《化学反应工程》课程教学大纲.

《化学反应工程》课程教学大纲

课程名称：化学反应工程/ Chemical Reaction Engineering

课程代码：040311

学时学分： 48/3 讲课学时： 48 考核方式：笔试

先修课程：化工原理、化工热力学、物理化学

适用专业：化学工程与工艺

开课院系：化学化工学院化学工程工艺系

教材：张濂，许志美，袁向前．化学反应工程原理．华东理工大学出版社．2000

主要参考书：郭锴，唐小恒，周绪美．化学反应工程．化学工业出版社．2000

李绍芬．反应工程．化学工业出版社．1997

左识之．精细化工反应器及车间工艺设计．华东理工大学出版社．1996

一、课程的性质和任务

化学反应工程课程是继“化工原理”、“化工热力学”之后，化学工程与工艺专业的重要课程之一。基本内容包括反应动力学和反应器设计与分析两个方面。目的是使学生掌握研究工业规律化学反应器中化学反应过程动力学的方法和基本原理，掌握理想反应器的设计和分析，进一步以宏观动力学和理想反应器为基础，对工业反应装置的结构设计、最优操作条件的确定及控制、模拟放大等进行研究。通过该课程的学习要求学生能掌握化学反应工程的基本原理和研究方法，了解学科发展现状，并能综合应用所学知识，对工业实际反应过程进行开发和分析。

二、教学内容和基本要求

绪论

要求：了解化学反应工程的范畴和任务、基本方法和学科分类

第一章均相反应及理想反应器

1.1．化学反应速率的工程表示

1.2．均相反应动力学

1.3．反应器设计基本方程

1.4．间歇反应器中的简单反应

1.5．间歇反应器中的均相可逆反应

1.6．间歇反应器中的均相平行反应

1.7．间歇反应器中的均相串连反应

1.8．理想管式反应器基本方程式

1.9. 动力学方程的实验测定

本章要求：掌握化学反应速率的定义、表示方法；掌握均相反应动力学的表示方法，熟悉浓度效应和温度效应；掌握间歇反应器中简单反应、复杂反应的反应动力学方程表示，掌握复杂反应中转化率、选择性的影响因素；掌握平推流反应器的计算方程；掌握反应动力学参数的实验测定方法。

第二章连续流动釜式反应器与返混

2.1．连续流动釜式反应器中的均相反应

2.2. 停留时间分布及其实验测量、计算

2.3．几种常见理想流动模型

2.4．非理想流动模型

2.5．流体的混合态及其对化学反应的影响

2.6. 返混及其控制

2.7. 连续流动釜式反应器的热稳定性

本章要求：掌握连续流动釜式反应器的浓度特征和温度特征；掌握连续流动反应器中均相反应动力学的表示方法；掌握停留时间分布函数和分布密度函数的定义、意义、测定；掌握理想流动反应器模型，了解非理想流动模型的建立方法和求解方法及模型参数的测定和意义；熟悉返混对化学反应和反应器的影响；熟悉控制返混的方法。

第三章非均相反应及反应器

3.1．气/固催化反应的本征动力学

3.2．流体与催化剂颗粒外表面间的传质

3.3．多孔催化剂中的内扩散

3.4．质量传递对反应选择性的影响

3.5．内外扩散影响的判断与消除

3.6．气/固催化反应器中的热量传递

3.7. 气液反应及气液反应器

本章要求：了解非均相反应的分类；掌握气/固相反应的反应步骤；掌握外扩散的描述方法和计算方法；熟悉外扩散对反应的影响；掌握内扩散的描述方法和计算方法；熟悉内扩散对反应的影响；熟悉内外扩散的判断和消除方法；熟悉气/固相反应器的热量传递和热稳定性；熟悉气/液反应的分类和特点；了解各种气/液反应器的特点；熟悉气/液反应特征与气/液反应器特性的对应和关联关系。

第四章常见反应器性能及操作

4.1．反应设备分类

4.2. 搅拌器性能与操作

4.3. 反应器放大

本章要求：了解各种反应设备的性能和用途；掌握熟悉搅拌式反应器的型式、性能、功率计算；熟悉反应器的工程放大方法；熟悉反应器工程放大原则的选择方法和步骤。

四、对学生能力培养的要求

通过本课程的学习，使学生学会对反应过程、反应设备的分析、计算，培养学生利用反应过程的计算方法、分析实际问题和解决实际问题的能力。

五、说明

1．本课程与其它课程的联系与分工

本课程的先修课程为“化工原理”、“物理化学”和“化工热力学”，它们为本课程准备了反应动力学、化学吸收、相平衡等基础知识和解决方法。

2．课程内容的重点、难点

本课程为化工类工科专业的必修课程，考虑工科的特点，重点为掌握各种均相和非均相反应过程的计算和反应设备的放大、选择。

3．有关课程考核问题

本课程为考试课程，实行期中中和期末书面闭卷考试。