化学反应工程教案
化学反应工程教案
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。
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
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《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
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《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。
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。
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
化学反应工程教案
一、课题：催化化学反应工程
二、课时：4学时
三、目标：
1.了解催化剂的种类、特点和作用机理。
2.了解催化反应系统的运行原理及参数调控。
3.学习催化反应工程的设计及运行控制。
四、内容：
1、催化剂的种类和作用机理：金属催化剂、酸性催化剂、基因催化剂、酶催化反应、光催化反应等。
2、催化反应系统的运行原理及参数调控：温度、催化剂种类和用量
及料液流量等。
3、催化反应工程的设计：包括催化反应系统的设计，包括反应器、
搅拌器、换热器、离心机等，以及催化剂的选择，原料的加入方式等内容。
4、催化反应工程的运行控制：包括催化反应的操作技术，涉及温度、压力、料液流量等参数的调控，以及反应的控制、监测和检查等内容。
五、教学方法
1、讲授讲解法：对催化反应工程的相关理论知识进行讲解，使学生
了解基本概念和原理；
2、讨论法：利用讨论法，让学生就相关问题进行讨论，培养学生的独立思考能力及分析、解决问题的能力；
3、实验法：利用实验法，让学生掌握催化反应的实际操作，加深理论知识的理解，增强学生的实践能力；
4、新媒体互动法：利用新媒体互动技术。
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。
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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□其她□
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流化床反应过程得计算
教学目得、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次)::
1. 掌握流化床得基本概念;
2。
掌握流化床得工艺计算;
教学重点及难点:
重点:固定床催化反应器得特点、类型与设计要求。
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流化床得基本概念
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得
操作、
固体颗粒层与流体接触得不同类型:
7．１。
1流化床得基本概念
1）当通过床层得流体流量较小时,颗粒受到得升力(浮力与曳力之与)
小于颗粒自身重力时,颗粒在床层内静止不动,流体由颗粒之间得空
隙通过。
此时床层称为固定床。
2）随着流体流量增加,颗粒受到得曳力也随着增大、若颗粒受到得升力
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、前后得激烈运动,这种现象被称为固体得流态化,整个
床层称为流化床、
曳力(表面曳力、形体曳力)曳力就是流体对固体得作用力,而阻力就
是固体壁对流体得作用力,两者就是作用力与反作用力得关系。
表面曳力
由作用在颗粒表面上得剪切力引起,形体曳力由作用在颗粒表面上得压强
力扣除浮力部分引起。
讲解
３)。
流化床类似液体得性状
(a) 轻得固体浮起;
(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
流化床得优点
(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) 颗粒可以在两个流化床之间流动、循环,使大量热、质有可能在床层之间传递;
(4) 宜于大规模操作;
(5) 气体与固体之间得热质传递较其它方式高;
(6) 流化床与床内构件得给热系数大。
流化床得缺点
(1)气体得流动状态难以描述,偏离平推流,气泡使颗粒发生沟流,接触效率下降;
(２)颗粒在床层迅速混合,造成停留时间分布不均匀;
(３)脆性颗粒易粉碎被气流带走;
(4)颗粒对设备磨损严重;
(5)对高温非催化操作,颗粒易于聚集与烧结
流化床得工业应用
•第一次工业应用:
•1922年 Fritz Ｗiｎｋler获德国专利,1926年第一台高13米,截面积12平方米得煤气发生炉开始运转。
•目前最重要得工业应用:
•SOＤ(Stanｄarｄ Oil Develoｐｍent pany) IV型催化裂化。
散式流态化与聚式流态化Ｐ１8５
(1)散式流态化
随着流体流量得加大,床层内空隙率增大,颗粒之间间距加大,而颗粒在床层中分布均匀,流体基本上以平推流形式通过床层,人们称这种
7、２流化床得工艺计算
1、指根据已知气体流量及催化剂用量,计算反应器得床层内径以及反应
器得床层高度。
1 初始流化速度:
－－颗粒开始流化时得气流速度
(气体向上运动时产生得曳力)=(床层体积)×(固体颗粒分率)×(颗粒
密度),即:
• 将上式与固定床压降方程(E ｒg ｕn 方程)相结合,可得临界流化速
度计算式。
• E ｒgu ｎ方程:(φs —颗粒外表面利用系数)
与考虑固定床压降时得方程对照:
可以瞧出所作简化、
前一项为粘滞力损失,后一项为动能损失、
合并两式并整理:
低雷诺数时,粘滞力损失占主导,忽略后一项:
• 解得:
高雷诺数时,动能损失占主导,忽略前一项:
高雷诺数时,动能损失占主导,忽略前一项:
解得
对中等雷诺数,两项都要考虑、
计算出临界流化速度后要进行验算,瞧雷诺数就是否在适用范围之内、
()()2g s g 3p 2mf g p 3mf s mf g p 3mf 2s mf 75.11150μρρρμρεφμρεφεg d u d u d -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-＋
２ 逸出速度(终端速度):
当流体对颗粒得曳力与颗粒得重量相等,颗粒会被流体带走:
• CD--曳力系数 对于单颗粒,有半经验公式: • 以上计算就是针对一个颗粒得,在流化床内由于颗粒间有相互影响,
故逸出速度由此速度值再加以校正而得。
• ｕT =Fu •
Ｒe ＜1０时,F≈1 •
Re ＞１０时,Re —F 见下图 • 3 反应器内径得计算
V G :气流得体积流量ｍ3ｓ-1
ｄＴ:流化床内径m
u :气流得空塔流速m 。
s －
1
可见,流化床得内径取决于气流得空塔气速,而流化床得空塔气速应
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
态得最低气速与最高气速之间。
4、浓相段高度得计算
催化剂在床层中堆积高度称静床层高度(L 0)。
在通入气体到起始流化
时,床高L mf ≈L 0、若继续加大气量,床层内产生一定量得气泡,浓相段床
高(L f )远大于静床层高度。
关于浓相段床高得计算通常用计算床层空隙率(εf )来获得、
令床层膨胀比Ｒ
5、 稀相段床高得估算
稀相段也称分离段,主要就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。
阿基米德数可整理成23
2)(,3
4:μρρρ-==p p ep D g d Ar Ar R C ()()()21g s p D 3122g s 21D g s 2p D 52.520000Re 50043.02254500Re 2Re 10
182Re Re 24⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=<<=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=<<=-=<=ρρρρμρρμ
ρρd u C d g u C g
d u C p 对应对应对应。