新乡学院-化学反应工程教学大纲

2021年3月2日发(作者：destruction)

《化学反应工程》课程教学大纲

课程编码：

课程名称：

化学反应工程

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学时

/

学分：

72/4

先修课程：

高等数学，化工原理、化工热力学

< br>

适用专业：

化学工程与工艺

开课教研室：

化工教研室

一、

课程的性质与任务

1

．课程性质：

《化学反应工程》是化学工程与工艺专业的专业基础课，也是其他 化工类专业

重要的相关课程。

2

．课程任务：该课程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

生掌握研究工业规模化学反应器中化学反应过程动力学（称宏观动力学）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。该课程的核心就在于 特定反应在适合

的反应器内行为状态数学模型的建立及其工程学解析处理，注重培养学生 的工程方法论、工程能

力和技术经济理念。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、课程教学基本要求

该课程理论课 时

72

个、

4

学分，实验课时

12

个、

0.5

学分。成绩考核采取期末成绩、期中成

绩和平时成绩相结合的方式，< /p>

平时成绩包括：

作业、

考勤及课堂提问等 。

总成绩

=

期末成绩×

70%+

期中成绩×

20%+

平时成绩×

10%

。

三、课程教学内容

本大纲将所授《化 学反应工程》课程共分为八章，各部分内容分重点掌握、理解和了解三个

层次提出要求。

第一章

绪论

教学内容

1

反应工程的任务、作用及发展简史

2

化学反应的分类

3

工业反应器的类型

4

反应器的操作方式

5

反应器设计的基本方程

6

工业反应器的放大

7

一些重要的基本术语

基本要求：了解 反应工程课程的性质、反应器的操作方式、反应器设计的基本方程和工业反

应器的放大方 法。

重点：化学反应及反应器的分类、反应器的操作方式。一 些重要的基本术语。

第二章

反应动力学基础

教学内容

1

反应速率方程

2

反应速率的浓度效应和温度效应

3

复合反应

4

反应速率方程的变换与积分

5

多相催化与吸附

6

多相催化反应动力学

7

动力学参数的确定

基本要求：掌握化学反应速率的不同表示方式及其相互关系；理解反应速率的浓度效应和温

< p>
度效应；掌握复合反应体系中任一组分的消耗速率和生成速率的表达方法；掌握瞬时选择性的概

念及其在反应器设计计算中的应用；掌握化学反应速率方程的变换与应用。掌握定态近似及速 率

控制步骤的概念，学会推导多相催化反应速率方程的方法。理解并列反应、平行反应和 连串反应

的动力学特征。理解气体在固体催化剂表面上的吸附及吸附等温线，理解用实验 确定反应速率方

程的方法及由实验数据段动力学参数估值。

< /p>

重点：化学反应速率的不同表示方式及其相互关系；复合反应体系中任一组分总的消耗速率

和生成速率的表达方法；掌握瞬时选择性的概念及其在反应器设计计算中的应用；学会推 导多相

催化反应速率方程的方法。

难 点：总的消耗速率和生成速率的计算；瞬时选择性在反应器设计、计算中的应用。推导多

相催化反应速率方程。

第三章

釜式反应器

教学内容

1

釜式反应器的物衡式

2

单一反应间歇釜的计算

3

复合反应间歇釜的计算

4

连续釜式反应器的设计

5

连续釜式反应器的串联与并联

6

釜式反应器中收率与选择性的计算

7

半间歇釜式反应器

8

连续釜式反应器的定态操作

基本要求 ：掌握等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算方法；理解流动反应器空时和空

速的概 念及其应用；掌握定态下连续釜式反应器反应体积及产物组成的计算方法；掌握连续釜式

反应器串联或并联操作的计算；根据不同的反应类型能正确地选择釜式反应器的加料方式、连接

< br>方式、原料配比及操作温度；掌握连续釜式反应器热量衡算式建立及应用；理解全混流反应器的

< p>
多定态特性、着火现象和熄火现象；了解半间歇反应器的计算方法。

重点：等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算；流动反应器空时的概念；连续釜式反应< /p>

器（全混流反应器）反应体积及产物分布的计算；连续釜式反应器串联或并联操作的计算； 釜式

反应器的加料方式、连接方式、原料配比及操作温度的选择。

难点：连续釜式反应器（全混流反应器）产物分布的计算；半间歇反应器的计算。< /p>

第四章

管式反应器

教学内容

1

物料在反应器中的流动

2

等温管式反应器的计算

3

管式反应器与釜式反应器的比较

4

循环反应器

5

变温管式反应器

6

管式反应器的最佳温度序列

基本要求 ：掌握全混流、活塞流模型在反应器设计、计算中的应用；掌握等温活塞流反应器

反应体 积及产物分布的计算；对管式反应器与釜式反应器在反应体积和收率方面进行比较；掌握

绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算方法；

能根据化学反应的类型 选择活

塞流反应器的加料方式、原料配比及操作温度；了解循环反应器的特征和计算方法 。

重点：等温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算；管式 反应器与釜式反应器的比较；绝

热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算 ；活塞流反应器的加料方式、原料配比

及操作温度的选择。

< /p>

难点：绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算；

第五章

停留时间分布与流动模型

教学内容

1

停留时间分布

2

停留时间分布的定量描述

3

停留时间分布的实验测定

4

停留时间分布的统计特征值

5

理想反应器的停留时间分布

6

非理想流动模型