化学反应工程教案
《化学反应工程》教学大纲
《化学反应工程》教学大纲课程名称化学反应工程课程编号课程英文名称Chemical Reaction Engineering课程类型专业基础课总学时 64学时（理论50学时，实验14学时）学分 4适用专业化学工程与工艺先修要求高等数学、物理化学、化工原理、开课安排第六学期开课，周五学时一、课程基本目的《化学反应工程》是化学工程类专业继物理化学、化工原理、化工数学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。
二、学习收获：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。
四、内容提要：《化学反应工程》是研究化学反应工程问题的学科，它以化学反应及化学反应器工程问题为研究对象，将反应特性及反应器的特性结合起来研究化学反应在工业上进行有效实施的一门专业主干课程。
该课程的主要内容包括均相与非均相反应动力学基础、理想反应器模型、非理想流动的停留时间分布及混合程度对化学反应的影响、均相非理想流动的流动模型以及气固相催化反应器非均相反应器等内容。
绪论（2学时）1. 化学反应工程的任务和范畴。
2. 化学反应工程的研究方法。
3. 化学反应工程与其他学科的关系。
4. 如何学好反应工程。
要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1. 化学反应工程的任务和范畴。
2. 化学反应工程的研究方法——数学模拟法。
要求一般理解与掌握的内容有：化学反应工程与其他学科的关系。
难点：数学模拟法。
第1章均相反应动力学（8学时）明确反应速度的定义及表示方法，掌握转化率、收率、选择性的概念，研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。
化学反应工程12
［小
结］
全混流串接平推流反应器最优；循环操作的平推流反应器次之；平推 流反应器；全混流反应器最差。
作者：傅杨武
重庆三峡学院化学工程系
第 4 页 共 11 页
《化学反应工程》 教案
第 3 章 理想反应器
3.6 反应器的型式与操作方法的评选
τ =τ1+τ2 τ1 /CA0
0
面积A =面积B
全混流
B
τ2 /CA0
教学方法
讲授法
学时分配
2 学时
授课时间
200 年 月 日
教学过程
作者：傅杨武
重庆三峡学院化学工程系
第 1 页 共 11 页
《化学反应工程》 教案
第 3 章 理想反应器
3.6 反应器的型式与操作方法的评选
［复习旧课］
１．循环操作的平推流反应器的特点； ２．循环操作的平推流反应器的设计方程； ３．循环操作的平推流反应器的最优循环比及其计算。 化学反应工程研究的目的是实现工业反应过程的优化。而所谓工业反 应过程的优化，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状态。化学反应过程的优化包括设计优 化和操作优化： 设计优化 基础 工业反应过程的优化 操作优化 １）设计优化：就是根据给定的生产能力，确定反应器的型式、结构 和适宜的尺寸及操作条件； ２）操作优化：就是指反应器的操作，必须根据各种因素的变化对操 作条件做出相应的调整，使反应器处于最优条件下运转，以达到优化的目 标。 设计优化是工业反应过程优化的基础。 优化目标是过程优劣的评价标准（一般表达为决策变量的函数关系， 构成目标函数） ，而工业反应过程的经济收益是评价生产过程最主要的优化 目标。在建立工业反应过程优化目标和定量关系，即优化目标函数时，要 把过程的经济目标和技术目标联系起来，再进行过程的优化计算以确定最 优的反应设备和操作条件。 工业反应过程的技术目标： ①反应速率：涉及反应器的尺寸，亦即设备的设资费用； ②反应选择性（选择率） ：涉及生产过程的原料消耗费用； ③能量消耗：生产过程操作费用的重要组成部份。 由于能量消耗是从整个车间基至整个工厂作为一个系统而加以考虑 的，所以下面以反应速率和选择性两个目标加以讨论。
化学反应工程教案5(化工13)
化学反应工程课程教案
从本质上说，物理过程不改变反应过程的动力学规律。
也就是说，反应的动力学方程并不因为物理过程的存在而发生变化。
但是，流体的流动、传质、传热过程会影响实际反应场所的浓度和温度在时间、空间上的分布，从而影响实际反应场的浓度和温度在时间、空间上的分布，从而影响反应的最终结果。
对某个具体反应，选择反应器、操作条件和操作方式主要考虑化学反应本身的特征与反应器特征，最终选择的依据将取决于所有过程：一是反应器的大小，二是产物分布济性。
过程的经济性主要受两个因素影响；而对于复合反应，首先要考虑产物分布。
2.1单一不可逆反应过程与反应器
2.1.1单一不可逆反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较
在反应器设计评比中,只考虑如何有利于反应速率的提高。
当然,其中一个重要因素是,考察反应器的大小.
一、理想流动反应器的体积比较
基本条件：
和反应温度均相同；等容过程。
V R ，V RP ，V RM 分别表示间歇反应器体积、平推流反应器
体积和全混流反应器体积，则：
当转化率越大，则两者的差距
较大，所以可采用低转化率操作。
1、对同一单一的正级
数反应，在相同工艺
00,,A Af V C x Af A 0A00A x R dx V V C r =⎰Af A 0A00A x Rp
dx V V C r =⎰00()A Af RM A f
V C x V
r =0000[]
[]
Rp A RM A V V C OABD V V C OCBD ==1
<RM RP
V V。
化学反应工程第四版教学设计
化学反应工程第四版教学设计写在前面化学反应工程是化学工程领域的一门基础课程，主要涉及到化学反应的基本原理、动力学、热力学、平衡等方面的知识，并通过实例和案例介绍化工生产中的反应器设计、反应机理研究以及相关工业过程的优化设计等内容，是化工专业大学生必须要掌握的一种课程。
针对该课程，我们进行了第四版的教学设计，在教学方法、实践环节等方面进行了更加科学、可操作性更强的设计和优化，以期能够帮助学生更好地掌握和应用化学反应工程知识。
教学大纲第一章化学反应基本原理•化学反应动力学学习•化学反应的热力学基础•化学平衡原理的基本概念和应用第二章反应器设计•单相反应器的设计•多相反应器的设计•反应机理的研究方法第三章工业反应工程实例•生产乙酸工艺流程介绍•生产苯乙烯工艺流程介绍•硝化甘油工艺流程介绍教学方法理论教学理论教学主要采用模块化授课法和案例教学法相结合的方式进行。
教师按照章节内容安排课程内容，可将部分理论知识应用到实际工业生产过程中进行案例分析。
如生产乙酸中所使用的醋酸加氧脱氢反应、硝化甘油的氧化反应等。
实验教学实验教学主要采用小组合作的方式进行。
以单相反应器的设计实验为例，学生将被分成四人小组，在实验室同一时间完成反应器的设计与搭建实验，通过实验的方式让学生更好地掌握反应器设计的基本原理和操作技巧。
课外实践针对本课程，我们还将开展相关课外实践活动，包括拜访企业、参加工业实践项目等方式，通过实践方式让学生在实际生产环境中体验学习到的知识。
例如参观乙酸生产厂家进行实地考察、参与部分工业过程实践项目等。
评价方式评价方式采用多维度评价方式进行，分为理论考试、实验报告评价、实验操作表现评价等多个方面进行考核，以期全面评价学生的学习情况。
结语化学反应工程第四版的教学设计旨在通过科学、实用的教学方法以及相关的课外实践，让学生更好地掌握化学反应工程的知识和技能，并更好地应用到相关的工业生产环境中，为相关领域的发展做出贡献。
化学反应工程 教案(1-3章)
第一章绪论1.1 化学反应工程学的范畴和任务1.1.1化学反应工程发展简述自然界的物质的运动或变化过程由物理或化学的两类，物理过程不牵涉化学反应，但化学过程却总是与物理因素有着紧密联系。
所以化学反应过程是物理与化学两类因素综合体。
远溯古代，陶瓷制作、酿酒等工艺，但直到本世纪五十年代一直还未形成一门专门研究的独立学科，到1957年举行的第一次欧洲反应工程会议上确立了这一学科的名称。
1.1.2 化学反应工程的范畴和任务化学反应工程学：是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以化学反应作为研究对象，又以工程问题为研究对象，把二者结合起来的学科体系。
一、研究的范畴1.化工热力学：确定物系的各种物性常数（热容、研所引资、反应热等），看化学反应是否能进行及其反应程度。
2.反应动力学：专门阐明学反应速率与各项物理因素（如温度、压力、催化剂等）之间的定量关系。
为实现某一反应，要选定合易的条件及反应器的结构型式、尺寸和处理能力等，这些都依赖于对反应动力学特性的认识。
3.催化剂4.设备型式、操作方法和流程有小试到扩是出现放大效应，因此工业装置的反映条件必须结合工程上的考虑才能合理的确定。
反应器型式：管式、釜式、塔式、固定床或流化床等。
操作方式：分批式、连续式或半连续式。
反应器的型式与特性表型式适用反应优缺点搅拌槽液相、液—液、液—固相适用性大，操作弹性大，温度、浓度易控制，产品质量均一管式气相、液相返混小，反应器容积小，比传热面大空塔或搅拌塔液相、液—液相结构简单，返混程度与高/径比及搅拌有关，轴向温差大鼓泡塔或挡板鼓泡塔气—液相，气—液—固相气相返混小，液相返混大，温度较易调节，气体压降大，流速有限制填料塔液相、气—液相结构简单，返混小，压降小，有温差，填料装卸麻烦板式塔气—液相逆流接触，气液返混均小，流速有限制，如需传热，常另加传热面喷雾塔气—液相快速反应结构简单，液体表面积大，停留时间受塔高限制，气流速度有限制固定床气—固相返混小，催化剂用量少，不易磨损，装卸麻烦，传热控温不易流化床气—固相，特别是催化剂失活很快的反应传热好，温度均匀，易控制，催化剂有效系数大，磨损大，返混大，对转化率不利，操作条件限制大移动床同上固体返混小，固气比可变性大，床内温差大，调节困难滴流床气—液—固相催化剂带出少，分离易，气液分不要均匀，温度调节困难蓄热床气相，以固相为热载体结构简单，调节范围较广，切换频繁，温度波动大，收率低喷嘴式气相，高速反应的液相传热、传质速度快，流体混合好，反应物急冷易分批式（或间歇）操作：是指一批反应物料投入反应器内后，让它经过一定的反应，然后再取出的操作方法。
化学反应工程教案10_胡江良
化学反应工程教案10_胡江良教案：化学反应工程教案一、基本信息1.教学对象：高中化学学生2.授课内容：化学反应工程3.教学目标：了解化学反应工程的基本概念、原理和应用二、教学方法1.讲授法：通过讲解概念、原理和应用，深入理解化学反应工程的内容；2.实验法：进行一些简单的实验，帮助学生理解反应工程的实际操作；3.讨论法：组织学生进行小组讨论，共同解决实际问题；4.案例分析法：通过一些典型案例的分析，帮助学生理解反应工程的具体应用。
三、教学内容1.化学反应工程的概念和基本原理A.反应工程的定义和分类B.化学反应的热力学和动力学基础C.反应的速度方程和速率常数D.反应的平衡和反应热2.化学反应的实际操作A.反应的热平衡和控制B.反应的物质平衡和控制C.反应的高效与高选择性控制D.反应的安全控制3.化学反应工程的应用A.化学反应的工业应用B.化学反应的环境应用C.化学反应的能源应用四、教学过程第一节：化学反应工程的概念和基本原理1.介绍反应工程的定义和分类2.介绍反应的热力学和动力学基础3.介绍反应的速度方程和速率常数4.介绍反应的平衡和反应热第二节：化学反应的实际操作1.讲解反应的热平衡和控制方法2.讲解反应的物质平衡和控制方法3.讲解反应的高效与高选择性控制方法4.讲解反应的安全控制方法第三节：化学反应工程的应用1.介绍化学反应的工业应用案例2.介绍化学反应的环境应用案例3.介绍化学反应的能源应用案例五、教学评估1.参与讨论2.完成小组作业3.完成实验报告六、教学资源1.教材：高中化学教材2.实验设备：反应瓶、试管、温度计等3.实验药品：氢氧化钠、盐酸、过氧化氢等七、教学反思化学反应工程是一个很重要的学科，它是化学技术和工程技术的基础。
通过本节课的教学，学生可以了解化学反应工程的基本概念、原理和应用。
通过实验和案例分析，可以帮助学生更好地理解反应工程的实际操作和应用。
此外，通过小组讨论和评估，可以帮助学生更好地掌握反应工程的知识和技能。
化学反应工程1
作者： 傅杨武
重庆三峡学院化学工程系
《化学反应工程》 教案
第一章 绪 论
［板
书］
r 定义 →
式中：V 为体积； ξ ：反应进度
1 dξ V dt
（1.1）
［说
明］
对非均相反应，其反应速率的定义是有差异的，如气-固催化反应。 ［举 例］ 例 1.1 对如下反应： aA + bB → cR ，其反应进度可写成如下形式：
教学难点
无
教学方法
讲授法
学时分配
2 学时
教学过程
作者： 傅杨武
重庆三峡学院化学工程系
第1页 共 8 页
《化学反应工程》 教案
第一章 绪 论
［引
言］
*预修课程 《化工原理》 、 《物理化学》 、 《高等数学》 、 《概率论》
［板
书］
*参考文献 朱炳辰， 《化学反应工程》 ，化学工业出版社，1993。 张濂、许志美、袁向前等， 《化学反应工程原理》 ，华东理工大学出版社 *本学科的内容安排（参见本书目） 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 绪论 均相反应动力学基础 理想反应器 非理想流动 非均相反应动力学 固定床反应器 流化床反应器 其它多相反应器
［板 ［分
书］ 析］
① 反应速率 a. 概念：反应系统中某一物质在单位时间、单位反应区内的反应量。 均相反应： “单位反应区”常指“单位反应体积” ；非均相反应：如气固催化反应， “单位反应区”常指“单位催化剂质量” 。因此，对不同的反 应类型，反应速率的量纲是不一样的。 对一定大小的反应设备和物料处理量，反应速率的大小实际上反映了 反应物料的转化程度。对均相反应：
化学反应工程教案
课程教案课程名称：化学反应工程任课教师：所属院部：教学班级：化工1203-04教学时间：2014 —2015 学年第2 学期课程基本信息1绪论第一章均相单一反应动力学和理想反应器1.1 基本概念1.2 建立动力学方程的方法一、本次课主要内容化学反应工程课程的性质、反应器的分类及操作方式、反应器设计的基本方程和工业反应器的放大方法、化学反应速率的不同表示方式及其相互关系、化学反应速率方程的变换与应用、化学反应动力学方程的计算、建立动力学方程的方法及其应用。
二、教学目的与要求了解化学反应工程的研究对象、目的，掌握化学反应工程的研究内容和研究方法，熟悉化学反应工程在工业反应过程开发中的作用。
三、教学重点难点1、化学反应工程的研究目的、内容和方法。
四、教学方法和手段课堂讲授、提问、讨论；使用多媒体教学方式。
五、作业与习题布置书后习题第3、6、7题2绪论一、化工生产中设备的分类化工产品的生产是通过一定的工艺过程实现的，工艺过程是指从原料到制得产品的全过程。
每个化工产品的工艺过程是不同的，但有共同的特点：1，工艺过程是由设备、管道、阀门和控制仪表组成的；2，化工设备分为两大类（1）不含化学反应的设备这类设备中没有发生化学反应，只改变物料的状态，物理性质，不改变其化学性质。
在鼓风机和泵中只有能量的转换，从中能转换成机械能，输送物料；在换热器和冷却塔中只改变物料的温度，物料的化学性质没有起变化；贮槽只是起贮存物料作用（2）化学反应器在这类设备中发生了化学反应，通过化学反应改变了物料的化学性质图中的一段炉、二段炉、变换炉、甲烷化炉、合成塔等都是化学反应器。
物料在反应器中发生了化学反应，物料性质起了变化。
可见，化学工业生产是由物理过程和化学反应过程组成的，其中化学反应过程是生产过程的关键。
化学反应器的任务是完成由原料转变到产物的化学反应，是化工生产的核心设备。
“化学反应工程”的研究对象是工业规模的化学反应器。
二、《化学反应工程》任务“化学反应工程”于50年代初形成，是化学工程的一个分支。
化学反应工程应用案例分析教案
化学反应工程应用案例分析教案化学反应工程应用案例分析教案一、教学目标1.知识目标：通过案例分析，使学生掌握化学反应工程的基本原理、模型和方法，了解其在工业生产中的应用。
2.能力目标：培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力，提高学生的创新思维和独立思考能力。
3.情感态度和价值观目标：通过案例分析，使学生认识到化学反应工程在工业生产中的重要性和实际应用价值，激发学生的学习兴趣和热情，培养学生的科学精神和职业素养。
二、教学内容1.化学反应工程的基本概念和原理2.化学反应工程的模型和方法3.化学反应工程在工业生产中的应用案例分析三、教学重点与难点1.重点：化学反应工程的基本原理、模型和方法，以及在工业生产中的应用案例分析。
2.难点：如何运用化学反应工程的知识分析和解决实际问题，如何进行案例分析。
四、教具和多媒体资源1.黑板2.投影仪3.教学PPT4.案例分析视频材料五、教学方法1.激活学生的前知：回顾化学反应工程的基本概念和原理，为案例分析打下基础。
2.教学策略：采用讲解、示范、小组讨论和案例分析相结合的方式，使学生更好地理解和掌握化学反应工程的应用案例。
3.学生活动：小组讨论、案例分析报告、课堂交流与讨论。
六、教学过程1.导入：通过问题导入，引导学生思考化学反应工程在工业生产中的应用，激发学生的学习兴趣。
2.讲授新课：讲解化学反应工程的基本原理、模型和方法，以及在工业生产中的应用案例分析。
3.巩固练习：提供几个实际案例，让学生运用所学知识进行分析和讨论，培养学生的独立思考能力和解决问题的能力。
4.归纳小结：回顾本节课所学的化学反应工程应用案例，总结其中的原理、模型和方法，以及需要注意的问题。
七、评价与反馈1.设计评价策略：通过小组报告、口头反馈、课堂观察等方式进行评价。
2.为学生提供反馈：根据学生的表现和评价结果，为学生提供具体的反馈和建议，帮助他们改进学习方法和提高学习效果。
八、作业布置与辅导1.布置作业：提供几个实际案例分析题，让学生运用所学知识进行分析和解答。
化学反应工程教案20(化工13)-胡江良
教学反思：
3
1
• 飞温可能会造成严重事故－催化剂烧结，燃烧，爆炸等。 • 产生爆炸的原因： • 1 反应体积急剧膨胀造成压力猛增，超过设备能够承受的压力； • 2 局部超温，使设备强度下降，在正常操作压力下爆炸； • 3 超温造成设备应力增大； • 4 设备腐蚀造成局部强度下降等。 • • • • 防止爆炸的措施： 1 严格控制温度、压力、浓度等操作参数； 2 超限报警，联锁停车，排放可燃物； 3 安全阀，阻火器，防爆膜等。
1名词解释稳定的定态着火点熄火点热点2简答全混流反应器的热稳定点的条件参考资料含参考书文献等化学反应工程第二版郭化学工业出版社2015年出版
化学反应工程 课程教案
课 型 课次
19
课时
2
（请打 √）理论课√Biblioteka 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□
授课题目（教学章、节或主题） ： 第 9 章 反应器的热稳定性和参数灵敏性 9.3 反应器参数的灵敏性 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次） ： ：
作业、讨论题、思考题：
1、名词解释 稳定的定态、着火点、熄火点、热点
2
VR x x A1 c A0 A 2 V0 (rA )
2、简答 全混流反应器的热稳定点的条件
参考资料（含参考书、文献等）
《化学反应工程》（第二版），郭 锴， 化学工业出版社， 2015 年出版； 《化学反应工程》（第三版），陈甘棠， 化学工业出版社， 2011 年出版； 《反应工程》（第三版），李绍芬 主编，化学工业出版社 ，2013 年出版。
1. 全混流和管式反应热量衡算式； 2. 全混流热稳定点条件、管式反应器允许的最大温度差及允许管径；
教学重点及难点：
重点：全混流反应器的定态。 难点：径向传热管式反应器的热量衡算方程。
化学反应工程教案11(化工13)-胡江良
方法及手段
讲解
100 kcal/mol） (D) 随温度升高，吸附量增加
NOTE： （1）物理吸附不改变活化能，不是构成催化过程的主要原因；
（2）化学吸附因化学键的作用，使被吸附分子发生变化，更 显活泼性，是多相催化过程的主要原因 低温下以物理吸附为主 高温下以化学吸附为主 2 吸附与脱附过程描述 吸附过程：A + A 脱附过程：A A + 表面覆盖度（组分吸附速率）： －活性中心
A
被A组分覆盖的活性中心数 总的活性中心数 未被覆盖的活性中心数 总的活性中心数
V
空位率： 单一组分吸附时： 多组分吸附时：
A V 1
i
V
1
3 影响吸附速率的因素 1) 与吸附分子对表面的碰撞数成正比 rapA 2) 与 吸 附 分 子 碰 撞 在 空 吸 附 位 （ 自 由 表 面 ） 上 的 几 率 成 正 比
NOTE：吸附和脱附在一定条件下可达平衡
3
（1）单分子吸附
吸附速率： 脱附速率：
ra=ka pAV
rd=kdA
净吸附速率：r= ra – rd= ka pAV –kd A 而： 吸附平衡时： r= 0 吸附平衡常数
A＋V ＝1
V ＝1- A
r= ka pA(1- A) –kd A
A
k a / k d p* K A p* A A * 1 k a / k d p A 1 K A p* A
（2）单分子解离吸附 吸附速率： 脱附速率： ra=ka pAV2
rd=kd A2
净吸附速率：r= ra – rd= ka pAV 2 –kd A2 而： 吸附平衡时： r= 0
化学反应工程课程设计
一．设计方案简介1.1 硫酸的性质硫酸是三氧化硫（SO3）和水（H2O）化合而成。
化学上一般把一个分子的三氧化硫与一个分子的水相结合的物质称为无水硫酸。
无水硫酸就是指100%的硫酸，又称纯硫酸。
纯硫酸一般为无色透明的油状液体，分子量为98.08。
硫酸分为发烟硫酸、浓硫酸和稀硫酸，硫酸中不含水而存在游离S03时成为发烟硫酸，当硫酸水溶液中硫酸质量百分数≥75%的硫酸叫做浓硫酸，而把硫酸质量百分数在75%以下的硫酸水溶液叫做稀硫酸【1】。
硫酸是强酸之一，具有酸的通性，但浓硫酸有其特殊的性质。
具有相对密度大、沸点高、液面上水蒸气的平衡分压极低等物理特性和吸水性、脱水性和强氧化性等化学特性［2］。
硫酸有很强的吸水性，能吸收气体中的水蒸气，也能吸收液体中的部分水分，从而使气体干燥，溶液发生相应的变化。
浓硫酸的脱水性是指其能将部分物质中的氢、氧元素按原子个数比为2：1的比例夺取出来并生成水。
质量分数为98.3%的浓硫酸其沸点为338℃,与其它常见的酸相比,沸点较高,是一种难挥发的强酸。
硫酸无论是用水稀释还是与其它液体混合，都会放出大量的热。
浓硫酸具有强氧化性，不仅能氧化活泼性位于氢以前的金属，而且能氧化部分非金属单质，活泼性位于氢后的金属与某些含有低价态元素的化合物或离子。
硫酸的用途1 / 45硫酸的用途非常广泛，是最重要的化工原料之一。
硫酸最主要用途是生产化学肥料，用于生产磷铵、重过磷酸钙、硫铵等。
在中国，硫酸产量的60%以上用于生产磷肥和复肥。
在化学工业中，硫酸是生产各种硫酸盐的主要原料，是塑料、人造纤维、染料、油漆、药物等生产中不可缺少的原料。
在农药、除草剂、杀鼠剂的生产中亦需要硫酸。
在石油工业中，石油精炼需使用大量硫酸作为洗涤剂，以除去石油产品中的不饱和烃等杂质。
在冶金工业中，钢材加工与成品的酸洗要用硫酸；电解法精炼铜、锌、镉、镍时，电解液需使用硫酸；某些贵金属的精炼亦需用硫酸溶去夹杂的其它金属。
在火、炸药与国防工业中，浓硫酸用于制取硝化甘油、硝化纤维、三硝基甲苯等炸药。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化学反应工程课程教案
课次17课时 2 课型
(请打√)理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
授课题目(教学章、节或主题):
第7章气固相催化反应流化床反应器
7、3流化床反应过程的计算
教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次)::
1、掌握流化床的基本概念;
２、掌握流化床的工艺计算;
教学重点及难点:
重点:固定床催化反应器的特点、类型和设计要求。
难点:一维拟均相理想流动模型对反应器进行设计计算、
教学基本内容方法及手段
7、１流化床的基本概念
流态化现象:使微粒固体通过与气体或液体接触而转变成类似流体的
操作。
固体颗粒层与流体接触的不同类型:
7、1、1流化床的基本概念
1）当通过床层的流体流量较小时,颗粒受到的升力(浮力与曳力之和)
小于颗粒自身重力时,颗粒在床层内静止不动,流体由颗粒之间的空
隙通过。
此时床层称为固定床。
讲解
2）随着流体流量增加,颗粒受到的曳力也随着增大、若颗粒受到的升力恰好等于自身重量时,颗粒受力处于平衡状态,故颗粒将在床层内作上下、左右、前后的激烈运动,这种现象被称为固体的流态化,整个床层称为流化床、
曳力(表面曳力、形体曳力)曳力是流体对固体的作用力,而阻力是固体壁对流体的作用力,两者是作用力与反作用力的关系。
表面曳力由作用在颗粒表面上的剪切力引起,形体曳力由作用在颗粒表面上的压强力扣除浮力部分引起、
３)。
流化床类似液体的性状
(a) 轻的固体浮起;
(b)表面保持水平;
(c)固体颗粒从孔中喷出;
(d)床面拉平;
(ｅ)床层重量除以截面积等于压强
流化床的优点
(1) 颗粒流动类似液体,易于处理、控制;
(2) 固体颗粒迅速混合,整个床层等温;
(3) 颗粒能够在两个流化床之间流动、循环,使大量热、质有估计在
床层之间传递;
(4) 宜于大规模操作;
(５) 气体和固体之间的热质传递较其它方式高;
(6) 流化床与床内构件的给热系数大、
浓相段和稀相段(P18５-１86)
1)、当流体通过固体床层的空塔速度值高于初始流化速度但低于逸
出速度(p188),颗粒在气流作用下悬浮于床层中,所形成的流固混合物称为浓相段。
2)。
在浓相段中上升的气泡在界面上破裂,气泡内颗粒以及受气泡
挟带的乳化相中颗粒将被抛向浓相段上方空间、这段空间称为稀相段或称分离段。
整个流化床反应器由浓相段和稀相段组合而成。
3)流态化的不正常现象
在流态化操作中沟流和节涌是聚式流化床两种常见的不正常操作情况。
沟流:由于流体分布板设计或安装上存在问题,使流体通过分布板进入浓相段形成的不是气泡而是气流,称沟流、沟流造成气体与乳化相之间接触减少,传质与反应效果明显变差。
节涌(腾涌)
在流化床内径较小而床高与床径比较大时,气泡在上升过程中因聚并而增大,气泡有估计占据整个床层截面,气流将床层一节节地往上做柱塞式推动,在上升到某一位置而崩落,流化床的正常操作被破坏。
这种现象称节涌(腾涌)。
流化床反应器的特点:P18６
７、2流化床的工艺计算
逸出速度由此速度值再加以校正而得。
•u T=Fu
•Ｒe<1０时,F≈1
•Rｅ＞10时,Re-F见下图
• 3 反应器内径的计算
V G:气流的体积流量m３s—１
ｄT:流化床内径ｍ
ｕ:气流的空塔流速m、s-1
可见,流化床的内径取决于气流的空塔气速,而流化床的空塔气速应介于初始流化速度(也称临界流化速度)与逸出速度之间。
即维持流化状态的最低气速与最高气速之间。
4、浓相段高度的计算
催化剂在床层中堆积高度称静床层高度(L0)。
在通入气体到起始流化时,床高L mｆ≈Ｌ0。
若接着加大气量,床层内产生一定量的气泡,浓相段床高(L f)远大于静床层高度。
关于浓相段床高的计算通常用计算床层空隙率(εf)来获得。
令床层膨胀比R
5、稀相段床高的估算
稀相段也称分离段,主要是用来保证床内因气泡破裂而挟带固体颗粒重新回到浓相段所需空间、
稀相段床高可由化工原理中非均相分离过程计算而得,也可由下述经验方程估算。