化学反应工程原理((美)H. 斯科特·福格勒 )(第六版)(英文原版影印)

第1章 MOLE BALANCES
摩尔衡算 1
1.1 The Rate of Reaction，－rA
反应速率 －rA　　4
1.2 The General Mole Balance Equation (GMBE)
通用摩尔衡算方程（GMBE）　　8
1.3 Batch Reactors (BRs)
间歇反应器（BRs）　　10
1.4 Continuous-Flow Reactors
连续流动反应器　　12
1.4.1　Continuous-Stirred Tank Reactor (CSTR)
全混釜（CSTR）　　12
1.4.2　Tubular Reactor
管式反应器　　14
1.4.3　Packed-Bed Reactor (PBR)
填充床反应器（PBR） 　　18
1.4.4　Well-Mixed “Fluidized” Catalytic Bed Reactor
全混“流化”催化反应器　　20
1.5 Industrial Reactors
工业反应器　　24
1.6 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety1 (AWFOS-S1 Safety)
安全案例1——学习过程安全的重要性　　25
1.6.1　What Is Chemical Process Safety
什么是化学过程安全　　25
1.6.2　Why Study Process Safety
为什么研究过程安全　　25

第2章 CONVERSION AND REACTOR SIZING
转化率和反应器尺寸 35
2.1 Definition of Conversion
转化率的定义　　36
2.2 Batch Reactor Design Equations
间歇反应器设计方程　　36
2.3 Design Equations for Flow Reactors
流动反应器设计方程　　39
2.3.1　CSTR (Also Known as a Backmix Reactor or a Vat)
全混釜（CSTR，一种返混或釜式反应器）　　40
2.3.2　Tubular Flow Reactor (PFR)
管式反应器（PFR） 　　40
2.3.3　Packed-Bed Reactor (PBR)
填充床反应器（PBR）　　41
2.4 Sizing Continuous-Flow Reactors
确定连续流动反应器尺寸　　42
2.5 Reactors in Series
反应器串联　　51
2.5.1　CSTRs in Series
全混釜串联　　52
2.5.2　PFRs in Series
平推流反应器串联　　56
2.5.3　Combinations of CSTRs and PFRs in Series
全混釜和平推流反应器串联　　57
2.5.4　Comparing the CSTR and PFR Volumes and Reactor Sequencing
比较全混釜和平推流反应器的尺寸以及反应器顺序　　61
2.6 Some Further Definitions
其他定义　　62
2.6.1　Space Time
空时　　62
2.6.2　Space Velocity
空速　　64
2.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 2(AWFOS-S2 The NFPA Diamond)
安全案例2——NFPA标签　　66

第3章 RATE LAWS
速率方程 75
3.1 Basic Definitions
基本定义　　76
3.1.1　Relative Rates of Reaction
相对反应速率　　77
3.2 The Rate Law
速率方程　　78
3.2.1　Power Law Models and Elementary Rate Laws
幂函数模型和基元反应速率方程　　79
3.2.2　Nonelementary Rate Laws
非基元反应速率方程　　82
3.2.3　Reversible Reactions
可逆反应　　86
3.3 The Reaction-Rate Constant
反应速率常数　　89
3.3.1　The Rate Constant k and Its Temperature Dependence
速率常数k和温度效应　　89
3.3.2　Interpretation of the Activation Energy
活化能的解释　　90
3.3.3　The Arrhenius Plot
阿伦尼乌斯公式　　96
3.4 Molecular Simulations
分子模拟　　100
3.4.1　Historical Perspective
历史回顾　　100
3.4.2　Stochastic Modeling of Reactions
反应的随机模型　　101
3.5 Present Status of Our Approach to Reactor Sizing and Design
反应器尺寸计算和设计的方法　　103
3.6 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 3(AWFOS-S3 The GHS Diamond)
安全案例3——GHS标签　　104

第4章 STOICHIOMETRY
化学计量关系 117
4.1 Batch Reactors (BRs)
间歇反应器（BRs）　　119
4.1.1　Batch Concentrations for the Generic Reaction, Equation (2-2)
常见反应的浓度关系式（2-2）　　121
4.2 Flow Systems
流动系统　　125
4.2.1　Equations for Concentrations in Flow Systems
流动系统浓度方程　　126
4.2.2　Liquid-Phase Concentrations
液相浓度　　126
4.2.3　Gas-Phase Concentrations
气相浓度　　127
4.3 Reversible Reactions and Equilibrium Conversion
可逆反应和平衡转化率　　138
4.4 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 4(AWFOS-S4 The Swiss Cheese Model)
安全案例4——瑞士奶酪模型　　143

第5章 ISOTHERMAL REACTOR DESIGN: CONVERSION
等温反应器设计：转化率 155
5.1 Design Structure for Isothermal Reactors
等温反应器的设计架构　　156
5.2 Batch Reactors (BRs)
间歇反应器（BRs）　　160
5.2.1　Batch Reaction Times
间歇反应器反应时间　　161
5.3 Continuous-Stirred Tank Reactors (CSTRs)
全混釜（CSTRs）　　168
5.3.1　A Single CSTR
单个全混釜　　168
5.3.2　CSTRs in Series
全混釜串联　　171
5.4 Tubular Reactors
管式反应器　　178
5.4.1　Liquid-Phase Reactions in a PFR υ = υ0
平推流反应器中的液相反应υ = υ0　　179
5.4.2　Gas-Phase Reactions in a PFR [υ = υ0 (1 εX) (T/T0)(P0/P)]
平推流反应器中的气相反应 [υ = υ0 (1 εX) (T/T0)(P0/P)] 　　180
5.4.3　Effect of ε on Conversion
ε对转化率的影响　　180
5.5 Pressure Drop in Reactors
反应器中的压降　　185
5.5.1　Pressure Drop and the Rate Law
压降和速率方程　　185
5.5.2　Flow Through a Packed Bed
填充床中的流动　　187
5.5.3　Pressure Drop in Pipes
管道中的压降　　191
5.5.4　Analytical Solution for Reaction with Pressure Drop
考虑压降的化学反应的解析解　　194
5.5.5　Robert the Worrier Wonders: What If…
Robert想知道，如果条件改变会发生什么　　198
5.6 Synthesizing the Design of a Chemical Plant
化工厂设计　　208
5.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 5 (AWFOS-S5 A Safety Analysis of the Incident Algorithm)
安全案例5——事故安全分析算法　　210

第6章 ISOTHERMAL REACTOR DESIGN: MOLES AND MOLAR FLOW RATES
等温反应器设计：物质的量和摩尔流率 229
6.1 The Moles and Molar Flow Rate Balance Algorithms
基于物质的量和摩尔流率的衡算方法　　230
6.2 Mole Balances on CSTRs, PFRs, PBRs, and Batch Reactors
全混釜、平推流、填充床和间歇反应器的摩尔衡算　　230
6.2.1　Liquid Phase
液相　　230
6.2.2　Gas Phase
气相　　232
6.3 Application of the PFR Molar Flow Rate Algorithm to a Microreactor
应用于微反应器的平推流反应器摩尔流率算法　　234
6.4 Membrane Reactors
膜反应器　　239
6.5 Unsteady-State Operation of Stirred Reactors
搅拌釜反应器的非稳态操作　　248
6.6 Semibatch Reactors
半间歇反应器　　249
6.6.1　Motivation for Using a Semibatch Reactor
使用半间歇反应器的目的　　249
6.6.2　Semibatch Reactor Mole Balances
半间歇反应器的摩尔衡算　　249
6.6.3　Equilibrium Conversion
平衡转化率　　255
6.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 6 (AWFOS-S6 The BowTie Diagram)
安全案例6——领结图　　256

第7章 COLLECTION AND ANALYSIS OF RATE DATA
反应速率数据的收集和分析 269
7.1 The Algorithm for Data Analysis
数据分析算法　　270
7.2 Determining the Reaction Order for Each of Two Reactants Using the Method of Excess
使用过量方法确定两个反应物的反应级数　　272
7.3 Integral Method
积分方法　　273
7.4 Differential Method of Analysis
微分方法　　277
7.4.1　Graphical Differentiation Method
图示微分方法　　278
7.4.2　Numerical Method
数值方法　　278
7.4.3　Finding the Rate-Law Parameters
确定速率方程参数　　279
7.5 Nonlinear Regression
非线性拟合　　284
7.5.1　Concentration-Time Data
浓度-时间数据　　287
7.5.2　Model Discrimination
模型辨别　　290
7.6 Reaction-Rate Data from Differential Reactors
基于微分反应器的反应速率数据　　290
7.7 Experimental Planning
实验计划　　297
7.8 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 7 (AWFOS-S7 Laboratory Safety)
安全案例7——实验室安全　　298

第8章 MULTIPLE REACTIONS
复合反应 309
8.1 Definitions
定义　　310
8.1.1　Types of Reactions
反应类型　　310
8.1.2　Selectivity
选择性　　311
8.1.3　Yield
收率　　312
8.1.4　Conversion
转化率　　313
8.2 Algorithm for Multiple Reactions
复合反应的算法　　313
8.2.1　Modifications to the Chapter 6 CRE Algorithm for Multiple Reactions
对第6章CRE算法的修正　　314
8.3 Parallel Reactions
平行反应　　316
8.3.1　Selectivity
选择性　　316
8.3.2　Maximizing the Desired Product for One Reactant
单一反应物体系目标产物化　　316
8.3.3　Reactor Selection and Operating Conditions
反应器选型和操作条件　　322
8.4 Reactions in Series
连串反应　　325
8.5 Complex Reactions
复杂反应　　335
8.5.1　Complex Gas-Phase Reactions in a PBR
填充床反应器中的复杂气相反应　　335
8.5.2　Complex Liquid-Phase Reactions in a CSTR
全混釜中的复杂液相反应　　339
8.5.3　Complex Liquid-Phase Reactions in a Semibatch Reactor
半间歇反应器中的复杂液相反应　　341
8.6 Membrane Reactors to Improve Selectivity in Multiple Reactions
利用膜反应器提高复合反应的选择性　　343
8.7 Sorting It All Out
解决问题　　348
8.8 The Fun Part
有趣的部分　　348
8.9 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 8 (AWFOS-S8 The Fire Triangle)
安全案例8——火三角　　349
8.9.1　The Fire Triangle
火三角　　350
8.9.2　Defining Some Important Terms
定义一些重要的术语　　350
8.9.3　Ways to Prevent Fires
预防火灾的方法　　350
8.9.4　Ways to Protect from Fires
火灾防护方法　　351

第9章 REACTION MECHANISMS, PATHWAYS, BIOREACTIONS, AND BIOREACTORS
反应机理、路径，生物反应和生物反应器 367
9.1 Active Intermediates and Nonelementary Rate Laws
活性中间体和非基元反应速率方程　　368
9.1.1　Pseudo-Steady-State Hypothesis (PSSH)
拟稳态假设（PSSH）　　369
9.1.2　If Two Molecules Must Collide, How Can the Rate Law Be First Order
如果两个分子必须碰撞，如何使得速率方程级数为一级　　372
9.1.3　Searching for a Mechanism
寻找机理　　373
9.1.4　Chain Reactions
链反应　　377
9.2 Enzymatic Reaction Fundamentals
酶反应基础　　377
9.2.1　Enzyme-Substrate Complex
酶-底物复合物　　378
9.2.2　Mechanisms
机理　　380
9.2.3　Michaelis-Menten Equation
米氏方程　　383
9.2.4　Batch Reactor Calculations for Enzyme Reactions
酶反应的间歇反应器计算　　389
9.3 Inhibition of Enzyme Reactions
酶反应的抑制　　391
9.3.1　Competitive Inhibition
竞争性抑制　　392
9.3.2　Uncompetitive Inhibition
反竞争性抑制　　394
9.3.3　Noncompetitive Inhibition (Mixed Inhibition)
非竞争性抑制（混合抑制）　　396
9.3.4　Substrate Inhibition
底物抑制　　398
9.4 Bioreactors and Biosynthesis
生物反应器和生物合成　　399
9.4.1　Cell Growth
细胞生长　　403
9.4.2　Rate Laws
速率方程　　404
9.4.3　Stoichiometry
化学计量关系　　407
9.4.4　Mass Balances
物料衡算　　413
9.4.5　Chemostats
恒化器　　418
9.4.6　CSTR Bioreactor Operation
全混釜生物反应器操作　　418
9.4.7　Washout
细胞洗脱　　419
9.5 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 9 (AWFOS-S9 Process Safety Triangle)
安全案例9——过程安全三角形　　422
9.5.1　Levels of the Process Safety Triangle
过程安全三角形的水平　　422
9.5.2　Application to Process Safety
过程安全的应用　　423
9.5.3　Examples of Process Safety Triangle
过程安全三角形的案例　　424

第10章 CATALYSIS AND CATALYTIC REACTORS
催化和催化反应器 441
10.1 Catalysts
催化剂　　441
10.1.1　Definitions
定义　　442
10.1.2　Catalyst Properties
催化剂的性质　　443
10.1.3　Catalytic Gas-Solid Interactions
气固相催化　　445
10.1.4　Classification of Catalysts
催化剂的分类　　446
10.2 Steps in a Catalytic Reaction
催化反应步骤　　447
10.2.1　Mass Transfer Step 1: Diffusion from the Bulk to the External Surface of the Catalyst—An Overview
传质步：从主体相向催化剂外表面的扩散——概述　　450
10.2.2　Mass Transfer Step 2: Internal Diffusion—An Overview
传质第二步：内扩散——概述　　451
10.2.3　Adsorption Isotherms
吸附等温线　　452
10.2.4　Surface Reaction
表面反应　　458
10.2.5　Desorption
脱附　　460
10.2.6　The Rate-Limiting Step
速率控制步骤　　461
10.3 Synthesizing a Rate Law, Mechanism, and Rate-Limiting Step
速率方程、机理和速率控制步综合分析　　463
10.3.1　Is the Adsorption of Cumene Rate-Limiting
异丙基苯吸附是速率控制步　　466
10.3.2　Is the Surface Reaction Rate-Limiting
表面反应是速率控制步　　470
10.3.3　Is the Desorption of Benzene the Rate-Limiting Step (RLS)
苯脱附是速率控制步　　471
10.3.4　Summary of the Cumene Decomposition
异丙基苯分解总结　　473
10.3.5　Reforming Catalysts
催化剂重整　　474
10.3.6　Rate Laws Derived from the Pseudo-Steady-State Hypothesis (PSSH)
基于拟稳态假设（PSSH）的速率方程　　478
10.3.7　Temperature Dependence of the Rate Law
速率方程的温度效应　　479
10.4 Heterogeneous Data Analysis for Reactor Design
反应器设计的非均相数据分析　　479
10.4.1　Deducing a Rate Law from the Experimental Data
基于实验数据推导速率方程　　481
10.4.2　Finding a Mechanism Consistent with Experimental Observations
探寻与实验现象一致的机理　　482
10.4.3　Evaluation of the Rate-Law Parameters
速率方程参数评价　　484
10.4.4　Reactor Design
反应器设计　　486
10.5 Reaction Engineering in Microelectronic Fabrication
微电子制造中的反应工程　　490
10.5.1　Overview
概述　　490
10.5.2　Chemical Vapor Deposition (CVD)
化学气相沉积（CVD）　　490
10.6 Model Discrimination
模型辨别　　493
10.7 Catalyst Deactivation
催化剂失活　　496
10.7.1　Types of Catalyst Deactivation
催化剂失活的类型　　498
10.7.2　Decay in Packed-Bed Reactors
填充床反应器中的失活　　505
10.8 Reactors That Can Be Used to Help Offset Catalyst Decay
补偿催化剂失活效应的反应器　　507
10.8.1　Temperature-Time Trajectories
温度-时间轨迹　　508
10.8.2　Moving-Bed Reactors
移动床反应器　　510
10.8.3　Straight-Through Transport Reactors (STTR)
直通输送反应器（STTR）　　515
10.9 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 10 [AWFOS-S10 Exxon Mobil Torrance Refinery Explosion Involving a Straight-Through Transport Reactor (STTR)]
安全案例10——埃克森美孚托伦斯直通输送反应器引发的炼油厂爆炸　　519

第11章 NONISOTHERMAL REACTOR DESIGN: THE STEADY-STATE ENERGY BALANCE AND ADIABATIC PFR APPLICATIONS
非等温反应器设计：稳态能量衡算和绝热平推流反应器应用 541
11.1 Rationale
基本原理　　542
11.2 The Energy Balance
能量衡算　　543
11.2.1　First Law of Thermodynamics
热力学定律　　543
11.2.2　Evaluating the Work Term
评价做功项　　544
11.2.3　Overview of Energy Balances
能量衡算概述　　546
11.3 The User-Friendly Energy Balance Equations
用户友好的能量衡算方程　　551
11.3.1　Dissecting the Steady-State Molar Flow Rates to Obtain the Heat of Reaction
解析稳态摩尔流率获得反应热的方法　　551
11.3.2　Dissecting the Enthalpies
解析焓　　553
11.3.3　Relating ?HRx (T), ?H°Rx (TR), and ?CP
关联?HRx (T)、?H°Rx (TR)和?CP　　554
11.4 Adiabatic Operation = 0
绝热操作 = 0　　557
11.4.1　Adiabatic Energy Balance
绝热能量衡算　　557
11.4.2　Adiabatic Tubular Reactor
绝热管式反应器　　558
11.5 Adiabatic Equilibrium Conversion
绝热平衡转化率　　566
11.5.1　Equilibrium Conversion
平衡转化率　　566
11.6 Reactor Staging with Interstage Cooling or Heating
带有级间冷却或加热的多级反应器　　571
11.6.1　Exothermic Reactions
放热反应　　571
11.6.2　Endothermic Reactions
吸热反应　　571
11.7 Optimum Feed Temperature
进料温度　　575
11.8 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 11(AWFOS-S11 Acronyms)
安全案例11——事故报告中的常见缩略词　　579

第12章 STEADY-STATE NONISOTHERMAL REACTOR DESIGN:
FLOW REACTORS WITH HEAT EXCHANGE
稳态非等温反应器设计：带有换热的流动反应器 591
12.1 Steady-State Tubular Reactor with Heat Exchange
带有换热的稳态管式反应器　　592
12.1.1　Deriving the Energy Balance for a PFR
推导平推流反应器的能量衡算方程　　592
12.1.2　Applying the Algorithm to Flow Reactors with Heat Exchange
应用算法解析带有换热的流动反应器　　594
12.2 Balance on the Heat-Transfer Fluid
换热流体能量衡算　　595
12.2.1　Co-Current Flow
并流　　595
12.2.2　Countercurrent Flow
逆流　　597
12.3 Examples of the Algorithm for PFR/PBR Design with Heat Effects
带有热效应的平推流/填充床反应器算法案例　　598
12.3.1　Applying the Algorithm to an Exothermic Reaction
应用算法解析放热反应　　603
12.3.2　Applying the Algorithm to an Endothermic Reaction
应用算法解析吸热反应　　610
12.4 CSTR with Heat Effects
带有热效应的全混釜（CSTR）　　619
12.4.1　Heat Added to the Reactor
加入反应器的热量 　　620
12.5 Multiple Steady States (MSS)
多稳态（MSS）　　630
12.5.1　Heat-Removed Term R (T)
热量移除项R (T)　　632
12.5.2　Heat-Generated Term G (T)
热量产生项G (T)　　633
12.5.3　Ignition-Extinction Curve
点火-熄火曲线　　634
12.6 Nonisothermal Multiple Chemical Reactions
非等温复合反应　　637
12.6.1　Energy Balance for Multiple Reactions in Plug-Flow Reactors
平推流反应器中复合反应的能量衡算　　637
12.6.2　Energy Balance for Multiple Reactions in a CSTR
全混釜反应器中复合反应的能量衡算　　642
12.6.3　Series Reactions in a CSTR
全混釜反应器中的连串反应　　642
12.6.4　Complex Reactions in a PFR
平推流反应器中的复杂反应　　645
12.7 Radial and Axial Temperature Variations in a Tubular Reactor
管式反应器中的径向和轴向温度变化　　652
12.8 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 12(AWFOS-S12 Safety Statistics)
安全案例12——安全统计　　652
12.8.1 The Process Safety Across the Chemical Engineering Curriculum Web site
与化学工程课程相关的过程安全　　652
12.8.2 Safety Statistics
安全统计　　653
12.8.3 Additional Resources CCPS and SAChE
其他资源CCPS和SAChE　　654

第13章 UNSTEADY-STATE NONISOTHERMAL REACTOR DESIGN
非稳态非等温反应器设计 681
13.1 The Unsteady-State Energy Balance
非稳态能量衡算　　682
13.2 Energy Balance on Batch Reactors (BRs)
间歇反应器的能量衡算　　684
13.2.1　Adiabatic Operation of a Batch Reactor
间歇反应器的绝热操作　　686
13.2.2 Case History of a Batch Reactor with Interrupted Isothermal Operation Causing a Runaway Reaction
中断等温操作产生失控反应的间歇反应器的案例历史　　693
13.3 Batch and Semibatch Reactors with a Heat Exchanger
带有换热器的间歇和半间歇反应器　　700
13.3.1 Startup of a CSTR
全混釜（CSTR）的启动　　702
13.3.2 Semibatch Operation
半间歇操作　　707
13.4 Nonisothermal Multiple Reactions
非等温复合反应　　711
13.5 And Now... A Word from Our Sponsor—Safety 13(AWFOS-S13 Safety Analysis of the T2 Laboratories Incident)
安全案例13——T2实验室事故的安全分析　　723

第14章 MASS TRANSFER LIMITATIONS IN REACTING SYSTEMS
反应系统的传质限制 739
14.1 Diffusion Fundamentals
扩散基础　　740
14.1.1 Definitions
定义　　741
14.1.2 Molar Flux WA
摩尔通量WA　　742
14.1.3 Fick’s First Law
费克定律　　743
14.2 Binary Diffusion
二元扩散　　744
14.2.1 Evaluating the Molar Flux
评价摩尔通量　　744
14.2.2 Diffusion and Convective Transport
扩散和对流输运　　744
14.2.3 Boundary Conditions
边界条件　　746
14.2.4 Temperature and Pressure Dependence of DAB
DAB的温度、压力效应　　746
14.3 Modeling Diffusion with Chemical Reaction
带有化学反应的扩散模型　　748
14.3.1　Diffusion through a Stagnant Film to a Particle
通过颗粒表面静止薄膜的扩散　　748
14.4 The Mass Transfer Coefficient
传质系数　　750
14.5 Mass Transfer to a Single Particle
向单一颗粒的传质　　752
14.5.1　First-Order Rate Laws
一级速率方程　　752
14.5.2　Limiting Regimes
限制方式　　754
14.6 The Shrinking Core Model
缩核模型　　758
14.6.1　Dust Explosions, Particle Dissolution, and Catalyst Regeneration
粉尘爆炸、颗粒溶解及催化剂再生　　758
14.7 Mass Transfer-Limited Reactions in Packed Beds
填充床中的传质受限反应　　763
14.8 Robert the Worrier
忧虑者Robert　　766
14.9 What If …? (Parameter Sensitivity)
如果……会发生什么（参数敏感性）　　770
14.10 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 14(AWFOS-S14 Sugar Dust Explosion)
安全案例14——糖粉尘爆炸　　778

第15章 DIFFUSION AND REACTION
扩散和反应 791
15.1 Diffusion and Reactions in Homogeneous Systems
均相体系中的扩散和反应　　792
15.2 Diffusion and Reactions in Spherical Catalyst Pellets
球形催化剂颗粒中的扩散和反应　　793
15.2.1　Effective Diffusivity
有效扩散系数　　793
15.2.2　Derivation of the Differential Equation Describing Diffusion and Reaction in a Single Spherical Catalyst Pellet
描述单个球形催化剂颗粒内扩散和反应的微分方程　　795
15.2.3　Writing the Diffusion with the Catalytic Reaction Equation in Dimensionless Form
以无量纲形式表达催化反应方程的扩散　　798
15.2.4　Solution to the Differential Equation for a First-Order Reaction
一级反应微分方程的解　　801
15.3 The Internal Effectiveness Factor
内部效率因子　　802
15.3.1　Isothermal First-Order Catalytic Reactions
等温一级催化反应　　802
15.3.2　Effectiveness Factors with Volume Change with Reaction
存在体积变化的化学反应的效率因子　　806
15.3.3　Internal-Diffusion-Limited Reactions Other Than First Order
非一级反应的内扩散控制　　806
15.3.4　Weisz-Prater Criterion for Internal Diffusion Limitations
内扩散控制的Weisz-Prater准则　　807
15.4 Falsified Kinetics
伪动力学　　809
15.5 Overall Effectiveness Factor
总效率因子　　811
15.6 Estimation of Diffusion- and Reaction-Limited Regimes
扩散-反应控制机理分析　　816
15.6.1　Mears Criterion for External Diffusion Limitations
外扩散控制的Mears准则　　816
15.7 Mass Transfer and Reaction in a Packed Bed
填充床中的传质和反应　　817
15.8 Determination of Limiting Situations from Reaction-Rate Data
基于反应速率数据判断限制情况　　823
15.9 Multiphase Reactors in the Professional Reference Shelf
专业参考书中的多相反应器　　824
15.9.1　Slurry Reactors
浆态床反应器　　825
15.9.2　Trickle Bed Reactors
滴流床反应器　　826
15.10 Fluidized Bed Reactors
流化床反应器　　826
15.11 Chemical Vapor Deposition (CVD)
化学气相沉积（CVD）　　826
15.12 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 15(AWFOS-S15 Critical Thinking Questions Applied to Safety)
安全案例15——安全中的批判性问题　　826

第16章 RESIDENCE TIME DISTRIBUTIONS OF CHEMICAL REACTORS
化学反应器的停留时间分布 843
16.1 General Considerations
总则　　844
16.1.1　Residence Time Distribution (RTD) Function
停留时间分布（RTD）函数　　845
16.2 Measurement of the RTD
RTD测量　　846
16.2.1　Pulse Input Experiment
脉冲注入实验　　847
16.2.2　Step Tracer Experiment
阶跃注入实验　　852
16.3 Characteristics of the RTD
RTD的性质　　853
16.3.1　Integral Relationships
积分关系　　853
16.3.2　Mean Residence Time
平均停留时间　　854
16.3.3　Other Moments of the RTD
RTD的其他阶矩估计　　855
16.3.4　Normalized RTD Function E(?)
归一化的RTD函数E(?)　　859
16.3.5　Internal-Age Distribution I(?)
内部年龄分布I(?)　　859
16.4 RTD in Ideal Reactors
理想反应器的RTD　　860
16.4.1　RTDs in Batch and Plug-Flow Reactors
间歇和平推流反应器中的RTD　　860
16.4.2　Single-CSTR RTD
单个CSTR的RTD　　861
16.4.3　Laminar-Flow Reactor (LFR)
层流反应器（LFR）　　863
16.5 PFR/CSTR Series RTD
平推流/全混釜反应器串联的RTD　　866
16.6 Diagnostics and Troubleshooting
诊断和调试　　869
16.6.1　General Comments
一般性评价　　869
16.6.2　Simple Diagnostics and Troubleshooting Using the RTD for Ideal Reactors
使用RTD对理想反应器进行简单的诊断和调试　　870
16.7 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 16 (AWFOS-S16 Critical Thinking Actions)
安全案例16——批判性思维的执行　　876

第17章 PREDICTING CONVERSION DIRECTLY FROM THE RESIDENCE TIME DISTRIBUTION
用RTD直接预测转化率 887
17.1 Modeling Nonideal Reactors Using the RTD
基于RTD建立非理想反应器模型　　888
17.1.1　Modeling and Mixing Overview
模型和混合概述　　888
17.1.2　Mixing
混合　　888
17.2 Zero Adjustable Parameter Models
无可调参数模型　　890
17.2.1　Segregation Model
离析流模型　　890
17.2.2　Maximum Mixedness Model
混合模型　　900
17.3 Using Software Packages Such as Polymath to Find Maximum Mixedness Conversion
使用Polymath软件包计算混合模型的转化率　　907
17.3.1　Comparing Segregation and Maximum Mixedness Predictions
比较离析流模型和混合模型　　909
17.4 Tanks-in-Series One Parameter Model n
多釜串联单参数模型n　　910
17.4.1　Find the Number of T-I-S to Model the Real Reactor
用多釜串联个数建立实际反应器模型　　911
17.4.2　Calculating Conversion for the T-I-S Model
计算多釜串联模型的转化率　　912
17.4.3　Tanks-in-Series versus Segregation for a First-Order Reaction
对比一级反应的多釜串联和离析流模型　　912
17.5 RTD and Multiple Reactions
RTD和复合反应　　912
17.5.1　Segregation Model
离析流模型　　912
17.5.2　Maximum Mixedness
混合　　913
17.6 And Now… A Word from Our Sponsor—Safety 17 (AWFOS-S17 Brief Case History on an Air Preheater)
安全案例17——空气预热器的简要案例历史　　917

第18章 MODELS FOR NONIDEAL REACTORS
非理想反应器模型 929
18.1 Some Guidelines for Developing Models
建模的规则　　930
18.1.1　One-Parameter Models
单参数模型　　932
18.1.2　Two-Parameter Models
双参数模型　　932
18.2 Flow and Axial Dispersion of Inert Tracers in Isothermal Reactors
等温反应器中惰性示踪剂的流动和轴向扩散　　933
18.2.1　Balances on Inert Tracers
惰性示踪剂物料衡算　　933
18.2.2　Boundary Conditions for Flow and Reaction
流动和反应的边界条件　　935
18.3 Flow, Reaction, and Axial Dispersion
流动、反应和轴向扩散　　937
18.3.1　Balance Equations
衡算方程　　937
18.3.2　Solution for a Closed-Closed System
封闭系统的解　　938
18.4 Flow, Reaction, and Axial Dispersion in Isothermal Laminar-Flow Reactors and Finding Meno
等温层流反应器内的流动、反应和轴向扩散，寻找 Meno　　941
18.4.1　Determine the Dispersion Coefficient (Da) and the Péclet Number (Per)
确定扩散系数（Da）和佩克莱数（Per）　　941
18.4.2　Correlations for Da
Da的关联式　　944
18.4.3　Dispersion in Packed Beds
填充床内的扩散　　944
18.4.4　Experimental Determination of Da
实验方法测定Da　　944
18.5 Tanks-in-Series Model versus Dispersion Model
比较多釜串联模型和扩散模型　　951
18.6 Numerical Solutions to Flows with Dispersion and Reaction
带有扩散和反应的流动过程的数值解　　952
18.7 Nonisothermal Flow with Radial and Axial Variations in a Tubular Reactor
管式反应器中带有径向、轴向变化的非等温流动　　956
18.7.1　Molar Flux
摩尔通量　　956
18.7.2　Energy Flux
能量通量　　958
18.7.3　Energy Balance
能量衡算　　958
18.8 Two-Parameter Models—Modeling Real Reactors with Combinations of Ideal Reactors
双参数模型——集成理想反应器的实际反应器模型　　964
18.8.1　Real CSTR Modeled Using Bypassing and Dead Space
考虑短路和死区的实际连续搅拌釜反应器模型　　965
18.8.2　Real CSTR Modeled as Two CSTRs with Interchange
带有交换的两个CSTR模拟实际连续搅拌釜反应器模型　　968
18.8.3　Other Models of Nonideal Reactors Using CSTRs and PFRs
使用CSTR和PFR模拟实际反应器的其他案例　　972
18.8.4　Applications to Pharmacokinetic Modeling
制药过程模型化的应用　　973
18.9 And Now…A Word from Our Sponsor—Safety 18 [AWFOS-S18 An Algorithm for Management of Change (MoC)]
安全案例18——变更管理算法（MoC）　　974

APPENDIX
附录 991
附录A NUMERICAL TECHNIQUES
数值技术　　991
A.1 Useful Integrals in Chemical Reactor Design
化学反应器设计中的积分公式　　991
A.2 Equal-Area Graphical Differentiation
等面积图示微分　　992
A.3 Solutions to Differential Equations
微分方程的解　　994
A.4 Numerical Evaluation of Integrals
积分的数值评价　　995
A.5 Semi-Log Graphs
半对数图　　997
A.6 Software Packages
软件包　　997
附录B IDEAL GAS CONSTANT AND CONVERSION FACTORS
理想气体常数和转化因子　　998
附录C THERMODYNAMIC RELATIONSHIPS INVOLVING THE EQUILIBRIUM CONSTANT
涉及平衡常数的热力学关系　　1001
附录D SOFTWARE PACKAGES
软件包　　1007
D.1 Polymath　　1007
D.2 Wolfram　　1008
D.3 Python　　1009
D.4 MATLAB　　1009
D.5 Excel　　1009
D.6 COMSOL　　1010
D.7 Aspen　　1011
D.8 Visual Encyclopedia of Equipment—Reactors Section
设备的可视化百科全书——反应器部分　　1011
D.9 Reactor Lab　　1011
附录E RATE-LAW DATA
反应速率方程数据　　1012
附录F NOMENCLATURE
符号表　　1013
附录G OPEN-ENDED PROBLEMS
开放性问题　　1016
G.1 Chem-E Car　　1016
G.2 Effective Lubricant Design
有效润滑油设计　　1016
G.3 Peach Bottom Nuclear Reactor
桃花谷核反应器　　1016
G.4 Underground Wet Oxidation
地下湿式氧化　　1017
G.5 Hydrodesulfurization Reactor Design
加氢脱硫反应器设计　　1017
G.6 Continuous Bioprocessing
连续生物过程　　1017
G.7 Methanol Synthesis
甲醇合成　　1017
G.8 Cajun Seafood Gumbo
Cajun海鲜浓汤　　1017
G.9 Alcohol Metabolism
酒精代谢　　1018
G.10 Methanol Poisoning
甲醇中毒　　1019
G.11 Safety
安全　　1019
附录H USE OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY SOFTWARE PACKAGES
计算化学软件包的使用　　1020
H.1 Computational Chemical Reaction Engineering
计算化学反应工程　　1020
附录I HOW TO USE THE CRE WEB RESOURCES
如何使用CRE网络资源　　1021

INDEX
电子索引