《化學(xué)反應(yīng)工程》課程教學(xué)大綱

1、化學(xué)反應(yīng)工程課程教學(xué)大綱課程名稱：化學(xué)反應(yīng)工程/ Chemical Reaction Engineering課程代碼：040311學(xué)時(shí)學(xué)分： 48/3 講課學(xué)時(shí)： 48 考核方式：筆試先修課程：化工原理、化工熱力學(xué)、物理化學(xué)適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝開課院系：化學(xué)化工學(xué)院 化學(xué)工程工藝系教材： 張濂，許志美，袁向前化學(xué)反應(yīng)工程原理華東理工大學(xué)出版社2000主要參考書：郭鍇，唐小恒，周緒美化學(xué)反應(yīng)工程化學(xué)工業(yè)出版社2000李紹芬反應(yīng)工程化學(xué)工業(yè)出版社1997左識之精細(xì)化工反應(yīng)器及車間工藝設(shè)計(jì)華東理工大學(xué)出版社1996一、課程的性質(zhì)和任務(wù)化學(xué)反應(yīng)工程課程是繼“化工原理”、“化工熱力學(xué)”之后，化學(xué)工程

2、與工藝專業(yè)的重要課程之一?；緝?nèi)容包括反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)器設(shè)計(jì)與分析兩個(gè)方面。目的是使學(xué)生掌握研究工業(yè)規(guī)律化學(xué)反應(yīng)器中化學(xué)反應(yīng)過程動(dòng)力學(xué)的方法和基本原理，掌握理想反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和分析，進(jìn)一步以宏觀動(dòng)力學(xué)和理想反應(yīng)器為基礎(chǔ)，對工業(yè)反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)操作條件的確定及控制、模擬放大等進(jìn)行研究。通過該課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生能掌握化學(xué)反應(yīng)工程的基本原理和研究方法，了解學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀，并能綜合應(yīng)用所學(xué)知識，對工業(yè)實(shí)際反應(yīng)過程進(jìn)行開發(fā)和分析。二、教學(xué)內(nèi)容和基本要求緒論要求：了解化學(xué)反應(yīng)工程的范疇和任務(wù)、基本方法和學(xué)科分類第一章 均相反應(yīng)及理想反應(yīng)器1.1化學(xué)反應(yīng)速率的工程表示1.2均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1.3反應(yīng)器設(shè)計(jì)

3、基本方程1.4間歇反應(yīng)器中的簡單反應(yīng)1.5間歇反應(yīng)器中的均相可逆反應(yīng)1.6間歇反應(yīng)器中的均相平行反應(yīng)1.7間歇反應(yīng)器中的均相串連反應(yīng)1.8理想管式反應(yīng)器基本方程式1.9. 動(dòng)力學(xué)方程的實(shí)驗(yàn)測定本章要求：掌握化學(xué)反應(yīng)速率的定義、表示方法；掌握均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的表示方法，熟悉濃度效應(yīng)和溫度效應(yīng)；掌握間歇反應(yīng)器中簡單反應(yīng)、復(fù)雜反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程表示，掌握復(fù)雜反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率、選擇性的影響因素；掌握平推流反應(yīng)器的計(jì)算方程；掌握反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定方法。第二章 連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器與返混2.1連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器中的均相反應(yīng)2.2. 停留時(shí)間分布及其實(shí)驗(yàn)測量、計(jì)算2.3幾種常見理想流動(dòng)模型2.4非理想流動(dòng)模

4、型2.5流體的混合態(tài)及其對化學(xué)反應(yīng)的影響2.6. 返混及其控制2.7. 連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性本章要求：掌握連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器的濃度特征和溫度特征；掌握連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器中均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的表示方法；掌握停留時(shí)間分布函數(shù)和分布密度函數(shù)的定義、意義、測定；掌握理想流動(dòng)反應(yīng)器模型，了解非理想流動(dòng)模型的建立方法和求解方法及模型參數(shù)的測定和意義；熟悉返混對化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)器的影響；熟悉控制返混的方法。第三章 非均相反應(yīng)及反應(yīng)器3.1氣/固催化反應(yīng)的本征動(dòng)力學(xué)3.2流體與催化劑顆粒外表面間的傳質(zhì)3.3多孔催化劑中的內(nèi)擴(kuò)散3.4質(zhì)量傳遞對反應(yīng)選擇性的影響3.5內(nèi)外擴(kuò)散影響的判斷與消除3.6氣/固催化反應(yīng)器中

5、的熱量傳遞3.7. 氣液反應(yīng)及氣液反應(yīng)器本章要求：了解非均相反應(yīng)的分類；掌握氣/固相反應(yīng)的反應(yīng)步驟；掌握外擴(kuò)散的描述方法和計(jì)算方法；熟悉外擴(kuò)散對反應(yīng)的影響；掌握內(nèi)擴(kuò)散的描述方法和計(jì)算方法；熟悉內(nèi)擴(kuò)散對反應(yīng)的影響；熟悉內(nèi)外擴(kuò)散的判斷和消除方法；熟悉氣/固相反應(yīng)器的熱量傳遞和熱穩(wěn)定性；熟悉氣/液反應(yīng)的分類和特點(diǎn)；了解各種氣/液反應(yīng)器的特點(diǎn)；熟悉氣/液反應(yīng)特征與氣/液反應(yīng)器特性的對應(yīng)和關(guān)聯(lián)關(guān)系。第四章 常見反應(yīng)器性能及操作4.1反應(yīng)設(shè)備分類4.2. 攪拌器性能與操作4.3. 反應(yīng)器放大本章要求：了解各種反應(yīng)設(shè)備的性能和用途；掌握熟悉攪拌式反應(yīng)器的型式、性能、功率計(jì)算；熟悉反應(yīng)器的工程放大方法；熟悉反

6、應(yīng)器工程放大原則的選擇方法和步驟。三、教學(xué)時(shí)數(shù)分配課程內(nèi)容講課習(xí)題課討論課小計(jì)緒論 第一章 均相反應(yīng)及理想反應(yīng)器 1.1化學(xué)反應(yīng)速率的工程表示 1.2均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)4041.3反應(yīng)器設(shè)計(jì)基本方程1.4間歇反應(yīng)器中的簡單反應(yīng)4041.5間歇反應(yīng)器中的均相可逆反應(yīng) 1.6間歇反應(yīng)器中的均相平行反應(yīng) 2021.7間歇反應(yīng)器中的均相串連反應(yīng)1.8理想管式反應(yīng)器基本方程式2021.9. 動(dòng)力學(xué)方程的實(shí)驗(yàn)測定 第二章 連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器與返混 2.1連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器中的均相反應(yīng)4262.2. 停留時(shí)間分布及其實(shí)驗(yàn)測量、計(jì)算2.3幾種常見理想流動(dòng)模型4042.4非理想流動(dòng)模型 2.5流體的混合態(tài)及其對化學(xué)

7、反應(yīng)的影響 2.6. 返混及其控制4042.7. 連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性第三章 非均相反應(yīng)及反應(yīng)器 3.1氣/固催化反應(yīng)的本征動(dòng)力學(xué)4043.2流體與催化劑顆粒外表面間的傳質(zhì)3.3多孔催化劑中的內(nèi)擴(kuò)散4043.4質(zhì)量傳遞對反應(yīng)選擇性的影響 3.5內(nèi)外擴(kuò)散影響的判斷與消除 3.6氣/固催化反應(yīng)器中的熱量傳遞4043.7. 氣液反應(yīng)及氣液反應(yīng)器 第四章 常見反應(yīng)器性能及操作 4.1反應(yīng)設(shè)備分類4044.2. 攪拌器性能與操作4.3. 反應(yīng)器放大404復(fù)習(xí)022合 計(jì)44448四、對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)對反應(yīng)過程、反應(yīng)設(shè)備的分析、計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生利用反應(yīng)過程的計(jì)算方法、分析實(shí)際問題和解決實(shí)際問題的能力。五、說明1本課程與其它課程的聯(lián)系與分工本課程的先修課程為“化工原理”、“物理化學(xué)”和“化工熱力學(xué)”，它們?yōu)楸菊n程準(zhǔn)備了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、化學(xué)吸收、