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《化学反应工程》课程教学大纲

主讲： 罗北平

化学反应工程课程教学大纲

一、 课程的基本信息

适应对象： 本课程为化工专业及相关专业的专业必修课，本大纲适应于化工专业及相关专业四年制本科生。

课程代码：

学时分配： 70学时

赋予学分： 2学分

先修课程： 普通化学, 物理化学，工程数学, 化工原理

后续课程：

二、课程性质与任务

化学反应工程是化学工程学科的一个分支，简称反应工程，本课程是大学本科化工类专业学生的必修课之一，是研究化学反应工程问题的学科，主要研究如何在工业规模的基础上，运用化学，物理，数学和工程知识解决工业生产过程中遇到的实际问题。课程内容包括反应动力学和反应器分析、设计、优化与放大。反应动力学主要研究化学反应进行的内在机理和速率，如反应模式，反应速率及反应活化能等；反应器分析、设计、优化与放大主要研究反应器内物料浓度，温度，压力等因素的变化规律及其对反应动力学的影响，并寻求它们之间的定量关系，找出最优工况和反应器的最好型式以获得最大的经济效益。本课程在化工设计、生产研究开发中占有极其重要的地位，是化工专业人员的整体知识结构及能力的重要部分。

三、 教学目的和要求

通过本课程的学习，其目的就是要使学生建立化学反应在工业生产过程中的工程观念，使学生掌握反应工程的基本研究方法，运用化学反应与传递工程的相互作用的规律，突出工程概念和工程思想的建立，对各种反应过程进行分析，进行为技术开发所需要的各项，制订出最合理的技术方案和操作条件、放大和优化。

四、教学内容

第一章 绪论

基本要点：反应工程的方法、任务及编排体系

1.1 反应工程的发展历史

1.2 反应工程的范畴和任务

1.3 反应工程的基本方法

1.4 反应工程的学科体系和编排

第一章 均相反应动力学

基本要点:反应速率及速率方程,影响速率的因素,速率方程的确定,复合反应动力学及产物分布,变容过程。

2.1 基本概念与术语

2.2 浓度与温度对速率的影响

2.3 单一反应速率的解析

2.4 复合反应动力学及选择性

2.5 变容过程

2.6 速率方程的建立

第二章 理想反应器

基本要点:理想流动模型、反映器的特性及基本设计，反映器型式的操作方式选取

3.1 概述

3.2 间歇反映器

3.3 半间歇式反映器

3.4 全混釜

3.5 平推流反映器

3.6 反映器型式及操作方式的评选

第三章 非理想流动

基本要点：停留时间分布及测定,非理想流动模型及计算

4.1停留时间分布

4.2几种特殊流型的停留时间分布

4.3非理想流动模型

4.4轴向分散扩散

4.5液体的混合及其对化学反应的影响

第四章 非均相反应动力学

基本要点：理想吸附等温方程、气固相催化反应动力学、粒中的扩散、非催化气固相反应动力学、气液反应动力学

5.1吸附作用

5.2吸附等温方程

5.3气固相催化反应过程及控制步骤

5.4气固相催化反应动力学

5.5多孔催化剂的传质-------内扩散

5.6催化剂失效

5.7非催化气固相反应动力学

5.8气液相反应宏观动力学

第五章 固定床反映器

基本要点：固定床的装料特性及传递过程，粒子的外扩散，反映器的设计与计算，二维拟均相模型

6.1概述

6.2固定床的传递过程

6.3绝热式固定床反映器

6.4换热式固定床反映器

6.5拟均相二维模型

第六章 流化床反映器

基本要点：流化床的传递过程，流化床反映器的模型及设计

7.1流化床中的两相运动

7.2硫化床中的传递过程

7.3硫化床反映器的模型及设计

第七章 其他多相反映器

基本要点：气液相反应的传递规律及动力学分析，气液相反映器的设计，液-液相和气-液-固相反应过程及反映器

8.1气液相反应动力学分析

8.2气液相反映器模型及设计

8.3液-液相反应过程分析及反映器设计

8.4气-液-固相反应过程分析及反映器设计

五、教学课时分配

第一章 绪论 2学时

第二章 均相反应动力学 10学时

第三章 理想反应器 12学时

第四章 非理想流动 10学时

第五章 非均相反应动力学 12学时

第六章 固定床反应器 10学时

第七章 硫化床反应器 8学时

第八章 其他多相反应器 6学时

总学时：70学时

六、课程考核与评估

闭卷， 考试时间120min ， 平时成绩占20%， 期末占80%

七、附录

《化学反应工程》第二版 陈甘棠主编 化学工业出版社 2001年

《反应工程》第二版 李绍芬 化学工业出版社 2000年

《化学反应工程》第三版 朱炳辰 化学工业出版社 2001年