨立反應數(shù)。13 收率生成目的產(chǎn)物所消耗的關(guān)鍵組分的物質(zhì)的量=進入反應系統(tǒng)的關(guān)鍵組分的物質(zhì)的量14 選擇率生成目的產(chǎn)物所消耗的關(guān)鍵組分的物質(zhì)的量=已轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵組分的物質(zhì)的量15 轉(zhuǎn)化率已轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵組分的物質(zhì)的量=進入反應系統(tǒng)的關(guān)鍵組分的物質(zhì)的量16 化學反應速率 單位時間內(nèi)單位反應混合物體積中反應物的反應量或產(chǎn)物的生成量。反應量或生成量=反應時間

5、反應混合物體積17 空間速率（空速） 單位反應體積所能處理的反應混合物的體積流量，18 基元反應能夠一步完成的反應稱為“基元反應”，直接按質(zhì)量作用定律寫出，即分子經(jīng)一次碰撞后，在一次化學行為中就可以完成的反應。19 非基元反應機理推導，實驗確定參數(shù)建立經(jīng)驗公式，數(shù)據(jù)擬合公式中參數(shù)。若一個化學反應，總是經(jīng)過若干個簡單反應步驟，最后才能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子。20 阿累尼烏斯方程 k = k exp（ e）ctrg0阿累尼烏斯方程k = k exp（ e）中的c k 是指前因子，其單21 指前因子00trg位與反應速率常數(shù)相同22 最佳溫度曲線 對于一定的反應物系組成，某一可逆放熱反應具有最大反應速率的溫

6、度稱為相應于這個組成的最佳溫度。23 物料衡算方程某組分流入量=某組分流出量+某組分反應消耗量+某組分累積量24 動量衡算方程氣相流動反應器的壓降大時，需要考慮壓降對反應的影響，需進行動量衡算。但有時為了簡化計算，常采用估算法。25 均相反應參與反應的物質(zhì)均處于同一相 26 催化劑比孔容每克催化劑內(nèi)部微孔的容積 vg.cm /g 測定孔容積較準確的方法是：3氦-汞法。27 堆積密度 是指單位體積的催化劑（包括孔容積、催化劑體積、顆粒間空隙體積）所具有的質(zhì)量。28 孔隙率 指催化劑顆粒孔容積占整個催化劑體積的百分率。29 空隙率指催化劑顆粒孔容積占整個催化劑體積的百分率。30 催化反應動力學化學

7、吸附、表面反應和脫附三步是串聯(lián)的，構(gòu)成了催化反應過程。按照上述三步獲得的催化反應動力學，稱之為催化反應化學動力學，或者催化反應本征動力學31 表面覆蓋率32 氣固相催化反應反應步驟 表示已被組分 a 覆蓋的活性位占活性位總數(shù)的分率。a1）反應物從氣相主體擴散到顆粒外表面外擴散；2）反應物從顆粒外表面擴散進入顆粒內(nèi)部的微孔內(nèi)擴散；3）反應物在微孔的表面進行化學反應，反應分三步，串聯(lián)而成：反應物在活性位上被吸附；吸附態(tài)組分進行化學反應；吸附態(tài)產(chǎn)物脫附。4）反應產(chǎn)物從內(nèi)表面上擴散到顆粒外表面；5）反應產(chǎn)物從顆粒外表面擴散到氣相主體。33 反應器按照操作方式 可分為間歇反應器、管式或釜式連續(xù)反應器、半

8、間歇反應器34 反應控制步驟氣一固相催化反應過程由反應物在催化劑表面上的活性位上的化學吸附、活性吸附態(tài)組分在表面上進行反應和產(chǎn)物脫附三個串聯(lián)的步驟組成，若其中某一步驟的阻滯作用最大，則總的催化反應過程的速率決定于這個步驟的速率，或稱過程為這一步驟所控制，至于非速率控制步驟則均認為達到平衡。35 宏觀動力學在本征動力學的基礎(chǔ)上，考慮反應器結(jié)構(gòu)設(shè)計和操作條件(溫度、壓力和操作方法);傳質(zhì)傳熱和動量傳遞以及催化劑結(jié)構(gòu)(內(nèi)外擴散)對反應速率的影響后的反應速率。36 脫附速率 化學吸附是一個可逆過程，在這個過程中既有反應物在催化劑表面的吸附也有生成物在催化劑表面脫附，脫附速率為單位時間內(nèi)生成物離開催化劑

9、表面的數(shù)量。37 分子擴散的阻力 由于分子與分子之間的碰撞或分子與孔壁之間的不斷碰撞改變分子運動的方向，使分子停滯不前，這就是分子擴散的阻力。38 停留時間分布函數(shù) f（t） 在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，相對于某一瞬間 t=0 流入反應器內(nèi)的流體，在出口流體中停留時間小于 t 的物料所占的分率為f（t） 39 間歇操作 是指反應物料一次投入反應器內(nèi)，而在反應過程中不再向反應器投料，也不向外排出反應物，待反應達到要求的轉(zhuǎn)化率后再全部放出反應產(chǎn)物。40 分子擴散a散完全相同，傳遞過程的阻力來自 分子間的碰撞，與孔半徑無關(guān)。當 /2r 0.01 時，氣體在孔中的擴散屬于分子擴散，與通常的 氣體擴

10、41 努森擴散 當 10 時，稱為努森擴散-氣體與孔壁碰撞的機會遠遠/2ra大于分子之間的碰撞機會。42 內(nèi)擴散有效因子 等溫催化劑單位時間內(nèi)顆粒中的實際反應量與按外表面反應組分濃度及顆粒內(nèi)表面積計算的反應速率之比。用公式表示為：( ) = 0( )43 動力學模型 化學反應工程采用工程實踐和動力學模型來為化學反應器的設(shè)計或操作工藝條件設(shè)計的模型44 催化劑的失活 由于各種物質(zhì)及熱作用，催化劑的組成及結(jié)構(gòu)漸起變化，導致活性下降及催化性能劣化，這種現(xiàn)象稱為失活。45 反應器的特性 主要是指器內(nèi)反應流體的流動狀態(tài)、混合狀態(tài)以及器內(nèi)的傳熱性能等，它們又將隨反應器的幾何結(jié)構(gòu)(包括內(nèi)部構(gòu)件)和幾何尺寸而

11、異。46 平推流反應器 當管式反應器的管長遠大于管徑且物系處于湍流狀態(tài)時接近平推流流動，習慣用平推流反應器來表示。47 間歇操作 是指反應物料一次投入反應器內(nèi)，而在反應過程中不再向反應器投料，也不向外排出反應物，待反應達到要求的轉(zhuǎn)化率后再全部放出反應產(chǎn)物。48 空間時間 簡稱空時。=v /v 反應器有效體積 v 與初態(tài)反應混合流量 v 之rr00比。49 擾動由于各種偶然的因素，致使熱平衡狀態(tài)被破壞，從而引起原設(shè)計平衡狀態(tài)參數(shù)變動的現(xiàn)象稱為擾動。50 起燃點或著火點 氣體、液體和固體可燃物與空氣共存，當達到一定溫度時，與火源接觸即自行燃燒?；鹪匆谱吆?，仍能繼續(xù)燃燒的最低溫度，成為該物質(zhì)的燃點或

12、稱著火點51 熱穩(wěn)定狀態(tài)點其中具有熱自衡能力的點稱為熱穩(wěn)定的狀態(tài)點。不同年齡物料之間的混合，也稱逆向混合微團是指固體顆粒，液滴、氣泡或分子團等尺度的物料聚集體。每個微團是均52 返混53 微團勻的54 全混流反應器 又稱理想混合流反應器或連續(xù)攪拌釜式反應器，進出物料的操作是連續(xù)的，可以單釜或多釜串聯(lián)操作 55 停留時間連續(xù)流動反應器中流體微元從進入反應器到流出反應器出口所經(jīng)歷的時用一定的方法將示蹤劑加到反應器進口，然后在反應器出口物料中檢驗間56 應答技術(shù)示蹤劑信號，以獲得示蹤劑在反應器中停留時間分布的實驗數(shù)據(jù)。57 示蹤劑光學的、電學的、化學的、放射性的（1）盡可能與主流體物理性質(zhì)一致（2）

13、易于檢測，濃度很低時也能檢測。（3）不發(fā)生相轉(zhuǎn)移或被吸附（4）易于轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柣蚬庑盘栆员阌诓杉瘮?shù)據(jù)58 脈沖法 在定常態(tài)操作的連續(xù)流動系統(tǒng)的入口處，在 t=0 的瞬間輸入一定量的 m 克的示蹤劑 a，并同時在出口處記錄出口物料中示蹤劑的濃度隨時間的變化。59 平均停留時間所有質(zhì)點停留時間的“加權(quán)平均值”，也稱為數(shù)學期望指整個物料在設(shè)備內(nèi)的停留時間，而不是個別質(zhì)點的停留時間。反應器出口處測定的結(jié)果60 方差各個物料質(zhì)點停留時間 t與平均停時間t 差的平方的加權(quán)平均值。61 全混流 反應器中的物料，各年齡均勻混合62 一維模型 只考慮反應器中沿氣流方向的濃度差及溫度差63 理想流動模型 化學反應

14、工程采用工程實踐和動力學模型來為化學反應器的設(shè)計或操作工藝條件設(shè)計的模型64 固定床的壓降 單相流體通過固定床所產(chǎn)生的壓力降，主要來源于顆粒的粘滯曳力。65 飛溫 飛溫通常又稱反應器飛溫，是指反應器處在非穩(wěn)定的操作狀態(tài)下，當操作參數(shù)有小的擾動，反應器的局部地方或整個反應器中的溫度便會大幅度地上升的現(xiàn)象。66 鼓泡反應器特點是氣相高度分散在液相之中，具有大的液體持有量和相際接觸面、傳質(zhì)和傳熱效率較高，適用于緩慢化學反應和高度放熱的情況；同時，鼓泡反應器結(jié)構(gòu)簡單，它的缺點是液相有較大的返混和氣相有較大的壓降。操作穩(wěn)定，投資和維修費用低。按其結(jié)構(gòu)可分為：空心式、多段式、氣提式和液體噴射式67 薄床層

15、催化反應器 催化劑床層厚度在 30-500 微米的反應器68 氣-液相平衡：氣-液相達平衡時，i 組分在氣相與液相中的逸度相等，即氣相中 i 組分的逸度 是分壓 （或）與逸度因子液相中 i 組分為被溶解的氣體，xi 是 i 組分在液相中摩爾分數(shù)，是亨利系數(shù)。的乘積，即如果是符合亨利定律的稀溶液，即69 亨利系數(shù) 是指一定溫度下溶于定量液體中的氣體量正比于與溶液處于平衡的該氣體分壓。亨利常數(shù)亦可作為描述化合物在氣液兩相中分配能力的物理常數(shù)，有機物在氣液兩相中的遷移方向和速率主要取決于亨利常數(shù)的大小。70 氣-液反應器氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中的鼓泡反應器、攪拌鼓泡反應器和板式反應器；液體以液滴狀

16、分散在氣相中的噴霧、噴時和文氏反應器等；液體以膜狀運動與氣相進行接觸的填料反應器和降膜反應器等。71 板式反應器 它適用于快速和中速反應過程。采用多板可以將軸向返混降低至最小程度，并且它可以在很小的液體流速下進行操作，但是板式反應器具有氣相流動壓降較大和傳質(zhì)表面較低等缺點。 73 填料反應器它適用于快速和瞬間反應過程。其軸向返混幾乎可以忽略，廣泛地應75 散式流態(tài)化76 聚式流態(tài)化1.反應工程數(shù)學模擬方法？2.簡述反應器的分類？ 3.簡述多重反應獨立反應數(shù)的確定？ 0為目標產(chǎn)物，討論內(nèi)擴散對選擇率的影響？ 05.設(shè)等溫、等容的不可逆平行反應 111a1as化劑顆粒內(nèi)某一位置處瞬時選擇率s =1

17、不存在1=16.簡述理想反應器的種類？7.簡述等溫恒容平推流反應器空時、反應時間、停留時間三者關(guān)系？8.對于反應，r = k c2,e ; r = k c ,e 當 e e 時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收112212率？所以，當 e e 時應盡可能提高反應溫度，方可提高 r 的選擇性，提高 r 的收率。12=219反應器設(shè)計的基本方程？ 動力學方程、物料衡算方程、熱量衡算方程12氣固相催化反應的動力學步驟？13簡述內(nèi)擴散有效因子？14催化劑的活化？用氫氣、硫化氫、一氧化碳或氯化烴作為活化劑活化催化劑。15簡述建立非理想流動的流動模型的步驟？（1）通過冷態(tài)模型實驗測定實驗裝置的停留時間分布； （2）單分子層吸附；（3）被吸附的分子間互不影響，也不影響別的分子；（4）吸附的機理均相同，吸附形成的絡(luò)合物均相同。19.簡述 bet 方程測定固體催化劑比表面積的原理？根據(jù) bet 方程，利用低溫下測定氣體在固體上的吸附量和平衡分壓值，將 p/v(p0-p)對 p/p0 作圖，可得到