反应工程第八,九章

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化学反应工程(第九章气-液-固三相反应工程)

加了液相，增加了气体反应组分通过液相的扩散阻力。
易于更换、补充失活的催化剂，但又要求催化剂耐磨损。使用三相流化床或三相携带床时，则存在液-固分离的技术
问题，三相携带床存在淤浆输送的技术问题。
3. 气、液并流向上休系的操作流型颗粒运动基本操作方式：固定床、膨胀床（悬浮床）、输送床（携带床）。液体介质的液固系统中固体颗粒终端速度ut：
采用多孔固体催化剂时，可以定义两种润湿率： ①内部润湿或空隙充满率。 ②外部有效润湿率。
图9-6 催化剂颗粒间的液囊和流动膜
4. 床层压力降
单相气体通过固定床的压力降与气体的流速和物性、催
化剂的粒径、形状及催化剂的装填状况等因素有关，可用Ergun式作为计算固定床压降的基本方程。并未计入破碎、积炭、物流中的固体杂物沉积和床层下沉等因素致使随操作后期压力降增加，因此工业反应器开工初期的压力降可称为床层固有压力降。气、液并流下向下滴流床反应器的床层固有压力降，还应考虑液体以液膜的形式在催化剂颗粒表面间流动形成
床层宏观反应动力学91气液固三相反应器的类型及宏观反应动力学92三相滴流床反应器93机械搅拌鼓泡悬浮三相反应器9497压力对三相悬浮床反应器操作性能的影响95气液并流向上三相流化床反应器96三相悬浮床中的相混合98气液固三相悬浮床反应器的数学模型99讨论与分析图95气液井流滴流床流动状态与操作条件气液并流向下固定床内气体和液体的流动状态可以分为稳定流动滴流区脉冲流动区和分散鼓泡区如图95流动状态一气液并流向下通过固定床的流体力学气液稳定流动滴流区当气速较低时液体在颗粒表面形成滞流液膜气相为连续相这时的流动状态称为滴流状
rA, g dNA/dVR k AG a(cAg c Aig ) kALa(cAiL c AL ) kAS Se(c AL c AS ) kwSeρ sw c AS ζ 向气－液界面传质速率向液相主体传质速率向催化剂外表面传质速率催化剂内的扩散 - 反应速率

第九章微生物反应动力学

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二、发酵类型
发酵类型即动力学模型，为了描述菌体生长、碳源利用与代谢产物形成速度变化以及它们相互之间的动力学关系。
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发酵类型
• Gaden‘s fermentation classification（按照菌体生长，碳源利用和产物生成的变化）可分为： – 第一、二、三类型
根据产物形成与底物利用（基质消耗）的关系分类
结论
通过对分批发酵中细胞、基质和产物浓度变化规律的实验研究，可以对分批发酵过程进行模拟，进而进行优化控制，提高产率。
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分批发酵的分类对实践的指导意义
从上述分批发酵类型可以分析：如果生产的产品是生长关联型（如菌体与初级代谢产物），则宜采用有利于细胞生长的培养条件，延长与产物合成有关的对数生长期；如果产品是非生长关联型（如次级代谢产物），则宜缩短对数生长期，并迅速获得足够量的菌体细胞后延长平衡期，以提高产量。
发酵动力学的研究正在为从实验室、中试到工业生产数据的放大、为分批发酵过渡到连续发酵提供理论依据。
7
四）发酵过程按进行过程有三种方式：分批发酵(Batch fermentation) 补料分批发酵(Fed-batch fermentation) 连续发酵(Continuous fermentation)
谢产物的积累逐渐下降。
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Monod方程是典型的均衡生长模型
其基本假设如下： ①细胞的生长为均衡式生长，描述细胞生长的唯一变
量是细胞的浓度； ②培养基中只有一种基质是生长限制性基质，而其它
组分为过量，不影响细胞的生长； ③ 细胞的生长视为简单的单一反应，细胞生长速率为
一常数。
Monod方程中: μ为比生长速率μ(h-1)；μm为最大比生长速率(h-1)； S为限制性基质浓度(g／L)；

反应工程第一章

选用教材张濂，许志美，袁向前。

《化学反应工程原理》。

华东理工大学出版社第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章绪论反应动力学化学反应动力学反应器理想间歇反应器传递现象理想管式反应器连续流动釜式反应器反应过程中的混合现象及其对反应的影响反应器选型与操作方式气固催化反应过程的传递现象反应过程的温度特征和反应器的温度分布热量传递与反应器的热稳定性反应动力学的实验测定反应过程研究实例分析参考书目1. 朱炳宸。

《化学反应工程》（第三版/第四版/第五版， 21世纪教材）。

化学工业出版社，2001/2006/2011 2. 陈甘棠。

《化学反应工程》（第三版，21世纪教材）。

化学工业出版社，2007 3. 李绍芬。

《反应工程》（第二版）化学工业出版社 4. 郭锴。

《化学反应工程》（第二版，21世纪教材）。

化学工业出版社，2008 5. 程振民，朱开宏，袁渭康。

《高等反应工程教程》，华东理工大学出版社，2010 6. Levenspiel O，《Chemical Reaction Engineering》，1962。

预备知识高等数学：微积分、代数方程及微分方程的求解等物理化学：动力学、热力学化工原理：流体流动、传递过程课程安排6-18周，每周4节，45学时，2.5学分授课方式：讲课与讨论相结合成绩：平时成绩(30%)+ 课程考试(70%)绪论内容大纲01 化学反应工程的发展历史化学反应工程的研究对象和目的化学反应工程研究内容化学反应工程研究方法化学反应工程在工业反应过程开发中的作用本章小结0203 04 05061.1 化学反应工程的发展历史萌芽阶段：1937年，丹克莱尔在实验数据十分贫乏的情况下，较系统地论述了扩散、流体流动和传热对反应器产率的影响，为化学反应工程的创立奠定了基础。

初步形成：1947年，出版了两本书:《化学过程原理》的第三卷，专门讲述动力学与催化过程,《化学动力学中的扩散与传热》；正式命名：1957年，在荷兰首都举行了第一次欧洲化学反应工程会议。

化学反应工程原理-副本第九章热量传递与反应器的热稳定性

第九章热量传递与反应器的热稳定性
1.如何区分反应过程中的反应与传热的交联作用所产生的热稳定性问题和参数灵敏性问题？
2.
2.作出催化剂颗粒放热曲线和移热曲线，说明哪些点是稳定点，哪些点是不稳定点？稳定的条件是什么？
3. 作出催化剂颗粒放热曲线和移热曲线，说明哪些点是催化剂颗粒临界着火点，催化剂颗粒临界着火的条件是什么？哪些点是催化剂颗粒临界熄火点？催化剂颗粒临界熄火的条件是什么？
4. 如图所示，当工艺条件要求催化剂颗粒必须操作在B点上，必须采用什么途径实现稳定操作，请说明理由，并在图中标出反应物主流体温度。

化工原理第二版

化工原理第二版
抽象
化工原理第二版
前言
导言
引言
序言
第一章概述
1.1 化工原理的定义与意义
1.2 化工原理的基本原理和方法
1.3 化工原理的发展历程
第二章物料的性质与测定
2.1 固体物料的性质与测定
2.2 液体物料的性质与测定
2.3 气体物料的性质与测定
第三章物料的流动性与流动过程
3.1 流动性的基本概念与分类
3.2 流体的流动规律
3.3 流体的压力与速度分布
第四章质量与能量的平衡
4.1 物料的质量平衡及其应用
4.2 物料的能量平衡及其应用
4.3 综合平衡问题的求解方法
第五章物料的传递过程
5.1 物料传递的基本概念与分类
5.2 物料传递的基本机理
5.3 质量传递过程与传递速度
第六章反应工程与反应器设计
6.1 反应工程概述
6.2 理想反应器的性能参数
6.3 反应器的设计方法与应用
第七章固体、液体与气体的分离与净化7.1 固体与液体的分离与净化
7.2 气体的分离与净化
7.3 固液与气液质量传递过程的应用
第八章化工热力学
8.1 化学平衡和化学反应热力学基础
8.2 多相混合物热力学基础
8.3 化学反应热力学与工业热处理问题
第九章化工流程的优化与控制
9.1 化工流程优化的基本概念与方法
9.2 化工流程控制的基本概念与方法
9.3 化工流程优化与控制的综合应用
第十章工艺物料学
10l 绪论
10.2 无机工艺物料学
10.3 有机工艺物料学
10.4 生物工艺物料学
结语
结束语
总结
附录
参考文献索引。

反应工程总结

第一章绪论 1、化学反应工程是化学工程学科的一个分支，通常简称为反应工程。

其内容可概括为两个方面，即反应动力学和反应器设计与分析。

2、传递现象包括动量、热量和质量传递，再加上化学反应，这就是通常所说的三传一反。

3、反应组分的反应量与其化学计量系数之比的值为定值，ξ叫做反应进度且恒为正值。

、本书规定反应物的化学计量系数一律取负值，而反应产物则取正值。

8、工业反应器有三种操作方式： ① 间歇操作；② 连续操作；③ 半间歇(或半连续)操作 9、反应器设计的基本内容一般包括：1）选择合适的反应型式；2）确定最佳操作条件；3）根据操作负荷和规定的转化程度，确定反应器的体积和尺寸。

10.反应器按结构原理的特点可分的类型：管式，釜式，塔式，固定床，流化床，移动床，滴流床反应器。

第二章 3、温度对反应速率的影响如果反应速率方程可以表示为：r=f1 (T)f2(c )，f1(T)是温度的影响。

当温度一定时，其值一定。

通常用阿累尼乌斯方程（Arrhenius ‘ law ）表示反应速度常数与温度的关系，即，为指前因子，其因次与k 相同；E 为反应的活化能；R 为气体常数。

两边取对数，则有： lnk=lnA0－E/RT ，lnk 对 1/T 作图，可得－直线，直线的斜率=－E/RT 。

注意：不是在所有的温度范围内上面均为直线关系，不能外推。

其原因包括：(1)速率方程不合适； (2)反应过程中反应机理发生变化；(3)传质的影响；(4)指前因子A0与温度有关。

速率极大点处有：对应于极大点的温度叫做最佳温度Top 。

速率为零点处有: rA=0 6、多相催化与吸附 1）、催化剂的用途：①加快反应速度②定向作用(提高选择性)－化学吸附作用结果 2）、催化剂的组成：主催化剂－金属或金属氧化物，用于提供反应所需的活性中心。

助催化剂－提高活性，选择性和稳定性。

助催化剂可以是 ①结构性的；② 调变性的。

载体－用于 ① 增大接触表面积；②改善物理性能。

第九章气液固三相反应工程

相关的文献：
所著“气-液-固流态化工程”第四章对淤浆鼓泡反应器的
有关问题作了深入的讨论。当固体为细颗粒，淤浆的性能可作为拟均相（即拟液体）处理时，可采用气-液鼓泡反应器的有关理论；
等对气-液-固三相反应器的有关研究工作作了综述；及的专著对鼓泡淤浆床反应器的流体力学、传热、传质
及工业应用作了详细的综述及讨论；
接
液化，石油馏分加氢脱硫，煤制合成气催化
合
成燃料油的费-托()合成过程
液相为惰性相的气-液-固催化反应，液相作为热
载体，例如，一氧化碳催化加氢生成烃类、醇类、醛类、酮类和酸类的混合物。
工业上采用的气-液-固反应器按床层的性
质主要分成两种类型，即固体处于固定床和悬浮
床。
（一）固定床气-液-固三相反应器滴流床或称涓流床反应器是固定床三相反应
利用机械搅拌的方法使催化剂或固体颗粒保持悬浮状态，它有较高的传质和传热系数，对于三相催化反应和含高粘度的非牛顿型流体的反应系统尤为合适。
通过剧烈搅拌，催化剂悬浮在液相中，气体和颗粒催化剂充分接触，并使用细颗粒催化剂，可提高总体速率。
该类反应器操作方便且运转费用低，工业上常用于油脂加氢、有机物的氧化等过程，采用半间歇操作方式，气相连续通入反应器，被加工的液相达到一定的转化率后，停止反应并卸料。
对于机械搅拌悬浮反应器，要注意：颗粒悬浮的临界转速；允许的极限气速。
2. 鼓泡淤浆床三相反应器的特征
鼓泡淤浆床反应器（ ,简称）的基础是气液鼓泡反应器，即在其中加入固体，往往文献中将鼓泡淤浆床反应器与气-液鼓泡反应器同时进行综述。
作为催化反应器时，鼓泡淤浆床反应器有下列优点：
使用细颗粒催化剂，充分消除了大颗粒催化剂粒内传质

化学工程与工艺专业英语教案

化学工程与工艺专业英语教案第一章：绪论1.1 课程介绍本课程旨在通过学习化学工程与工艺专业英语，使学生能够熟练阅读和理解专业文献，提高专业英语阅读能力。

1.2 教学目标通过本章的学习，学生应掌握专业英语的基本阅读技巧，了解化学工程与工艺专业英语的主要内容。

1.3 教学内容1.3.1 化学工程与工艺专业英语的重要性和应用范围1.3.2 专业英语的基本阅读技巧1.3.3 专业英语文章的结构和常用表达方式第二章：化工原理2.1 流体力学2.1.1 流体的性质2.1.2 流体流动的连续性方程2.1.3 流体的阻力与压力降2.2 热力学2.2.1 热力学基本概念2.2.2 热力学第一定律2.2.3 热力学第二定律2.3 传质学2.3.1 分子扩散2.3.2 对流传质2.3.3 传质单元2.4 反应工程2.4.1 反应速率与动力学2.4.2 理想反应器2.4.3 非理想反应器第三章：化工工艺设计3.1 工艺流程设计3.1.1 工艺流程的基本概念3.1.2 工艺流程的设计原则3.1.3 工艺流程图的绘制3.2 设备设计3.2.1 常用化工设备的设计原理3.2.2 设备设计的基本步骤3.2.3 设备材料的选择3.3 工艺参数的确定3.3.1 工艺参数的概念与作用3.3.2 工艺参数的计算方法3.3.3 工艺参数的优化3.4 工艺流程的控制与优化3.4.1 工艺流程的控制原理3.4.2 常用控制参数与控制策略3.4.3 工艺流程的优化方法第四章：化学工程与工艺实验4.1 实验设计与实验方法4.1.1 实验设计的基本原则4.1.2 实验方法的选择与实施4.1.3 实验数据的处理与分析4.2 实验设备与仪器4.2.1 常用实验设备的功能与操作4.2.2 实验仪器的选择与使用4.2.3 实验安全与防护4.3 实验项目与案例分析4.3.1 典型实验项目介绍4.3.2 实验案例的分析与讨论第五章：化学工程与工艺进展5.1 新兴化工技术5.1.1 绿色化学与工艺5.1.2 生物化工技术5.1.3 纳米化工技术5.2 过程集成与优化5.2.1 过程集成原理与方法5.2.2 过程优化技术5.2.3 系统工程在化学工程中的应用5.3 化工安全与环境5.3.1 化工安全的基本概念与措施5.3.2 环境友好型化学工艺5.3.3 化工过程的污染控制与减排第六章：化工热力学6.1 热力学基础6.1.1 热力学基本定律6.1.2 状态参数与物性参数6.1.3 热力学图示与热力学曲线6.2 流体的热力学性质6.2.1 理想流体的热力学性质6.2.2 实际流体的热力学性质6.2.3 流体热力学性质的测定与计算6.3 化工过程中的热力学分析6.3.1 热力学平衡与非平衡过程6.3.2 热力学循环与热效率6.3.3 热力学在化工工艺设计中的应用第七章：化工传递过程7.1 流体力学传递7.1.1 流体流动的数学模型7.1.2 流体流动的数值模拟7.1.3 流体流动与传质的耦合过程7.2 质量传递过程7.2.1 分子扩散的基本理论7.2.2 对流传质与强化传质7.2.3 质量传递过程的计算与控制7.3 热量传递过程7.3.1 热量传递的基本方式7.3.2 热量传递的数学模型7.3.3 热量传递过程的优化与控制第八章：化工反应工程8.1 反应动力学8.1.1 化学反应速率定律8.1.2 反应机理与反应级数8.1.3 反应动力学在工艺设计中的应用8.2 反应器设计8.2.1 反应器类型与特点8.2.2 反应器设计的基本原理8.2.3 反应器设计中的数学模型与计算方法8.3 反应过程的优化与控制8.3.1 反应过程的优化策略8.3.2 反应过程的控制方法8.3.3 反应过程的监测与分析技术第九章：化工工艺计算与模拟9.1 工艺计算的基本方法9.1.1 工艺计算的数学模型9.1.2 工艺计算的数值方法9.1.3 工艺计算的计算机辅助技术9.2 化工过程模拟9.2.1 过程模拟的基本原理9.2.2 过程模拟的软件工具9.2.3 过程模拟在工艺优化中的应用9.3 工艺计算与模拟案例分析9.3.1 典型工艺计算与模拟案例9.3.2 案例分析与讨论第十章：化工领域的新技术与发展趋势10.1 先进材料化工10.1.1 纳米材料化工10.1.2 生物基材料化工10.1.3 智能材料化工10.2 可持续化工过程10.2.1 绿色化学与工艺10.2.2 循环经济化工10.2.3 环境友好型化工过程10.3 化工过程智能化10.3.1 智能控制系统10.3.2 化工过程监控与诊断技术10.3.3 化工过程机器学习与应用第十一章：化工设备与材料11.1 常用化工设备11.1.1 反应器类型及特点11.1.2 换热器类型及特点11.1.3 分离设备类型及特点11.2 化工材料11.2.1 常用化工材料分类11.2.2 材料的选择与评价11.2.3 材料的性能测试与分析11.3 设备设计规范与标准11.3.1 设备设计规范概述11.3.2 设备设计标准与规范11.3.3 设备安全与环保要求第十二章：化工过程控制与自动化12.1 过程控制基本概念12.1.1 过程控制的目的与意义12.1.2 过程控制的基本原理12.1.3 过程控制系统的类型12.2 常用过程控制仪表与装置12.2.1 压力测量仪表12.2.2 温度测量仪表12.2.3 流量测量仪表12.3 过程控制应用案例12.3.1 案例分析与讨论12.3.2 过程控制方案设计12.3.3 过程控制系统的优化与改进第十三章：化工安全生产与环境保护13.1 安全生产基本概念13.1.1 安全生产的重要性13.1.2 安全生产法律法规13.1.3 安全生产管理措施13.2 环境保护与可持续发展13.2.1 环境保护的重要性13.2.2 污染物类型与控制技术13.2.3 清洁生产与循环经济13.3 安全生产与环境保护案例分析13.3.1 安全生产事故案例分析13.3.2 环境保护案例分析13.3.3 安全生产与环境保护的改进措施第十四章：化工企业管理与经济分析14.1 企业管理基本概念14.1.1 企业管理的目标与任务14.1.2 企业管理的基本原则14.1.3 企业管理的方法与手段14.2 企业经济分析与决策14.2.1 成本分析与控制14.2.2 市场分析与营销策略14.2.3 投资评价与风险分析14.3 化工企业案例分析14.3.1 企业经营案例分析14.3.2 企业战略案例分析14.3.3 企业改进与发展建议第十五章：化工专业英语文献阅读与写作15.1 专业英语文献阅读技巧15.1.1 文献检索与筛选15.1.2 阅读策略与方法15.1.3 提高阅读理解能力15.2 专业英语文献写作技巧15.2.1 论文结构与格式15.2.2 写作策略与规范15.2.3 提高写作表达能力15.3 化工专业英语案例分析与讨论15.3.1 文献案例分析15.3.2 写作案例分析15.3.3 专业英语交流与实践建议重点和难点解析重点：1. 化学工程与工艺的基本概念、原理和技术。

化学反应工程原理第二版华东理工大学出版社

AoC 2121t an n p n n A Ao Po P )()(--=-βAf Ao Pf C C C -=βAoPf C C =ϕ1 基本概念 1.1 优化：在一定的范围内，选择一组优惠的决策变量，使系统对于确定的评价标准达到最佳的状态。

1.2 反应速率：反应系统中某一物质在单位时间、单位反应区内的反应量。

1.3 反应转化率：反应物中某一组分转化掉的量（摩尔）与其初始量（摩尔）的比值。

常用x 表示。

1.4 选择率：对于复杂反应过程，同一反应原料可以生成几种不同的产物和无用的副产物。

此时，不同产物之间的分配比例对该反应过程的经济效益是一个非常重要的指标。

产物之间的这种分配比例可以用反应选择率表示。

定义为已经转化掉的反应物量（摩尔）中，转化为目的产物的摩尔分率。

例：（主反应）（副反应）或又称为平均选择率。

瞬时选择率 β1.5 反应收率：得到的产物的量与投入反应系统的原料的量的比值φ。

该指标综合了选择率和反应速率两个指标的特点。

可采用摩尔收率和质量收率来表示。

以摩尔收率为例：总收率1.6 单耗：产品的原料消耗若以每份产品所需的反应原料份数来表示，就称为原料单耗，也可以用摩尔分率或质量分率来表示。

单耗与收率互成倒数。

1.7 返混：使早先进入的存在于反应器内的物料有机会与刚进入的反应物料相混合，这种混合现象称为返混现象。

1.8 排除了一切物理传递过程的影响，得到的化学反应动力学称为微观动力学或本征动力学。

在包含物理过程影响的条件下所测得的反应动力学称为宏观动力学（或称为表观反应动力学）。

1.9 基元反应和非基元反应：如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种化学反应称为基元反应(elementary reaction)，否则就是非基元反应。

1.10 反应机理或反应历程：复杂反应要经过若干个基元反应才能完成，这些基元反应代表了反应所经过的途径，动力学上就称为反应机理或反应历程。

核反应堆

核反应堆工程概论
第一章：引言第二章：核物理基础第三章：中子的慢化、扩散与反应堆临界理论第四章：反应性变化与控制第五章：中子动力学第六章：辐射防护与屏蔽第七章：核反应堆热工第八章：核反应堆安全第九章：核反应堆运行良薄涵亮
(V1.0)
清华大学核能技术设计研究院
核反应堆工程概论
本课程是核能科学与技术专业的基础课程之一。要求学生在大学物理、核物理、传热学、流体力学等方面有一定的基础。本套教学演示片(V1.0)没有经过严格的校审过程，仅供网上读者参考。不妥或错误之出希不吝指正。参考书：‹‹核反应堆工程原理››(凌备备、杨延洲主编，原子能出版社)； ‹‹核反应堆工程设计››(邬国伟编著，原子能出版社)

化学反应工程学讲义

掌握换热式固定床催化反应器床层轴向温度的变化规律及其影响因素和利用热点（或冷点）的位置变动判断反应器操作工况。

了解换热式固定床催化反应器的设计优化问题，参数敏感性问题以及飞温和失控现象。

了解自热式固定床催化反应器的操作工况。

了解液化床催化反应器的主要结构及操作，两相理论的概念及床层中气泡行为。

了解实验室反应器的主要类型及其特点。

三、学时安排本科四年制《化学工程与工艺专业》适用（６４学时）第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章3 9 10 8 9 11 8 33返回第一章概述无论是化学工业还是冶金、石油炼制和能源加工等工业过程，均采用化学方法将原料加工成为有用的产品。

生产过程包括如下三个组成部分：图1.1 典型的化学加工过程第①和③两部分属于单元操作的研究范围；而②部分是化学反应工程的研究对象，是生产过程的核心。

上图为厂区夜景，点击可进入有更多介绍工厂及设备的图片第一节化学反应工程一、化学反应工程的研究对象化学反应工程是化学工程学科的一个重要分支，主要包括两个方面的内容，即反应动力学和反应器设计分析。

反应动力学--研究化学反应进行的机理和速率，以获得工业反应器设计与操作所需的动力学知识和信息，如反应模式、速率方程及反应活化能等其中速率方程可表示为：r=f（T、、P）（对于一定的反应物系）而言--随时间、空间变化其中，r为反应系统中某一组分的反应速率，代表浓度的矢量，P为系统的总压。

反应器设计分析--研究反应器内上述因素的变化规律，找出最优工况和适宜的反应器型式和尺寸。

注意：化学反应是研究反应本身的规律，与反应器内各局部的状况有关，而反应器总体的性态。

所以可以说反应动力学从点上着眼，而反应器的设计与分析则从面上（体上）着手。

二、化学反应的分类（反应工程学科）无论是自然界还是实际生产过程中，存在各种各样的化学反应，通常为了便于研究和应用，将化学反应进行分类。

下表中给出了常见的化学反应分类、方法和种类，一些可能同时属于两个或者更多的反应种类。

《化学反应工程》课程教学大纲

《化学反应工程》课程教学大纲课程名称：化学反应工程课程类型：必修课，专业课总学时：54 讲课学时：54 实验学时：0学分：3.0适用对象：化学工程、化学工艺先修课程：物理化学、化工工艺学、化工原理、化工热力学一、课程性质、目的和任务课程性质：化学反应工程是以化学反应器原理为要紧线索，要紧研究化学反应过程需要解决的工程问题，是化工生产的龙头、关键和核心，是一些基础学科诸如物理化学、传递过程、化学工艺等相互渗透与交叉而演变成的边缘学科，其内容要紧涉及化学反应动力学、反应器中传递特性、反应器类型结构、数学建模方法、操作分析及反应器设计，具有高度综合性、广泛基础性和自身专门性。

课程目的与任务：一是培养学生将物理化学、传递过程、化学工艺、化工热力学、操纵工程等学科知识用之于化学反应工程学的综合能力；二是使学生把握化学反应工程学科的理论体系、研究方法，了解学科前沿；三是使学生初步具备改进和强化现有反应技术和设备、开发新的反应技术和设备、解决反应过程中的工程放大问题以及实现反应过程中最优化的能力二、教学差不多要求通过本课程的教学，要使学生系统地把握化学反应动力学规律、传递过程对化学反应的阻碍规律，把握反应器设计、过程分析及最佳化方法。

四、课程的重点和难点绪论重点是化学反应工程的研究内容和方法。

第一章均相单一反应动力学和理想反应器重点：①化学反应动力学方程②理想反应器设计方程难点：动力学方称的建立；反应器设计运算第二章复合反应与反应器选型重点：复合反应动力学方程表达法；复合反应动力学特点分析；平推流反应器的串联和全混流反应器的串联。

难点：可逆反应吸热反应和放热反应动力学特点推导与分析；循环反应器设计方程的数学推导；复合反应（包括可逆反应、自催化反应、平行反应、连串反应）在PFR 和CSTR反应器的优化设计运算第三章非理想流淌反应器重点：停留时刻分布的概率函数及特点值；停留时刻分布的实验测定；解决均相反应过程问题的近似法即活塞流模型、全混流模型、凝聚流模型、多级混合槽模型、轴向扩散模型的推导、结论及应用比较。

化学反应工程第九章气液固三相反应工程资料

具有导流筒的三相环流反应器。
工业悬浮床反应器优点
由于存液量大，热容量大，并且悬浮床与传热元件之间的给热系数远大于固定床，容易回收反应热量及调节床层温度。
对于强放热多重反应可抑制其超温和提高选择率。三相悬浮床反应器可以使用含有高浓度反应物的原料
气，并且仍然控制在等温下操作，这在固定床气-固相催化反应器中由于温升太大而不可能进行。三相悬浮床反应器使用细颗粒催化剂，可以消除内扩散的影响。
例如，对于轻循环油加氢过程，当原料油含氮
（质量分数）分别为0.04%，0.1%及0.16%时，反应温度分别为 355 ～ 365℃ ， 385 ～ 395℃ 及 430～435℃。
氢油比
加氢裂化过程中热效应较大，氢耗量相应较大，一般采用较高的氢油比，即含氢气体在STP 状态下的体积流量（m3/h）与20℃原料油体积流量（m3/h）之比为1000～2000。
催化剂颗粒较易磨损，但磨损程度低于气-固相流化床；气相呈一定程度的返混，影响了反应器中的总体速率。
实例
煤或天然气制合成气主要含CO和H2，经费-托合成反应，再经加氢或异构化反应，制成汽油、柴油、石蜡等产品是原料油制燃料油以外另一个主要的燃料油生产路线，又称间接液化。费托合成一般选择压力0.5～3.0MPa，反应温度200～350℃，决定于所使用催化剂的性质。
可以在不停止操作的情况下更换催化剂；催化剂不会象固定床中那样产生烧结。
鼓泡淤浆床反应器有下列缺点：
要求所使用的液体为惰性，不与其中某一反应物发生任
何化学反应，在操作状态下呈液态，蒸汽压低且热稳定性好，不易分解，并且不含对催化剂有毒物质。但三相床中进行氧化反应时，耐氧化的惰性液相热载体的筛选是一个难点；

化工原理吕树申第四版

化工原理吕树申第四版《化工原理》是一本化学工程专业必修的教材，作者为吕树申教授。

该书详尽地阐述了化学工程的基本理论和实践应用。

该书分为13章，包括物理化学基本原理、物质的热力学特性、物质的输送与流动、分离技术、反应器的基本理论、物理过程的基本原理、化学过程的基本原理等。

下面就对该书的内容做简要的总结。

第一章讲述了物理化学的基本原理，包括物理化学的基本概念、化学反应平衡、化学反应速率等。

其中，化学反应平衡是物理化学的核心概念，它产生于化学反应达到一种平衡状态。

化学反应速率是化学反应进程快慢的指标。

第二章详细地介绍了物质的热力学特性，如物质的热力学基本概念、热力学函数、热力学第一、二、三定律等。

其中，热力学第一定律是能量守恒定律，热力学第二定律揭示了热量的流动方向和不能做功的热机效率，热力学第三定律则是规定温度不能小于绝对零度。

第三章介绍了物质的输送与流动，包括物质的动力学特性、质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程等。

这些方程式是研究化学工程过程中的物质运动与转化过程的重要工具。

第四章讲述了分离技术，其中包括萃取、蒸馏、吸附、结晶等分离技术。

这些技术都是工业生产过程中不可或缺的手段。

第五、六章分别介绍反应器的基本理论和物理过程的基本原理。

在反应器中，化学反应发生，物质发生转化。

而在物理过程中，物质发生运动、扩散、传热等。

这些过程都是化学工程过程中的基础。

第七、八、九章分别介绍了化学过程的基本原理、固体反应工艺和催化反应工艺。

其中，化学过程是指化学反应材料由原料转化成成品的过程，固定化工是指化学工程中固体材料转化过程的研究，催化反应是指利用催化剂增强反应速率的反应。

第十、十一、十二、十三章分别介绍了气体吸附分离工艺、膜分离工艺、超声波处理技术和光化学反应工艺。

这些新兴分离技术和反应工艺有许多应用前景。

总的来说，《化工原理》是一本系统全面，内容丰富，适合化工专业学生学习和实际工程生产中使用的教材。

它对化学工程中的基本理论和技术方法进行了详细阐述，并且结合许多实例和应用，为读者提供了直观的认识。

化学反应工程第九章反应器的热稳定性与参数灵敏性

第九章
反应器的热稳定性与参数灵敏性
1
? 连续流动反应器一般按定常态设计，但反应器的操作并不总是稳定的。流量、浓度、温度等随时都在发生着变化。
? 本章讨论一旦某些操作参数发生变化，反应器是否还能在接近设计条件下操作；这些参数的变化，是否影响了反应器的安全运行。
2
9.1 全混流反应器的热稳定性
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整理得：
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全混流反应器基本方程：
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4
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代入全混流反应器基本方程且考虑xA1 ? 0：
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? 仅考虑径向热量传递时可以简化为：
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化工原理各章节知识点总结

化工原理各章节知识点总结化工原理是化学工程专业的基础课程，主要介绍了化学工程的基本概念、理论和技术。

下面是各章节的知识点总结：第一章：化工原理的基本概念和性质1.化工原理的定义和基本任务2.化工原理的基本性质和特点3.化工原理的基本方法和技术第二章：化学平衡和能量平衡1.化学反应平衡的条件和表达式2.平衡常数和平衡常数表达式3.能量平衡的基本原理和方法4.热力学和热力学函数5.熵和化学势的概念和计算第三章：物相平衡1.物质在不同相之间存在的平衡条件2.相平衡的相图和相平衡计算3.蒸馏和萃取等物相平衡的应用第四章：质量平衡和物质迁移1.质量平衡的基本原理和方程2.质量平衡的应用：反应工艺和物料平衡3.物质迁移的基本理论和计算方法第五章：流体力学1.流体的基本概念和性质2.流体的连续性方程和动量方程3.流体的能量方程和压力损失4.流体的流动和阻力的计算第六章：传递现象1.传递现象的基本概念和分类2.传递现象的数学模型和方程3.质量传递、热量传递和动量传递的计算第七章：反应工程基础1.化学反应的速率和速率方程2.反应速率的测定和表达3.反应工程的热力学和动力学分析4.反应器的分析和设计第八章：传热和传质1.传热的基本机制和传热方式2.导热和对流传热的计算3.汽液传质和固液传质的计算第九章：流体传动和流动分布1.流体传动的基本方式和流动性质2.流体传动的计算和分析3.流动分布的原理和应用第十章：分离工程基础1.分离过程的基本概念和分类2.平衡分离的基本理论和计算3.萃取、吸附和蒸馏等分离工艺的应用第十一章：生化反应工程基础1.生物反应器的基本概念和种类2.酶反应和微生物反应的基本原理3.生化反应器的分析和设计以上是化工原理各章节的知识点总结，涵盖了化工原理的核心内容。

生物反应工程原理 PPT课件

第九章生物反应工程原理
9.1 概述
生物反应工程研究的目的
生物反应过程的特征在于有生物催化剂参与反应。与化学反应相比，生物反应所需的条件比较温和、反应速率有时比化学反应过程慢得多；反应的复杂性有时难以预计等。自然界中的生物现象可以说是千变万化，但是其中起主导作用的便是生物催化反应。微生物的生长繁殖，细胞个数增加，形态不断变化，这些可以用微生物的生长速率来描述。
rP (rS )
k cat e[S ] rP,max [S ] K S [S ] K S [S ]
（9-12）
式中：rS——底物的消耗速率(负号表示减少)； rP——产物的生成速率； KS——平衡常数KS=k-1/k+1，其又称饱和常数(saturationconstant)。利用稳态法求解(9-12)式，在这段时间里，生成速率与消耗速率相等，达到动态平衡，即所谓“稳态”。基于此，可获得如下米氏方程：
9.2 酶促反应动力学
酶和细胞的固定化技术
固定化技术是针对在实际应用中，无论采用何种操作方式，酶都难以回收利用的问题而研究开发的新技术。酶的固定化会引起酶性质的改变。主要表现在： ① 底物专一性的改变由于形成立体障碍，高分子底物难以接近固定化后的酶分子，使酶的底物特异性发生变化，导致底物专一性改变。 ② 稳定性增强一般来说，固定化酶比游离酶的稳定性好，主要表现在热稳定性、保存和使用稳定性的增加。 ③ 动力学常数的变化米氏常数的减小，对固定化酶的实际应用是很有利的，可保证反应进行得更完全。固定化酶的催化反应中，若有扩散阻力，则表观米氏常数变大。
kcat e[S ] rP,max [S ] rP (rS ) K m [S ] K m [S ]
式中：Km——米氏常数，mol／L，

化学反应工程笔记第九章

所以各种化工基础数据甚为缺乏
聚合反应工程的基础研究
化学反应工程基础
化学流变学基础
聚合反应工程基础
搅拌和混合的基本原理
聚合釜的传热
聚合釜反应器的放大
集合过程中的工艺和设备基础
加聚反应
逐步聚合开环聚合共聚合
小反分应子；间简通称过加聚聚合反形应成。高分子化合物的反应叫加成聚合
单体能形成高分子化合物的低分子化合物
链节化学组成相同，可重复的最小单位重要概念
聚合度链节的数目
聚合物的平均相对分子质量=链节的相对分子质量×n
单体必须是含有双键、参键等不饱和键的化合物
加聚反应的特点发的量生化为加学单聚组体反成相应跟对的单分过体子程的质中化量，学的没组整有成数副相倍产同。物。产聚生合，物聚相合对物分链子节质
一般地,链节主碳链上的碳原子数为偶数
第九章
聚合反应工程包括物理过程热度量分的布传。递、物质的流动、反应器内产生温度分布和浓
动素力学和传递结合成为化学反应工程研究中最活跃的因
反应机理多样
聚合反应工程的特点
2布．和在序聚列合分过布程。中聚，合聚物合结度构及，其以分至布聚．合共物聚性物能组等成问及题其；分多数聚合物体系粘度很高
加聚反应的类型
自聚反应共聚反应
逐现与步出连增与锁⻓连聚，锁合而聚不转合同化完，率全逐在不步聚同聚合的合初规的期律基即。本可特达征到是很聚高合，度因随此时表间
逐步聚合的类型
缩聚反应逐步加成聚合
环状单体在引发剂作用下开环，形成线型聚合物。
聚生合。过程中只发生环的破裂,没有新的化学键和基团产
开环聚合的特征与连锁聚合相比较
与逐步聚合反应相比较
由一种单体参加的聚合反应