1、1PPT课件虚拟平衡常数）（吸附项）位能项动力学项PPPqqjnjjniiAJKJcKcRTEkrji / )()1 ()1 ()/exp(02PPT课件qqjnjjniiAjicKcRTEkr（吸附项）位能项动力学项 )()1 ()1 ()/exp(0BAAccRTEkr)/exp(02310)1 ()/exp(jjjBAAcKccRTEkrBAnBnAAccRTEkr)/exp(02310)1 ()/exp(jnjjnBnAAjBAcKccRTEkr3PPT课件4PPT课件5PPT课件6PPT课件7PPT课件8PPT课件9PPT课件aA + bB cC + dDCCCCBBAADDCCBB
2、AArrrrdtdnVrdtdnVrdtdnVrdtdnVr四者之间的相互关系：；111110PPT课件dtdVrminniii1)1(0dtdSrdtdmrdtdVrcatcatcat111；11PPT课件12PPT课件13PPT课件aA + bB cC + dD)1 ()/exp(0iniiACRTEkr吸附组分（吸附项）位能项动力学项jCKCRTEkrqqjnjjniiAji)()1 ()1 ()/exp(014PPT课件aA + bB cC + dD15PPT课件16PPT课件17PPT课件18PPT课件19PPT课件20PPT课件21PPT课件22PPT课件化学反应动力学化学反应动力
3、学宏观动力学宏观动力学（过程动力学过程动力学传递过程化学过程传递过程化学过程）吸附动力学吸附动力学表面反应动力学表面反应动力学脱附动力学脱附动力学内扩散内扩散化学动力学化学动力学外扩散外扩散化学动力学化学动力学化学动力学化学动力学内扩散外扩散内扩散外扩散本征动力学本征动力学（微观（微观动力学动力学/化学动力学化学动力学）活化动力学活化动力学失活动力学失活动力学宏观失活动力学宏观失活动力学常见常见本征动力学涵盖内容本征动力学涵盖内容稳（定）态动力学稳（定）态动力学瞬态动力学瞬态动力学23PPT课件化学反应动力学模型建立化学反应动力学模型建立物种分析物种分析（GC-MS等表征）等表征）网络结构判识
4、网络结构判识（反应图式）（反应图式）热力学分析热力学分析动力学分析动力学分析实验装置实验装置测试方法与措施测试方法与措施催化剂性能考察、动力学测试区域、催化剂性能考察、动力学测试区域、装置性能、实验技术、措施等装置性能、实验技术、措施等实验设计、实验安排、数据分析实验设计、实验安排、数据分析动力学模型建立动力学模型建立动力学模型筛选动力学模型筛选/推导推导参数优化估计参数优化估计动力学模型检验动力学模型检验物理物理/化学准则检验化学准则检验统计检验统计检验应用检验应用检验24PPT课件25PPT课件化学反应动力学模型建立化学反应动力学模型建立物种分析物种分析（GC-MS等表征）等表征）网络结构
5、判识网络结构判识（反应图式）（反应图式）热力学分析热力学分析动力学分析动力学分析实验装置实验装置测试方法与措施测试方法与措施催化剂性能考察、动力学测试区域、催化剂性能考察、动力学测试区域、装置性能、实验技术、措施等装置性能、实验技术、措施等实验设计、实验安排、数据分析实验设计、实验安排、数据分析动力学模型建立动力学模型建立动力学模型筛选动力学模型筛选/推导推导参数优化估计参数优化估计动力学模型检验动力学模型检验物理物理/化学准则检验化学准则检验统计检验统计检验应用检验应用检验26PPT课件27PPT课件28PPT课件29PPT课件30PPT课件成本效益首创性知识产权能重现性重复性每批催化剂性程
6、度再生性能恢复性能的量热性能导热性、热容冷模实验室温玻璃珠冬天）水擦效应。例子：（摩（流化床或移动床中的机械强度耐压、耐磨碎粒条片球：环压力降变化顺序为的径相等）各种形状引起条件下（含当量直等）系统压力降，在同外观性能（形状、尺寸工业使用附加性能活性、选择性及稳定性义导出的基本性质）：直接性能（由催化剂定Cmo4543)300100(%2031PPT课件32PPT课件33PPT课件34PPT课件35PPT课件36PPT课件37PPT课件38PPT课件39PPT课件40PPT课件41PPT课件42PPT课件tpsVm43PPT课件sppVmgppgstspVVVVV/1gpgsgsspgpgpp
7、VVVmVmVm1/44PPT课件45PPT课件46PPT课件47PPT课件48PPT课件总的活性中心数组分覆盖的活性中心数被AA总的活性中心数未被覆盖的活性中心数V1VA1Vi49PPT课件2/1)2/(TkmprBAAa)(Aafr50PPT课件)/ )(exp(RTErAaaVAaAARTEBARTEABAAapkfpeTkmefTkmprAaAa)()2(1 )()2(/ )(2/1/ )(2/1VAaapkr 51PPT课件)(AdfrAdAdAdAddkfkRTEfkr)( )/ )(exp()( 52PPT课件AddkrARTEdVARTEaAdVAadaAdAaekpekkpk
8、rrr/ )(0/ )(0 53PPT课件0)/ )(exp()/ )(exp(00AAddVAAaadaRTEkpRTEkrrrVAACdaaddaApRTQkkRTEEkkK)exp()exp(0000)/exp()exp(000RTQKRTQkkKCACdaA54PPT课件),(AmpTfV 55PPT课件56PPT课件57PPT课件*1/1/ AAAAAdaAdaApKpKpkkpkk58PPT课件*1/1/ AAAAAdaAdaApKpKpkkpkk59PPT课件*11 1 ;1 BBAAVBBAABBBBBAAAAApKpKpKpKpKpKpKpK60PPT课件*111 IIVII
9、IIIpKpKpK*JJpKJ写为分对解离吸附的组61PPT课件62PPT课件63PPT课件 NifijijRHH1, NivijijRHH1, KjjRjtotalRHH1)()( 化学反应热效化学反应热效应计算应计算化学平衡常数计算化学平衡常数计算化学平衡组成计算化学平衡组成计算64PPT课件1 -OH(l)HCc521 -OH(g)HCc521 -O(l)Hf21 - (g)COf21 -O(g)Hf2-1CO(g)fmolkJ 60.1367H OH(l)HCmolkJ 20.1409H OH(g)HCmolkJ 83.285H O(l)HmolkJ 51.393H (g)COmolk
10、J 82.241H O(g)HmolkJ 54.110H CO(g)5252222试求1atm、25oC时，乙醇合成反应的化学反应热。 燃烧热燃烧热生成热生成热产物反应物反应物产物00RRHH65PPT课件1 -OH(g)HCfOH(g)HCf(g)OfOH(g)HCfO(l)Hf(g)COfOH(g)HCcrmolkJ 31.235H 20.1409 03H)83.285(3)51.393(2 H3HH3H2 HH52522522252解得（反应物）（产物）生成热生成热66PPT课件1 -(g)HfCO(g)fO(g)HfOH(g)HCfrmolkJ 05.256 03)54.110(2)8
11、2.241()31.235( H4H2HH H2252生成热生成热（反应物）（产物）67PPT课件2lnRTHdTkdoRp 0 GpoRkRTGln 0RG )/(0molkcalBTAGB增增量量 ln00RTGGBB 增增量量反反应应物物产产物物)()(000 BBRGGG68PPT课件 最小二乘法最小二乘法松弛法松弛法迭代计算迭代计算图解法图解法平衡组成计算平衡组成计算 69PPT课件）更易进行）比反应（反应（12 molkJ7 .97 2 .319035 .2213molkJ6 2 .3193 .2099 .10301021000021000011262661268442GGGGGG
12、GGGGHCHHCHCHCHC70PPT课件6330010395. 2)800314. 8107 .97exp( 465. 2)800314. 8106exp( )exp( ln 21PPPPkkRTGkkRTG 71PPT课件CH4+H2O=CO+3H21 m 0 01-x m-x x 3xCO+H2O=CO2+H2x m-x 0 3xx-y m-x-y y 3x+yCH4 1-x；H2O m-x-y ；CO x-y；H2 3x+y； CO2 y系统总摩尔数系统总摩尔数 1+m+2x72PPT课件CH4+H2O=CO+3H21 m 0 01-x m-x x 3xCO+H2O=CO2+H2x
13、m-x 0 3xx-y m-x-y y 3x+yCH4 1-x；H2O m-x-y ；CO x-y；H2 3x+y； CO2 y系统总摩尔数系统总摩尔数 1+m+2x；总压；总压 P7 . 2)()3(9618. 021)(1 ()3)(22224222331yxmyxyxyPPPPKxmPyxmxyxyxPPPPKOHCOHCOPOHCHHCOP73PPT课件680. 0942. 01;)3()5)(7 . 2)26)(5(9618. 0)3)(123yxxxyyxyxyxyxyxyxyxx，迭代求解得：而整理得74PPT课件75PPT课件1 -OONNHCHCmolg 58.2864. 4
14、96.2298. 0 %5 .1432%0 .8228%5 . 328 yMyMyMM222242421 -1 -1 -31 -3ininouthkg 57415.2 )kmol28.58(kg)kmol(Nm 22.4)h(Nm 000 45 M22.4VFF76PPT课件CO2H2 =CH3OH（1）OHCHHCOnnn3221 CO2H2 CH3OH 0（2）77PPT课件NKNNKNKKKNjNNjNjjjNNNNNNNNAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA 113322111133221121123232221211111313212111 KjAAKjNiijiNiiji，或或
15、 2, 1,00111 ji计量系数，反应物为“”，生成物为“+”（得到为正，失去为负） 78PPT课件 79PPT课件 Nihihibn1 i=1N，h=1L（元素），（元素），bhh元素的原子数元素的原子数 , 1 01LhnNiihi ； 80PPT课件81PPT课件 61ihihibn )31 ( 061 hniihi 163231162221161211 hiB O 0 1 0 0 1 2 C 1 1 1 0 0 1 H 0 0 4 2 2 0 C CO CH H OH CO422282PPT课件 336 RNRRV 83PPT课件 235 RNRRV84PPT课件 85PPT课件1
16、NtNtNt(1-2yCO-2yCO2)/(1-2yCO-2yCO2) 86PPT课件 71iitNN)221/()221(/)(/)(32/)32(/0000000000000000002244222222222222COCOCOCOttttCHCHttNNCOttCOOHOHCOCOttCOCOMMCOCOttCOCOHHtiiyyyyNNNNyyNNyyyNNyyyyyNNyyyyyyNNyyyyNNy 87PPT课件)21/()21 ()21/()21 ()21/()21 ()(2)21/()21 ()2()21/()21 ()()21/()21 (000000000000000004
17、4222222222222MMCHCHMMNNCOMMCOOHOHMCOMMMCOHHMCOMMMCOCOCOMMttyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyNN 88PPT课件iiinn 0 01 NiiiA iiinn 0 dtdVr 189PPT课件jijijijnn 0 dtdVrjj 1 KjNiijiA110 Mjjjiin1 90PPT课件 RNRMV 91PPT课件)( 3121 RNRMAAAAV )( 321 RNRMAAAV )( 231 RNRMAAAV A1A2A3)( RNRMV 92PPT课件)( RNRMV RNR 93PPT课件 94P
18、PT课件213 1C 1 1 1C C RNRRRCVhi95PPT课件 3121AAAA321AAA231AAAA1A2A321AA 3121AAAAA1A2A3231AAA96PPT课件97PPT课件98PPT课件99PPT课件IPAH2O+PrIPBDIPB+B+IPA - H2O+Pr- B+B - H2O+IPB - BNPBIPAH2O+PrIPBDIPBNPB(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)TIPBTIPB+PrIPAH2O+PrIPBDIPB+B+Pr- B(1)(2)(6)Path 1Path 3IPAH2O+PrIPBDIPB+B+IPA - H2O+Pr-
19、 B+B - H2O+IPB - BPath 20.010.020.030.040.050.020.040.060.080.100.12 H2O IPB Pr DIPBResidual time (s)yo /molar fraction0.0000.0010.0020.0030.0040.005 特别注意特别注意: :动力学图式动力学图式 反应机理反应机理 100PPT课件101PPT课件102PPT课件103PPT课件外扩散控制外扩散控制 CAg CAs CAc CA*内扩散控制内扩散控制 CAg CAs CAc CA*动力学控制动力学控制 CAg CAs CAc CA*共同控制？共同控制
20、？104PPT课件105PPT课件cmatmpnda )(/10)2/(152 估算估算 2/123/13/175. 14,11)(101 jijijiMMpTD v组分扩散体积，组分扩散体积，M分子量，分子量，g/molP总压，总压，atmDi,ji对对j的扩散系数，的扩散系数，cm2/s106PPT课件mijjjijiimDyyD1,)/(1(cm) /2 /s)(cm /107 . 923,ggaiaiKSVrMTrDgradpRTpByNoii Bo多孔介质孔结构参数（渗透率或达多孔介质孔结构参数（渗透率或达西数），为表征多孔介质结构的几西数），为表征多孔介质结构的几何形状和尺寸的参数
21、，对园柱形微何形状和尺寸的参数，对园柱形微孔孔Bo=ra2/8 混合物粘度混合物粘度107PPT课件108PPT课件ApAeKAAmADDDDD,111引入修正因子109PPT课件RTLyyPADLCCADNAAceAAceA)(2121110PPT课件 isegAAgCCCfisegAsAsAgisAsegAsAggAAsisAsAgeggASkSkCCSkSkCfCCSkCfSkCCrCfSkrCCSkrAAsAs11 11)(1)(1)( )()()( *)(* 对一级反应对一级反应本本）（111PPT课件1 ; 11 isegSkSk1 ; 11 isegSkSk112PPT课件 11 isegSkSk特别注意：特别注意：控制步骤不是一成不变的，随操作条件改变控制步骤不是一成不变的，随操作条件改变 会发生相应的变化会发生相应的变化113PPT课件)()()(AsisAsAgeggACfSkrCCSkr 本本iAssSAsSCfkdSCfki)()( 0 率（反应速率）率（反应速率）度及内表面积计算的速度及内表面积计算的速按反应组分在外表面浓按反应组分在外表面浓散速率（扩散速率）散速率（扩散速率）面的浓度梯度计算的扩面的浓度梯度计算的扩按反应组分在颗粒外表按反应组分在颗粒外表 114PPT课件
