化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課第一頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高說課主要內(nèi)容：一、說課程123二、說教法三、說學(xué)法第二頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高1.教材與教參

教材采用教育部高職高專規(guī)劃教材，教材的難度適中，相比本科教材，其特點是復(fù)雜的理論分析較少，增加許多工程實踐的實例。符合高職高專的培養(yǎng)目標(biāo)。一、說課程第三頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高參考資料化學(xué)反應(yīng)工程原理（第二版）張濂，許志美，袁向前編著化學(xué)反應(yīng)工程原理例題與習(xí)題（第二版）許志美第四頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高1、典型的化工過程物理處理過程物理處理過程化學(xué)反應(yīng)過程循環(huán)物流單元操作單元操作過程之核心2、課程的地位第五頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高化學(xué)反應(yīng)

物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化獲得能量物質(zhì)化學(xué)脫除化學(xué)反應(yīng)工程：是研究化學(xué)反應(yīng)過程在工業(yè)實施過程中需解決的問題。

即生產(chǎn)多少產(chǎn)品，需要多少時間？需要多大空間（即反應(yīng)器體積）？如何使反應(yīng)過程實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗。第六頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高1、用石灰漿抹的墻壁，日久會變硬

CO2+Ca（OH）2═══CaCO3↓+H2O2、水壺和熱水瓶膽使用久了會產(chǎn)生水垢用食醋可以除掉水垢

CaCO3+2CH3COOH=（CH3COOH)2Ca+H2O+CO2↑3、胃酸過多的人可服用胃舒平

3HCl+Al（OH）3═══AlCl3+3H2O.4、在汽油中加入酒精可得乙醇汽油，乙醇汽油的使用既可以緩解石油供應(yīng)緊張的局面又可以減輕大氣污染

C2H5OH+3O2═══2CO2+3H2O.例：日常生活化學(xué)反應(yīng)第七頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高請問？他們在哪反應(yīng)？又如何控制他們反映？第八頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高

原料予處理

化學(xué)反應(yīng)

產(chǎn)物后處理核心化學(xué)反應(yīng)器

—進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的場所第九頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高2、課程主要內(nèi)容1、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)特性的研究2、流體流動、傳遞過程對反應(yīng)的影響流體流動傳質(zhì)傳熱影響反應(yīng)器內(nèi)濃度和溫度在時間和空間上的分布影響反應(yīng)結(jié)果反應(yīng)工程學(xué)的主要任務(wù)之一研究反應(yīng)機(jī)理動力學(xué)特性動力學(xué)方程第十頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高3、反應(yīng)器設(shè)計計算、過程分析和最佳化數(shù)學(xué)建模動力學(xué)特性流體流動傳遞特征結(jié)合計算機(jī)模擬數(shù)據(jù)優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化控制反應(yīng)器修改模型第十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高均相非均相

氣液相—攪拌釜式、塔式氣液固—涓流床、淤漿床反應(yīng)器氣相—管式反應(yīng)器液相—管式、釜式、塔式

氣固相—固定床、流化床、 移動床第十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高管式反應(yīng)器反應(yīng)物A反應(yīng)物B生成物R釜式反應(yīng)器第十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高固定床反應(yīng)器第十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高第十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高流化床反應(yīng)器1第十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高鼓泡攪拌釜式反應(yīng)器鼓泡塔式反應(yīng)器第十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高4.本課程和其他課程間的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)工程流體流動傳質(zhì)與傳熱傳遞工程化學(xué)工藝工藝路線流程、設(shè)備最佳化催化劑反應(yīng)條件物理化學(xué)化學(xué)動力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)工程控制測量與控制動態(tài)特性科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。是一些基礎(chǔ)學(xué)科諸如物理化學(xué)、傳遞工程、化學(xué)工藝等相互滲透與交叉而演變成的邊緣科學(xué)。第十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高3、課程重要性及意義（就業(yè)方向）小式中試生產(chǎn)反應(yīng)器的控制、選型、放大、開發(fā)第十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高例：焦?fàn)t煤氣制甲醇CO＋2H2→CH3OH

CO2＋3H2→CH3OH＋H2O

第二十頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高

C4H4S+4H2→C4H10＋H2S

(1)

R-SH+H2→RH+H2S

(2)

R1-S-R2+2H2→R1H＋R2H＋H2S

(3)

COS＋H2→CO＋H2S

(4)

COS＋H2O→CO2＋H2S

(5)

CS2＋4H2→CH4＋2H2S

(6)

C2H4＋H2→C2H6

(7)

C2H2＋2H2→C2H6

(8)

O2＋2H2→2H2O

(9)

MnO＋H2S→MnS＋H2O

(10)

Fe3O4＋3H2S＋H2→3FeS＋4H2O

(11)

ZnO＋H2S→ZnS＋H2O

(12)（1）脫硫的反應(yīng)

第二十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高（2）焦?fàn)t煤氣加氫反應(yīng)

CO＋3H2→CH4＋H2O

(13)

CO2＋4H2→CH4＋2H2O

(14)

2CO→C＋CO2

(15)（3）焦?fàn)t煤氣的烷烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)

CH4＋H2O→CO＋3H2

（17）

2H2＋O2→2H2O

（18）

CH4＋H2O→CO＋3H2

（19）

CH4＋CO2→2CO＋2H2

（20）

第二十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高二、學(xué)教法

以任務(wù)為載體行動導(dǎo)向性教學(xué)：任務(wù)載體：某化工廠接到生產(chǎn)乙酸丁酯的訂單，委托進(jìn)行乙酸丁酯反應(yīng)器的設(shè)計與選型以師生之間互動合作行動為方式以工作任務(wù)驅(qū)動調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以師生之間互動合作動為方式學(xué)生作為學(xué)習(xí)的行動主題教師為教學(xué)活動的主持人第二十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高反應(yīng)器選型優(yōu)惠工藝條件反應(yīng)器的工程放大要解決三個問題：第二十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高1、工藝條件物理過程——工程因素宏觀動力學(xué)因素工業(yè)化學(xué)反應(yīng)化學(xué)過程——化學(xué)因素動力學(xué)因素第二十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高化學(xué)因素——C、T等操作條件 對反應(yīng)過程的影響

——著重研究反應(yīng)選擇性反應(yīng)類型——簡單、復(fù)雜濃度效應(yīng)——反應(yīng)級數(shù)溫度效應(yīng)——反應(yīng)活化能化學(xué)因素包括：第二十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高工程因素：流體流動質(zhì)量傳遞

對反應(yīng)過程的影響熱量傳遞

第二十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高工程因素反應(yīng)場所反應(yīng)結(jié)果C、T物理因素化學(xué)因素第二十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高化學(xué)因素與物理因素的結(jié)合反應(yīng)→動力學(xué)反應(yīng)+流體流動→返混反應(yīng)+傳質(zhì)→效率反應(yīng)+傳熱→熱穩(wěn)定性、靈敏度物理化學(xué)與化工原理的“結(jié)合”第二十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高反應(yīng)器型式操作方式操作條件工程因素反應(yīng)結(jié)果

2、反應(yīng)工程思維方法反應(yīng)場所

TC工程問題動力學(xué)問題第三十頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高動力學(xué)問題（反應(yīng)規(guī)律）—小設(shè)備，真反應(yīng)（熱模）工程問題（傳遞規(guī)律）—假物料，真設(shè)備（冷模）結(jié)合反應(yīng)結(jié)果第三十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高實驗室反應(yīng)器工業(yè)反應(yīng)器物質(zhì)擴(kuò)散和能量傳遞速度不變十噸級反應(yīng)器百噸級反應(yīng)器千噸級反應(yīng)器萬噸級反應(yīng)器逐級校正、經(jīng)驗放大（1）逐級經(jīng)驗放大方法：第三十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高逐級經(jīng)驗放大方法：步驟—

1.小試確定選型，優(yōu)惠工藝條件

2.逐級中試研究放大，解決尺寸影響特點—

1.反應(yīng)與傳遞綜合研究

2.耗時長，耗費多，工作量大

第三十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高實質(zhì)—

2.多變量系統(tǒng)綜合研究，不考慮變量間相互影響；1.只研究外部聯(lián)系，不研究內(nèi)部規(guī)律

條件→→相應(yīng)

BLACKBOX3.人為規(guī)定了決策序列—認(rèn)為小試優(yōu)惠條件與大設(shè)備一樣；4.尺寸影響靠外推，外推有風(fēng)險第三十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高開發(fā)工業(yè)反應(yīng)器解決合理選型優(yōu)化操作工程放大程序：小試反應(yīng)器型式小試工藝條件逐級中試考察幾何尺寸的影響逐級放大法的特點：效果差，效率低，對放大中出現(xiàn)的問題束手無策，只好認(rèn)定是放大效應(yīng)。因為這種方法著眼于外部聯(lián)系，不研究反應(yīng)器內(nèi)部規(guī)律；受經(jīng)濟(jì)條件限制，認(rèn)識決定了決策程序；放大過程是外推的，這在方法論上是不科學(xué)的；第三十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高模型法是人們對某一復(fù)雜的，難以用數(shù)學(xué)全面正確描述的客觀實體，人為地作某些假設(shè)，設(shè)想出一個近似的數(shù)學(xué)模型，并用此模型定量地描述客觀實體的近似描述過程。客觀實體理想結(jié)果目前無法求解模型求解結(jié)果近似一、模型方法的程序建立物理模型合理簡化建立數(shù)學(xué)模型（建立描述物理模型的數(shù)學(xué)方程及初始和邊界條件）用模型方程的解討論客觀實體的特性規(guī)律2、模型法第三十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高數(shù)學(xué)模型方法：步驟—

1.小試研究反應(yīng)規(guī)律

2.大型冷模研究傳遞規(guī)律3.計算機(jī)綜合模擬

4.中試檢驗?zāi)Ｐ停拚齾?shù)

第三十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高實質(zhì)與特點—

2.分解—分別研究化學(xué)過程與物理過程規(guī)律

反應(yīng)規(guī)律時個性

傳遞規(guī)律是共性3.合理而等效的簡化核心—等效基礎(chǔ)上的合理簡化1.從內(nèi)部機(jī)理入手研究規(guī)律第三十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備說課主講教師：程永高反應(yīng)器內(nèi)復(fù)雜的多尺度結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化是產(chǎn)生放大效應(yīng)的根本原因內(nèi)部擴(kuò)散反應(yīng)過程宏觀流動微觀反應(yīng)介觀傳遞第三十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日