化工反应工程反应器课程设计
反应器设计课程设计
反应器设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习反应器设计的基本原理和方法，使学生掌握化学反应器的设计和分析能力。
具体目标如下：1.掌握化学反应器的基本类型及其工作原理。
2.了解反应器设计的主要参数和计算方法。
3.理解反应器操作条件对反应结果的影响。
4.能够运用反应器设计的基本理论解决实际问题。
5.能够独立完成反应器设计的相关计算和分析。
6.能够阅读和理解反应器设计的英文文献。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和科学精神。
2.增强学生对化学工程学科的兴趣和热情。
3.培养学生关注社会发展和环境保护的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.反应器类型的介绍和分析。
包括釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流动床反应器等。
2.反应器设计的基本参数和计算方法。
如反应器的体积、压力、温度、流量等。
3.反应器操作条件对反应结果的影响。
如温度、压力、搅拌速度等。
4.反应器设计的实例分析。
通过具体案例，使学生掌握反应器设计的过程和方法。
三、教学方法本课程将采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过讲解反应器设计的基本原理和概念，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：通过分组讨论，引导学生深入思考和理解反应器设计的实际问题。
3.案例分析法：通过分析具体案例，使学生学会运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：通过实验操作，使学生了解反应器的工作原理和操作方法。
四、教学资源本课程将采用教材《化学反应器设计》为主要教学资源。
同时，还将利用参考书、多媒体资料、实验设备等辅助教学资源。
这些资源将有助于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等方式，评估学生的参与度和积极性。
2.作业：布置相关的反应器设计练习题，评估学生对知识的理解和运用能力。
3.考试：定期进行反应器设计相关的考试，评估学生的知识掌握和应用能力。
反应器化工原理课程设计
反应器化工原理课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握反应器化工原理的基本概念、理论和应用，培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解反应器的基本类型及特点；（2）掌握化学反应动力学基本原理；（3）熟悉化工过程的热力学和传递过程原理；（4）掌握反应器的设计和操作方法。
2.技能目标：（1）能够运用反应器化工原理分析和解决实际问题；（2）具备一定的化工工艺设计和优化能力；（3）学会使用相关化工软件进行工艺计算和模拟。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队协作精神和动手实践能力；（2）增强学生对化工行业的认知，提高学生对化工事业的热爱；（3）培养学生具备良好的职业道德和安全意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.反应器的基本概念和类型：包括固定床反应器、流动床反应器、浆态床反应器等；2.化学反应动力学：反应速率、反应速率方程、催化剂等；3.化工过程的热力学：热力学基本原理、相平衡、化工过程的热效应等；4.传递过程原理：质量传递、热量传递、动量传递等；5.反应器的设计和操作：反应器设计方法、操作条件优化、反应器的安全运行等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：系统地传授反应器化工原理的基本知识和理论；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解反应器化工原理的应用；3.实验法：培养学生动手实践能力，加深对反应器化工原理的理解；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高学生的思维能力和团队协作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将采用以下教学资源：1.教材：《反应器化工原理》，为学生提供系统性的理论知识；2.参考书：提供相关的化工原理参考书籍，拓展学生的知识视野；3.多媒体资料：制作课件、动画等多媒体资料，帮助学生形象地理解反应器化工原理；4.实验设备：提供反应器模型、实验仪器等，让学生亲自动手实践，提高操作能力。
反应器的课程设计
反应器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解反应器的基本概念，掌握反应器类型及特点；2. 使学生掌握化学反应在反应器中的运行规律，了解影响反应器性能的因素；3. 引导学生掌握反应器设计的基本原则，学会分析反应器的设计参数。
技能目标：1. 培养学生运用反应器理论知识解决实际问题的能力；2. 提高学生进行实验操作、数据分析、设计方案的技能；3. 培养学生团队合作、沟通交流的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学反应工程学科的兴趣和热情；2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，树立科学精神；3. 引导学生关注化学反应工程在实际生产中的应用，增强社会责任感。
课程性质：本课程为高中化学选修课程，旨在帮助学生了解化学反应器的基本原理和设计方法，培养学生解决实际问题的能力。
学生特点：高中生具备一定的化学基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力，但可能对化学反应器了解较少。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用理论教学与实验操作相结合的方式，注重启发式教学，引导学生主动探究、积极实践，提高学生的综合能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和实际应用打下坚实基础。
二、教学内容1. 反应器基本概念：反应器的定义、分类及特点，包括间歇式反应器、连续式反应器、固定床反应器、流化床反应器等。
参考教材章节：第二章第一节2. 化学反应在反应器中的运行规律：反应速率与反应器类型的关系，反应器内浓度、温度、压力等对反应性能的影响。
参考教材章节：第二章第二节3. 反应器设计原则：反应器设计的基本原理，包括反应器容积、反应时间、反应器内流动状态等方面的设计方法。
参考教材章节：第二章第三节4. 反应器设计参数分析：影响反应器性能的参数，如反应器直径、高度、催化剂性能等，以及如何优化这些参数。
参考教材章节：第二章第四节5. 实践案例分析：分析典型的化学反应器设计案例，使学生了解反应器在实际生产中的应用。
关于反应器课程设计
关于反应器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解反应器的基本概念、分类及工作原理；2. 掌握反应器设计的基本原则和影响反应器性能的主要因素；3. 了解不同类型反应器在化工生产中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用化学反应原理分析反应器类型和操作条件的能力；2. 提高学生运用数学工具进行反应器设计和计算的能力；3. 培养学生通过查阅资料、文献，了解反应器研究动态和前沿技术的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学反应工程学科的兴趣和热情；2. 增强学生的环保意识，使其关注反应器在绿色化工生产中的应用；3. 培养学生的团队合作精神和创新意识，激发他们在反应器设计和优化方面的探索精神。
本课程针对高中化学学科，结合学生年级特点，以化学反应原理为基础，注重理论联系实际，培养学生的科学素养和工程意识。
课程目标旨在使学生在掌握反应器基本知识的基础上，提高解决实际问题的能力，激发学生对化学工程学科的兴趣和热情，培养他们的环保意识及创新精神。
通过具体、可衡量的学习成果，为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 反应器基本概念：反应器的定义、分类及特点；2. 反应器工作原理：反应器内流动、混合与反应过程；3. 反应器设计原则：反应器设计的基本要求、影响反应器性能的因素；4. 常见反应器类型：釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器等；5. 反应器应用实例：分析不同类型反应器在化工生产中的应用；6. 反应器计算：基于反应动力学和物料平衡的反应器计算；7. 反应器优化：反应器操作条件优化、反应器结构优化。
教学内容依据课程目标，以化学反应工程原理课本为依据，系统性地安排和组织。
教学大纲明确以下安排和进度：第一课时：反应器基本概念、分类及特点；第二课时：反应器工作原理、设计原则；第三课时：常见反应器类型及其应用；第四课时：反应器计算方法；第五课时：反应器优化策略。
教学内容注重科学性和系统性，结合实际生产案例，帮助学生更好地理解和掌握反应器相关知识。
反应器结构课程设计
反应器结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并描述反应器的基本结构类型及其工作原理；2. 学生能够掌握反应器内流动、传热和质量传递的基本概念；3. 学生能够解释影响反应器性能的主要因素。
技能目标：1. 学生能够分析不同反应器结构的优缺点，并选择合适的设计方案；2. 学生能够运用所学知识进行简单反应器的设计和计算；3. 学生能够通过实验和模拟等方法，评价反应器性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学反应工程学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队合作意识和解决问题的能力；3. 增强学生的环保意识，使其认识到反应器设计在环境保护和资源利用方面的重要性。
课程性质：本课程属于化学反应工程领域，旨在帮助学生掌握反应器设计的基本原理和方法。
学生特点：高二年级学生，具备一定的化学和物理基础，具有较强的逻辑思维能力和实验操作能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，并为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 反应器基本概念：反应器类型、反应器内流动特性、反应器设计原理；教材章节：第二章“化学反应器类型及其流动特性”。
2. 反应器内的传热和质量传递：热量传递原理、质量传递原理、影响传质的因素；教材章节：第三章“反应器内的传热与质量传递”。
3. 反应器设计：反应器设计要求、不同类型反应器的设计方法、反应器性能评价；教材章节：第四章“反应器设计”。
4. 反应器实例分析：分析不同反应器在实际工业中的应用，优缺点比较；教材章节：第五章“典型反应器分析”。
5. 实验与模拟：反应器性能实验、反应器模拟软件操作；教材章节：第六章“反应器性能实验与模拟”。
教学内容安排与进度：第一周：反应器基本概念；第二周：反应器内的传热和质量传递；第三周：反应器设计；第四周：反应器实例分析；第五周：实验与模拟。
三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：通过系统的讲解，使学生掌握反应器基本概念、原理和设计方法。
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。
化工工程中的反应器设计
化工工程中的反应器设计一、引言反应器是化工工程中至关重要的设备之一，其设计对于反应过程的效率和产品质量有着重要影响。
本文将介绍化工工程中反应器设计的基本原理、常见类型和设计考虑因素。
二、基本原理1. 反应器的定义反应器是一种将化学物质转化为所需产物的装置，通过控制反应条件来实现化学反应过程。
2. 反应速率反应速率是衡量反应器效率的关键指标，它取决于反应物浓度、温度、压力和催化剂等因素。
3. 反应平衡在某些反应中，反应物和产物达到一种动态的平衡状态。
反应器的设计要考虑达到最佳平衡转化率的条件。
三、常见类型的反应器1. 批量反应器批量反应器是最简单的一种反应器类型，适用于小规模实验和生产过程。
其特点是一次放入反应物，反应完成后停止并取出产物。
2. 流动床反应器流动床反应器适用于气固相反应，反应物通过固体催化剂床层流动，在一定温度和压力条件下进行反应。
3. 搅拌槽反应器搅拌槽反应器是最常见的反应器类型之一，通过机械搅拌来保持反应物和催化剂的均匀混合，以促进反应。
4. 管式反应器管式反应器是一种高效的连续反应器，反应物通过管道在一定温度和压力下流动，实现反应过程。
四、反应器设计考虑因素1. 反应速率和转化率根据反应速率和预期转化率，确定反应器的尺寸和形状，以确保反应过程的效率和产物质量。
2. 反应物的选择和浓度选择适当的反应物和浓度，以实现理想的反应条件和产物选择性。
3. 温度和压力根据反应的热力学和动力学条件，确定反应器的温度和压力，以提高反应速率和转化率。
4. 催化剂选择和加载根据反应的需求，选择合适的催化剂，并确定催化剂的加载方式和量。
5. 设计安全性考虑反应器设计的安全性，包括防火、防爆和溢流等措施，以确保操作过程的安全。
五、结论反应器设计是化工工程中关键的一环，其设计直接影响反应过程的效率和产品质量。
在进行反应器设计时，需要考虑反应速率、转化率、温度、压力、催化剂选择和安全性等因素，以实现最佳的反应过程和产物品质。
反应器化工原理课程设计
反应器化工原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握反应器化工原理的基本概念，如反应器类型、反应动力学和反应器设计等。
2. 帮助学生理解不同类型反应器的特点、适用范围及操作原理。
3. 引导学生运用数学模型和方程描述反应器内的物料平衡、能量平衡和反应动力学过程。
技能目标：1. 培养学生运用反应器化工原理分析实际化工生产过程中反应器的设计和优化能力。
2. 提高学生运用实验数据和理论知识解决实际问题的能力。
3. 培养学生通过查阅文献、资料，了解反应器化工原理在科研和工程应用中的最新进展。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学反应工程学科的兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力。
3. 增强学生的环保意识，使其认识到化学反应工程在环境保护和可持续发展方面的重要性。
本课程针对高中化学年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
通过本课程的学习，使学生能够掌握反应器化工原理的基本知识，具备分析和解决实际问题的能力，同时培养良好的情感态度和价值观。
二、教学内容1. 反应器基本概念：反应器类型、反应动力学、反应器设计原理。
- 教材章节：第二章第一节- 内容安排：反应器分类及特点，反应动力学方程，反应器设计基本原理。
2. 常见反应器类型及其应用：釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器。
- 教材章节：第二章第二节- 内容安排：各类反应器的结构、操作原理、适用范围及优缺点。
3. 反应器数学模型与方程：物料平衡、能量平衡、反应动力学方程。
- 教材章节：第二章第三节- 内容安排：建立反应器数学模型，推导物料平衡、能量平衡方程，探讨反应动力学在反应器设计中的应用。
4. 反应器设计与优化：反应器设计方法、优化策略。
- 教材章节：第二章第四节- 内容安排：介绍反应器设计方法，分析影响反应器性能的因素，探讨优化策略。
5. 反应器实例分析：结合实际化工生产过程，分析反应器设计和操作。
化学反应工程课程设计--年产5014吨乙酸乙酯的反应器的设计
化学反应工程课程设计--年产5014吨乙酸乙酯的反应器的设计课程设计说明书生命科学学院所属课程《制药反应工程》设计题目年产5014吨乙酸乙酯的反应器的设计专业班级学生姓名设计组别指导教师武昌理工学院生命科学学院印制11级制药工程《制药反应工程》课程设计任务书一、设计项目年产二、设计条件1、生产规模：（5000+学号）吨/年2、生产时间：连续生产8000小时/年，间隙生产6000小时/年3、物料损耗：按5%计算4、乙酸的转化率：（50+学号）%（1—10号）；（40+学号）%（11—20号）（30+学号）%（21—30号）；（20+学号）%（31—40号）（10+学号）%（41—50号）三、反应条件反应在等温下进行，反应温度为80℃，以少量浓硫酸为催化剂，硫酸量为总物料量的1%，当乙醇过量时，其动力学方程为： rA =kCA2。
A为乙酸，建议采用配比为乙酸：乙醇=1：5（摩尔比），反应物料密度为0.85㎏/l，反应速度常数k为15.00L/（kmol·min）四、设计要求1、设计方案比较对所有的设计方案进行比较，最后确定本次设计的设计方案。
2、反应部分的流程设计（画出反应部分的流程图）（需根据计算结果，进行比较做改动）3、反应器的工艺设计计算生产线数，反应器个数，单个反应器体积。
4、搅拌器的设计对搅拌器进行选型和设计计算。
5、画出反应器的装配图图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。
6、设计计算说明书内容设计任务书；目录；前言（对设计产品的理化性能，国内外发展概况，应用价值及其前景等方面进行介绍）设计方案比较；(合成工艺介绍，通过分析各种工艺优缺点，得到本设计选用的合成工艺流程)工艺流程图设计；反应器的设计搅拌器的设计；车间设备布置设计；（主要设备的布置）环境保护；设备装配图；设计总结；参考资料。
7、绘制主要设备的装配图。
图纸绘制主要设备装配图（图面应包括设备主视图、局部视图等，并配备明细表、管口表、技术性能表、用A1技术要求等），要求采用CAD制图。
课程设计报告反应工程
课程设计报告反应工程一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握反应工程的基本概念、原理和应用，培养学生运用反应工程知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解反应工程的定义、分类和特点；（2）掌握反应器的设计原理、类型和操作条件；（3）熟悉反应过程的优化方法和策略；（4）了解反应工程在化工、生物、环境等领域的应用。
2.技能目标：（1）能够运用反应工程原理分析和解决实际问题；（2）具备反应器设计和操作的能力；（3）掌握反应过程优化 techniques；（4）能够开展反应工程相关领域的科学研究。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对反应工程的兴趣和好奇心；（2）增强学生运用反应工程知识服务社会的责任感；（3）培养学生团队合作、勇于创新的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.反应工程基本概念：反应工程的定义、分类和特点；2.反应器设计原理：反应器类型、操作条件及其影响因素；3.反应过程优化：反应条件优化、催化剂选择、反应器性能改进；4.反应工程应用：化工、生物、环境等领域的反应工程实例。
三、教学方法为实现教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：系统地传授反应工程基本概念、原理和应用；2.讨论法：激发学生思考，培养分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：分析实际案例，加深对反应工程的理解；4.实验法：开展反应工程实验，提高动手能力和实践能力。
四、教学资源为实现教学目标，本课程将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的反应工程教材；2.参考书：提供丰富的反应工程相关参考书籍；3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等多媒体资料；4.实验设备：配置完善的反应工程实验设备，为学生提供实践机会。
五、教学评估为全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采取以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的作业，评估学生对反应工程知识的掌握和应用能力；3.考试：设置期中、期末考试，全面考察学生的知识掌握和运用能力；4.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和分析问题能力。
化工反应工程反应器课程设计
化学反应工程课程设计题目年产80000t乙酸乙酯间歇釜式反应器设计系别化学与化工学院专业应用化学学生姓名学号年级指导教师职称副教授2013 年 6 月20 日一、设计任务书及要求1.1设计题目80000t/y 乙酸乙酯反应用间歇釜式反应器设计1.2设计任务及条件（1）反应方程式：)()()()(2523523S O H R H COOC CH B OH H C A COOH CH +⇒+（2）原料中反应组分的质量比：A ：B ：S=1：2：1.35。
（3）反应液的密度为1020kg/3m ,并假设在反应过程中不变。
C 100︒时被搅拌液体物料的物性参数为： 比热容为13.124-⋅⋅=K mol J C p ，导热系数()C m W ︒⋅=/325.0λ，黏度s Pa .101.54-⨯=μ。
（4）生产能力：80000t/y 乙酸乙酯，年生产8000小时，，每小时生产10t,乙酸的转化率为40℅。
每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h 。
（5）反应在100℃下等温操作，其反应速率方程如下：()K c c c c k r S R B A A /1-=100℃时，min)./(1076.441mol L k -⨯=，平衡常数K =2.92。
反应器填充系数可取0.70-0.85。
乙酸乙酯相对分子质量88；乙酸相对分子质量60；乙醇相对分子质量46；水相对分子质量18。
（6）最大操作压力为10.4P MPa =。
加热的方式为用夹套内的水蒸汽进行电加热。
1.3设计内容1、物料衡算及热量衡算；2、反应器体积计算及高径比、直径等参数确定；3、反应搅拌器设计；4、其他配件；5、带管口方位图的设备条件图绘制（不用绘制零件图，不用达到设备装配图水平）；6、设计体会；7、参考文献。
二、反应釜基本计算2.1 反应器类型选择常用反应器的类型有：①管式反应器；②釜式反应器；③有固体颗粒床层的反应器；④塔式反应器；⑤喷射反应器；⑥其他多种非典型反应器。
化工反应工程教案设计方案
化工反应工程教案设计方案一、课程简介化工反应工程是化学工程专业的重要课程之一，主要研究化学反应过程的设计、优化和控制。
通过化学反应工程的学习，可以使学生掌握化学反应工程的基本理论和技术，培养学生的工程实践能力和创新意识。
本课程主要涉及化工反应的基本原理、反应动力学、反应工程设计和模拟等内容。
二、教学目标1. 理论目标(1) 了解化工反应的基本原理和反应机理；(2) 掌握化学反应的动力学原理和实验方法；(3) 学习化工反应工程设计的基本原则和方法；(4) 掌握化学反应工程的模拟和优化技术。
2. 能力目标(1) 培养学生的工程实践能力和创新意识；(2) 培养学生的团队协作和沟通能力；(3) 培养学生的问题分析和解决能力。
三、教学内容1. 化工反应的基本原理(1) 化学反应的定义和基本概念；(2) 反应热力学和动力学基础；(3) 化学平衡和平衡常数；(4) 化学反应速率和反应级数。
2. 化学反应动力学(1) 反应速率方程的推导和应用；(2) 反应活化能和反应速率常数；(3) 催化剂的作用和影响；(4) 反应动力学实验的设计和操作。
3. 化工反应工程设计(1) 反应器的基本类型和原理；(2) 反应器设计的基本原则和方法；(3) 反应器的控制和操作；(4) 反应工程的安全性分析和评价。
4. 化学反应工程模拟与优化(1) 反应工程的数学模型和仿真技术；(2) 反应工程的优化设计方法；(3) 反应过程的动态模拟和控制。
四、教学方法1. 理论课理论课采用讲授和互动式教学结合的方式，重点讲解化工反应的基本原理和动力学知识，引导学生运用理论知识分析和解决实际问题。
2. 实验课实验课采用实验操作和实验报告结合的方式，通过设计和进行化学反应动力学实验，培养学生的实验操作能力和科学研究能力。
3. 课程设计课程设计采用小组合作和论文撰写结合的方式，通过分析和设计化工反应工程，培养学生的团队合作和创新能力。
4. 论文综述要求学生针对化工反应工程的某一领域进行深入研究并撰写论文综述，提高学生的综合分析和表达能力。
反应工程课程设计说明书年产吨乙酸乙酯的反应器的设计
反应工程课程设计说明书--年产吨乙酸乙酯的反应器的设计目录一设计任务书3二概述6三工艺设计计算71．设计依据72 设计方案 73 设计计算731间歇反应釜的生产计算732连续反应釜的生产计算9 33热量的衡算 12四设备设计与选型171反应釜及夹套的设计计算172搅拌器的设计183夹套式反应釜附属装置的确定21五总结24六参考文献25化学工程与工艺专业《化学反应工程》课程设计任务书一设计项目年产2000学号×100吨乙酸乙酯的反应器的设计二设计条件生产规模5800 吨年生产时间连续生产8000小时年间隙生产6000小时年物料损耗按5计算乙酸的转化率60三反应条件反应在等温下进行反应温度为80℃以少量浓硫酸为催化剂硫酸量为总物料量的1当乙醇过量时其动力学方程为- rA kCA2A为乙酸建议采用配比为乙酸乙醇 15摩尔比反应物料密度为085㎏l反应速度常数k为1500kmolmin 四设计目的和要求通过课程设计要求更加熟悉工程设计基本内容掌握化学反应器设计的主要程序及方法锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力独立工作和创新能力概述此次课程设计是结合《化学反应工程》这门课程的内容及特点所进行的一次模拟设计它结合实际进行计算对我们理解理论知识有很大的帮助同时通过做课程设计我们不仅熟练了所给课题的设计计算而且通过分析课题查阅资料方案比较等一系列相关运作让我们对工艺设计有了初步的设计基础在设计过程中解决所遇难题对我们养成独立思考态度严整的工作作风有极大的帮助并为我们以后从事这个行业做好铺垫酯化反应是有机工业中较成熟的一个工艺尽管现在研制出不同的催化剂合成新工艺但设计以硫酸作为催化剂的传统工艺是很有必要的酯化反应器设计的基本要求是满足传质和传热要求因此需要设计搅拌器另外反应器要有足够的机械强度抗腐蚀能力结构要合理便于制造安装和检修经济上要合理设备全寿命期的总投资要少夹套式反应釜具有以下特点1温度容易控制2浓度容易控制3传质和传热良好4设备使用寿命长产品乙酸乙酯简介无色澄清液体有强烈的醚似的气味清灵微带果香的酒香易扩散不持久分子量 8811沸点772℃微溶于水溶于醇醚等多数有机溶剂通过给定设计的主要工艺参数和条件综合系统地应用化工理论及化工计算知识完成对反应釜的工艺设计和设备设计工艺设计计算1 设计依据《乙酸乙酯生产设计任务书》2 设计方案对于乙酸乙酯的生产既可以采用间歇式生产也可以采用连续式生产本次设计将根据自己的生产规模计算对设计方案进行比较得出合理的工艺设计流程3 工艺计算及方案选择31 间歇釜进料com 流量的计算com1 乙酸乙酯的产量化学反应方程式乙酸乙酯的相对分子质量为88所以要求的生产流量为F酯com2 乙酸的流量乙酸采用工业二级品含量98乙酸与乙酸乙酯的物质的量比为11乙酸的转化率物料损失以5计则乙酸的进料量FA0com3 乙醇的流量乙醇与乙酸的摩尔配比为51则乙醇的进料量为F乙醇 5×1966 983kmolhcom4硫酸的流量总物料的质量流量如下计算W总 FAMAF乙M乙W硫酸因硫酸为总流量的1则W硫酸 com 5759即可算其物质的量流量F硫酸5759 98 059com5 总物料量流量F FA0F乙醇 F硫酸 1966 983059 11855 kmolh表1 物料进料量表名称乙酸乙醇浓硫酸流量kmolh 1966 983 059 com 反应体积及反应时间计算当乙醇过量时可视为对乙酸浓度为二级的反应其反应速率方程A为乙酸当反应温度为80℃催化剂为硫酸时反应速率常数k 1500 09m3 kmolh因为乙醇大大过量反应混合物密度视为恒定等于085kgL当乙酸转化率由间歇釜反应有根据经验取非生产时间则反应体积因装料系数为075故实际体积要求每釜体积小于5m3则间歇釜需3个每釜体积V 319 m3圆整取实际体积32 连续性进料的计算com 流量的计算com1 乙酸乙酯的产量化学反应方程式乙酸乙酯的相对分子质量为88所以要求的生产流量为F酯com2 乙酸的流量乙酸采用工业二级品含量98乙酸与乙酸丁酯的物质的量比为11乙酸的转化FA0com3 乙醇的流量乙醇与乙酸的摩尔配比为51则丁醇的进料量为com4硫酸的流量总物料的质量流量如下计算W总 FAMAF乙M乙W硫酸因硫酸为总流量的1则W硫酸 com 4321即可算其物质的量流量F硫酸 432198 044表2 物料进料量表当乙醇过量时可视为对乙酸浓度为二级的反应其反应速率方程A为乙酸当反应温度为80℃催化剂为硫酸时反应速率常数k 15因为乙醇大大过量反应混合物密度视为恒定等于085因硫酸少量忽略其影响对于连续式生产若采用两釜串联系统为定态流动且对恒容系统不变不变若采用两釜等温操作则代数解得所以装料系数为075故实际体积V com 299故采用一条的生产线生产即可即两釜串联反应器的体积V 5com 反应时间连续性反应时间com 设计方案的选择经上述计算可知间歇釜进料需要45m3反应釜3个而连续性进料需2个4m3反应釜根据间歇性和连续性反应特征比较间歇进料需2条生产线连续性需1条生产线虽然间歇生产的检测控制等装备就比连续性生产成本高所耗费的人力物力大于连续生产但该课题年产量少选择间歇生产比连续生产要优越许多故而本次设计将根据两釜串联的的间歇性生产线进行并以此设计其设备和工艺流程图附表3 物料物性参数[1]名称密度80oC 熔点oC 沸点oC 黏度mPas 百分含量乙酸1045 167 118 045 98 乙醇0810 -1141 783 052 98 乙酸乙酯0894 -836 772 025 98表4乙酸规格质量[1]GB1628-79一级二级外观≤铂钴30号透明液体无悬浮物KMnO4试验min ≥50 乙酸含量990 980 甲酸含量015 035 乙醛含量005 010 蒸发残渣002 003 重金属以Pb计00002 00005 铁含量 00002 000054工艺流程图热量核算31工艺流程反应釜的简单工艺流程图32物料衡算物质进料出料乙酸196 784 乙醇983 8414 乙酸乙酯 0 118 水 0 118 根据乙酸的每小时进料量为在根据它的转化率和反应物的初始质量比算出各种物质的进料和出料量具体结果如下表33能量衡算com算总式式中进入反应器的能量化学反应热供给或移走的热量有外界向系统供热为正有系统向外界移去热量为负离开反应器物料的热量com各种物质在不同条件下的值对于气象物质它的气相热容与温度的函数由下面这个公式计算[2]各种液相物质的热容参数如下表[3]液相物质的热容参数物质 A B×102 C×104 D×106 乙醇59342 36358 -1216418030 乙酸-18944 10971 -28921 29275 乙酸乙酯47479 81081 -26421 36081 水92053 -15208 21058 032259 由于乙醇和乙酸乙酯的沸点为785℃和772℃所以乙醇的值同理乙酸乙酯的值3 水的值乙酸的值com象物质的参数如下表气相物质的热容参数[4]物质乙醇4396 0628 5546 -7024-2685 乙酸乙酯10228 -14948 13033 -15736 5999 乙醇的值乙酸乙酯的值com物质在80℃下的焓值1 每摩尔水的焓值同理每摩尔的乙醇的焓值每摩尔乙酸的焓值每摩尔乙酸乙酯的焓值com衡算1的计算470493292的计算-123632143的计算37795777653346384392060426846160425293630084因为即47049329 -12363214 5293630084求得 7123293240故应是外界向系统供热设备设计与选型1．反应釜体及夹套的设计计算11 筒体和封头的几何参数的确定com 筒体和封头的型式选择圆筒体椭圆形封头com 筒体和封头的直径反应物料为液夜相类型由表HDi 10＾14 考虑容器不是很大故可取HDi 10 由式Di反应釜内径的估算值应圆整到公称直径DN系列故可取1600 mm 封头取相同内径其直边高度ho由附表12[3] 初选ho 40 mmcom 确定筒体高度H当 Dg 1600 mm ho 25 mm 时由附表12[3]可查得椭圆形封头的容积为 V封 0617 m查得筒体1米高的容积V1米 201 m3≈145m取 H 1450 mm 则 HDi 14501600≈10 选取椭圆封头其公称直径为1600mm曲面高度为400mm直边高度为25mm容积为0587 m3 com 夹套直径高度的确定根据筒体的内径标准经计算查取选取DN 1800的夹套夹套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径夹套高度H2≥式中η为装料系数η 075 代入上式取H2 1100 mm12釜体及夹套厚度的计算com料根据设备的工作条件可选择Q235A作为釜体及夹套材料由附表6[2]查得所选材料许用应力为[σ]100 113 MPa13 设备的壁厚计算com 釜体筒体壁厚计算com 内压设计计算根据工作条件可选取P 02MPa为设计内压根据式10-12[2]筒体的设计厚度≈38mm式中δd 圆筒设计厚度mmDi 圆筒内径 mmP 内压设计压力MPaΦ焊接接头系数考虑到夹套的焊接取08表10-9[2]C2 腐蚀裕量取 2 mm[σ]t材料许用应力[σ]100 113 MPa考虑到钢板负偏差初选C1 06 mm 表10-10[1]所以内压计算筒体壁厚38 06 44mmcom 外压设计计算按承受025MPa 的外压设计设筒体的设计壁厚δ 7 mm 并决定LDo Doδ之值Do筒体外径Do Di 2δd 1600 2×7 1614 mmL 筒体计算长度L H2 h 1400×400 1533 mm h为封头的曲面高度则LDo ≈ 095Doδ≈ 23010-15[2]查得A 000045由图10-17[2]差得 B 65 MPa 则许用外压为[P] 028 MPa＞025 MPaδ 7 mm 满足025 MPa 外压稳定要求考虑壁厚附加量 C C1 C2 062 26 mm 后筒体壁厚δn δ C 7 26 96 mm 圆整到标准钢板规格δn 取 10 mm综合外压与内压的设计计算釜体的筒体壁厚为10mm经计算校核满足设备安全要求com 釜体封头壁厚计算按内压计算S封P 02MPaDi 1600mmΦ 08[σ]t 113MpaC 062 26mm代入得 S封 44mm因为釜体的筒体S筒釜 10mmS封头 10mm[P]＞PT S封筒 10 mm10-12[] 筒体的设计厚度δd C2 2 ≈ 45 mm考虑到钢板负偏差初选C1 06 mm故夹套筒体的厚度为4506 51mm圆整到标准系列取6 mm经校核设备稳定安全com 夹套封头壁厚设计与选择S封夹S封夹 26 ≈ 51 mmS封夹 6mm12[2]可查取到夹套封头尺寸公称直径1800mm曲面高度400mm直边高度25mmcom 反应釜设计参数表4 夹套反应釜的相关参数项目釜体夹套公称直径DNmm 1600 1800 公称压力PNMPa 02 025 高度mm 1680 1200 筒体壁厚mm 10 6 封头壁厚mm 10 62搅拌器设计21 搅拌器的形式选择根据工作条件由于物料的黏度不大考虑到物料的流动搅拌目的及转速要求选择搅拌器的形式为双叶螺旋桨式桨叶直径为800 mmcom 搅拌器转速n根据相关的工艺经验数据选择n 100 rpmcom 传动功率P搅拌的雷诺数Re则KT可查取表3-9[1]com 电机功率本设计中考虑传动效率为90则P电 P09 1309 144KWBLD15-2-29Q型减速器其出轴转速为100rpm适用com 电动机的选择选用电动机的型号为JO2-22-122搅拌轴直径的设计计算com 搅拌轴材料选用Q235-A选取其[τ] 16MPa [τ]为轴材料的许用切应力单位MPa对于Q235-A取12～20MPa圆整取d 40 mmcom 搅拌轴刚度计算式中[θ]为轴的许用扭转角°m 对于一般的传动可取05～10 °m 07经计算比较轴径为40mm 满足强度刚度要求故选择搅拌轴径为40 mm3夹套式反应釜附属装置的确定支座的选定以下参考书[3]com釜需外加保温故选B型悬挂式支座com 反应釜总重 Q Q1 Q2 Q3 Q4式中Q1筒体与夹套筒体总重Q2封头与夹套封头总重Q3料液重按水压试验时充满水计Q4附件重人孔重900N其它接管和保温层按1000N计故Q Q1 Q2 Q3 Q4 12357 4690 53057 1900 72004N按两个支座承载计每个支座承载36002N由表11-6[2] 选支座B4 JBT 4735-9232 人孔C选用长圆型回转盖快开人孔人孔PN06400×300 JB 579-79-133 接管及其法兰选择com 水蒸气进口管φ108×4L 200mm10号钢法兰PN06 DN100 HG 20592-97com 冷却水出口管φ57×35L 150 mm无缝钢管法兰PN06 DN50 HG 20592-97com 进料管com 1乙酸进料管管径根据管子规格圆整选用的无缝钢管L 150mm法兰PN025 DN25 HG 20592-97com2乙醇醇进料管管径根据管子规格圆整选用的无缝钢管L 200mm 法兰PN025 DN50 HG 20592-97com3 浓硫酸进料管管径根据管子规格圆整选用的无缝钢管L 100mm法兰PN025 DN10 HG 20592-97com 出料管出料总质量流量因密度则体积流量为由表1-1[4]得因进料黏度低选取管道中流速则管径根据规格选取φ57×35的无缝钢管法兰PN06 DN50 HG 20592-97com 温度计接管φ45×25L 100mm无缝钢管法兰PN025 DN40 HG 20592-97com 不凝气体排出管φ32×35L 100 mm无缝钢管法兰PN06 DN25 HG 20592-97com 压料管φ57×35L 200 mm无缝钢管法兰PN025 DN50 HG 20592-97com 压料管套管φ108×4L 200 mm10号钢法兰PN025 DN100 HG 20592-97总结经过接近两周的努力课程设计终于完成了在此我首先要感谢给予我很多帮助的指导教师作为一名化工系大三的学生我觉得能做这样的课程设计是十分有意义的在已度过的三年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面如何去面对现实中的各种化工工艺的设计如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台在做本次课程设计的过程中我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书为了让自己的设计更加完善更加符合工程标准一次次翻阅化工原理设计书是十分必要的同时也是必不可少的我们做的是课程设计而不是艺术家的设计艺术家可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔我们是工程师一切都要有据可依有理可寻不切实际的构想永远只能是构想永远无法升级为设计在这个过程中我学到了很多知识CAD作图查阅文献资料word排版等这对我们的以后的发展更为有益比如为即将面临的毕业论文考研或毕业后的工作打下坚实的基础对于那些在设计过程中帮助过我的所有老师和同学我再一次的表示深深的感谢参考文献[1]陈国桓主编．《化工机械基础》．第二版化学工业出版社2007[2]陈甘棠主编．《化学反应工程》．第三版．化学工业出版社2009[3]柴诚敬主编．《化工原理》．修订版高等教育出版社2005[4]《实用化学手册》．科学出版社[5]周大军揭嘉主编《化工工艺制图》化学工业出版社2005[6]印永嘉等主编．《物理化学简明教程》第四版．高等教育出版社2007。
课程设计—反应器的设计
日本宇部兴产公司是采用HSO工艺技术的最大己内酰胺生产商，现生产能力为365kt·a -1，占世界己内酰胺总生产能力的6.84%，生产装置分布在日本、西班牙和泰国。
该工艺技术成熟，投资小，操作简单，催化剂价廉易得，安全性好。
但主要缺点是：(1)原料液NH3·H2O和H2SO4消耗量大，在羟胺制备、环己酮肟化反应和贝克曼重排反应过程中均副产大量经济价值较低的(NH4)2SO4，每生产1t己内酰胺大约会副产4.5t(NH4)2SO4，副产(NH4)2SO4最多；(2)能耗(水、电、蒸汽)高，环境污染大，设备腐蚀严重，三废排放量大。
特别是(NH4)2SO4副产高限制了HSO工艺的发展。
1.3.2 SNIA工艺(甲苯法)意大利SNIA公司开发的SNIA工艺是唯一以甲苯为主要原料的己内酰胺生产工艺。
该工艺又称为甲苯法，是将甲苯氧化制得苯甲酸，加氢制得苯甲酸，接着与亚硝酰硫酸反应生成己内酰胺硫酸盐，己内酰胺硫酸盐再经水解得到己内酰胺。
在SNIA工艺制备己内酰胺中，含己内酰胺60%左右的酰胺油先经NH3·H2O苛化，然后经甲苯萃取、水萃取制成30%的己内酰胺水溶液。
己内酰胺水溶液经KMnO4氧化和过滤、三效蒸发、脱水浓缩、预蒸馏、NaOH处理和蒸馏、轻副产物蒸馏和精馏、重副产物蒸馏和精馏等精制过程，才能得到符合标准的纤维级己内酰胺成品。
1999年，中国石化石家庄化纤责任有限公司采用意大利SNIA公司甲苯法生产技术，耗资35亿元，建成一套生产能力为50kt·a -1的己内酰胺生产装置，2002年与中国石化科学研究院合作开发并应用非晶态镍催化剂引入苯甲酸加氢反应系统部分取代Pd/C催化剂以及己内酰胺水溶液加氢取代KMnO4工艺技术，将生产能力扩建到70kt·a -1。
尽管SNIA工艺为己内酰胺生产提供了新的原料路线，采用甲苯为原料，不经过环己酮肟直接生产己内酰胺，但酰胺化反应过程条件苛刻，收率较低，生成的副产物成分复杂，每生产1t己内酰胺副产3.8t(NH4)2SO4。
化工反应工程教案范文模板
---课程名称：化工反应工程授课对象：化工、化学工程与工艺等专业本科生授课时间：2课时教学目标：1. 理解化工反应工程的基本概念和原理。
2. 掌握化工反应器的设计、操作和优化方法。
3. 培养学生分析和解决实际化工反应问题的能力。
教学内容：一、引言1. 化工反应工程的概念及重要性2. 化工反应工程的研究内容和应用领域二、基本原理1. 反应速率方程2. 反应动力学3. 反应器类型及选择三、反应器设计1. 常见反应器类型介绍2. 反应器设计参数及计算方法3. 反应器尺寸和形状的选择四、反应器操作与优化1. 反应器操作条件对反应的影响2. 反应器操作参数的优化方法3. 实例分析：反应器操作参数的优化教学过程：一、引言（10分钟）- 通过提问和讨论，引导学生思考化工反应工程的意义和应用。
- 简要介绍化工反应工程的研究内容和应用领域。
二、基本原理（30分钟）- 讲解反应速率方程和反应动力学的基本概念。
- 通过实例分析，让学生理解不同类型反应的速率方程和动力学特征。
- 介绍常见反应器类型，如釜式反应器、管式反应器等。
三、反应器设计（30分钟）- 讲解反应器设计参数，如体积、表面积、停留时间等。
- 介绍反应器尺寸和形状的选择方法，以及计算步骤。
- 通过案例演示，让学生了解如何根据反应类型和工艺要求选择合适的反应器。
四、反应器操作与优化（30分钟）- 讲解反应器操作条件对反应的影响，如温度、压力、搅拌速度等。
- 介绍反应器操作参数的优化方法，如实验设计、响应面法等。
- 通过实际案例，让学生了解如何进行反应器操作参数的优化。
教学方法：- 课堂讲授：结合多媒体课件，讲解化工反应工程的基本概念、原理和设计方法。
- 案例分析：通过实际案例，让学生了解化工反应工程在实际应用中的问题和解决方案。
- 学生讨论：引导学生参与课堂讨论，提高学生的思维能力和表达能力。
作业与思考题：1. 请简述化工反应工程的研究内容和应用领域。
2. 举例说明常见反应器类型及其特点。
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。
反应器的课程设计
反应器的课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解反应器的基本概念、类型和原理，掌握反应器的设计和操作方法，培养学生对化学反应工程的认识和兴趣。
1.掌握反应器的定义、分类和基本原理。
2.了解不同类型反应器的结构和特点。
3.掌握反应器的操作条件和优化方法。
4.能够根据反应类型和需求选择合适的反应器。
5.能够分析反应器的设计和操作问题，提出解决方案。
6.能够运用反应器原理进行化学反应工程的分析和设计。
情感态度价值观目标：1.培养学生对化学反应工程学科的兴趣和热情。
2.培养学生对科学研究的严谨态度和团队合作精神。
3.培养学生对环境保护和可持续发展的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括反应器的基本概念、类型和原理，反应器的设计和操作方法。
1.反应器的基本概念：反应器的定义、作用和分类。
2.反应器的类型：釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流动床反应器等。
3.反应器的基本原理：质量守恒、能量守恒、速率定律等。
4.反应器的设计：反应器尺寸、操作条件、催化剂选择等。
5.反应器的操作方法：温度控制、压力控制、液位控制等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握反应器的基本概念和原理。
2.讨论法：通过小组讨论，让学生深入理解和分析反应器的设计和操作问题。
3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生学会运用反应器原理解决实际问题。
4.实验法：通过实验操作，让学生直观地了解反应器的运行原理和操作方法。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材：选用权威、实用的反应器教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备：配置齐全的实验设备，让学生能够亲自动手操作，提高实践能力。
化工工程中的混合反应器设计
化工工程中的混合反应器设计混合反应器是化工反应器中的一种重要类型，其设计和运转对于化工工程的生产和高质量产品的制造至关重要。
混合反应器是具有混合、反应功能的设备，广泛应用于各种合成反应、改性及氧化反应等过程。
在化工工程中，混合反应器设计是一个关键性的问题，混合反应器设计的优化可以提高反应系统的效率，减少生产成本，同时还能够保证产品的质量和安全性。
1. 混合反应器的分类及特点混合反应器在化工反应器中属于比较常见的一种类型，主要可以分为机械混合反应器和液相混合反应器两大类：1.1 机械混合反应器机械混合反应器通过机械装置将两种或多种液体或气体混合在一起，实现反应的过程。
机械混合反应器的优点在于可以实现冲击混合和强制对流混合，灵活性高，操作简单，比较适用于具有高反应速率和需要深蓄化反应的反应系统。
但是，在反应过程中机械混合反应器容易产生机械磨损和能量损失的问题。
1.2 液相混合反应器液相混合反应器的基本原理是通过自然流动来实现反应物的混合，并在混合后反应物以液相的形式反应。
液相混合反应器的特点在于有良好的热传递和质量传递，能够实现高质量的混合反应，并且可以避免机械磨损和能量损失的问题。
但是，液相混合反应器需要考虑液相分离、受力均匀等问题，设计难度较大。
2. 混合反应器的设计化工工程中，混合反应器的设计考虑到多个方面的问题，例如反应系统的热涨缩、液相混合等问题。
混合反应器设计通常需要考虑以下几个方面的问题。
2.1 反应器的类型根据反应体系的不同，可以选择不同类型的反应器，包括同时加料混合反应器、间歇式混合反应器、连续流混合反应器等类型。
因此，根据具体反应体系可以选择不同的反应器类型，并根据反应器的类型进行设计。
2.2 设计容量和流量混合反应器的设计需要考虑到反应体系的规模和流动速度等因素，主要包括设计容量和设计流量的决定。
2.3 搅拌和混合搅拌和混合是混合反应器设计中非常重要的部分，混合剂的选择对反应的速率和效率有着很大的影响。
反应器的结构课程设计
反应器的结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握反应器的基本结构组成，包括反应釜、加热器、冷却器、搅拌装置等关键部件。
2. 学生能够描述不同类型的反应器（如管式、釜式、固定床、流化床反应器）的特点及其适用范围。
3. 学生能够解释反应器设计中涉及的主要参数，如反应速率、反应温度、压力、物质的流动性等。
技能目标：1. 学生能够通过分析具体化学反应过程，选择合适的反应器类型。
2. 学生能够运用反应器设计的相关知识，进行简单反应器的设计和计算。
3. 学生能够通过实验或模拟操作，熟悉反应器操作的基本流程和注意事项。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程及反应器设计的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生团队合作精神，使其在小组讨论和设计中学会倾听、交流、协作。
3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中考虑反应器的安全性和环境影响。
课程性质：本课程为高中化学选修课程，侧重于化学工程知识的应用，旨在提高学生的实践操作能力和工程思维。
学生特点：高中学生已具备一定的化学基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力，对实际应用问题具有好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生通过实际案例分析、小组讨论和实验操作等形式，深入理解反应器结构及其设计原理。
教学过程中应关注学生个体差异，提供个性化指导，确保学生能够达成预定的学习目标。
二、教学内容本节教学内容围绕反应器结构的设计原理和实践应用，依据课程目标，组织以下内容：1. 反应器基本结构介绍：讲解反应釜、加热器、冷却器、搅拌装置等关键部件的结构和功能，对应教材第3章第2节。
2. 不同类型反应器特点及适用范围：分析管式、釜式、固定床、流化床反应器的特点，举例说明各类反应器的适用场合，对应教材第3章第3节。
3. 反应器设计参数：介绍反应速率、反应温度、压力、物质的流动性等关键参数，阐述它们在反应器设计中的重要性，对应教材第3章第4节。
《反应工程与反应器》课程设计任务书
《反应工程与反应器》课程设计任务书一、课程设计任务与内容自选一生产过程或单元操作过程，进行课程设计。
主要内容包括总生产流程、关键设备装配图。
二、课程设计的基本要求1、设计说明书的内容要求（1）正确地编写化工工艺课程设计说明书。
设计说明书统一A4纸张书写，按封面、设计任务书、目录、正文、参考文献等依次有序装订。
（2）生产工艺流程对设计方案，工艺流程，车间布置，主要设备，技术经济等进行分析比较。
阐述设计选定的生产方法和特点，叙述生产过程，说明其工艺操作条件等，说明原料、产品的贮存方式及特殊要求，说明流程中的控制方案等。
（3）工艺计算。
说明工程设计中进行的物料衡算、能量衡算，设备的计算及选型等。
（4）设计评述重点突出设计的特点和优点，并进行问题的分析讨论，提出有关的技术性建议，设计中有好的心得体会可突出重点写出。
（5）参考文献列出设计中参阅文献资料，引用文献资料按标准格式列出。
2、课程设计应提交设计成果设计结束，应提交：（1）设计说明书（2）关键设备装配图参考资料[1] 娄爱娟，吴志泉，吴叙美．化工设计．上海：华东理工大学出版社，2002。
[2] 国家医药管理局上海医药设计院．化工工艺设计手册(第二版)．北京：化学工业出版社，1996。
[3] 时钧，汪家鼎等．化学工程手册(第二版)．北京：化学工业出版社，1996。
[4] 绉兰，闫传智．化工工艺设计．成都：成都科技大学出版社，1998。
[5] 魏崇光，郑晓梅．化工工程制图．北京：化学发工业出版社，1994。
[6]戚世岳．化工工程制图．北京：化学工业出版社，2005。
[7]刘道德等．化工设备的选择与设计（第三版）．长沙：中南大学出版社，2003。
[8]王静康．化工过程设计．北京：化学工业出版社，2006。
附件1：分组1111022011 谭玲年产8000t乙酸乙酯的工艺设计附件2：课程设计题目设计题目1. 年产10万吨DOP设计（年产300天）设计题目2.年产10万吨脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（1）年产成品AES：10万吨（2）成品AES含量：70%（3）硫的纯度：99.8%（4）SO2的转化率：97%（5）SO2的气浓：8%（6）年生产时间：300天设计题目3.有搅拌装置的夹套反应釜设计题目4.年产8000t乙酸乙酯的工艺设计（1）设计任务及条件乙酸乙酯酯化反应的化学式为：CH3COOH+C2H5OH=====CH3COOC2H5+H2OA B R S原料中反应组分的质量比为：A：B：S=1：2：1.35，反应液的密度为1020Kg/m3，并假定在反应过程中不变。
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化学反应工程课程设计题目年产80000t乙酸乙酯间歇釜式反应器设计系别化学与化工学院专业应用化学学生姓名学号年级指导教师职称副教授2013 年 6 月20 日一、设计任务书及要求1.1设计题目80000t/y 乙酸乙酯反应用间歇釜式反应器设计1.2设计任务及条件（1）反应方程式：)()()()(2523523S O H R H C O O C CH B OH H C A COOH CH +⇒+ （2）原料中反应组分的质量比：A ：B ：S=1：2：1.35。
（3）反应液的密度为1020kg/3m ,并假设在反应过程中不变。
C 100︒时被搅拌液体物料的物性参数为： 比热容为13.124-⋅⋅=K mol J C p ，导热系数()C m W ︒⋅=/325.0λ，黏度s Pa .101.54-⨯=μ。
（4）生产能力：80000t/y 乙酸乙酯，年生产8000小时，，每小时生产10t,乙酸的转化率为40℅。
每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h 。
（5）反应在100℃下等温操作，其反应速率方程如下：()K c c c c k r S R B A A /1-=100℃时，min)./(1076.441mol L k -⨯=，平衡常数K =2.92。
反应器填充系数可取0.70-0.85。
乙酸乙酯相对分子质量88；乙酸相对分子质量60；乙醇相对分子质量46；水相对分子质量18。
（6）最大操作压力为10.4P MPa =。
加热的方式为用夹套内的水蒸汽进行电加热。
1.3设计内容1、物料衡算及热量衡算；2、反应器体积计算及高径比、直径等参数确定；3、反应搅拌器设计；4、其他配件；5、带管口方位图的设备条件图绘制（不用绘制零件图，不用达到设备装配图水平）；6、设计体会；7、参考文献。
二、反应釜基本计算2.1 反应器类型选择常用反应器的类型有：①管式反应器；②釜式反应器；③有固体颗粒床层的反应器；④塔式反应器；⑤喷射反应器；⑥其他多种非典型反应器。
如回转窑、曝气池等。
由于本设计是液液相反应，综合考虑以上反应器的处理能力以及其优缺点，选用釜式反应器。
反应器的操作方式包括间歇、连续、半连续。
由于反应原料是混合加入，不采用半连续反应釜。
因此，本设计的反应器在间歇反应釜和连续反应釜之间选择。
2.2 物料衡算根据生产任务计算原料处理量：80000t/y 乙酸乙酯，年生产8000小时，，每小时生产10t,乙酸的转化率为40℅。
每小时乙酸需用量为：h kmol /09.2844.08810000=⨯式中：88为乙酸乙酯的相对分子质量。
由于原料种乙酸：乙醇：水=1：2：1。
35，则1+2+1.35=4.35kg 原料液中含1kg 乙酸，可求单位时间的原料液量为：h m q /70.72102035.46009.28430=⨯⨯=式中，60为乙酸的相对分子质量。
原料液的起始组成为：L mol c A /908.370.7209.2840==乙醇与水的相对分子质量分别为46和18，通过乙酸的起始浓度和原料中各组分的质量比，可求出乙醇和水的起始浓度为：Lmol c B /195.1046260908.30=⨯⨯= L mol c S /586.171835.160908.30⨯⨯=采用间歇反应釜，假设每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h 。
求反应釜的实际体积为V ，计算如下：因为()A A A X c c -=10，A A B B X c c c 00-=， A A R X c c 0=，A A S S X c c c 00+=带入速率方程，整理后得：()2021A AA c cX b a k ++=γ 其中，00AB c c a =，()K ++-=00001A S A B c c c c b ，K -=11c 。
带入数据： 61.2908.3195.10==a ，()()15.592.2908.3586.17908.3195.101-=⨯++-=b6575.092.211=-=c根据公式：X AfAAOA dX t c R =-⎰求得反应时间()()()aX ac b b a X ac b b Ln ac b c k cX b a dX c k t Af Af A X A A A Af2424411222010201+--+-+-=++=⎰ 其中，()434.46575.061.2415.5422=⨯⨯--=-ac b将有关数据带入上式得反应时间为：()()min 9.15361.2240.0434.415.561.2240.0434.415.5434.4908.31076.414=⨯+⨯--⨯+⨯+-⨯⨯⨯=-Lnt 所需的反应体积为：()30042.183)160/9.153(70.72m t t q V t =+⨯=+=通常反应器的装填系数η可取0.6-0.85。
如果物料在反应过程中产生泡沫或沸腾状态，通常装填系数应取较低值，一般为0.6—0.7；若反应状态平稳，可取0.8—0.85（物料黏度大时，可取最大值）。
本设计综合考虑反应物和生成物的物性参数，最终选用装填系数η=0.8。
则反应器的实际体积为：3323075.2298.042.1838.0m m V V t ≈===（2）若采用连续釜式反应器生产乙酸乙酯，单位时间处理的原料量及原料组成如前计算所示。
乙酸的转化率可由反应速率方程球得，将其变换为转化率的函数有()()()()[]K X c c X c c X c c X c c k A A S A A R A A B A A A A /000000001++---=γ将初始组成及反应速率1k 及平衡常数K 带入上式化简后得()()()()()()hm kmol L mol A ⋅=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⨯+-⨯-⨯-⨯⨯=--334/2853.0min /10755.492.2/40.0908.3586.1740.0908.3040.0908.3195.1040.0908.3908.31076.4γ根据AAfA r R X c q V -=00可求得所需反应体积为334.3982853.040.0908.370.72m V r =⨯⨯=反应器的实际体积为：30.8398.340.8497.925r V V m ===由计算结果知：采用间歇操作所需的反应体积较之连续釜式反应器要小，故选用间歇式反应釜。
2.3 热量衡算乙酸的进料量为，在根据它的转化率和反应物的初始质量比算出各种物质的进料和出料量，具体结果如下表：表2-1 进料出料组成物质 进料/kmol h出料/kmol h 乙酸 284.09 170.454 乙醇568.18340.908乙酸乙酯 0 113.636 水284.09397.726热量衡算公式： 4321Q Q Q Q +=+ 式中：1Q 进入反应器物料的能量，KJ 2Q ：化学反应热，KJ3Q ：供给或移走的热量，有外界向系统供热为正，有系统向外界移去热量为负，KJ 4Q ：离开反应器物料的热量，KJ表2-2 各物质的热容参数物质 A B CD乙醇 -67.4442 184.252 -7.29726310⨯1.05224510⨯乙酸 65.98 14.69 0.15310⨯ —乙酸乙酯 155.94 23.697 -1.9976310⨯ 0.4592510⨯ 水50.811121.2938-0.630974310⨯0.0648311510⨯乙醇的乙醇的,p m c 值为：()23,,,351.5132531167.444218.425210351.57.2972610351.5 1.0522410351.567.4442647.64578901.5929456.9733135.5820p m l K c A BT CT DT J mol K -----=+++=-+⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯=-+-+= 乙醇 乙酸乙酯的,p mc 值()23,,,350.21325311155.94 2.369710350.2 1.997610350.20.459210350.2155.9482.9395244.9857197.2197191.1135p m l K c A BT CT DT J mol K -----=+++=+⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯=+-+= 乙酸乙酯 水的,p mc 值()223,,,373132531150.8111 2.12938103730.630974103730.06483111037350.811179.44265987.7867833.6441876.111p m H O l K c A BT CT DT J mol K -----=+++=+⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯=+-+= 乙酸的,p mc 值()23,,,37313231165.98 1.469103750.1510375037565.9855.087521.0938099.9737p m l K c A BT CT DT J mol K ----=+++=+⨯⨯-⨯⨯+⨯=+-+= 乙酸 水在100℃时的焓值()()()23733r ,,,373298176.1111037329840.68840.3963vapm p m H O l K m H c dT H KJ mol --=+=⨯⨯-+=⎰水乙醇在100℃时的焓值()()()()()351.5373r ,,,351.5,,,373298351.5331135.582010351.529838.74477.528810373351.57.253638.744 1.666947.6645vap m m p m l Cp m l CH c dT H c dTKJ mol ︒︒---=++=⨯⨯-++⨯⨯-=++=⎰⎰ 乙醇乙醇乙醇乙酸在100℃时的焓值()()()3733r ,,,373298199.9737103732987.4980m p m l CH c dT KJ mol ︒--==⨯⨯-=⎰乙酸乙酸乙酸乙酯在100℃时的焓值()()()()()350.2373r ,,,350.2,,,373298350.2331191.113510350.229830.539135.0733********.29.976130.539 3.079743.5948vap m m p m l Cp m l CH c dT H c dTKJ mol ︒︒---=++=⨯⨯-++⨯⨯-=++=⎰⎰ 乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯 则以上数据可计算热量。
)()()()(1n n n 酯酯乙醇乙醇水水乙酸乙酸rHm rHm rHm rHm n Q ∆⨯+∆⨯+∆⨯+∆⨯=0106645.4718.5683963.401009.284498.71009.284333+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=h KJ /10632.17⨯=Q ∆⨯⨯=3210113.636Q()hKJ 6310275.36645.474980.75843.43396.4010113.636⨯=--+⨯⨯=)(')(')(')('4n n n 酯酯乙醇乙醇水水乙酸乙酸rHm rHm rHm rHm n Q ∆⨯+∆⨯+∆⨯+∆⨯=33337170.54107.498397.7261040.3963340.981047.6645113.6361043.59483.855410KJ h=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯由：4321Q Q Q Q +=+带入数据解得：h KJ Q Q Q Q /10837.171243⨯=--=三、反应釜釜体的设计3.1 釜体DN 、PN将釜体视为筒体，本设计采用一般的反应釜，由于釜内物料为液-液相，高径比L /D 一般取1~1.3[2]，本设计取L /D 为1.2。