《化学反应工程》绪论
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化 学 反 应 工 程
(Chemical Reaction Engineering)
化学工程与工艺教研室
绪
论
一、物质转化过程工业中的化学加工
1、工业行业分类
过程工业：以物质转化为核心，连续操作为主；
装备与产品制造工业：以物件的加工和组装为核心，非连续操作。
2、过程工业中的转化过程 物理过程 化学过程 3、化学过程中的反应类型 均相反应 多相反应 4、化学反应过程特点 三传一反
wk.baidu.com
Physical Raw treatment materials steps
Chemical treatment steps Recycle Typical chemical process
Physical treatment steps
Products
化学反应工程的地位和任务
化学反应工程的地位
化工生产的核心，指导完成化工过程工业规模的实现。
Performance equation relates input to output
Input
Reactor
Output
Contacting pattern
Kinetics
Information needed to predict what a reactor can do
Output=f [input,kinetics, contacting]
三、数学模拟方法
用数学模型来模拟反应过程的方法称为数学模拟方法。 数学模型分为：化学动力学模型、流动模型、传递模型、宏 观反应动力学模型。 （本课程中） 工业反应器中宏观反应动力学模型是化学动力学模型、流 动模型及传递模型的综合。 工业过程的宏观模型：去粗取精，合理简化。
简化是数学模拟方法的重要环节。 合理地简化模型要达到以下要求： （1）不失真；
6.Froment,G.F.and Bischoff,K.B., Chemical Reactor Analysis and Design, John Wiley,1979.
任务
改进、强化现有反应技术和设备，以达优质、高产、低耗 之目的；
开发新的反应技术和设备； 解决反应过程的开发放大问题； 实现反应过程的最优化； 发展化学反应工程的理论和方法
化学反应工程的内容
化学反应动力学的研究── 化学反应的本质、反应机理、动力学特性；
流动、传递过程的作用── 反应器内的流动、传热、传质对系统物质的浓度 和温度在时间和空间上分布的影响； 反应器设计计算、过程分析及最优化─── 建立数学模型，应用计算机模拟计算。
（2）能满足应用的要求；
（3）能适应当前实验条件,以便进行模型鉴别和参数估值； （4）能适应现有计算机的运算能力。
四、工程放大与优化
实验室→小规模生产→中试 →工业化生产
工程放大方法 ：相似放大法、经验放大法和数学模拟放大法。
参考书
1.陈甘棠，化学反应工程，北京：化学工业出版社，2000.01 2.郭锴，化学反应工程，北京：化学工业出版社，2000.07 3.李绍芬，反应工程，北京：化学工业出版社，2000.06 4.Levenspiel,O.,Chemical Reaction Engineering, 2nd,ed.,John Wiley,1972. 5.Smith,J.M., Chemical Engineering Kinetics, 2nd,ed.,MCCraw-Hill,1970
二、化学反应工程与多尺度及多学科的联系
时空多尺度
纳尺度——分子化学键震动 微尺度——流体力学和传递过程 介尺度——反应器等装置 宏尺度——生产单元和工厂 宇尺度——环境
多学科
化学工艺、化学、工程控制、经济学等
化学反应工程的研究范畴
研究化学反应过程在工业实施过程中需解决的问题。涉 及反应器选择、设计；产品质量、产率、消耗控制等。
(Chemical Reaction Engineering)
化学工程与工艺教研室
绪
论
一、物质转化过程工业中的化学加工
1、工业行业分类
过程工业：以物质转化为核心，连续操作为主；
装备与产品制造工业：以物件的加工和组装为核心，非连续操作。
2、过程工业中的转化过程 物理过程 化学过程 3、化学过程中的反应类型 均相反应 多相反应 4、化学反应过程特点 三传一反
wk.baidu.com
Physical Raw treatment materials steps
Chemical treatment steps Recycle Typical chemical process
Physical treatment steps
Products
化学反应工程的地位和任务
化学反应工程的地位
化工生产的核心，指导完成化工过程工业规模的实现。
Performance equation relates input to output
Input
Reactor
Output
Contacting pattern
Kinetics
Information needed to predict what a reactor can do
Output=f [input,kinetics, contacting]
三、数学模拟方法
用数学模型来模拟反应过程的方法称为数学模拟方法。 数学模型分为：化学动力学模型、流动模型、传递模型、宏 观反应动力学模型。 （本课程中） 工业反应器中宏观反应动力学模型是化学动力学模型、流 动模型及传递模型的综合。 工业过程的宏观模型：去粗取精，合理简化。
简化是数学模拟方法的重要环节。 合理地简化模型要达到以下要求： （1）不失真；
6.Froment,G.F.and Bischoff,K.B., Chemical Reactor Analysis and Design, John Wiley,1979.
任务
改进、强化现有反应技术和设备，以达优质、高产、低耗 之目的；
开发新的反应技术和设备； 解决反应过程的开发放大问题； 实现反应过程的最优化； 发展化学反应工程的理论和方法
化学反应工程的内容
化学反应动力学的研究── 化学反应的本质、反应机理、动力学特性；
流动、传递过程的作用── 反应器内的流动、传热、传质对系统物质的浓度 和温度在时间和空间上分布的影响； 反应器设计计算、过程分析及最优化─── 建立数学模型，应用计算机模拟计算。
（2）能满足应用的要求；
（3）能适应当前实验条件,以便进行模型鉴别和参数估值； （4）能适应现有计算机的运算能力。
四、工程放大与优化
实验室→小规模生产→中试 →工业化生产
工程放大方法 ：相似放大法、经验放大法和数学模拟放大法。
参考书
1.陈甘棠，化学反应工程，北京：化学工业出版社，2000.01 2.郭锴，化学反应工程，北京：化学工业出版社，2000.07 3.李绍芬，反应工程，北京：化学工业出版社，2000.06 4.Levenspiel,O.,Chemical Reaction Engineering, 2nd,ed.,John Wiley,1972. 5.Smith,J.M., Chemical Engineering Kinetics, 2nd,ed.,MCCraw-Hill,1970
二、化学反应工程与多尺度及多学科的联系
时空多尺度
纳尺度——分子化学键震动 微尺度——流体力学和传递过程 介尺度——反应器等装置 宏尺度——生产单元和工厂 宇尺度——环境
多学科
化学工艺、化学、工程控制、经济学等
化学反应工程的研究范畴
研究化学反应过程在工业实施过程中需解决的问题。涉 及反应器选择、设计；产品质量、产率、消耗控制等。