化学反应工程系化学工程的一个分支,以工业反应过程为主要研究对象,以反应技术的开发、反应过程的优化和反应器设计为主要目的的一门新兴工程学科。它是在化工热力学、反应动力学、传递过程理论以及化工单元操作的基础上发展起来的。其应用遍及化工、石油化工、生物化工、医药、冶金及轻工等许多工业部门。工业反应过程中既有化学反应,又有传递过程。传递过程的存在并不改变化学反应规律,但改变了反应器内各处的温度和浓度,从而影响到反应结果,例如影响到转化率和选择率。最终的研究为反应的速率和反应器的设计。
《化学反应工程》是化学工程类专业继物理化学、化工原理等课程后开设的一门主修专业课。目的是使学生掌握化学反应工程的基本概念、原理和方法,包括反应动力学及传递过程基本原理、理想流动模型及理想反应器、停留时间分布以及混合程度对反应的影响、反应器的设计与分析方法等,了解简单的非理想流动模型,气固相催化反应的宏观过程和内扩散有效因子等知识,为以后开发新工艺反应器提供理论支持。
通过本课程的教学,使学生掌握建立化学反应动力学模型及反应器流体传递过程模型的方法,并根据化学反应特性及反应器特性,掌握反应器的设计、选型、放大与最优化,为将来深入研究与开发化工反应过程打好基础。
1.教学重点:对反应工程研究对象的掌握、反应器的分类、如何做到模型法解决实际问题;化工动力学方程的运用;复合反应及反应器的选型;非理想流动的函数和特征值;化学吸附、反应、脱附及化学反应速率的表达式;化学反应中的内外扩散,宏观反应动力学方程;固定床反应器的特征及影响;流动床反应器的特征及工艺计算。
2.教学难点:数学模型的建立;各种反应器的设计方程;复合反应及反应器的特征;停留时间分布的测定方法;郎格缪尔表达式及特征;宏观动力学表示方法;固定床及流动床反应过程计算。
1. 郭锴,唐小恒,周绪美编著,《化学反应工程》第三版,化学工业出版社,2017年8月
2. 吴元欣,丁一刚,刘生鹏编著,《化学反应工程》第二版,化学工业出版社,2015年7月。
3. 朱炳辰编著,《化学反应工程》第五版,化学工业出版社,2012年5月。
章目 | 教学内容 | 教学时数 | 教学方式或手段 | 学时分配 | |
理论 | 实验(实践) | ||||
一 | 绪论 | 2 | 多媒体教学 | 2 | |
二 | 均相单一反应动力学和理想反应器 | 10 | 多媒体教学 | 10 | |
三 | 复合反应与反应器选型 | 8 | 多媒体教学 | 8 | |
四 | 非理想流动反应器 | 4 | 多媒体教学 | 4 | |
五 | 气固相催化反应本征动力学 | 6 | 多媒体教学 | 6 | |
六 | 气固相催化反应宏观动力学 | 8 | 多媒体教学 | 8 | |
七 | 气固相催化反应固定床反应器 | 5 | 多媒体教学 | 5 | |
八 | 气固相催化反应流化床反应器 | 5 | 多媒体教学 | 5 | |
合计 | 48 | — | 48 | ||
| 课程章节 | | 文件类型 | | 修改时间 | | 大小 | | 备注 | |
| 1.1 总括 |
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2018-12-03 | 1.69MB | ||
| 2.1 基本概念 |
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2018-11-29 | 210.83KB | ||
| 2.2 建立动力学方程的方法 |
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2018-11-30 | 333.99KB | ||
| 2.3 化学反应器设计基础 |
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2018-11-30 | 228.64KB | ||
| 2.4 等温条件下理想反应器的设计分析 |
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2018-12-03 | 328.13KB | ||
| 3.1 单一不可逆反应过程与反应器 |
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2018-11-29 | 983.44KB | ||
| 3.2 自催化反应特性与反应器选型 |
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2018-11-29 | 212.51KB | ||
| 3.3 可逆反应特性与反应器选型 |
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2018-11-29 | 185.43KB | ||
| 3.4 平行反应特性与反应器选型 |
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| 3.5 连串反应特性与反应器选型 |
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| 4.1 概述 |
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| 4.2 流体在反应器内的停留时间分布 |
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| 4.3 非理想流动模型 |
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2018-11-30 | 386.19KB | ||
| 5.1 气固相催化过程 |
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| 5.2 固体催化剂 |
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2018-11-30 | 129.99KB | ||
| 5.3 气固相催化反应本征动力学 |
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2018-11-29 | 380.94KB | ||
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| 5.4 本征动力学方程的实验测定 |
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| 6.1 催化剂颗粒内气体扩散 |
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| 6.2 气固相催化等温反应宏观动力学方程 |
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2018-11-30 | 594.66KB | ||
| 6.3 催化剂的失活 |
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| 7.1 流体在固定床内的传质特征 |
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| 7.2 固定床催化反应器的设计 |
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| 8.1 流化床的基本概念 |
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| 8.2 流化床的工艺计算 |
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