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
02
03 04 05
06

1.1 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。正式提出“化学反应工程”的概念。
2015/10/13

成熟阶段：60年代石油化工的大发展，生产的日趋大型 化和单机化，及原料加工的不断发展使其进入黄金时代 并日趋成熟。
☺1960年，召开了第二次欧洲化学反应工程会议。
从那以后，每四年举行一次。
☺1962年，俄勒冈州立大学教授的Levenspiel O编
写的《Chemical Reaction Engineering》正式出版 。
Octave Levenspiel (1926～ )
Chemical reaction engineering (1962, 1972, 1998 )
2015/10/13

☺ 1970年，在美国首都(华盛顿)召开了第一次国际 化学反应工程讨论会，以后每两年举行一次。2014年召 开了第23届国际化学反应工程讨论会. ☺ 70年代中期，《反应工程》向深度和广度发展， 形成很多新的分支： 生物化学反应工程，电化学反应工程，聚合反应工 程……。 ☺ 1981年，《化学反应工程》正式列入我国高等 教育课程. ☺ 1985年，《化学反应工程与工艺》创刊。
2015/10/13

☺ 20世纪90年代中期，计算机和微电子技术普遍应用 实现了反应器的精确控制问题。 通过与其它学科的交叉形成了一系列新的交叉学科。 反应与分离过程的结合出现了多功能反应器。 ☺进入 21世纪，随着人们环保意识的增强，对化学反 应工程学科提出了新的要求。新的环境友好、原子经 济的绿色反应工艺出现，对反应工程学科的发展给予 了强大的外部推动力，促使其向新的学科和技术领域 延伸。

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
02
03 04 05
06

1.2、化学反应工程的研究对象和目的
1、化学反应工程的研究对象 工业规模的化学反应过程
第①和③两部分属于单元操作的研究范围； 第②部分是反应工程的研究对象，生产过程的核心。

2、化学反应工程的目的 工业反应器的优化
所谓优化，就是在一定的范围内， 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。
设计型 优化类型 操作型

1.1.1 约束条件 1、上、下游的约束： 上游——预处理的程度 下游——产品的纯度，分离的难度 2、材料的约束：高温反应器 3、安全的约束：易燃易爆 4、环境的约束： 5、政策的约束： 。。。。。。

1.1.2 决策变量 设计者和操作者可以选择、改变的。 工业反应过程优化的决策变量主要有三个： 1、结构变量：反应器的型式和结构尺寸 2、操作方式 3、工艺条件

工业反应器型式分类
`
按反应器形状分类 管式反应器，一般长径比大于30 槽式反应器，一般高径比为1—3 塔式反应器，一般高径比在3—30之间 按操作方式分类 间歇操作、连续操作、半连续操作 按传热条件分类 分为等温、绝热、非等温、非绝热反应器 按反应物相态分类 分为均相和非均相反应器
`
`
`

按物料相态分类的反应器类型
相态 均 相 气相 液相 气-液相 液-液相 气-固相 非 均 相 液-固相 固-固相 气-液-固相 举例 燃烧、裂解 中和、酯化、水解 氧化,氯化,加氢,化学 吸收 磺化,硝化,烷基化 燃烧,还原,各种固相 催化 还原,离子交换等 电石,水泥制造等 加氢裂解,加氢脱硫等 特性 无相界面,反应 速率只与温度 或浓度有关 主要装置形式 管式 槽(釜)式、管式 槽式,塔式 有相界面,实际 反应速度与相 界面大小及相 间扩散速度有 关 槽式,塔式 固定床,流化床 移动床 槽式,塔式 回转窑式 滴流床,槽式