反应工程大纲
《化学反应工程》课程教学大纲
《化学反应工程》实验课程教学大纲
适用专业：化学工程与工艺、生物工程、制药工程
实验学时：6学时
连续流动搅拌槽反应器停留时间分布的测定
一、实验学时：6学时
二、实验类型：综合
三、实验目的和要求：
1．了解反应器中物料返混的现象；
2．掌握停留时间分布的实验测定方法；
3．掌握脉冲法数据处理的方法；
四、实验所需主要仪器设备：
电导率仪，搅拌槽，高位槽，转子流量计
五、实验方法和主要步骤：
1．将自来水注入高位槽，待一定的水位后，再将高位槽注入搅拌釜，并调节水准瓶的高度，使釜中的水深为一定高度。
流入搅拌釜的水量用转子流量计测定。
（一般将理论的平均停留时间设为10－20分钟）
2．按仪器的操作规程要求，使各仪表处于启动状态，接通电源，调节搅拌的速度为一定值。
3．待系统处于稳定的操作状态，紧接着将10－20mlKCl溶液（浓度为20％）示踪物质迅速倒入槽中，并记录搅拌釜内溶液的电导率随时间的变化，直至溶液中的电导率基本恒定为止。
4．重复以上步骤，再在另一套双釜中测一组数据。
《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: 必修课总学时：60适用对象: 煤化工生产技术先修课程：高等数学、基础化学、物理化学、化工原理、化工设备基础一. 课程的性质和任务化学反应工程主要是是运用化学热力学和化学动力学的知识，结合反应器中流体流动、混合、传热和传质的传递过程，进行反应过程的解析、反应技术的开发、反应器的分析与设计，研究反应过程动态特性，实现反应过程的最佳化，从而提高化学反应的工程和工艺水平。
本课程主要讲授化工动力学及化学反应器的数学模拟与设计计算，主要培养学生应用基础理论知识和所学的专业知识，进行反应器的建模、设计和优化，课程内容适应现代化工企业对化工人才知识、能力和素质结构的要求，反映了现代化工行业的发展方向，努力体现了化工设备工艺领域的技术发展前沿。
二、教学基本要求通过本课程的教学，要使学生掌握工业规模化学反应过程的优化设计与控制的基本理论和基本知识及其相应的基本技能，培养学生具体分析、计算和解决化工生产中有关化学反应过程的实际问题的能力。
培养学生从基础理论、工程观点、经济观点出发，综合处理工程问题的能力。
三、教学内容及要求1绪论§1．1 化学反应工程的发展、任务和范畴§1．2 化学反应工程的分类§1．3 化学反应工程的研究方法了解：化学反应工程发展历史、化工工业在国民经济中的地位，化学工业发展趋势。
掌握化学加工工业的基本概况、特点，掌握石油、煤、天然气等能源概况。
重点：化学反应工程的操作方法分类、研究方法模型法、解析法2均相反应动力学基础§2．1 基本概念和术语§2．2 单一反应动力学方程§2．3 复杂反应动力学方程掌握：均相反应动力学的基本概念和术语；掌握单一反应动力学和复杂反应动力学方程的计算方法。
重点：等温恒容过程、等温变容过程、可逆反应动力学方程、平行反应动力学方程、连串反应动力学方程难点：化学反应本身的反应速率规律；浓度、温度、压力及催化剂对反应速率的影响3反应器内的流体流动§3．1 返混§3．2 流体在反应器内的停留时间分布§3．3 两种理想流动模型的停留时间分布§3．4 非理想流动模型了解：返混的概念；反应速率、选择性、停留时间分布函数的概念及应用。
天津大学反应工程大纲
课程名称：反应工程
一、考试的总体要求
本门课程旨在考察学生掌握反应工程基本知识的程度，进行反应器设计的初步能力以及确定反应器操作方式和反应过程分析的水平。
考试的基本要求应满足应试学生达到天本科生反应工程课程学习的优良水平。
二、考试的内容及比例：（重点部分）
1、化学计量学（10%）反应进度，转化率，收率和选择性，化学计量关系，独立反应数。
2、反应动力学基础（15%）均相反应动力学，气固相催化反应本征动力学及宏观动力学。
3、理想反应器（约30%）间歇反应器，全混流反应器，活塞流反应器
4、停留时间分布（约10%）
停留时间分布的实验测定、定量描述及统计特征值，理想反应器的停留时间分布。
5、非理想流动模型和非理想反应器设计（约15%）
离析流模型，多釜串联模型，轴向分散模型，反应器中流体的混合。
6、气固催化固定床反应器设计（约10%）
固定床内的传递现象，固定床反应器的数学模型及设计方法。
7、反应器的操作（约10%）
反应器的等温操作、绝热操作、换热操作，反应器的恒容与变容、间歇与连续操作，反应器的定态操作和定态稳定性。
三、试卷题型及比例
简答题 20% 计算题 70% 论述题 10%
四、考试形式及时间
考试形式为笔试。
五、主要参考教材（参考书目）
李绍芬反应工程。
化工出版社。
第一版（1990），第二版（2000）。
《化学反应工程_》考试大纲
《化学反应工程》复习考试大纲(总分150分考试时间3小时)课程编号：3108606课程名称：化学反应工程Chemical reaction engineering适用专业：化学工程与工艺、应用化学、制药工程、生化工程课程性质、目的、任务和要求：课程性质：化学反应工程是化工类及相关专业的主干课程，属重要的专业基础课和学位课，在整个教学体系中承担着从基础课到专业课过渡的桥梁作用。
化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学。
化学反应工程运用化学热力学和化学动力学的知识，结合反应器中流体流动、混合、传热和传质的传递过程，进行反应过程的解析、反应技术的开发、反应器的分析与设计，研究反应过程动态特性，实现反应过程的最佳化，从而提高化学反应的工程和工艺水平。
因为化学反应过程是化工工艺的核心过程，反应器是化工工艺过程的核心设备，化学反应工程在化工类及相关专业的课程中处于核心地位。
课程任务：完成如下教学内容①化学反应工程的概念、特点、基本内容、发展及其应用；②化学反应动力学；③立项反应器；④非理想流动反应器；⑤多项催化反应动力学；⑥多项反应过程的传递现象及其反应器；⑦动力学参数的求算；⑧实验室常用反应器。
课程目的：经过本课程的学习，使学生掌握化学反应器的原理、反应器的构造、性能和操作，强化、设计和开发新的化学反应器。
训练其运用基本理论和方法考察、解释、分析和处理工程实际问题的能力。
具体要求如下：⑴掌握不同类型的化学反应动力学和模型方程。
⑵掌握理想反应器的基本假设和设计计算。
⑶掌握实际反应器中物料流动的复杂性及其模拟方法。
⑷掌握气固催化反应器的结构、催化剂的结构和物性参数，固体颗粒与流体间的传质与传热的气固催化反应总速率方程⑸掌握气液反应宏观动力学、气液反应的表观反应速率方程、气液反应器的型式及设计方程⑹掌握三相反应宏观动力学、滴流床反应器设计与计算。
1。
《化学反应工程》教学大纲
《化学反应工程》教学大纲《化学反应工程》课程教学大纲【学时学分】 64 学时； 4学分【开课模式】必修【实验学时】 12学时【上机学时】0学时【课程类型】专业基础课【考核方式】考试【先修课程】物理化学，高等数学等【开课单位】石油化工系【课程编号】 G02019【授课对象】大专（3年制）石油化工生产技术一、本课程教学目的和任务本课程是化学工程与工艺专业的专业基础必修课，其主要任务是使学生掌握化工生产中的关键过程——化学反应过程的基本理论和知识，培养学生具体分析、计算和解决化工生产中有关化学反应过程的实际问题的能力。
1、课程对学生思想品德培养的目标要求：①通过课程讲授、复习及辅导、作业等教学环节，培养学生严谨求实的科学态度和一丝不苟的工作作风。
②通过用理论分析解决问题的过程中，培养学生辩证唯物主义的思想方法。
③通过我国反应工程发展史及现状，激发学生为化工事业献身的精神。
2、课程对学生知识与能力培养的目标要求：①培养学生从基础理论、工程观点、经济观点出发，综合处理工程问题的能力。
②培养学生能熟练进行反应器选型、设计、校核的能力。
③培养学生根据反应的特点分析反应器的问题，具有解决工业反应器的问题的能力。
④通过实验数据的收集和解析，培养学生实验设计和处理数据能力。
3、课程对学生科学思维方面的目标要求：①通过基本原理的学习，使学生掌握过程的本质，在众多影响因素中，抓住问题的主要方面，提高学生的科学思维能力。
②通过计算问题的学习，使学生掌握计算依据的基本概念、模型简化处理的方法，从而培养学生抽象的思维能力。
③通过典型反应器的学习，使学生了解应从基本原理出发来分析反应器性能、特征、应用范围及强化方法，培养学生逻辑思维能力。
二、本课程的性质、特点及基本要求本课程是在学完物理化学、化工原理、化工热力学的基础上，讲授化学反应过程的基本理论和知识，以研究工业反应器为主体，介绍反应工程的基本概念、原理和方法，以及反应器的设计、优化、开发、放大问题。
反应工程大纲
化学反应工程教学大纲绪论：化学反应工程学科的研究内容化学反应及反应器，反应器设计与反应器选择，化学动力学与反应器设计方程，反应器操作条件及操作方式选择，反应器理想与非理想流动状况，反应器稳定性，典型反应器分析化学反应工程学科的历史人类最早对反应的认识，单元操作（1920－），扩散、流动同反应耦合，Amsterdam反应工程大会（1957），反应动力学及动力学模型（1960－80），复杂反应网络分析与反应器放大，反应器非线性行为，反应分离耦合第一章均相反应动力学反应速率及反应速率方程式反应速率的定义，速度与速率，反应速率的容量性质和强度性质，反应速率与反应物转化摩尔数的关系，转化率的概念反应速率方程，反应速率影响因素，浓度影响：质量作用定律，幂指数函数，反应级数、反应速率常数及其测定，浓度方程的积分形式温度影响：Van`t Hoff的温度系数，Hood仿Van`t Hoff方程提出的关系，Arrhenius经验式，Arrhenius 方程的三种形式，活化能与指前因子的测定复杂反应系统速率可逆反应，可逆反应的平衡限制及最佳温度，平行反应，串级反应，选择性(平均、瞬时)，收率，浓度、温度对速率、选择性影响反应机理与反应速率方程什么是反应机理？反应机理与反应速率方程的关系气固催化反应动力学简单一级化学反应，理想表面，理想表面吸附，Langmuir吸附方程，表面反应动力学方程的推导，真实表面，Elovich表面假设，Temkin吸附方程，管孝男表面假设，Fruedlisch吸附方程，真实表面反应动力学推导第二章反应器内的流体流动与混合几种理想反应器间歇反应器，全混釜反应器，平推流反应器，不同反应器的体积计算和转化率计算，几种反应器的比较，不同反应器及反应器的组合各种反应器介绍试管、烧瓶、小型反应管、小型反应罐，实验室微分反应器、积分反应器，工业槽式反应器，工业管式反应器，填充床反应器，流化床反应器，浆状床反应器，移动床反应器…均相反应器：气相、液相，非均相反应器：气液、气固、气液固、液液、固固，拟均相：固定床、流化床、乳化床工业反应器与实验室反应器之间的差别：混合状态，浓度、温度分布，流速分布三种典型反应器的设计间歇反应器，连续流动置换反应器，连续流动理想混合反应器，几种典型反应器体积计算，反应器的设计原则：质量衡算、能量衡算、动量衡算质量衡算：积累速率= 输入速率－输出速率－反应消耗速率＋反应生成速率间隙反应器：-dNA = VrAdt，NA = NA0(1-xA)，NA0dxA/dt=VrA平推流反应器：连续流动、稳定，FA(y)-FA(y+dy)=rAdv，-dFA/dy=rAAc，FA = v0cA0(1-xA)全混流反应器：均匀、集中参数，FA0－FA=VrA，V = (FA0-FA)/rA，( = V/v0 = (cA0-cA)/rA多釜串联全混流反应器：(i = Vi /v = (ci-1-ci)/r，( ＝((i V ＝v(循环平推流反应器：(* ＝V/v1 = -(c1c2(1/r)dc，( = (1+R) (*，R=0, 平推流，R((，全混釜非理想流动全混流、平推流的流动特性差别，如何确定实际反应器与理想反应器之间的差别，流动统计规律的假设原则……随机性，停留时间的概念和描述，流动模型……理想反应器的组合描述，流体混合特性：宏观混合与微观混合，非理想流动对反应特性的影响停留时间及停留时间分布停留时间的定义，停留时间分布，停留时间分布函数及分布密度函数，反应器的年龄分布，理想反应器的停留时间分布，停留时间对转化率选择性的影响，停留时间分布测定，停留时间分布与流动模型，反应器的类型与不同反应器的差别补充：概率函数的数学定义停留时间分布的测定脉冲法：E(t) = vc(t)/N0阶跃法：F(t) = (0tE(t- ( )d( =c(t)/c0流动模型对反应影响流动模型对反应器体积影响：理想置换，理想混合，串级理想混合，扩散模型流动模型对选择性影响第三章非均相反应动力学非均相反应器的拟均相性质固定床反应器的平推流性质，流化床反应器的全混釜性质气固催化反应气固反应器内的动力学问题气体与固体的接触，流体的流动情况，气膜的形成和外扩散传质，微观性质，催化剂的多孔性，催化剂孔内的内扩散传质，催化剂表面的反应气固催化反应的七个步骤气体反应物通过滞留膜向催化剂颗粒表面的传质(外扩散)，气体沿微孔向颗粒内的传质(内扩散)，气体反应物在微孔表面的吸附，吸附反应物在催化剂表面的反应，吸附产物的脱附，气体产物沿微孔向外扩散，气体产物穿过滞流膜扩散到气流主体不同步骤控制条件下的反应速率表面反应速率: rA = k f(cA)，内扩散控制: rA = ( k f(cA)，有效因子的定义，孔内浓度的分布，温度效应，外扩散控制: NA = kG(cA0 - cAs)扩散计算：费克定律，主体扩散系数计算，Knudson扩散计算，微孔扩散计算，有效扩散系数计算，孔隙率及弯曲因子的定义有效因子计算等温条件下有效因子计算：一级反应情况下平板、圆柱、球形及不规则形状催化剂有效因子计算，非一级反应情况下有效因子计算，Thiele模数，非等温反应：能量衡算方程，绝热条件内扩散对反应的影响：对选择性的影响，对反应级数的影响，如何利用或避免内扩散的影响动力学方程时的测定积分反应器，微分反应器，循环无梯度反应器，外扩散的消除，内扩散的消除，动力学模型的确定，动力学模型的拟合气固非催化反应缩芯模型的描述假设：颗粒大小不变，反应物是无孔实芯，球形颗粒反应过程步骤：气相反应物通过气膜扩散到外表面；气体反应物通过产物层扩散到芯表面；气相反应物与固相反应物在表面反应生产固相产物S和气相产物F；气相产物通过产物层扩散到外表面；气相反应物扩散穿过气膜到达气流主体；动力学模型建立，各步骤速率求解，模型判别与其他模型，过程控制的判别其他模型无产物层缩芯模型，整体反应模型，扩散界面模型，微粒模型，单孔模型，破裂芯模型气液反应动力学气液传质与气液反应过程，双膜理论，气液传质设备及气液反应器，气液吸收及解吸，化学吸收，气液反应过程共同特征：加大传质面积－改进填料、塔件，强化传质－加强气体分散气液反应过程的几个步骤：气相反应物相气液界面的扩散；气体反应物通过液膜相液相主体的扩散；液相反应物通过液膜相气液界面的扩散；气液反应物相遇后的液相化学反应；产物的逆传递。
反应工程课程设计大纲
反应工程课程设计大纲一、课程介绍本课程是针对化学工程专业的学生设计的一门必修课程，旨在帮助学生掌握反应工程的基本原理、方法和技术。
通过学习本课程，学生将了解反应工程的基本概念、反应动力学、反应器设计、反应工程的应用等内容，为将来的工作和研究打下坚实的基础。
二、课程目标1. 理解反应工程的基本概念和原理；2. 掌握反应动力学的基本知识；3. 学会进行反应器的设计和优化；4. 熟悉反应工程在化工生产中的应用；5. 培养学生的团队合作能力和创新精神。
三、课程大纲1. 反应工程的基本概念1.1 反应工程的定义和发展历程1.2 反应工程在化工领域的重要性1.3 反应工程与其他工程学科的关系2. 反应动力学2.1 反应速率和反应级数2.2 反应速率常数和活化能2.3 反应动力学方程的推导和应用2.4 反应动力学实验方法3. 反应器的设计3.1 理想反应器的性能和特点3.2 简单反应器的设计和计算3.3 复杂反应器的设计和优化3.4 反应器的操作和控制4. 反应工程的应用4.1 反应工程在化工生产中的应用案例4.2 反应工程在环境保护和新能源领域的应用4.3 反应工程的发展趋势和前景四、教学方法本课程采用理论教学和实践教学相结合的教学方法。
课堂教学以讲授为主，结合案例分析和讨论，引导学生深入理解和应用所学知识。
实验教学将设计多个与反应工程相关的实验项目，让学生动手操作，加深对课程内容的理解。
五、课程评价学生的学习成绩将根据平时表现、期中考试、实验报告和期末考试等多个方面综合评价。
学生应按时完成课程作业和实验报告，积极参与课堂讨论，课程结束后进行闭卷考试，考核学生对课程内容的掌握程度和应用能力。
六、课程参考书目1. 《反应工程学》2. 《反应工程原理与设计》3. 《化学工程反应工程导论》4. 《反应工程应用案例分析》通过学习本课程，学生将对反应工程的基本理论和应用有深入的了解，为将来的学习和工作打下坚实的基础。
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主要线索，主要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，其内容主要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、广泛基础性和自身独特性。
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、控制工程等学科知识用之于化学反应工程学的综合能力；二是使学生掌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、教学基本要求通过本课程的教学，要使学生系统地掌握化学反应动力学规律、传递过程对化学反应的影响规律，掌握反应器设计、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；反应器设计计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；复合反应动力学特征分析；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反应器的优化设计计算第三章非理想流动反应器重点：停留时间分布的概率函数及特征值；停留时间分布的实验测定；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。
化学反应工程课程大纲-
中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修一、课程介绍1.课程描述：该课程基本内容包括反应动力学和反应器设计与分析两个方面，目的是使学生掌握研究工业规模化学反应器中化学反应过程动力学（称宏观动力学）的方法和基本原理，掌握理想反应器的设计和分析。
通过该课程的学习，要求学生能掌握化学反应工程的基本原理和研究方法，了解学科发展现状，并能综合应用所学知识，对工业实际反应过程进行开发和分析。
2.设计思路：化学反应工程以宏观动力学和理想反应器为基础，对工业反应装置的结构设计、最优操作条件的确定及控制、模拟放大等进行研究。
该课程的核心就在于特定反应在适合的反应器内行为状态数学模型的建立及其工程学解析处理，注重培养学生的工程方法论、工程能力和技术经济理念。
本课程包括以下的内容，内容和基本要求如下：绪论教学内容基本要求：了解反应工程课程的性质、反应器的操作方式、反应器设计的基本方程和工业反应器的放大方法。
重点：化学反应及反应器的分类、反应器的操作方式。
一些重要的基本术语。
第一章化学反应动力学教学内容：均相反应动力学和气固催化反应动力学反应速率及反应速率方程式反应速率的定义，速度与速率，反应速率的容量性质和强度性质，反应速率与反应物转化摩尔数的关系，转化率的概念：反应速率方程，反应速率影响因素，浓度影响：质量作用定律，幂指数函数，反应级数、反应速率常数及其测定，浓度方程的积分形式温度影响：Van`t Hoff的温度系数，Hood仿Van`t Hoff方程提出的关系，Arrhenius经验式，Arrhenius方程的三种形式，活化能与指前因子的测定复杂反应系统速率可逆反应，可逆反应的平衡限制及最佳温度，平行反应，串级反应，选择性(平均、瞬时)，收率，浓度、温度对速率、选择性影响反应机理与反应速率方程什么是反应机理？反应机理与反应速率方程的关系第二章反应器内的流体流动与混合几种理想反应器间歇反应器，全混釜反应器，平推流反应器，不同反应器的体积计算和转化率计算，几种反应器的比较，不同反应器及反应器的组合各种反应器介绍试管、烧瓶、小型反应管、小型反应罐，实验室微分反应器、积分反应器，工业槽式反应器，工业管式反应器，填充床反应器，流化床反应器，浆状床反应器，移动床反应器均相反应器：气相、液相，非均相反应器：气液、气固、气液固、液液、固固，拟均相：固定床、流化床工业反应器与实验室反应器之间的差别：混合状态，浓度、温度分布，流速分布三种典型反应器的设计间歇反应器，连续流动置换反应器，连续流动理想混合反应器，几种典型反应器体积计算，反应器的设计原则：质量衡算、能量衡算、动量衡算质量衡算：积累速率= 输入速率－输出速率－反应消耗速率＋反应生成速率间隙反应器：-dN A = Vr A dt，N A = N A0(1-x A)，N A0dx A/dt=Vr A平推流反应器：连续流动、稳定，F A(y)-F A(y+dy)=r A dv，-dF A/dy=r A Ac，F A = v0c A0(1-x A)全混流反应器：均匀、集中参数，F A0－F A=Vr A，V = (F A0-F A)/r A， = V/v0 = (c A0-c A)/r A多釜串联全混流反应器：τi = V i /v = (c i-1-c i)/r，τ＝∑τi V ＝vτ循环平推流反应器：τ* ＝V/v1 = -⎰c1c2(1/r)dc，τ = (1+R) τ*，R=0, 平推流，R→∞，全混釜非理想流动全混流、平推流的流动特性差别，如何确定实际反应器与理想反应器之间的差别，流动统计规律的假设原则……随机性，停留时间的概念和描述，流动模型……理想反应器的组合描述，流体混合特性：宏观混合与微观混合，非理想流动对反应特性的影响停留时间及停留时间分布停留时间的定义，停留时间分布，停留时间分布函数及分布密度函数，反应器的年龄分布，理想反应器的停留时间分布，停留时间对转化率选择性的影响，停留时间分布测定，停留时间分布与流动模型，反应器的类型与不同反应器的差别补充：概率函数的数学定义停留时间分布的测定脉冲法：E(t) = vc(t)/N0阶跃法：F(t) = ⎰0t E(t- θ )dθ =c(t)/c0流动模型对反应影响流动模型对反应器体积影响：理想置换，理想混合，串级理想混合，扩散模型，流动模型对选择性影响第三章非均相反应与传递非均相反应器的拟均相性质固定床反应器的平推流性质，流化床反应器的全混釜性质气固催化反应气固催化反应动力学简单一级化学反应，理想表面，理想表面吸附，Langmuir吸附方程，表面反应动力学方程的推导，真实表面，Elovich 表面假设，Temkin吸附方程，管孝男表面假设，Fruedlisch吸附方程，真实表面反应动力学推导气固反应器内的动力学问题气体与固体的接触，流体的流动情况，气膜的形成和外扩散传质，微观性质，催化剂的多孔性，催化剂孔内的内扩散传质，催化剂表面的反应气固催化反应的七个步骤气体反应物通过滞留膜向催化剂颗粒表面的传质(外扩散)，气体沿微孔向颗粒内的传质(内扩散)，气体反应物在微孔表面的吸附，吸附反应物在催化剂表面的反应，吸附产物的脱附，气体产物沿微孔向外扩散，气体产物穿过滞流膜扩散到气流主体不同步骤控制条件下的反应速率表面反应速率: r A = k f(c A)，内扩散控制: r A = k f(c A)，有效因子的定义，孔内浓度的分布，温度效应，外扩散控制: N A = k G(c A0 - c As)，扩散计算：费克定律，主体扩散系数计算，Knudson扩散计算，微孔扩散计算，有效扩散系数计算，孔隙率及弯曲因子的定义有效因子计算等温条件下有效因子计算：一级反应情况下平板、圆柱、球形及不规则形状催化剂有效因子计算，非一级反应情况下有效因子计算，Thiele模数，非等温反应：能量衡算方程，绝热条件内扩散对反应的影响：对选择性的影响，对反应级数的影响，如何利用或避免内扩散的影响动力学方程时的测定积分反应器，微分反应器，循环无梯度反应器，外扩散的消除，内扩散的消除，动力学模型的确定和的拟合气固非催化反应缩芯模型的描述假设：颗粒大小不变，反应物是无孔实芯，球形颗粒反应过程步骤：气相反应物通过气膜扩散到外表面；气体反应物通过产物层扩散到芯表面；气相反应物与固相反应物在表面反应生产固相产物S和气相产物F；气相产物通过产物层扩散到外表面；气相反应物扩散穿过气膜到达气流主体；动力学模型建立，各步骤速率求解，模型判别与其他模型，过程控制的判别其他模型无产物层缩芯模型，整体反应模型，扩散界面模型，微粒模型，单孔模型，破裂芯模型气液反应动力学（特色）结合海水脱硫气液传质与气液反应过程，双膜理论，气液传质设备及气液反应器，气液吸收及解吸，化学吸收，气液反应过程共同特征：加大传质面积－改进填料、塔件，强化传质－加强气体分散气液反应过程的几个步骤：气相反应物相气液界面的扩散；气体反应物通过液膜相液相主体的扩散；液相反应物通过液膜相气液界面的扩散；气液反应物相遇后的液相化学反应；产物的逆传递。
反应工程大纲
Ⅰ 课程性质、地位和任务“化学反应工程”是化学工程学科的一个分支，是化学工程与工艺专业学生必修的一门专业基础技术课程。
它以工业反应过程为主要研究对象，研究反应过程速率及其变化规律；研究反应器内的传递特性及其对化学反应的影响。
为学生今后从事化工反应技术开发、反应器的设计与放大、反应过程操作优化等诸方面工作奠定基础。
本课程在学生学习了“高等数学”、“大学物理”、“化学”、“物理化学”、“化工原理”等课程基础上进行。
课程总学时为100，即5学分。
通过本课程的学习，学生应比较牢固地掌握化学反应工程的基本原理和计算方法，应能联系化工实际，在反应工程理论的指导下，对反应过程和反应器进行初步的分析和设计计算。
Ⅱ 自学考试要求第一章绪论（一）主要内容1.化学反应工程的研究内容2.化学反应工程的研究方法3.化学反应工程的学科系统的编排（二）自学考试要求1.化学反应工程的研究内容理解化学反应工程学是研究化学反应的工程问题的科学；传递过程（即反应器内的动量、热量和质量传递，简称“三传”）与反应动力学是构成化学反应工程最基本的两个支柱等说法的含义。
理解化学反应工程学与相关学科的联系，化学反应工程本身的专门范畴。
2.化学反应工程的研究方法理解化学反应工程的基本研究方法是数学模型法，数学模型的主要内容及其相互关系，了解数学模拟放大法的大体步骤。
3.化学反应工程的学科系统和编排理解按反应操作方式、反应器型式、和化学反应相态进行分类的方法；本课程编排的原则和方法。
绪论部分在初次学习时，只能做到大体了解、待全部内容学习完毕后，应重新学习绪论，才能做到理解。
第二章均相反应的动力学基础（一）主要内容1.基本概念与术语2.单一反应速率方程3.复合反应速率方程（二）自学考试要求1.基本概念与术语理解化学反应计量方程表示的内容。
理解化学反应速率的定义和在恒容过程、分批式操作、连续流动稳定操作时的数学表示式。
掌握各个组分反应转化率和反应程度的定义和计算；膨胀因子的物理意义和数学表示式；等分子和非等分子反应达一定转化率时各组分摩尔数和摩尔分率的计算。
生物反应工程第二版教学大纲
生物反应工程第二版教学大纲一、课程概述生物反应工程是将生物学、化学、物理等学科知识应用于工程和技术领域，以实现生物系统的工业生产。
生物反应工程第二版教学大纲旨在全面介绍生物反应工程的基本原理、技术和应用，培养学生能够独立设计、操作和管理生物反应工程的能力。
二、教学内容1. 生物反应基础介绍生物反应、微生物生长和代谢、反应过程中的质量守恒、动量守恒等基本概念和原理，以及相关公式和实验技术。
其中包括：•生物反应基础•微生物生长和代谢•反应中的质量守恒•反应中的动量守恒•实验技术2. 反应器设计与操作介绍反应器的类型、工艺流程、材料、结构设计等基本要素，以及反应器操作的流程、原理和技术要点。
其中包括：•反应器类型•工艺流程•反应器材料•反应器结构设计•反应器操作•反应器技术要点3. 生物反应工程的应用介绍生物反应工程在食品、制药、环保、化工等领域的应用及相关技术。
其中包括：•食品工业中的应用•制药工业中的应用•环保工业中的应用•化工工业中的应用•其他相关技术三、课程要求1. 知识要求掌握生物反应工程的基本原理和流程，理解微生物生长和代谢、反应器设计和操作等相关知识，能够独立设计、操作和管理生物反应工程。
2. 能力要求具备独立分析和解决生物反应工程实际问题的能力，能够进行生物反应工程界面的科研、工程开发和管理工作。
3. 实践要求通过实验和实习，掌握生物反应工程实验技术和操作流程，了解生物反应工程的实际应用，培养解决实际问题的能力。
四、教材及参考书目1. 教材•《生物反应工程》•《生化工程实验》2. 参考书目•《反应工程原理》•《生物过程反应器工程学》•《生化工程》五、教学方式和评价方法1. 教学方式课堂讲授、案例分析、实验授课、实践教学和网络教学等多种方式相结合，注重理论与实践相结合，倡导学生自主学习和探究。
2. 评价方法评价主要分为考查和考核两个方面。
考查主要采用平时成绩考查和小测试等形式，考核主要采用论文或实践报告的形式进行，注重对学生知识、能力、素质等各方面的全面评价。
反应工程教学大纲
反应工程教学大纲一、引言反应工程是化学工程领域的一个重要分支，它研究化学反应过程在工程实践中的应用。
通过了解反应工程的基本原理和方法，学生可以掌握化学反应工程的基本理论和实践技能，从而为未来从事化工生产、环境保护和新能源等领域奠定基础。
本教学大纲旨在为反应工程教学提供一个全面的框架，涵盖基本概念、实验技术和应用案例，以培养学生的理论思考能力和实践操作能力。
二、课程目标1. 掌握反应工程的基本概念和基本原理；2. 了解反应工程的实验技术和实践操作方法；3. 能够分析和评估化学反应的速率和转化率；4. 能够设计和优化化学反应过程；5. 了解反应工程在工程实践中的应用案例。
三、教学大纲1. 反应工程基本概念- 反应工程的定义和发展历程；- 反应工程的重要性和应用领域； - 反应工程的基本原理和基本方程。
2. 反应动力学- 反应速率和速率方程；- 反应动力学的基本概念和方法； - 推导和解析动力学方程。
3. 反应平衡和转化率- 反应平衡的概念和条件；- 质量和摩尔转化率的定义和计算； - 转化率和反应平衡的关系。
4. 理想反应器设计- 理想反应器的定义和分类；- 反应器的体积和流量计算；- 反应器的转化率和选择性计算。
5. 非理想反应器设计- 反应器的不完全混合和分段操作；- 反应器的稳态和动态行为分析；- 反应器的温度和浓度分布计算。
6. 实验技术与工程实践- 反应器的实验操作和安全措施；- 反应器的实时监测和控制方法；- 反应器的实际应用和工程示例。
四、教学方法1. 理论课讲授：通过课堂讲授的方式，系统介绍反应工程的基本原理和概念，并进行示例分析和学生讨论。
2. 实验实践：通过实验操作，让学生亲自参与化学反应过程，并进行数据分析和报告撰写。
3. 计算作业：布置反应工程相关的计算作业，让学生通过计算锻炼分析和解决实际问题的能力。
4. 应用案例研究：引导学生研究和分析反应工程在工程实践中的应用案例，培养学生的综合应用能力。
《化学反应工程》教学大纲
《化学反应工程》教学大纲课程编号：01100730 课程性质：必修课程名称：化学反应工程学时/ 学分：48/3英文名称：Chemical Reaction Engineering 考核方式：闭卷笔试选用教材：《化学反应工程》朱炳辰化学工业出版社《化学反应工程原理》张濂等华东理工大学出版社大纲执笔人：许志美先修课程：物理化学、化工原理、高等数学大纲审核人：适用专业：化学工程与工艺及相近专业一、教学基本目标化学反应工程是以工业规模的化学反应过程为研究对象，研究过程速率及其变化规律，宏观动力学因素对化学反应过程的影响，以实现工业反应过程开发、设计、放大和操作的优化。
学习本门课程，学生应牢固地掌握化学反应工程中最基本的原理和计算方法，运用科学思维方法，增强提出问题、分析问题和解决问题的能力。
课程教学将突出阐述反应工程理论思维方法，重点讨论影响反应结果的工程因素（如返混、混合、热稳定性和参数灵敏性等），并以开发实例进行分析，培养学生应用反应工程方法论解决实际问题的能力。
二、教学基本内容1.绪论学习了解反应工程的研究对象，研究目的和研究方法。
2.化学反应动力学掌握化学反应速率的不同表示方式及相互关系。
掌握转化率、收率与选择性的概念。
掌握反应速率的温度效应和活化能的意义，反应速率的浓度效应和级数的意义。
3理想化学反应器与典型化学反应的基本特征理解简单反应、可逆反应、平行反应和串联反应的动力学特征，掌握复杂反应系统反应组分的速率、选择性和收率的计算方法。
掌握等温间歇反应器的基本方程，及反应时间、反应器体积的计算方法。
4理想管式反应器掌握管式平推流反应器的基本方程，理解平推流反应器的停留时间、空时和空速的概念及其应用。
5.连续流动釜式反应器深入理解全混流模型的意义。
掌握定态下全混流反应器的基本方程，以及定态下串联或并联操作的全混流反应器的计算。
根据化学反应的不同类型能正确地选择反应器的组合方式、加料方式、原料浓度及操作温度。
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化学反应工程教学大纲
绪论：
化学反应工程学科的研究内容
化学反应及反应器，反应器设计与反应器选择，化学动力学与反应器设计方程，反应器操作条件及操作方式选择，反应器理想与非理想流动状况，反应器稳定性，典型反应器分析
化学反应工程学科的历史
人类最早对反应的认识，单元操作（1920－），扩散、流动同反应耦合，Amsterdam反应工程大会（1957），反应动力学及动力学模型（1960－80），复杂反应网络分析与反应器放大，反应器非线性行为，反应分离耦合
第一章均相反应动力学
反应速率及反应速率方程式
反应速率的定义，速度与速率，反应速率的容量性质和强度性质，反应速率与反应物转化摩尔数的关系，转化率的概念
反应速率方程，反应速率影响因素，
浓度影响：
质量作用定律，幂指数函数，反应级数、反应速率常数及其测定，浓度方程的积分形式
温度影响：
Van`t Hoff的温度系数，Hood仿Van`t Hoff方程提出的关系，Arrhenius经验式，Arrhenius 方程的三种形式，活化能与指前因子的测定
复杂反应系统速率
可逆反应，可逆反应的平衡限制及最佳温度，平行反应，串级反应，选择性(平均、瞬时)，收率，浓度、温度对速率、选择性影响
反应机理与反应速率方程
什么是反应机理？反应机理与反应速率方程的关系
气固催化反应动力学
简单一级化学反应，理想表面，理想表面吸附，Langmuir吸附方程，表面反应动力学方程的推导，真实表面，Elovich表面假设，Temkin吸附方程，管孝男表面假设，Fruedlisch吸附方程，真实表面反应动力学推导
第二章反应器内的流体流动与混合
几种理想反应器
间歇反应器，全混釜反应器，平推流反应器，不同反应器的体积计算和转化率计算，几种反应器的比较，不同反应器及反应器的组合
各种反应器介绍
试管、烧瓶、小型反应管、小型反应罐，实验室微分反应器、积分反应器，工业槽式反应器，工业管式反应器，填充床反应器，流化床反应器，浆状床反应器，移动床反应器…
均相反应器：气相、液相，非均相反应器：气液、气固、气液固、液液、固固，拟均相：固
定床、流化床、乳化床
工业反应器与实验室反应器之间的差别：混合状态，浓度、温度分布，流速分布
三种典型反应器的设计
间歇反应器，连续流动置换反应器，连续流动理想混合反应器，几种典型反应器体积计算，反应器的设计原则：质量衡算、能量衡算、动量衡算
质量衡算：积累速率= 输入速率－输出速率－反应消耗速率＋反应生成速率
间隙反应器：-dN A = Vr A dt，N A = N A0(1-x A)，N A0dx A/dt=Vr A
平推流反应器：连续流动、稳定，F A(y)-F A(y+dy)=r A dv，-dF A/dy=r A Ac，F A = v0c A0(1-x A)
全混流反应器：均匀、集中参数，F A0－F A=Vr A，V = (F A0-F A)/r A，τ = V/v0 = (c A0-c A)/r A
多釜串联全混流反应器：τi = V i /v = (c i-1-c i)/r，τ＝∑τi V ＝vτ
循环平推流反应器：τ* ＝V/v1 = -⎰c1c2(1/r)dc，τ = (1+R) τ*，R=0, 平推流，R→∞，全混釜非理想流动
全混流、平推流的流动特性差别，如何确定实际反应器与理想反应器之间的差别，流动统计规律的假设原则……随机性，停留时间的概念和描述，流动模型……理想反应器的组合描述，流体混合特性：宏观混合与微观混合，非理想流动对反应特性的影响
停留时间及停留时间分布
停留时间的定义，停留时间分布，停留时间分布函数及分布密度函数，反应器的年龄分布，理想反应器的停留时间分布，停留时间对转化率选择性的影响，停留时间分布测定，停留时间分布与流动模型，反应器的类型与不同反应器的差别
补充：概率函数的数学定义
停留时间分布的测定
脉冲法：E(t) = vc(t)/N0
阶跃法：F(t) = ⎰0t E(t- θ )dθ =c(t)/c0
流动模型对反应影响
流动模型对反应器体积影响：理想置换，理想混合，串级理想混合，扩散模型
流动模型对选择性影响
第三章非均相反应动力学
非均相反应器的拟均相性质
固定床反应器的平推流性质，流化床反应器的全混釜性质
气固催化反应
气固反应器内的动力学问题
气体与固体的接触，流体的流动情况，气膜的形成和外扩散传质，微观性质，催化剂的多孔性，催化剂孔内的内扩散传质，催化剂表面的反应
气固催化反应的七个步骤
气体反应物通过滞留膜向催化剂颗粒表面的传质(外扩散)，气体沿微孔向颗粒内的传质(内扩散)，气体反应物在微孔表面的吸附，吸附反应物在催化剂表面的反应，吸附产物的脱附，气体产物沿微孔向外扩散，气体产物穿过滞流膜扩散到气流主体
不同步骤控制条件下的反应速率
表面反应速率: r A = k f(c A)，内扩散控制: r A = η k f(c A)，有效因子的定义，孔内浓度的分布，温度效应，外扩散控制: N A = k G(c A0 - c As)
扩散计算：费克定律，主体扩散系数计算，Knudson扩散计算，微孔扩散计算，有效扩散系数计算，孔隙率及弯曲因子的定义
有效因子计算
等温条件下有效因子计算：一级反应情况下平板、圆柱、球形及不规则形状催化剂有效因子计算，非一级反应情况下有效因子计算，Thiele模数，
非等温反应：能量衡算方程，绝热条件
内扩散对反应的影响：对选择性的影响，对反应级数的影响，如何利用或避免内扩散的影响动力学方程时的测定
积分反应器，微分反应器，循环无梯度反应器，外扩散的消除，内扩散的消除，动力学模型的确定，动力学模型的拟合
气固非催化反应
缩芯模型的描述
假设：颗粒大小不变，反应物是无孔实芯，球形颗粒
反应过程步骤：气相反应物通过气膜扩散到外表面；气体反应物通过产物层扩散到芯表面；气相反应物与固相反应物在表面反应生产固相产物S和气相产物F；气相产物通过产物层扩散到外表面；气相反应物扩散穿过气膜到达气流主体；
动力学模型建立，各步骤速率求解，模型判别与其他模型，过程控制的判别
其他模型
无产物层缩芯模型，整体反应模型，扩散界面模型，微粒模型，单孔模型，破裂芯模型
气液反应动力学
气液传质与气液反应过程，双膜理论，气液传质设备及气液反应器，气液吸收及解吸，化学吸收，气液反应过程
共同特征：加大传质面积－改进填料、塔件，强化传质－加强气体分散
气液反应过程的几个步骤：气相反应物相气液界面的扩散；气体反应物通过液膜相液相主体的扩散；液相反应物通过液膜相气液界面的扩散；气液反应物相遇后的液相化学反应；产物的逆传递。
浓度分布及速率方程：瞬间反应、快反应、中速反应、慢反应、极慢反应，增大因子
第四章工业反应器的设计
几种均相反应器
间歇反应器、平推流反应器、理想混合反应器的设计方法。
反应器设计方程：质量方程，能量方程，等温反应器的设计方程，间歇反应器设计原理，等温平推流反应器设计原理，等温全混反应器设计原理
几种反应器类型的比较：转化率，选择性
非等温反应器的设计
非等温反应器的能量衡算方程：能量衡算，非等温间歇反应器，平推流管式反应器，全混反应器。
全混反应器的多重定态和热稳定性：
绝热反应器比较：可逆反应
第五章气固催化反应器
固定床反应器的基本特征
固定床催化反应器描述：拟均相处理，平推流特性
固定床反应器内催化反应速率的表示方法：反应器生产强度，空速，以重量表示的反应速率，单颗粒催化剂反应量，单位微孔表面反应摩尔数, 反应频数(turnover)
气固催化反应器的动量传递
粒子直径与床层空隙率：当量直径，形状系数，床层空隙率，床层比表面积，水力半径
床层压力降：∆P = f M(ρg u02/d e)[(1-ε)/ε3]L
摩擦系数：Ergun公式，其他公式，改善流动状况的方法
绝热固定床反应器设计
单段绝热固定床反应器的设计：可逆放热反应的最佳温度曲线，单段绝热T-X图，单段绝热固定床反应器的设计；固定床中的绝热温升，单段绝热床催化剂体积计算，单段绝热床最佳进口温度和校正因子
多段绝热固定床反应器设计：多段反应器的必要性，多段操作的三种冷却方式，间接换热优化条件（第一条件: r(x i,T i) = r(x i,T i+10)，第二条件: xi xi+1{[1/r(x,T)]/T）dx = 0），间接换热反应器设计步骤，原料器冷激反应器设计，非原料气冷激反应器设计；三种冷却方式的T-x图，三种冷却方式比较，反应器的热平衡问题。
换热式气固催化反应器
换热方式与温度分布，反应床层的传热系数，换热方式与温度分布，换热反应器与绝热反应器的区别，管内换热与管外换热方式，
固定床内的传热：床层有效导热系数，静止导热系数，壁膜给热系数，床层与器壁的传热系数，固定床总传热系数。
一维拟均相理想置换模型：平推流管式反应器（绝热，并流、逆流，无边界），套管式反应器。
二维拟均相模型：同时考虑径向和轴向传递。
反应器设计中的结构问题
反应器内部构件：反应物的混合问题，催化剂的填充问题，反应器的热膨胀问题，反应器防腐与保温。
换热式反应器的结构设计：列管式催化床层，单管反应器，双套管反应器，三套管反应器，逆流换热与并流换热，各种反应器的温度分布。