化学反应工程课程案例教学之膜反应器基本原理及应用
化学反应工程学反应器基本原理 (2)
原子经济性可以用原子利用率AU来衡量。
目的产物的物质的量 AU (%)化学计量方程 物式 的中 物反 质 1应 的 0% 0量
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化学反应过程和化学反应器的分类
-化学反应过程的分类
E-因子（环境因子）
E 因子目废的弃产物物的的质质量量
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理想均相反应器
典型反应器（形状、流动状况、操作方法）： 间歇操作搅拌釜式反应器 连续流动管式反应器 连续操作搅拌釜式反应器 多釜串联反应器
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理想均相反应器
理想间歇反应器 高/径比1-3，釜内设有搅拌装置和挡板，常带夹套或
釜内放置蛇管，以维持釜内所需的反应温度，反应 器的搅拌良好，黏度较小的反应物料按一定配比一 次加入反应器后，开动搅拌，瞬间反应器内各处物 料的组成和温度均一，任一处的组成和温度都可以 表征整个反应器的状态，称为理想间歇反应器IBR， 该反应器具有操作灵活，容易适应不同操作条件和 产品品种的优点，缺点是装、卸料等辅助操作要耗 费一定时间，且产品质量不易稳定。
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化学反应过程和化学反应器的分类
-化学反应过程的分类
化学反应工程是研究工业规模的化学反应的规律，即伴有物理过 程的化学反应。
分类特征 反应特征 热力学特征 相态 时间特征 控制步骤 操作方式 操作条件
是否用催化剂
反应过程 简单，复杂（平行、连串、分支等） 可逆，不可逆 均相（气、液），非均相（气-液、气-固、液-液、液-固、气-液-固） 定态，非定态 化学反应控制，外部扩散控制，内部扩散控制，吸附或脱附控制 连续，间歇，半间歇（半连续）
膜催化反应器及其应用研究
膜催化反应器及其应用研究膜催化反应器是一种新型的催化反应装置，它的优点在于可以有效地提高反应速率、提高催化反应的效率、减少能耗、降低废气的排放以及保护反应环境。
在最近几年中，膜催化反应器受到了越来越多的关注，并被用于工业应用，如氢生产，污水处理，催化分解等。
膜催化反应器是由一层催化反应的催化剂层和一层膜层组成的一种新型反应装置，膜层充当着物质和能量的传递媒介，膜层的选择对反应的转化率和反应速率有着重要的影响。
膜催化反应器的膜层可以分为选择性膜层和扩散支撑膜层两类。
利用选择性膜，可以实现选择性反应；利用扩散支撑膜，可以有效地提高反应物的接触和反应效率。
膜催化反应器可以用于不同的催化反应，如氢分解反应、氧化反应、还原反应、甲醇氧化反应等。
比如，在选择性氢分解反应中，膜催化反应器可以实现常温下以一定的压力及适当的催化剂条件，有效地提高氢气的分离率；在甲醇氧化反应中，膜催化反应器可以有效地控制反应温度，从而改善产品的稳定性和质量。
膜催化反应器的研究可以从两个方面进行.首先，对不同的催化反应进行详细的理论研究，以针对具体应用而进行催化剂的合成和优化。
其次，通过实验研究，探索膜催化反应器的工作性能，提高其反应效率和利用率。
综上所述，膜催化反应器具有良好的应用前景。
它可以有效地提高反应速率和效率，减少能耗，降低废气的排放，并保护反应环境。
将来，膜催化反应器可以广泛应用于氢生产，污水处理，催化分解等领域，为人类节省更多的能源，保护环境，改善生活质量做出贡献。
因此，研究膜催化反应器及其应用有着重要的实际意义。
今后，对此领域的研究应继续加强，并针对不同的催化反应，不断优化膜催化反应器的结构，提高它的反应速率和效率，使它在工业领域的应用更广泛。
膜催化反应器及其应用研究
膜催化反应器及其应用研究在过去几十年里，膜催化反应器作为一种新兴的催化反应技术，在化学工业中有着广泛的应用。
膜催化反应器通常由膜固定床、膜结构改型及反应活性层等组分组成，其具有高反应效率，低能耗、温度低等特点，在氨氮催化降解中发挥着重要作用。
膜催化反应器具有多种类型，能够进行多种催化反应，包括氧化反应、还原反应、无机催化反应等。
其中，水溶性高温膜催化反应器可进行烷基化催化反应，以芳烃及其衍生物为原料，通过催化剂的存在，使反应物形成有机化合物，用于生物配料、有机合成、药物合成等领域应用。
另外，空气增压式膜催化反应器可以进行不同的氧化反应。
例如，用于低温催化氧化，利用氧作为氧化剂，对芳烃进行氧化反应，以脱硫、脱硝为主。
另外，膜催化反应器也可以用于无机催化反应，例如用于低温合成悬浮液中的反应。
膜催化反应器的应用除了上述催化反应，还包括氧化降解、颗粒分离和回收等多种反应。
例如，氧化降解是指利用氧作为氧化剂，对有机物进行氧化分解，以去除其有害成分。
颗粒分离是指利用溶液中颗粒的大小不同，运动的方向和速度的差异，在适当的场强或电场中，通过过滤、分离、沉降等技术，实现颗粒的分离。
最后，膜催化反应器还可用于原料回收，例如，在制备芳烃衍生物过程中，对原料及中间体进行回收，以节省原料。
近年来，随着科学技术的发展，膜催化反应器的研究取得了长足的进步。
例如，改进催化剂的活性和稳定性；提高膜结构的稳定性与反应性；改进膜表面的接触层；优化膜催化反应器的设计，以优化反应条件；对膜催化反应器进行大范围的理论与实验研究，以探索其在化学工业中的应用等。
总结而言，膜催化反应器是一种新型的催化反应技术，具有高反应效率，低能耗、温度低等优势，在氨氮催化降解、氧化降解、颗粒分离和原料回收等领域有着广泛的应用，是提高催化反应效率的有效手段。
同时，在近年的研究进展中，催化剂的稳定性，改进膜结构的反应性，优化膜表面的接触层，优化膜催化反应器的设计，实现膜催化反应器的有效应用，是未来的主要研究方向。
膜反应与膜反应器
膜反应与膜反应器陈冬冬 61、膜及无机膜简介膜是能起分隔和透过双重作用的一道障碍物。
膜的最大特点是它的渗透选择性, 能够选择性地透过混合物中的一些组分, 或者至少是改变流体的组成。
渗透的驱动力可以是压力, 浓度或电势差。
自从六十年代膜分离技术工业化以来, 膜在海水淡化, 食品加工, 气体分离, 采矿,电镀, 纸浆工业废水处理, 碳氢化合物分离及生化等重要过程中一直担当主角。
膜分离技术与其它工艺相比, 拥有许多优点。
它一般不涉及相变, 节省能量, 具有高分离性能等。
随着膜技术的不断开拓与发展, 人们发现在许多科学技术领域, 膜的应用都有很大的潜在市场。
有机膜的热稳定性, 化学稳定性和刚性的不足限制了它在苛刻条件下的应用。
目前, 无机膜在膜领域的市场份额正在逐年增加, 有很多前沿性的问题等待着人们去研究, 很多高新技术等待着人们去开发推广, 这是一个有着广阔发展前景的领域。
无机膜的研究和应用始于20世纪40年代，其发展可分为3个阶段：20世纪40年代至70年代，主要是用于核原料铀同位素的分离，在核工业上的应用阶段；20世纪80年代至90年代，主要用于水质处理、乳制品、饮料等工业的液体分离应用阶段，特别是80年代中期溶胶一凝胶技术的出现，将无机膜的研究与应用推向一个新的高潮；20世纪90年代以后，无机膜的研究与应用进入了第三个阶段，即以气体分离应用为主和陶瓷膜分离器一反应器组合构件的研究阶段，是以膜催化反应为核心的全面发展时期。
2、无机膜反应器无机膜除了可以如前所述用于纯粹的分离以外, 还可以与催化反应结合起来, 组成催化无机膜反应器。
这是一个新的研究领域, 已经引起很多研究者的兴趣。
膜反应器是反应—分离一体化的新型反应器,由于它具有比常规反应器高得多的生产效率,所以自它出现以来就受到技术界高度重视,并被认为是常规反应器最有希望的换代技术。
膜反应器是膜分离与催化技术结合而成的新型反应器。
它特别适合于平衡转化率低的可逆反应，当生成物的一部分或者全部通过分离膜除去后,有利于平衡向生成物的方向移动,从而提高反应的转化率。
催化膜反应器原理与应用-定稿解析
催化膜反应器的原理与应用摘要: 本文综述了催化膜反应器的提出、类型、特点、原理和应用。
催化膜反应器将膜技术和反应器结合在一起，具有传统工艺无可比拟的优点。
膜催化反应的优点在于利用膜的选择渗透性有选择地移去某个产物，从而使可逆反应的化学平衡向有利于产物的方向移动，从而达到“超平衡”。
实际的催化反应一般都在远离平衡的条件下进行，因此研究在非平衡条件下膜催化反应器的行为及其与固定床反应器的比较有重要意义。
本文主要从催化加氢、催化氧化、脱氢等方面阐述催化膜反应器的原理与应用。
关键词：催化膜；膜反应器；膜分离Catalytic membrane reactor-principle and applicationsAbstract: This article summarizes the origins, types, characteristics, principle and application of Catalytic membrane reactor. Catalytic membrane reactor combines membrane technology with membrane reactor, which has traditional crafts incomparable advantages. The advantages of membrane catalytic reaction is that use the selective permeability of membrane to remove a product selectively, so that the chemical equilibrium of reversible reaction can forward to the direction of product, so as to achieve "overbalance". Actual catalytic reaction is generally acted far from equilibrium conditions, so the investigation of membrane catalytic reactor under the condition of non-equilibrium and its comparison with fixed bed reactor is very important. This article mainly describes the principle and application of the catalytic membrane reactor from the respects such as catalytic hydrogenation, catalytic oxidation and dehydrogenation .Key words: Catalytic membrane; membrane reactor; membrane separation目录一、催化膜反应器的提出 (4)1.1膜 (4)1.2膜反应器 (5)二、催化膜反应器的原理 (6)2.1 加氢原理 (8)2.2脱氢机理 (8)2.3催化氧化机理 (9)三、催化膜反应器的特点 (10)四、催化膜的制备方法 (11)4. 1 表面吸附/ 沉积法 (11)4. 2 掺杂法 (11)4. 3 包埋法 (12)五、催化膜反应器的类型 (13)5.1膜与催化剂的组合方式 (13)5.2有/无催化性能的膜和催化剂的装填方式 (13)5.3催化膜反应器中膜在催化过程中所起的作用 (14)5.3.1萃取型膜反应器 (14)5.3.2 分布型膜反应器 (14)六、催化膜反应器的应用 (16)6.1 烯烃和炔烃的催化加氢 (16)6.2 催化氧化 (17)6.3 透氢膜反应器用于乙苯脱氢制苯乙烯 (18)6.4 提高水煤气变换反应转化率 (19)七、展望 (20)八、参考文献 (21)一、催化膜反应器的提出1.1膜膜是一个可渗透型或者半渗透性的相，通常以薄膜的形式存在，是由从无机固体到不同高分子聚合物等多种材料所制成的。
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。
新型反应器膜反应器PPT课件
产物不易分离, 催化剂的回收与重复套用困难, 且最后产物中含有不同残余量的催化剂
而导致产物纯度不够高。
新型反应器---膜反应器
15
3.2.2 催化脱氢
膜催化反 应器的研 究与应用
轻烷烃的催化脱氢反应是重要的烯烃生产过程, 该反应 是一个吸热反应, 通常都在较高温度下进行, 而利用膜催化
脱氢就可以使反应在较低温度下进行。用过渡金属 Ti、 Ni 膜反应
H3PM12O40杂化 PPO/ EC 膜等。
新型反应器---膜反应器
19
3.2.5 CO2 和 CH3OH 直接催化合成碳 酸二甲酯
Li 等采用 Cu- KF/ MgSiO 催化剂, 应用膜反应器大幅度 提高了甲醇的转化率和碳酸二甲酯( DMC)的选择性。在 PSMCR 膜反应器上, 甲醇的转化率为9.2% , DMC 的选择性
膜反应器
膜反应的特点
1
6
膜反应的类型
展望
2
目录
膜催化反应的 研究与应用
3
4
膜生物反应器 的研究与应用 3
新型反应器---膜反应器
1
对受化学平衡限制的反应,膜反应 器能移动化学平衡
许多重要的化学反应都是 平衡反应, 使用普通的反应器 无法突破平衡转化率的限制, 而膜分离技术利用膜作为隔离
膜反应
的特点
3.2.5
高 分 子 膜 反
14
3.2
新型反应器---膜反应器
3.2.1 催化加氢
膜催化反 应器的研 究与应用
烯烃和炔烃的催化加氢是精细化工和有机合成工业中一
类重要反应, 高分子催化膜与膜反应器的应用研究有很大一 部分与这类反应有关。环戊二烯 ( CPD) 的催化选择加氢通常 膜反应 采用非均相催化剂在加压和较高温度下进行, 而使用负载型
化学反应工程课程案例教学之膜反应器基本原理及应用
化学反应工程课程案例教学之膜反应器基本原理及应用
闫鹏;程易
【期刊名称】《化工高等教育》
【年(卷),期】2022(39)3
【摘要】化学反应工程是研究反应机理与反应器设计的核心课程。
本文结合碳达峰碳中和相关的氢能战略背景,将高效制氢的先进膜反应器引入课堂教学:首先介绍了膜反应器的基本原理,然后以甲烷蒸汽重整制氢为例,建立了膜反应器设计的模型方程,演示了利用COMSOL软件对其进行求解的过程,进而讨论了膜反应器制氢的关键因素和影响规律,尤其在课堂上向学生展示了真实的膜反应器实物。
该案例教学的目的是启发学生思考如何综合利用化学反应工程基础知识探讨学科前沿问题,并紧密结合当前社会关注的能源与环境问题,激发学生志趣,开拓学生思维。
【总页数】6页(P151-156)
【作者】闫鹏;程易
【作者单位】清华大学化学工程系
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.工程案例讨论与分析在《化学反应工程》教学中的应用
2.膜化学反应器及其应用进展
3.SnO2-Sb-F电热膜的制备及其在化学反应器中的应用
4.2010化学反应工
程大会在杭州成功召开——低碳经济形势下大型多相反应器和新型反应器的开发应用5.化学反应工程课程停留时间分布理论的教学案例
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膜分离与膜反应器
膜分离与膜反应器膜分离与膜反应器是当代化学工程领域中的重要技术，广泛应用于水处理、气体分离和化学反应等领域。
本文将从膜分离和膜反应器的定义、原理、应用和优势等方面进行论述。
第一节膜分离膜分离是一种基于膜技术的分离过程，利用特定的膜材料将混合物中的组分分离出来，实现分离纯化的目的。
膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤和透析等。
1.1 微滤微滤膜是一种具有粗孔径的膜材料，其孔径范围通常在0.1-10微米之间。
微滤膜主要用于去除混悬浊液中的固体颗粒、细菌和大分子物质等。
常见的应用领域包括饮用水净化、废水处理和生物制药等。
1.2 超滤超滤膜的孔径大小介于微滤和纳滤之间，通常为0.01-0.1微米。
超滤膜可以去除混合液中的大分子物质、胶体和微生物等。
常见的应用包括乳清处理、果汁浓缩和蛋白质分离等。
1.3 纳滤纳滤膜孔径范围在0.001-0.01微米之间，常用于农药、药物和有机物的分离。
纳滤膜具有优异的分离效果，可以将较小的分子物质和固体颗粒滤除。
透析膜常用于溶液中离子的分离和浓缩，可通过溶质在膜中的扩散来实现。
透析广泛应用于生物化学、生物医学和药物研发等领域。
第二节膜反应器膜反应器是将化学反应与膜分离相结合的一种反应装置，实现了反应和分离的同步进行。
膜反应器可以改善反应平衡、提高反应速率、降低副反应和提高产物纯度等。
2.1 不透性膜反应器不透性膜反应器是指在反应过程中，反应物和产物通过不透性膜进行分离。
该类型的膜反应器通常用于气体反应和液相反应，具有高效、均匀和可控的优点。
2.2 半透膜反应器半透膜反应器通过半透性膜实现反应物的选择性传递，产物可以在膜两侧进行分离。
半透膜反应器广泛应用于蓄能器材料的合成、白化剂的制备和有机物的转化等。
2.3 渗透膜反应器渗透膜反应器利用溶质的渗透作用进行分离和反应。
渗透膜反应器可用于有机合成、化学制剂和新材料开发等领域。
第三节膜分离与膜反应器的应用膜分离和膜反应器技术在多个领域具有广泛应用。
膜催化反应器及其应用研究
膜催化反应器及其应用研究膜催化反应器，又称膜催化系统，是一种新型的复杂的可制备和可控制的催化材料，它将活性催化剂放入一种膜材料中以形成一种复合催化剂系统。
膜催化反应器具有一定的结构稳定性，反应活性和抗衰老性，为可持续发展和可控系统提供了新的思路和工具，在提高反应速率和稳定性、经济化生产及减少温室效应方面有着重要的应用价值。
膜催化反应器的组成结构主要由活性层、膜层、膜支撑层和板框等部分组成。
它们之间有着十分紧密的相互联系，紧密相互联系的结构保证了膜催化反应器的高效率。
其中，活性层是膜催化反应器的核心，可以用于改变反应速率和产物组成，对膜催化反应器的稳定性起着重要作用。
膜层主要是保证催化剂的稳定性，它可以把反应物从催化剂中分离出来，以避免反应物破坏反应器结构。
膜支撑层的功能是把膜片和活性层固定在一起，它可以支撑和保护活性层不受外界的影响，也可以作为反应物分离膜的另一种媒介材料，以实现膜催化反应更好的效果。
膜催化反应器具有多种应用。
它可以用于提高某些特定物质生产率。
如在制备高级烯烃及其衍生物中，膜催化反应器可以把多重反应结构联合起来，有效地实现某些重要物质的生产，进而达到节能降耗的效果。
此外，膜催化反应器也可以用于低温、低压的条件下进行反应，而且没有太多的污染物产生。
膜催化反应器还可以用于环境保护，如臭氧降解、氨氮去除、有机重金属去除、甲醛去除等。
膜催化反应器可以在高效、稳定、低费用条件下实现污染物的降解，从而减少污染的产生，更好地保护我们的环境。
膜催化反应器可以应用于医药领域。
它可以在恒温条件下实现单体、复合化合物的制备，从而大大提高了有效成分的产率，有效地改善了医药制造的效率。
此外，膜催化反应器也可以用于辅助药物药理学研究，帮助我们更好地理解药物作用机制，从而更好地改善药物作用效果。
综上所述，膜催化反应器在我们正确开发和利用自然资源，降低生产代价和环境污染方面具有重要的应用前景。
未来研究将聚焦于改进活性和热稳定性，抑制重整反应，降低能量消耗，提高使用寿命，扩展应用范围，使膜催化反应器更加完善，进一步为可持续发展贡献力量。
酶膜反应器的应用及研究进展总PPT学习教案
但是当前工业上水解蛋白都是 采用间歇式的生产方式， 它是当蛋白达到预期水解程度 后，经过灭酶，脱盐和 分离这几个工序后得到产品。 间歇式水解蛋白有很多 不足之处：如酶不能重复使用、 生产成本高第3、页/共每52页 批次 的产品品质难控制、反应时间
膜反应器最早应用于微生物的培养，1958 年 Stem 用透析装置培养出了牛痘苗细胞， 1968 年 Blatt 第一次提出膜反应器概念， 从此膜反应器应用到了许多领域，包括生物 、化工、环境、农业和食品等领域。
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Fuji等人采用了细管式中空纤维反应器成功地实现了NAD 的循环再 生。反应器型式如图所示。该反应器主要是一根有固定化酶的超滤 膜管。在细管内，丙氨酸脱氢酶（AlaDH）配合NAD循环构成丙氨酸 的生产体系。而乳酸酯脱氢酶（LDH）则被用作NAD 的再生。
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低聚肽的合成
第7页/共52页
第8页/共52页
•近年来,酶膜反应器在生物、医药、食品、化工、环 境等领域得到了日益广泛的应用。随着基因工程、 材料科学特别是高分子材料科学的发展,高效固定化 技术的开发以及过程设计的不断优化,酶膜反应器的 应用效率将会逐步提高,应用领域也将会越来越广泛。
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生物催化作用包括在均相或多相 体系中酶促底物转化为产物的过 程。同其他化学过程一样,产物 的分离及酶的再利用是涉及到操 作费用的一个重要步骤。膜反应 器试图将催化转化、产物(产品) 的分离、浓缩及催化剂的回收等 结合成为一第个10页操/共52作页 单元。
第4页/共52页
20 世纪 60年代兴起的固定化 酶技术可以解决酶的重复性使用 问题，但是它本身有很多缺点， 限制了它的应用。其中酶活的损 失是最重要原因，基于固定化方 法的不同，酶活损失高达 10%~90%。其原因可能是由于 在固定化过程第5中页/共5，2页 酶的空间构型 发生变化或者酶的接触面减小而
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化学反应工程课程案例教学之膜反应器
基本原理及应用
摘要：化学反应工程是研究化学反应机理和反应堆设计的学科。
其目的是了
解反应系统的特点，合理选择和设计合适的反应堆，以满足经济、安全、高效和
环保材料转换过程的要求。
化学反应工程课程教学围绕反应堆设计逐步发展，反
应堆设计方程主要涉及到电源组成、反应动力学、接触模式和反应堆类型。
其中，进料组成是操作参数，反应动力学是工艺的固有特征，接触方式是指反应材料
(包括试剂和产品)如何通过反应堆并在反应堆接触行为中的不同位置流动。
反应
器型式多种多样，在很大程度上会显著影响接触模式。
膜反应器是一种将化学反
应和膜分离耦合在一起的先进反应器，可通过常规反应器和膜分离设备的有效集成，减少化工过程设备数量并实现过程提质增效。
基于此，本篇文章对化学反应
工程课程案例教学之膜反应器基本原理及应用进行研究，以供参考。
关键词：化学反应工程课程；案例教学；膜反应器；基本原理；应用分析
引言
化学工业与人们的衣、食、住、行息息相关，是国民经济的支柱产业，其生
产过程主要涉及三个步骤——原料预处理、化学反应、产品的分离与纯化。
其中，化学反应是将原料转变为化工产品的关键，是整个工业生产过程的核心。
研究化
学反应如何在工业上实现的学科称为化学反应工程，即化学反应工程是一门研究
化学反应工程问题的学科，它以工业反应过程和反应器的设计、开发、放大及优
化为目的，是化学工程学科的重要分支。
作为大化工专业(特别是化学工程与工
艺专业)的核心基础课程，化学反应工程是一门以高等数学、物理化学、物理等
为先修知识、学科交叉性较强的学科，其概念、原理抽象，往往采用理论推演结
合工程实践的研究方法。
更重要地是，化学反应工程的研究对象——工业规模的
化学反应，其影响因素复杂多样，对于缺乏一线实践认知的学生群体，难以将反
应过程设计、操作优化等实际问题的解决与理论知识联系起来。
基于上述特点，
在新工科背景下，化学反应工程教学既要满足专业知识体系的基本要求，还要强调工程思维训练，突出对解决复杂工程问题的能力提高，同时提高学生的学习兴趣。
一、《化学反应工程》的课程发展
作为我国经济支柱的化工行业是支持制造业质量发展的重点领域。
化工行业不仅为国民经济的快速发展提供能源安全，而且为提高人民生活水平提供高质量的产品。
化学反应是化学工程的重要组成部分。
随着计算机技术以及精细化工、生物化工等新技术的快速发展。
化学反应工程的研究领域得到了拓展，从而使《化学反应工程》课程体系不断得到丰富和完善。
经过几十年的发展，化学工程体系基本形成，理论研究逐渐完善。
本课程总结了一个综合宏观经济反应过程，其基础是化学反应与有机、化学和能源化学过程的脉冲、热和传质相互作用。
化学反应动力学和反应器设计是化学反应工程的两个主要元素。
后者主要涉及化学反应的速度及其影响因素，研究反应堆内化学反应的规则，以控制反应过程和反应的优化设计。
生产规模较大，迫切需要进一步发展化学反应过程和优化反应堆设计。
化学反应与化学公司的理论与实践为学科奠定了坚实的基础。
数学方法和高性能计算机的应用是对机械工程理论研究反应的有效辅助。
当前，国内外学者基于化工生产过程和实验研究陆续出版一系列相关著作和教材，并围绕着化工领域的共性问题形成了较为完整的课程体系。
这就要求《化学反应工程》课程内容进行补充和拓展，以适应化工产业的转型升级。
二、教学目标
《化学反应工程》对大型工业关键化学反应过程优化设计和控制的研究是我在化学工程和化学应用领域的专业。
课程将动力学、物理、化学、数学和计算机等基本知识结合起来。
本课阐述了应用的通用性、实用性和难度，强调了理论与实践的结合。
在创新人才发展领域，我们从事工程技术科学。
该课程特别注重以科学和专业精神开展学习教育，旨在向学生传授知识，同时激发正确的价值观，以实现道德、美德和教学原则。
因此，在学习过程中，请将重点放在将教程和专业培训计划、基本原则和反应以及反馈结合起来，以帮助学员构建坚实的设计理念，并提高他们解决实际问题的能力。
本课程不仅包括理论分析，还包括实践经
验总结、描述过程工作原理的数学模型，以及对过程的详细分析。
而且不同的学
习内容之间有很强的相关性。
因此，在教学过程中，要注意“基础知识、宝贵技
术知识的应用”的概念——即从技术应用角度看反应堆的基本原则、研究方法、
发展和优化，灵活、多方面和实用的学习内容，使学生能够将反应项目的基础与
化学反应联系起来。
学习反应堆技术的放大、控制和优化等技术专门知识，开发
学生发展的基础和技术，利用对设计理论和方法的反应分析和解决实际设计问题
或研究和技术发展，将职业教育的概念作为“以工作为导向、以能力为导向”的
教育概念。
三、膜反应器的基本原理
膜反应器是将反应过程与分离过程集成在一起的先进过程强化装备，主要分
为产物移出型和反应物添加型。
本文主要介绍产物移出型膜反应器，即利用膜的
选择性透过作用从反应体系移出一种或几种反应产物的膜反应器。
根据勒夏特列
原理可知，降低产物浓度可以推进化学反应平衡向右移动，从而在相同反应条件
下显著提升反应物的转化效率，改善产物的选择性。
四、化学反应工程课堂教学现状分析
课堂教学教师一般多关注于数学模型的建立、设计方程的推导，虽然强调工
程实践能力的培养，但往往因为完成教学内容而忽略学生的主观能力性和参与感。
加之本科阶段工程实训的机会有限，理论知识和实践训练脱节，往往使学生认为
现在所学的课本对将来的工作用处不大，出现“高分低能”的现象。
五、化学反应工程课程案例教学之膜反应器应用分析
膜反应器性能的主要影响因素包括：反应温度和压力，渗透侧氢气分压，分
离膜性能和催化剂性能。
分离膜性能和催化剂性能是膜反应器的最重要影响因素，主要由选用的钯膜、催化剂所决定，其性能随反应温度升高而增强。
反应压力和
渗透侧氢气分压主要对透氢驱动力和反应热力学产生影响，增大反应压力对甲烷
蒸汽重整制氢反应热力学不利，但增大反应压力、降低渗透侧氢气分压对氢气透
过有利。
结束语
将膜反应器融入到化工与制药专业研究生培养全过程中，分别从导师队伍建设、课堂教学、企业实践及论文写作等方面，探索实现了一种校企联动的全程育人培养模式，不仅有利于培养研究生崇尚真知和实证求真的科学精神，也有利于培养研究生良好的人文社会科学素养和社会责任感，更好地满足社会对化工与制药工程专业高端技术人才的需要。
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