化工《化学反应工程》实验教学大纲

《化学反应工程》实验教学大纲

课程所在学院：材料学院；所在实验室：林化/化工专业实验室

一、课程基本信息

实验目的：通过《化学反应工程》实验，使学生掌握动力学方程及停留时间分布函数的实验研究方法，加深对反应器设计理论的理解，训练学生的实验技能和科学实验方法，提高分析和解决实际问题的能力。

基本要求：学生在实验之前要认真阅读实验指导书、设计好自己的实验方案；实验过程中要仔细观察实验现象、认真测定实验数据；实验结束后的数据经老师确认并清理好实验台面方可离开；认真撰写实验报告，要求独立完成。

注：实验类型分：1）演示型（验证型）；2）综合型（设计型）；3）研究型（创新型）。

四、作业及要求

学生在实验之前要认真阅读实验指导书、设计好自己的实验方案，写好预习报告。独立完成实验报告，保证实验报告中数据的真实性。实验结束2周内提交实验报告。

五、考核方式与成绩评定

1．考核方式：考查。

2. 成绩评定：

（2）实验表现（含操作综合能力）占50%，实验报告占50%。

六、实验指导书及主要参考资料

实验指导书自编

实验室主任：教学院长：

日期：日期：

化学反应工程与工艺专业实验讲义-2014年版本(全部)

化学工程与工艺专业实验讲义 化工学院 2014年改编 实验一双驱动搅拌器测定气液传质系数

气液传质系数是设计计算吸收塔的重要数据。工业上应用气液传质设备的场合非常多，而且处理物系又各不相同，加上传质系数很难完全用理论方法计算得到，因此最可靠的方法就是借用实验手段得到。测定气液传质系数的实验设备多种多样，而且都具有各自的优缺点。本实验所采用的双驱动搅拌吸收器不但可以测定传质系数，而且可以研究气液传质机理。本实验的目的是通过了解双驱动搅拌吸收器的特点，明暸该设备的使用场合以及测定气液传质系数的方法，进而对气液传质过程有进一步的了解。 一、实验目的： 1. 了解和掌握气液传质过程的一般原理和流程； 2.了解和掌握双驱动搅拌器测定气液传质系数设备的操作方法 二、实验原理: 气液传质过程中由于物系不同，其传质机理可能也不相同，被吸收组分从气相传递到液相的整个过程决定于发生在气液界面两侧的扩散过程以及在液相中的化学反应过程，化学反应又影响组分在液相中的传递。化学反应的条件、结果各不相同，影响组分在液相中传递的程度也不同，通常化学反应是促进了被吸收组分在液相中的传递。或者将这个过程的传质阻力分成气膜阻力与液膜阻力，就需要了解整个传质过程中哪一个是传质的主要阻力，进而采取一定的措施，或者提高某一相的运动速度，或者采用更有效的吸收剂，从而提高传质的速率。 气膜阻力为主的系统、液膜阻力为主的系统或者气膜阻力与液膜阻力相近的系统在实际操作中都会存在，在开发吸收过程中要了解某系统的吸收传质机理必须在实验设备上进行研究。双驱动搅拌吸收器的主要特点是气相与液相搅拌是分别控制的，搅拌速度可以分别调节，所以适应面较宽。可以分别改变气、液相转速测定吸收速率来判断其传质机理，也可以通过改变液相或气相的浓度来测定气膜一侧的传质速率或液膜一侧的传质速率。 测定某条件下的气液传质系数必需采取切实可行的方法测出单位时间单位面积的传质量，并通过操作条件及气液平衡关系求出传质推动力，由此来求得气液传质系数。传质量的计算可以通过测定被吸收组分进搅拌吸收器的量与出吸收器的量之差求得，或是通过测定搅拌吸收器里的吸收液中被吸收组分的起始浓度与最终浓度之差值来确定。 本实验以热碳酸钾吸收二氧化碳作为系统，该系统是一个伴有化学反应的吸收过程： KHCO(1) 3

化学反应工程

27060化学反应工程南京工业大学编（高纲号0322） I课程性质、地位和任务 "化学反应工程"是化学工程学科的一个分支，是化学工程与工艺专业学生必修的一门专业基础技术课程。它以工业反应过程为主要研究对象，研究反应过程速率及其变化规律；研究反应器内的传递特性及其对化学反应的影响。为学生今后从事化工反应技术开发、反应器的设计与放大、反应过程操作优化等诸方面工作奠定基础。 本课程在学生学习了"高等数学"、"大学物理"、"化学"、"物理化学"、"化工原理"等课程基础上进行。课程总学时为100，即5学分。 通过本课程的学习，学生应比较牢固地掌握化学反应工程的基本原理和计算方法，应能联系化工实际，在反应工程理论的指导下，对反应过程和反应器进行初步的分析和设计计算。 II自学考试要求 第一章绪论 （一）主要内容 1.化学反应工程的研究内容 2.化学反应工程的研究方法 3.化学反应工程的学科系统的编排 （二）自学考试要求 1.化学反应工程的研究内容理解化学反应工程学是研究化学反应的工程问题的科学； 传递过程（即反应器内的动量、 热量和质量传递，简称"三传"）与反应动力学是构成化学反应工程最基本的两个支柱等说法的含义。理解化学反应工程学与相关学科的联系，化学反应工程本身的专门范畴。 2.化学反应工程的研究方法理解化学反应工程的基本研究方法是数学模型法，数学模 型的主要内容及其相互关系， 了解数学模拟放大法的大体步骤。 3.化学反应工程的学科系统和编排理解按反应操作方式、反应器型式、和化学反应相 态进行分类的方法；本课程编排的原 则和方法。 绪论部分在初次学习时，只能做到大体了解、待全部内容学习完毕后，应重新学习绪论，才能做到理解。 第二章均相反应的动力学基础 （一）主要内容 1.基本概念与术语 2.单一反应速率方程 3.复合反应速率方程 （二）自学考试要求 1.基本概念与术语理解化学反应计量方程表示的内容。理解化学反应速率的定义和在恒容过程、分批式操作、连续流动稳定操作时的数学表示式。掌握各个组分反应转化率和反应程度的定义和计算；膨胀因子的物理意义和数学表示式；等分子和非等分子反应达一定转化率时各组分摩尔数和摩尔分率的计算。 理解化学反应速率方程表示的内容和不同型式；影响反应速率的主要因素；幂函数型速率方程式中反应级数和活化能的物理意义及其大小对反应速率的影响；反应级数和活化能的确定方法。

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。

化学反应工程教案

课程教案 课程名称：化学反应工程 任课教师： 所属院部： 教学班级：化工1203-04 教学时间：2014 —2015 学年第2 学期

课程基本信息

1 绪论 第一章均相单一反应动力学和理想反应器 1.1 基本概念 1.2 建立动力学方程的方法 一、本次课主要内容 化学反应工程课程的性质、反应器的分类及操作方式、反应器设计的基本方程 和工业反应器的放大方法、化学反应速率的不同表示方式及其相互关系、化学反应 速率方程的变换与应用、化学反应动力学方程的计算、建立动力学方程的方法及其 应用。 二、教学目的与要求 了解化学反应工程的研究对象、目的，掌握化学反应工程的研究内容和研究方 法，熟悉化学反应工程在工业反应过程开发中的作用。 三、教学重点难点 1、化学反应工程的研究目的、内容和方法。 四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论；使用多媒体教学方式。 五、作业与习题布置 书后习题第3、6、7题

2 绪论 一、化工生产中设备的分类 化工产品的生产是通过一定的工艺过程实现的，工艺过程是指从原料到制得产 品的全过程。 每个化工产品的工艺过程是不同的，但有共同的特点： 1，工艺过程是由设备、管道、阀门和控制仪表组成的； 2，化工设备分为两大类 （1）不含化学反应的设备 这类设备中没有发生化学反应，只改变物料的状态，物理性质，不改变其化学 性质。 在鼓风机和泵中只有能量的转换，从中能转换成机械能，输送物料；在换热器 和冷却塔中只改变物料的温度，物料的化学性质没有起变化；贮槽只是起贮存物料 作用 （2）化学反应器 在这类设备中发生了化学反应，通过化学反应改变了物料的化学性质 图中的一段炉、二段炉、变换炉、甲烷化炉、合成塔等都是化学反应器。物料在反 应器中发生了化学反应，物料性质起了变化。 可见，化学工业生产是由物理过程和化学反应过程组成的，其中化学反应过程是生 产过程的关键。化学反应器的任务是完成由原料转变到产物的化学反应，是化工生 产的核心设备。 “化学反应工程”的研究对象是工业规模的化学反应器。 二、《化学反应工程》任务 “化学反应工程”于50年代初形成，是化学工程的一个分支。1957年如开了 第一次欧洲化学反应工程伎议，会议确定了化学反应工程的研究内容和任务。 “化学反应工程是化学工程的一个部分，它是科学的一个分支，它还处在发展 阶段。它的目的在于控制工业规模的化学转化率并最终达到恰当和成功的反应器设 计。有各种因素对反应器设计起着重要作用，如流动现象、质量和热量传递以及反 应动力学。首先必须对这些因素了解，工业规模反应器的开发只能从上述因素间的 关系和相互作用中得到了解”。 化学反应工程的任务是研究化学反应器中质量和热量的传递过程、流动状况和

化学反应工程

1.在银催化剂上进行乙烯氧化反应生产环氧己烷。进入反应器的气体组成：C2H4（15%）， O2（7%），CO2（10%），Ar （12%） ， 其余为N2。反应器出口气体含：C2H4（13.1%）， O2（4.8%）。以上均为摩尔组成。试计算乙烯的转化率，环氧己烷收率和反应选择性。该系统存在如下两个反应： 环氧乙烷的收率为：1.504/15=0.1003 收率=选择性*转换率 选择性=0.1003/0.1333=0.7524 2.每100kg 乙烷（纯度100%）在裂解器中裂解，产生46.4kg 乙烯，乙烷的单程转化率为60%，裂解气经分离后，所得到的产物气体中含有4kg 乙烷，其余未反应的乙烷返回裂解器，求乙烯的选择性收率、总收率和乙烷的总转化率。 解： 以M 点的混合气体为计算基准进行计算即得单程转化率和单程收率，而以A 点的新鲜气体为计算基准进行计算则得到全 程转化率和全程收率。 现对M 点进行计算，设M 点进入裂解器的乙烷为100kg ，由单程转化率为60%，则反应掉的原料乙烷量：H=100*0.6=60kg 乙烷的循环量：Q=100-H -4=100-60-4=36kg 补充的新鲜乙烷量：F=100-Q=100-36=64kg 乙烯的选择性: 乙烯的单程收率： 乙烯的总收率： 乙烷的总转化率： 产物分离器裂解器新鲜乙烷→?→??→?N M A %86.82%10030/6028/4. 46%10030/28/4.46=?=?= H S % 71.49%10030/10028 /4.46=?=y %68.77%10030/6428 /4.46%10030/28/4.46=?=?= F Y %75.93%1006460 %100=?=?= F H X O H CO O H C O H C O H C 2222422422232 1 4+→+→+、

工程化学教学大纲

工程化学教学大纲 一、课程简介 《工程化学》是一门综合性课程，旨在让学生掌握化学在工程实践 中的基础知识和应用技术。本课程涵盖化学反应原理、化工过程设计、工业催化、工业分离技术和应用化学等方面的知识，通过理论学习和 实践操作，帮助学生深入了解化学在工业生产中的重要作用。 二、教学目标 1.掌握工业化学原理、工业过程流程及相关仪器、设备和技 术的基础知识。 2.学会运用化学知识进行化工过程设计、化学反应优化以及 催化剂选择。 3.了解和掌握当前工业生产中使用的主要分离技术及其原理。 4.提升实验技能和分析能力，熟练掌握化学反应及分离实验 的操作技巧和数据处理能力，完成具有一定难度的化工实验。 5.培养工程实践能力，加强工程思维，具备独立思考和解决 工程问题的能力。 三、教学内容 本课程教学内容包括但不限于以下几个方面： 1.化学反应原理与工艺参数 –化学反应的动力学

–反应热力学和反应平衡 –反应器的设计方法 –反应工艺的参数控制 2.工业化学与工艺设计 –各种材料的化学性质与成分分析 –合成和分离工艺设计 –可回收原料的开发和利用 –工业化学过程的安全性和环保性 3.工业催化 –催化剂的选择与设计 –催化反应机理研究 –催化剂寿命及再生 –催化反应的工艺优化 4.工业分离技术 –离子交换、透析与电渗析分离技术 –膜分离技术 –萃取分离技术 –气相和液相色谱分离技术 5.应用化学 –非常规分离技术的应用：超临界流体萃取、超临界流体色谱、超声波技术等 –环保工程化学

四、实验教学内容 为了提高学生的实验技能和分析能力，本课程将安排一些化学反应和分离实验，包括但不限于以下实验内容： 1.基本化学试剂的制备 2.酸碱滴定、原子吸收光谱及电化学分析实验 3.基于化学反应的催化实验 4.基于分离原理的分离实验 5.实际工程过程实验，如精馏、萃取、透析、电解等。 五、教材 1.王之铮，李名扬. 工程化学. 高等教育出版社. 2.曹德法，杨保军. 工业催化. 化学工业出版社. 3.雷曼, 刘翠萍. 工业分离技术. 化学工业出版社. 六、考核方式 本课程采用多种考核方式，包括但不限于以下几种： 1.平时成绩占20%，包括作业、出勤、讨论等。 2.期末考试占50%。 3.实验成绩占30%。

《化学反应工程》课程规范

《化学反响工程》课程标准一、课程概况 课程号 课程英文名称HBX250037 课程名称化学反响过工程 Chemical Reaction Engineering 总学时数开课单位课程类别48 学分 理工学院 专业教育课程 4 讲授 学时 适用专业 修读方式 48 试验 学时 化学工程与工艺、制药工程 必修 先修课程高等数学，大学物理，物理化学，化工原理 考核方式：考试 考核方式成绩构成比例：总成绩 = 寻常成绩×30% + 卷面成绩×70%寻常成绩 : 寻常成绩=出勤成绩+寻常作业成绩 教科书： 教材及主要教学参考书陈甘棠主编.《化学反响工程》第三版. 北京：化学工业出版社，2023 主要参考书： 李绍芬主编.《反响工程》其次版.北京：化学工业出版社，2023 朱炳辰主编.《化学反响工程》第五版.北京：化学工业出版社，2023 《化学反响工程》是高等学校化学工程与工艺类专业本科生必修的一门专业课程。《化学反响工程》是争论化学反响过程和反响器的共同规律，从而 课程简介使化学反响实现工业化的技术科学，是化工类专业学生在具备了必要的高等数学、物理化学、化工原理、计算技术等学问后，为了进一步加强根底和拓 宽专业学问所必需的技术理论课。 通过本课程的学习，使学生进一步扩大学问面，打好专业根底，了解化学变化过程中的一些根本规律，加深对已学过的无机化学、分析化学、有机 力气培育任务化学的理解比较结实的把握化学反响工程根底理论学问和计算方法；进一步培育学生独立思考和独立解决问题的力气，以至今后的实践中能得到启发和帮助；培育学生独立进展物理化学试验和自学一般物理化学书刊，以提高理论联系实际的力气。

《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 课程类型：必修课，专业课 总学时：54 讲课学时：54 实验学时：0 学分：3.0 适用对象：化学工程、化学工艺 先修课程：物理化学、化工工艺学、化工原理、化工热力学 一、课程性质、目的和任务 课程性质： 化学反应工程是以化学反应器原理为主要线索，主要研究化学反应过程需要解决的工程问题，是化工生产的龙头、关键和核心，是一些基础学科诸如物理化学、传递过程、化学工艺等相互渗透与交叉而演变成的边缘学科，其内容主要涉及化学反应动力学、反应器中传递特性、反应器类型结构、数学建模方法、操作分析及反应器设计，具有高度综合性、广泛基础性和自身独特性。 课程目的与任务： 一是培养学生将物理化学、传递过程、化学工艺、化工热力学、控制工程等学科知识用之于化学反应工程学的综合能力； 二是使学生掌握化学反应工程学科的理论体系、研究方法，了解学科前沿； 三是使学生初步具备改进和强化现有反应技术和设备、开发新的反应技术和设备、解决反应过程中的工程放大问题以及实现反应过程中最优化的能力 二、教学基本要求 通过本课程的教学，要使学生系统地掌握化学反应动力学规律、传递过程对化学反应的影响规律，掌握反应器设计、过程分析及最佳化方法。

四、课程的重点和难点 绪论 重点是化学反应工程的研究内容和方法。 第一章均相单一反应动力学和理想反应器 重点：①化学反应动力学方程②理想反应器设计方程 难点：动力学方称的建立；反应器设计计算 第二章复合反应与反应器选型 重点：复合反应动力学方程表达法；复合反应动力学特征分析；平推流反应器的串联和全混流反应器的串联。 难点：可逆反应吸热反应和放热反应动力学特点推导与分析；循环反应器设计方程的数学推导；复合反应（包括可逆反应、自催化反应、平行反应、连串反应）在PFR 和CSTR反应器的优化设计计算 第三章非理想流动反应器 重点：停留时间分布的概率函数及特征值；停留时间分布的实验测定；解决均相反应过程问题的近似法即活塞流模型、全混流模型、凝聚流模型、多级混合槽模型、轴向扩散模型的推导、结论及应用比较。 难点：停留时间分布实验测定；理想反应器两函数和两特征值；宏观流体、微观流体概念的理解；均相反应过程问题的近似法假设及推导。 第四章气固相催化反应本征动力学 重点：非均相催化反应速度的表达；非均相催化反应过程；双曲型本征动力学方程 难点：催化剂的结构及表征；兰格缪尔吸附模型、焦姆金吸附模型、弗鲁德里希吸附模型；双曲本征动力学方程的推理。 第五章气固相催化反应宏观动力学 重点：以颗粒为基准的有效扩散；西勒模数物理意义；球形催化剂上等温反应宏观反应动力学方程的假设、建立、数学求解； 难点：有效扩散的假设及推导；方程求解涉及二阶常微分方程的数学求解及泰勒级数近似处理 第六章气固相催化固定床反应器

《化学反应工程实验》课程教学大纲

《化学反应工程》实验教学大纲 课程名称（中文/英文）：化学反应工程/ Chemical Reaction Engineering 课程代码：x3030971 课程类型：专业基础课 课程性质：必修课设置类别：非独立设课 适用专业：能源化工 课程学时：36 课程总学分：3.0 实验学时：12 实验学分：0.5 开实验学期：六 一、实验教学的目的与基本要求 教学目的与任务： 《化学反应工程》是能化专业的一门必修的主要基础课。通过本课程的学习，培养学生查阅手册，实验分析能力，对实验数据和结果进行分析讨论，独立撰写实验报告的能力。培养学生的创新意识，使学生得到实验技能的训练，提高学生的综合能力与科研素质。 实验教学环节是帮助本校工科专业学生理解、掌握在课堂上所学化学反应工程课程的理论知识和计算方法，结合物理化学、化工原理等课程的相关内容，针对化工专业人才的培养目标，通过实验教学环节激发学生学习化学反应工程课程的兴趣，熟悉化工反应器和分析仪器操作、化工反应过程模拟计算、反应器类型及操作分析等方面的综合训练，提高工科学生的实验操作技能，为今后从事工业生产和科学研究夯实基础。 基本要求： 1、实验课前认真做好预习，明确实验目的、掌握实验的基本理论、实验所用仪器的基本原理及操作方法，熟悉实验的基本步骤，所测得数据的处理方法。 2、实验课中准确测定、如实记录实验数据。 3、正确处理实验数据，绘制图形曲线，综合分析实验结果，完成实验报告。 二、课程目标与毕业要求关系表

三、实验项目设置

四、实验报告要求、实验考核方式、内容及成绩评定标准 1、实验报告要求：数据处理结果正确，实验报告书写规范。独立完成各实验设备的操作使用、获得实验数据；对实验数据进行处理、绘图、求算目标参数，分析总结完成实验报告。实验报告应包括：实验目的、实验原理、操作步骤、注意事项、数据处理、目标参数计算，误差分析，结论等，要求层次清楚，图表规范。 2、实验考核方式：综合考评（预习、操作、报告），每个实验百分制；所有实验项目成绩加权平均后，为实验总成绩。 3、成绩评定标准：根据学生在实验过程中实验态度、实验操作、实验反应、创新意识等综合表现以及实验报告撰写等综合评定成绩。实验有缺项或操作多处错误，整体思路不正确为不及格，其余根据操作准确程度、结果准确程度给予及格以上的成绩。 五、实验教材及参考书 《化学反应工程实验》，李犇主编，化学工业出版社，2016.

《化学反应工程》课程教学大纲

《化学反应工程》课程教学大纲 一、说明 （一）本课程的目的、要求 化学反应工程是应用化学专业的核心课程，也是其它化工类专业重要的相关课程，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）内容选取和实施中注意的问题 化学反应工程是化工专业的专业必修课，应注意与《化工原理》《物理化学》等有关先修课程的衔接，教学重点是化学反应工程学的基本原理及基本处理方法，结合反应过程的优化介绍如何选择适合的工业反应器。教学难点是由本征动力学到宏观动力学的过渡、返混、稳定性、灵敏性等基本概念。 （三）教学方法 本课程的教学内容通过课堂教学、习题训练、现场参观等教学形式来全面掌握。通过主讲老师讲授、同学们讨论、上习题课的方式进行。采用多种教学方式与教学手段相结合。（四）考核方式 考查，总成绩取三次以上平时成绩的平均值，平时成绩包括考勤、作业、测验等。

二、大纲内容 绪论 1.物质转化过程工业中的化学加工 2.化学反应工程与多尺度及多学科的联系 3.数学模拟方法 4.工程放大与优化 说明和要求： 了解反应工程课程的性质、化学反应工程与多尺度及多学科之间的联系；了解研究化学反应过程常用的方法与模型，工程放大与优化的方法。 教学重点： 化学反应过程常用的方法与模型，工程放大与优化的方法。 第一章应用化学反应动力学及反应器设计基础 1.化学反应和工业反应器的分类 2.化学计量学 3.加压下气相反应的反应焓和化学平衡常数 4.化学反应速率及动力学方程 5.温度对反应速率的影响及最佳反应温度 6.反应器设计基础及基本设计方程 说明和要求： 1.了解化学反应和工业反应器的分类； 2.掌握化学反应过程中反应进度、转化率及化学膨胀因子的概念； 3.掌握原子系数矩阵法在多重反应系统中独立反应数的确定； 4.掌握化学反应速率的不同表示方式及其相互关系； 5.理解反应速率的浓度效应和温度效应； 6.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； 7.掌握瞬时选择性的概念及其在反应器设计计算中的应用； 8.掌握化学反应速率方程的变换与应用； 9.理解并列反应、平行反应和连串反应的动力学特征； 教学重点： 原子系数矩阵法在多重反应系统中独立反应数的确定；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；瞬时选择性的概念及其在反应器设计计算中的应用。 教学难点： 原子系数矩阵法在多重反应系统中独立反应数的确定；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。 第二章气-固相催化反应本征及宏观动力学

化工专业实验 教学大纲

化工专业实验 一、课程说明 课程编号：150112Z11 课程名称：化工专业实验/ Experiment of Chemical Engineering 课程类别：集中实践环节 学时与学分：96/3 先修课程：化工热力学，化学反应工程，化工设备机械基础，计算机在化工中的应用，催化导论，传递过程原理，化工工艺学，化工分离工程，化工仪表与自动化适应专业：化学工程与工艺（含卓越工程师班） 教材、教学参考书：自编实验指导书 1、曹贵平，朱中南，戴迎春.化工实验设计与数据处理[M]. 华东理工大学出版社，2009. 2、徐鸽，杨基和. 化学工程与工艺专业实验（第二版）[M]. 中国石化出版社，2013. 3、闫志国，陈启明. 化学工程与工艺专业实验[M]. 化学工业出版社，2011. 二、课程设置的目的意义 化学工程与工艺专业是一个厚基础、宽口径、适应性强的大化工专业，其研究领域涉及能源化工、有机化工、材料化工、无机化工、精细化工、环境化工等。因此专业实验的设计在“三传一反”的基础上，不仅包含有无机、有机、精细化工产品的制备与表征，还涵盖有环境、高分子等方向的内容。《化学工程与工艺专业实验》在本实验教学中，将使学生了解与熟悉有关的化工工艺过程、化学反应过程、传质与分离工程等学科发展方向上的实验技术与方法；掌握与学会过程开发的基本研究方法和常用的实验基本技能；通过计算机仿真技术，拓宽与发展工程实验的内容和可操作性；培养学生的创造思维方法、理论联系实际的学风、实事求是严谨的科学态度，提高实践动手能力，使学生形成细心观察、仔细记录的良好工作习惯，为毕业环节乃至今后工作打下扎实的基础。 三、课程的基本要求 知识：化学工程与工艺专业的基本实验技术和操作技能，学会使用化学工程与工艺专业实验的主要仪器和设备，熟悉与化工专业实验相关的计算机数据采集、数据处理和操作控制系统，了解本化工专业实验研究的基本方法（关联毕业要求4-3：研究方法；关联度：高）。 能力：根据实验内容和需要，查阅有关的文献资料，写出简要的文献综述，了解和熟悉各实验原理、实验内容与步骤，并写出预习报告或者实验设计方案（关联毕业要求4-2：研究方案；关联度：高），实验过程注重学生自主性，培养对不同实验技能的综合运用能力，严格按操作规程使用仪器，了解和掌握实验中可能会出现的问题以及如何排除仪器故障等，提高分析问题、解决问题的能力，以及创新能力。 素质：能够以科学的态度、科学的思维、运用科学的方法对化工专业实验中出现的问题做出明智的抉择，在不断积累化工专业的科学知识、技能的基础上，形成严肃认真、

化学反应工程

化学反应工程 1.绝大多数反应的反应速率常数随温度升高而（增大） 2.气体在固体表面的吸附包括（物理）吸附和（化学）吸附 3.化学反应过程是一个综合化学反应与动量、质量、热量传递交互作用的宏观反应过程,即（三传—反） 4.安全生产技术,主要是（防爆）、（防泄漏）、（防污染） 5.以下关于气固相催化过程说法错误的是（C ） A 催化剂的加入可以改变反应速率。 B催化剂的加入,不能改变反应的平衡 C催化剂在反应过程中被消耗 6.以下关于固定床反应器的特点,错误的是（ C ）。 A催化剂机械损耗小 b 返混小 C结构复杂 D传热差 7.先形成某种中间产物,中间产物又继续反应形成最终产物的反应,称为（C ） A同时反应 B平行反应 C连串反应 D平行-连串反应 8.化学吸附是气体分子与固体表面的催化组分靠（ A ）结合的 A范德华力 B 重力 c化学键力 9 若主反应的活化能大于副反应的活化能,则温度升高,反应的选择率（ A ） A增加 B 减小 C 不确定 10 以下不属于全混流反应器的特点的是（ C ） A各位置物料温度相同 B各位置物料浓度相同 C停留时间相同 D反应器的出口组成与容器内组成不同

11 化学反应工程的基本研究方法有逐级经验放大法、解析法、模型法。（ A ） A正确 B错误 12 在气固相催化反应中,化学反应主要发生在催化剂外表面。（ B ） A正确 B错误 13 连续流动釜式反应器在强烈搅拌情况下,可视为全混流反应器。（ A ） A正确 B错误 14 全混流模型是一种返混程度为无穷大的理想流动模型。（ A ） A正确 B错误 15 升高温度对主反应活化能大的反应有利。（ A ） A正确 B错误 16 平推流反应器在连续定态条件下操作时反应器径向界面的物料参数不随时间变化（ A ） A正确 B错误 简答题： 17 催化剂失活的原因是什么?

《化学工程与工艺专业实验》实验教学大纲

《化学工程与工艺专业实验》实验教学大纲 三、实验目的、内容与要求 （一）实验一动态吸附法测定多孔物质的比表面积 1、实验目的 （1）通过实验了解测定比表面积的原理； （2）掌握测定多孔物质比表面积的方法。 2、实验内容 本实验测定活性碳的比表面积。 3、实验要求 通过实验要求掌握用BET理论、动态吸附法测定多孔物质的比表面积。 （二）实验二连续流动反应器停留时间分布的测定 1、实验目的 （1）学习用注入－应答技术测定连续流动反应器的停留时间分布的方法与操作； （2）学会停留时间分布实验数据的处理，求取停留时间分布密度，分布函数以及停留时间的数学期望和方差； （3）用扩散模型和多级理想混合串联模型模拟不同类型的实验装置，求取模型参数(１/Ｐl和Ｎ)，•分析判断实验条件下反应器内流体的流动状况与返混程度。 2、实验内容 （1）用阶跃示踪法测定管式反应器的停留时间分布；

（2）用脉冲示踪法测定多级搅拌釜式反应器的停留时间分布。 3、实验要求 通过实验要求掌握脉冲法、阶跃法测定停留时间分布，了解反应器内流动状况的描述方法。 （三）实验三二元体系汽—液平衡数据的测定 1、实验目的 了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元汽液平衡数据的方法； 了解缔合系统汽—液平衡数据的关联方法．实验测得T—P—X—Y数据，计算各组分的活度系数。 2、实验内容 测定正庚烷—苯在不同组成下的汽液平衡数据。 3、实验要求 通过实验要求掌握用艾立斯循环釜测定二元体系汽—液平衡数据的方法。 （四）实验四超滤、反渗透膜分离 1、实验目的 理解和熟悉超滤膜、反渗透膜分离的分离原理和工艺过程。 2、实验内容 采用超滤膜、反渗透膜分离制备纯净水。 3、实验要求 通过实验要求掌握超滤、反渗透膜分离的操作方法。 （五）实验五催化反应精馏法制备乙酸乙酯 1、实验目的 通过实验使学生了解反应精馏过程是既服从质量作用定律又服从相平衡规律的复杂过程，了解反应精馏工艺过程的特点，增强工艺与工程相结合的观念。 2、实验内容 以冰醋酸和无水乙醇为原料并在酸催化剂作用下生成乙酸乙酯。 3、实验要求 通过实验要求掌握反应精馏塔的操作方法，学会用色谱分析塔内物料组成；了解色谱工作原理及使用方法。 （六）实验六共沸精馏 1、实验目的 （1）加强并巩固对共沸精馏过程的理解； （2）熟悉实验精馏设备的构造，掌握精馏操作方法。 2、实验内容 用苯作共沸剂制备无水乙醇。 3、实验要求 通过实验要求掌握三元共沸组成的计算，画出25℃下乙醇—水—苯三元物系的溶解曲线，标明恒沸物组成，画出加料线。

化学反应工程与工艺专业实验讲义

化学反应工程与工艺专业实验讲义 实验一反应精馏合成乙酸乙酯 一实验目的 1了解反应精馏过程原理及适用场合. 2掌握反应精馏装置的操作方法和反应精馏研究方法。3了解反应精馏与常规精馏的区别。 4学会用色谱-热导检测器分析塔内物料浓度组成。二实验原理 反应精馏法是将化学反应过程与精馏分离过程同时进行生产产品的操作。由于物理过程与化学过程同时存在，使过程更加复杂。 （1）对可逆平行反应，通过精馏将反应产物中的高沸物或低沸物连续的从系统中排出，可使总转化率超过平衡转化率，大大提高生产效率。 （2）对于异构体混合物分离比较困难时，若其中的某组分能发生化学反应并生成沸点不同的物质，就可以加以分离。 本实验用乙酸、乙醇为原料，加入少量浓硫酸为催化剂通过反应精馏合成乙酸乙酯。边反应边将乙酸乙酯分离出来，提高乙酸的转化率。 操作方式：间歇过程；塔釜连续进料过程；塔身某处连续进料过程。 产物分析方法：采用色谱-热导检测分析，色谱工作站处理。GD某分离柱(φ3mm，L2m),柱温110度，汽化温度130度，检测温度120度；载气压力0.04Mpa；桥流100mA. 出峰的先后顺序为：H2O,CH3CH2OH,CH3COOH,CH3COOC2H5.它们的摩尔校正因子分别为：3.03,2.09,1.39,0.91。三实验装置与试剂

反应精馏装置一套，直径20mm,内装填料，可自动加热、保温、回流控制。操作过程见说明书。 无水乙醇200mL；含浓硫酸0.3%(wt)的冰乙酸200mL.四实验步骤 1配置1：1.3（mol）酸醇混合液250mL，加入到塔釜中。并用色谱准确测其组成。2开启色谱-热导检测分析仪及色谱工作站，按分析方法操作。 3通冷却水，接通电源。按操作说明书对反应精馏装置加热升温，并开启保温电流。待塔顶有液体出现时，全回流30分钟。以微量注射器在塔身不同高度取样口取样分析，作出塔内各组分的浓度分布曲线。 4开启回流比3：1，塔顶开始出产品。当塔顶温度有明显变化时，停止出料，降温冷却，直到塔内液体全部流入塔釜。称产品与残液质量、体积及浓度组成。5改变回流比，重复上述操作。五实验数据记录与处理1原料液的质量、摩尔数，各组分的浓度。 2全回流塔顶温度：塔釜温度：不同塔高度各组分的浓度，作各组分浓度分布曲线。取样位置乙酸乙酯浓度 乙酸浓度乙醇浓度3回流比3时，观察塔顶温度变化。 产品的质量、体积及各组分含量；残液质量、体积及各组分含量。质量体积乙酸乙酯浓度乙酸浓度乙醇浓度原料液产品釜残液水4对乙酸、乙醇、乙酸乙酯作全塔物料衡算，计算乙酸转化率和乙酸乙酯的收率。 六注意事项 1实验开始时必须先通冷却水，实验结束后待塔顶无回流液后最后关冷却水。

《化工专业实验》课程教学大纲(本科)

化工专业实验 （Experiment of Chemical Engineering and Technology） 课程代码：13410106 学分：1.5 学时：48 （其中：课堂教学学时：0 实验学时：48 上机学时：0 课程实践学时:0） 先修课程：化工设备机械基础、物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、分离工程、化学工艺学 适用专业：化学工程与工艺 教材：实验讲义 一、课程性质与课程目标 （一）课程性质 本课程是化学工程与工艺专业必修的实践性课程。它是从工程与工艺两个角度出发，即以化工工艺生产为背景，又以解决工艺或过程开发中所遇到的共性工程问题为目的，选择典型的工艺与工程要素，所组成系列的工艺与工程实验。它是进行（化工类）工程师基本训练的重要环节之一，在专业教学计划中占有重要的地位。 化学工程与工艺实验是在学生已经接受了基础理论与专业知识教育，有经受过初步工程实验训练的基础上进行的。在本实验教学中，将使学生了解与熟悉有关化工工艺过程、化学反应工程、传质与分离工程等学科发展方向上的实验技术和方法；掌握与学会过程开发的基本研究方法和常用的实验基本技能；培养学生的创造性思维方法、理论联系实际的学风与严谨的科学实验态度，提高实践动手能力。为毕业环节乃至今后工作打下坚实的基础，起到承前起后的作用。 （二）课程目标 课程目标1：能够正确采集、整理实验数据，并对数据进行分析、关联和建模。将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于分析复杂化学工程问题，能够基于科学原理并采用科学方法对复杂化学工程问题进行研究，包括设计实验方案、实验仪器操作，采集、分析与解释实验数据。 课程目标2：能够分析并解释实验结果，与理论模型进行比较，并通过信息综合得到合理结论。

《化工原理实验》课程教学大纲

《化工原理实验》教学大纲 一、说明 （一）实验目的、要求 化工原理实验是应用化学专业学生必修的一门主要的专业基础实验课程，是化工原理课程的一个十分重要的实践性教学环节，它是联系化工理论与生产实际的桥梁，对课堂教学起到必要的有益的补充作用。它与一般实验不同之处在于具有明显的工程特点，许多工程上复杂因素的分析，往往不能从理论上计算得到，须依据实验方法解决。化工原理实验的任务是巩固和加深对理论的认识和理解，验证有关化工单元操作的理论。熟悉工程实验装置的结构、性能和流程，掌握一定的实验技能，通过对实验数据的分析、整理及关联，培养学生编写实验报告，处理一般工程问题和进行科学研究的初步能力。为学好相关的化工类专业课打下坚实的基础。 教学基本要求： 1．巩固和深化化工原理课程的理论知识，帮助理解从书本上难以弄清的概念； 2．在学习化工原理课程的基础上进一步理解一些比较典型的已被广泛应用的化工过程及设备的管理与操作； 3．提供一个理论联系实际的机会。培养学生运用所学的化工原理等理论知识去解决实验中遇到的各种实际问题，同时学习在化工领域内如何通过实验获得新的知识和信息； 4．引导学生利用化工过程与设备、实验方法学、现代控制原理等理论知识进行分析和设计化工单元操作的实验，以达到全面提高学生实践能力的目的，进行化工实验基本技能的训练，学习化工实验的基本方法和测量技术，培养从事化工科学实验的能力； 5．培养发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及清楚正确地表达实验结果、进行技术交流的能力； 6．培养科学的思维方法、科学态度和科学作风，提高自身素质水平； 7．在实验教学中能够介绍新的化工技术和实验技术，开阔眼界，启发创新意识。 （二）实验内容的选取和实施中注意的问题 实验内容涵盖流体流动与输送、热量传递和设备、非均相混合物分离、吸收、精馏、干燥和萃取等典型的单元操作。化工原理实验教学应该以实验设计方法、设计思路，实验手段的合理运用等内容为主，充分发挥学生的主观能动性，因材施教。在实验教学过程中培养学生的实验技能和科学研究能力，引导学生利用化工过程技术与设备、实验方法学、现代测控

《化学工程与工艺专业实验》教学大纲

《化工专业实验I》实践环节教学大纲 实践环节名称：化工专业实验I 英文名称：Experiments of Chemical Engineering and Technology I 课程编号： 学时/周数：24/ 学分：0.75 考核方式：平时成绩+闭卷笔试 开设学期：三年级下学期 选用教材：化学工程与工艺专业实验（自编，非出版） 适用专业及层次：化学工程与工艺（含精细化工、化工实验班） 相关课程：化工热力学、分离工程 一、实验教学目标 通过化工专业实验I教学应达到如下目的要求： 1．运用化工热力学、分离工程和化工基础课程原理等知识对典型的、比较复杂的化工问题进行分析研究、包括实验原理、设计实验、用实验装置得到数据、分析与处理实验数据，对实验的结果进行合理分析，得到合理有效的专业结论。提高学生的化工专业素养和能力。2．能够针对典型的、复杂的化工专业实验项目，确定合适的技术方案，理论联系实际，选择合适的动力学、热力学模型去解决实际问题，并了解其特点及局限性。 3．能够和同组人共同完成实验，能够将任务分解、分工、合作，并执行。能够承担个人、团体及负责相应的角色，完成实验。 4．能够就化学工程与工艺专业的复杂工程问题与同学、同行交流，以书面形式完成实验报告。 二、教学目标与毕业要求的对应关系

三、基本内容 （一）二元汽液相平衡数据测定实验（必开）（支撑目标1、2、3、4） （二）制冷热泵循环实验（必开）（支撑目标1、2、3、4） （三）反应精馏制甲缩醛实验（必开）（支撑目标1、2、3、4） （四）共沸精馏实验（必开）（支撑目标1、2、3、4） （五）液液传质系数测定实验（选开）（支撑目标1、2、3、4） （六）无限稀释活度系数测定实验（选开）（支撑目标1、2、3、4） （七）超临界萃取实验（选开）（支撑目标1、2、3、4） （八）分子蒸馏实验（选开）（支撑目标1、2、3、4） （九）气体吸附分离实验（选开）（支撑目标1、2、3、4） 四、教学建议进度（24学时/） 每学期初提交实验安排表，由实验室按照实验计划学时、学生课堂课表情况统一安排，并上报学院教学办和学校相关部门。 五、教学方法(实验)/安排和形式 学生按照安排时间到实验室现场完成实验。每位学生需独立完成实验报告，包括实验目的意义、实验原理、实验步骤、数据记录及处理、结果分析与讨论等内容。 六、考核方式 采用平时成绩+闭卷笔试的考核方式。 七、成绩评定方法 成绩由以下两方面组成： 1、闭卷笔试：占成绩40%。 2、平时成绩：占成绩60%。

化学反应工程实验

化学反应工程实验 河北科技大学 化学与制药工程学院 化学反应工程课程组

实验1 二氧化碳甲烷化反应动力学的测定 一、实验目的 测定催化剂的反应动力学数据及确定动力学方程中各参数值是化学动力学研究的重要内容，也是工业反应器设计的基础。本实验通过测定不同温度下、不同初始组成的二氧化碳甲烷化反应的转化率，掌握一种获得气固相催化反应速度常数以及吸附平衡常数的定方法。 二、实验原理 二氧化碳与水蒸汽在镍催化剂存在下，进行如下甲烷化反应： 2242298CO +4H =CH +2H O 16508kJ/mol H .∆=- 催化剂以氧化镍为主要成分，三氧化二铝为载体，氧化镁或三氧化二铬为促进剂，在使 用前，需将氧化镍还原成具有催化活性的金属镍。 反应的动力学方程为： ( ) 22 2 222222213CO CO H CO 2CO CO H H H O H O d mol CO /(s g cat.)d 1/N kp p r W K p K p K p =- = ⋅+++ 22 0CO 0CO d d d 224d N V y x W .W -= () 2 22 22222213 CO H 0 0CO CO CO H H H O H O d 224d 1/kp p x .W V y K p K p K p ∴=+++ 分离变量并积分得： ()2 222222 2 2 0CO CO H H H O H O 0CO 130 CO H 1d 224x /K p K p K p V y W x .k p p +++= ⎰ 因为二氧化碳甲烷化反应为变体积的反应，各组分分压可表示为（假设混合气体在低压下符合道尔顿分压定律）： 22222222222 2222200 CO CO CO CO CO 00 H O H O CO CO CO 000H H H CO CO CO (1))2(1) (4)(1)p py py x y x p py py x y x p py p y y x y x δδδ⎧==-+⎪⎪==+⎨⎪==-+⎪⎩ 以上各式中，k 为反应速度常数；222(=CO , H O, H )i K i 为各组分的吸附平衡常数； 222CO H O H y ,y ,y 为反应物瞬时摩尔分率；222 000 CO H O H y ,y ,y 为初始反应物摩尔分率；0V 为进口