在Thiele模数很大和很小的情况下,运用摄动法可求等温下一维催化剂颗粒有效因子的渐近解.利用这两个渐近解的信息,得到一新的有效因子近似计算式:n=a_1(thφ/φ)+a_2(thφ/φ)~2+…+a_a(thφ/φ)~a该式在整个Thiele模数范围内有效,与一级反应精确解相比较,其精度十分令人满意.该式的假设考虑了系统的物理本质,因而克服了以往文献中近似式的种种不足,使之能可靠又方便地应用于实际计算.

根据本文第Ⅰ部分所提出的多孔催化剂有效因子近似计算式,针对不同形式的幂函数型动力学方程和双曲型动力学方程,计算了等温下Thiele模数不同时非一级反应的有效因子,并且用数值方法求出相应条件下的有效因子以作比较.大量的计算结果证明所提出的近似计算式较之文献上已有的近似式,不但精度高,而且适用范围广.同时近似式中参数估值简便,克服了以往研究者所提出的式子中这方面所存在的困难.

本文介绍一个气体在非极性溶剂中溶解度的分子热力学模型.混合物的Helmholtz自由能分三步计算:首先将处于标准态的纯组分等温混合成理想气体混合物;然后将每个分子膨胀成具有直径σ的硬球,相应的Helmholtz自由能变化用Mansoori-Carnahan-Starling-Leland方程计算;最后按LJ12-6位能函数给分子充以位能,形成实际流体混合物.在这最后一步中,引入一个近似的径向分布函数:g_(ij)(γ)=H(γ-γ_(ij))+βδ(γ-γ_(ij)).Henry常数则通过剩余化学位求得.与计算机模拟实验数据比较的结果表明:在使用同样的LJ参数的条件下,本模型的预测结果显著优于常用的Pierotti理论.对于实际系统,本模型一般只用一个可调参数便可在较大的温度范围内很好地关联各种气体在C_1—C_(20)的正烷烃及其异构体、环烷烃、芳香烃和一些液化气体中的Henry常数.计算的△(?)_(s1),△(?)_(s1)及(?)_1亦令人满意.

在多相多组元化学平衡相平衡的计算中,Castillo-Grossmann法是一个较新、较好的方法.本文对它进行了三点改进,并对十四个理想和非理想体系进行了不同条件的检验.结果表明,改进后的方法普遍优于原方法.

应用非线性规划的共轭梯度投影法,并结合化学平衡相平衡问题的特殊性,本文设计了一个新的多相多组元化学平衡相平衡通用计算方——GCG法.检验表明,它在大多数情况下(特别是对非理想体系)优于现存的RVCS、SVMP和M-SVMP三种通用算法.

提出了一个具有复杂联接的精馏塔系统的模型,与通常的精馏塔不同,不仅维数增大,而且在物料平衡和焓平衡矩阵中出现了偏离三对角的元素.这就不能有效地利用通常的三对角矩阵的解法.本文采用Browne的解的格式,改进了他的收敛性判据,同时在算法和数据处理上采用了矩阵逆的消去形式和乘积形式.压缩了计算机的存贮,为大规模问题的计算提供了条件.用文献例题作为计算实例,结果十分吻合.

用玻璃流动外循环无梯度反应器研究了Mo—Bi—Ce/SiO_2催化剂上丁烯-2氧化脱氢的内扩散影响.确定了催化剂的有效因子,多孔催化剂的有效因子随反应温度的升高而减小.在内扩散区域的反应活化能为丁烯-2扩散活化能、动力学区域反应活化能的算术平均值.在内扩散区域的丁烯氧化脱氢生成丁二烯的选择性用经验式描述.

针对国内氟塑料生产过程技术开发的需要,用氧气物理吸收法及激光透射法测定了卧式釜液侧传质容易系数k_La及比界面积a.结果表明,与立式釜相比,卧式釜具有一系列优点:如进行正常传质所需的搅拌转速较低;在相同功耗下,传质容量系数约高一个数量级;混合程度及传质面分布均匀度有明显改善.本文用流体力学原理分析了两类釜传递特性差异的原因,并对实验结果作了关联.

本文通过热力学推导和经验校正,提出了一个新的推算有机化合物液体等压热容的关联式.该方法适用于多种类别的化合物,包括强极性的和缔合性化合物.计算的温度范围可以从对比熔点到0.95的对比温度.用该方法计算了103个化合物的等压热容,计算结果与实验数据比较吻合,其精度优于已有的文献方法.

在确定M M.Abbott三阶方程一般式最佳T_c等温线的基础上,提出了一个新的二参数三阶状态方程.在p_r=0—30、T_r=0.5—15之间,方程用于符合或近似符合普遍化压缩因子图表的流体,其误差一般均小于4%.同其它二参数三阶方程相比,本方程能获得更高的精度,同时也具备简便的特点.

以绝对速度理论为基础,提出了一个新的液体扩散系数与溶液浓度的关联方程式:其中对16种物系的176个数据点进行了计算.并和文献上已提出的关联方程式进行了比较,其总平均百分误差为:计算结果表明,本文所提方程式只有较高的普遍性和较好的适用性.

本文研究了连续搅拌槽式反应器(CSTR)定态非绝热操作,即反应器具有通过器壁的热损失时的临界条件及其有关问题;讨论了如何在分析这类非绝热放热反应器操作条件中热灵敏区间时,采用适当的无量纲参数.使问题的描述具有和相对简单的绝热反应器—致的形式;导出了非绝热系统点火(飞温)和熄火这两个热灵敏边界的数学表达:还证明了当满足xS/v≥QC_0E/RT~2_(ref)(1/4-RT_(ref)/E)-1时,可以避免出现热灵敏区间.由于上式左边的量易于在工程上进行控制,上式在化学工程设计和控制中具有现实意义.

本文提出了一种测定塔板上传质系数的实验方法——不稳态物理解吸法,这种方法的优点是实验简单,所得结果比较可靠.用这种方法,在φ150mm的筛板塔中,测定了不同结构的塔板上的传质系数.并计算了两相连续流动时,在φ150mm的穿流塔板上混合情况的方差.

本文研究用N_(235)(混合三脂肪胺)作萃取剂,从含有Ni~(2+)”,Co~(2+)和Cu~(2+)的混酸(HCl-H_2SO_4)溶液中有效地萃取分离各金属离子的条件.实验以水相氯离子浓度、有机相N_(235)初始浓度和操作温度为独立交量,测定了在不同实验条件下镍、钻、铜的一系列分配系数.在此基础上,利用计算机分别建立了它们各自的萃取平衡分配模型,以便在给定的分离要求下,能定量计算选用N_(235)作萃取剂的可能性.并用串级实验考查了所建模型的适用性.