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

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

《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

化学反应工程初步教案

化学反应工程初步教案 化学反应工程初步教案 一、课程目标 1.理解化学反应工程的基本概念和原理。 2.掌握反应器的基本类型、结构和工作原理。 3.能够应用数学和物理知识进行简单的反应器设计和性能分析。 4.培养学生对化学反应工程的兴趣和热情，提高其解决实际问题的能力。 二、课程内容 1.化学反应工程概述 o化学反应工程的研究对象和内容 o化学反应工程的发展和应用 2.反应器的基本类型和结构 o间歇反应器、连续搅拌釜式反应器、管式反应器等反应器的特点和应用 o反应器的结构和设计原则 3.反应器的工作原理 o理想反应器和实际反应器的区别和联系 o反应动力学和反应器稳定性的概念和计算方法 4.反应器设计和性能分析 o反应器设计和性能分析的基本步骤和方法 o数学模型和模拟软件在反应器设计和性能分析中的应用 5.化学反应工程的实际应用案例 o化学工业中的典型反应器及其应用 o新型反应器技术的发展和应用 三、教学方法 1.课堂讲解：通过讲解化学反应工程的基本概念和原理，帮助学生建立对化 学反应工程的基本认识。 2.案例分析：通过分析实际应用案例，让学生了解化学反应工程在实际生产 中的应用和重要性。 3.实验操作：通过实验操作，让学生深入了解反应器的结构和原理，提高其 实践能力和解决问题的能力。 4.在线学习：通过在线学习资源，让学生自主探究和学习化学反应工程的相 关知识，提高其自主学习能力。 四、教学评估

1.课堂表现：通过观察学生的课堂表现，评估其对化学反应工程基本概念和 原理的理解和掌握程度。 2.作业和练习：通过检查学生的作业和练习，评估其对化学反应工程基本概 念和原理的应用能力。 3.期末考试：通过期末考试，全面评估学生对化学反应工程课程内容的理解 和掌握程度。 4.学习反馈：通过学生反馈，评估教学方法的有效性和需要改进的地方，以 提高教学质量。

反应工程教学设计

反应工程教学设计 背景介绍 反应工程是化学工程领域中重要的学科，涉及化学反应动力学、传热传质等多 学科的知识。在工业生产中，应用广泛，包括化学制品、石油和石化、精细化学品、食品、制药、环保等行业。在化工专业中，反应工程是必修课程，也是学生们掌握化学工程实践能力的重要途径。如何进行有效的反应工程教学设计，是化工专业教师和教育管理者们一直在关注的话题。 教学目标 反应工程教学的目标是培养学生的实验操作技能和化工实践能力，使其能够理 解和掌握化学反应原理和反应过程，包括反应动力学、反应机理、影响反应速率的因素等。 教学内容 理论课程 反应工程的理论课程包括以下内容： 1.化学反应原理 2.反应动力学 3.反应机理 4.热力学 实验课程 反应工程的实验课程包括以下内容：

1.反应条件的选择和优化，包括反应温度、反应物浓度、反应容器的选 择等； 2.反应速率的测定方法，包括滴定法、分光光度法、流变法等； 3.反应过程的控制方法，包括流量控制、温度控制、压力控制等； 4.反应工程的设计方法，包括反应器的选择和设计、反应条件的优化等。教学方法 理论课程的教学方法 在进行反应工程的理论课程教学时，可以采用以下教学方法： 1.讲授课件。结合图表和实例，讲解反应工程中的基本概念和原理。 2.案例分析。通过分析实际生产中的反应过程，让学生了解反应工程的 具体应用。 3.互动讨论。引导学生思考，提高他们的思考能力和问题解决能力。 实验课程的教学方法 在进行反应工程的实验课程教学时，可以采用以下教学方法： 1.授课和演示。通过教师的授课和实验演示，让学生了解实验操作步骤 和实验数据处理方法。 2.学生自主实验。在教师指导的情况下，学生独立完成实验操作，提高 他们的实践能力和自主学习能力。 3.实验报告。通过撰写实验报告，让学生对实验内容进行总结和归纳， 提高他们的科学写作能力和表达能力。 教学评价 反应工程教学的评价主要有学生学习能力和教学效果两方面。

《化学反应工程》课程思政教学案例(一等奖)

《化学反应工程》课程思政教学案例（一等奖） 一、课程简介 学生系统学习化学反应工程相关知识的基本原理和基本理论，能够运用所学理论解决和处理化工生产中有关反应工程的实际问题，具备对化学反应器及化学反应过程进行分析和计算的能力。。加入思政内容教学设计，融入爱国精神、工匠精神以及团队精神；培养工科人文情怀、专业素养和爱国精神等，实现价值观的引领。 本节课采用任务驱动法让学生课前带着问题自学，课中带着问题讨论分析，课后带着问题查阅资料完成作业，努力做到以学生为主导，发挥学生的积极性，并通过案例将理论与实践相结合，力争学生将理论知识学通学活。教师在整堂课的授课过程中，通过几个案例，将课程思政的内容融入教学中，达到了润物细无声的效果。 二、典型案例 1.案例简介 案例为第五章气－固相催化反应工程，第一节固定床催化反应器。讲述我国合成氨工业从无到有，从有到强的过程，培养学生的爱国主义情怀。 2.案例教学内容： 一、固定床催化反应器的基本类型； 二、固体催化剂的基本知识

介绍荣获“中国催化成就奖”和2007年度“国家最高科学技术奖”的闵恩泽先生。闵先生在非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺中进行集成创新，建成了百吨级非晶态镍生产装置。该催化剂已成功替代用于己内酰胺加氢精制过程的进口雷尼镍催化剂。向学生介绍我国研制成功的全球首套煤制烯烃(MTO)、煤制乙醇工艺技术。具有良好的热稳定性和水热稳定性。 教学过程：课前预习→（一）导课→（二）课堂讲授→（三）小结→（四）知识拓展。 板书设计： 一、固定床催化反应器的基本类型二、固体催化剂的基本知识 通过工业催化剂的生产与发展这两个线索引入闵恩泽的例子，配合PPT图片进行启发式讲述，培养学生精益求精的工作态度，发扬大国工匠精神和荣誉感。学生从课堂案例中见证我们伟大祖国的日益强大，增强民族自豪感和勇于担当、振兴祖国的责任感。 教学反思与评价： 1.注重理论联系实践以常见的反应器类型导入课堂主题，以固定床工艺实例视频的讲解，让学生身临其境，学习效果提升，激发学生学习热情。 2.注重课程思政元素的体现提出“科技是国家强盛之基，改革是民族进步之魂。”激励学生勇于创新，勇攀科学高峰，强化专业和政治素养实现自我价值。 3.反思应针对不同工艺、不同处理环节拍摄更多现场视频。

化学教学论第四版教学设计

化学教学论第四版教学设计 随着科技的不断发展，教学方法也在不断变革。而在化学教学这一领域，教学 设计是极为关键的一点。本文旨在探讨化学教学论第四版的教学设计。 教学目标 教学设计的第一步是确定教学目标。本教学设计的目标是培养学生培养醒目问 题意识、掌握化学基本理论、掌握科学实验方法以及能够进行基本思维。 教学内容 化学教学的内容极为丰富。我们可以根据学生的年级和能力来安排相应的课程 模块。在本教学设计中，我们分为以下内容： 化学基本概念 首先，我们应该让学生掌握化学的基本概念，如元素、化合物、化学反应等。 通过丰富的实例，让学生能够逐步掌握这些基本概念。 化学现象实验 在化学教学中，实验教学是非常重要的一环。通过实验，可以让学生更好的理 解化学现象。在实验中，我们可以让学生掌握仪器的使用和化学实验的基本操作。 化学计算 化学计算是化学教学中又一项重要的内容。了解各种计算方法，掌握计算规则，对于学习化学非常重要。

教学方法 团队合作教学 我们可以将学生分成小组进行团队合作。每个小组内各自分工，共同完成课前预习，课上讨论，课后总结的工作。 讲授与探究相结合 化学教学在讲授的同时，我们还可以让学生自己探究，自己思考。可以将学生自主提问，鼓励学生在讨论中提出问题。 项目式学习 通过化学项目式学习的方式，可以让学生更好地理解化学知识点，并将其运用到实际生活中。例如，我们可以给学生一个化学实验的题目，让他们自己设计实验并进行实验。 考核方式 化学教学的考核方式必须要与教学内容和教学目标相适应。我们可以采用以下几种考核方式： - 定期作业 - 个人课题报告 - 小组和个人展示 - 考试教学评价 在教学的过程中，教师要开展教学评价的工作，以便更好地了解学生的学习情况和进步情况。我们可以采用以下评价方法： - 日常评价：如观察课堂活动、听取学生的自我评价等。 - 项目式评价：通过观察、记录、分析学生的项目式学习完成情况，进行量化的评价。 - 个案研究：以学生为中心，通过对学生的个案进行深入的分析和研究，进一步得知学习情况。

新大学化学第四版教学设计

新大学化学第四版教学设计 1. 教学目标 •掌握化学基本概念和化学方程式的表示。 •理解化学的基本原理和实验方法，并能进行简单的实验操作。 •熟练使用量的单位及其换算关系，并能应用于化学计算。 •掌握化学反应的热力学基础和物态变化的规律，并能应用于实际问题。 •研究化学反应速率和平衡，掌握化学反应速率和平衡的基本规律，并能应用于实际问题。 •掌握化学的基本研究方法和基本技能，培养化学实验和化学计算的能力。 •培养化学实践中的安全意识和责任心。 2. 教学内容与方法 2.1 教学内容 •化学基本概念和化学方程式的表示。 •化学的基本原理和实验方法。 •量的单位及其换算关系。 •化学反应的热力学基础和物态变化的规律。 •化学反应速率和平衡的规律。 •化学的基本研究方法和基本技能。 2.2 教学方法 采用“理论+实验”相结合的教学方法。具体而言：

2.2.1 理论教学 通过课堂讲解、讨论和案例分析，让学生掌握化学基本概念和方程式的表示、基本原理和实验方法、量的单位及其换算关系、化学反应的热力学基础和物态变化的规律以及化学反应速率和平衡的规律。 2.2.2 实验教学 通过化学实验活动和实验报告的编写，让学生深入理解化学知识，并熟练掌握化学实验和化学计算的能力。 2.2.3 课外实践教学 组织学生参加化学实践活动，培养学生的实践能力和安全意识。 3. 教学评价与考核 3.1 课程作业及实验报告 布置课程作业和实验报告，检验学生对化学基本概念和原理的掌握情况，以及化学实验和计算能力的运用情况。 3.2 期中、期末考试 采用闭卷或开卷形式进行期中、期末考试，考查学生对化学理论知识的掌握情况。 3.3 课堂表现 评价学生在课堂上的表现，包括学习态度、问答情况、讨论质量等方面。 4. 教学资源 4.1 教材 《新大学化学（第四版）》

化学反应工程

化学反应工程 1、平推流的F(t)~t和E(t)~t曲线有何特征？并画图说明。 答: 平推流的F(t)~t曲线特征：F(t)= 平推流的E(t)~t曲线特征：E(t)={ 2、理想吸附应符合哪些条件？ 答：①均匀表面（理想表面）：即催化剂表面各处的吸附能力是均一的，吸附热于表面已被吸附的程度如何无关②单分子层吸附③被吸附的分子间互不影响④吸附的机理均相同，吸附形成的络合物亦均相同⑤吸附与脱附可以建立动态平衡 3、测定停留时间分布需要借助示踪剂,示踪剂应满足哪些条件？ 答：采用何种示踪剂，要根据物料的物态、相系及其反应器的类型等情况而定。 A不应与主流体发生反应 B与所研究的流体完全互溶，除了显著区别与主流体的某一可检测性质外，二者应具有尽可能相同的物理性质 C便于检测：本身应具有或者易于转变为电信号或者光信号的特点，并且浓度很低时也能够检测 D加入示踪剂不影响所研究流体的流动状态 E不被反应器表面及其反应器内部的固体填充物吸附，用于多相系统检测的失踪剂不发生相间的转移

4、什么是返混，简述返混对复合反应体系的影响。 答：返混是指不同停留时间的物料粒子间的混合，或者不同时间进入反应器的物料间的混合。 对平行反应：若主反应级数高于副反应级数，返混使主产物选择率下降，若主反应级数低于副反应级数，返混使主产物选择率提高。 对连串反应：返混使反应物浓度降低，产物浓度提高，因而使主产物的选择率下降。5、什么是反应器的热稳定性？全混釜稳定操作的必要条件是什么？ 答：反应器的热稳定性是指当操作参数受外界干扰，偏离正常值，出现微小变化时，反应能否正常进行，当外界干扰取消时，操作状态能否自动恢复到规定的正常值。 全混釜稳定操作的必要条件：Q r=Q G dQ r∕dT>dQ G/dT 6、选择操作温度的一般原则是什么？ 答：①反应的热效应不大，反应热较小，活化能较低，而且在相当广的温度范围内，反应的选择性变化很小，则可采用既不供热也不出去热量的绝热操作是最方便的，反应放出或吸收的热量由系统中物料本身温度的升高或者降低来平衡，这种操作温度的变化范围不应超过工艺上许可的范围。 ②对中等热效应的反应，一般先考虑采用绝热操作，因此绝热反应器结构简单，经济，但应对收率、操作费用、反应器大小方面全盘衡量，最后才确定采用绝热或变温的方式。若为液相反应，可采用具有夹套或者盘管的釜式反应器，以便控制在等温下操作。

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、

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?

化学反应工程

化学反应工程 化学反应工程是研究和应用化学反应的一门学科，主要涉及反应基础、反应动力学、反应工程、反应器设计、反应工艺优化等方面。本 文将介绍化学反应工程的基本概念、关键内容和应用领域。 一、化学反应工程的基本概念 化学反应工程是将化学反应原理与工程技术相结合，研究化学反应 的机理、动力学和应用，以达到控制和优化反应过程的目标。它是化 工过程工程的重要组成部分，也是化工工业中最基本、最关键的环节 之一。 化学反应工程主要研究反应的速率、选择性、稳定性和收率等关键 问题，通过设计合适的反应器以及优化反应工艺，来实现预期的反应 目标。反应体系的研究对象包括单一物质和复杂物质之间的化学反应，如气相反应、液相反应、固相反应、催化反应等。 二、化学反应工程的关键内容 1. 反应动力学 反应动力学研究反应速率与反应物浓度、温度、压力等因素之间的 关系。通过实验和理论模型的建立，可以确定反应的速率常数、反应 机理和反应动力学方程。反应动力学的研究对于反应过程的深入理解 和反应器设计具有重要意义。 2. 反应器设计

反应器是进行化学反应的装置，其设计旨在实现高效率、高选择性 和高产率的反应过程。根据反应条件的不同，常见的反应器有批式反 应器、连续式反应器、循环式反应器等。反应器设计考虑到传热、质 量传递、混合和流动等因素，以最大程度地实现反应条件的控制和反 应物的利用率。 3. 反应工艺优化 反应工艺优化是指通过调整反应条件、改变反应器结构和优化操作 参数等手段，提高反应过程的经济效益和可行性。优化方法包括响应 面法、遗传算法、模拟退火算法等，通过建立反应过程的数学模型， 寻求最优解，以达到能源节约、资源利用和环境友好的目标。 三、化学反应工程的应用领域 化学反应工程广泛应用于化工领域的各个环节，包括新材料制备、 能源开发、环境保护、医药制造等。以下列举几个典型应用案例： 1. 新材料制备 化学反应工程在新材料制备中发挥重要作用，如高分子材料的合成、纳米材料的制备和催化剂的研发等。通过控制反应条件、选择合适的 反应体系和优化反应工艺，可以实现新材料的高效合成和性能调控。 2. 能源开发 化学反应工程在能源开发领域具有重要意义，如石油加工、燃料电 池和太阳能电池等。通过研究反应动力学、设计高效的反应器和优化 反应工艺，可以提高能源转化效率和降低能源消耗。

《化学反应工程》课程教学大纲

《化学反应工程》教学大纲 一、说明 （一）本课程的目的、要求 化学反应工程是化学工程与工艺专业的核心课程，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。能培养学生的工程方法论、工程能力和技术经济理念。 学生学完本课程后，能对反应器内三传现象和化学反应速率之间的相互作用有深厚的理解，掌握依靠数学模型方法对反应器分析的基本原理。能够建立反映反应器基本特征的数学模型。能够对等温操作的理想反应器进行体积设计；正确认识反应器流动模型、停留时间分布和非理想反应器的数学描述，用于预测实际反应器的转化率；掌握等温催化剂以及外扩散对多相反应过程影响的数学模型分析原理。懂得对实际非等温理想反应器作物料守恒和能量守恒耦合系统分析的计算方法。学习应用科学计算软件求解反应器二维数学模型耦合偏微分方程组，给出反应器内的空间场量，如流场、压力场、浓度场和温度场，为反应器结构优化设计提供科学依据。 （二）内容选取和实施中注意的问题 注重与《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。在教学中重视理论联系实际和课堂讨论，并加强典型实例的讲解。 （三）教学方法 多媒体教学，以课堂讲授为主，辅以课堂讨论。 （四）考核方式 闭卷考试，平时成绩占20％，考试成绩占80％。

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: (1) 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。 (2) 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。 (3) 难点：无。 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。

化工设计第四版教学设计 (2)

化工设计第四版教学设计 一、教学背景 化工设计是化学工程专业的核心课程，它是学生进入该专业的门槛 和重要的基础性课程，也是后续课程的前置课程。根据实际情况，本 次教学设计主要面向化学工程与工艺专业的本科生，旨在提高学生的 化工设计能力和投入到实际工作的能力。 二、教学目标 通过本次教学，学生应该能够： 1.掌握概括化工设计的基本理论和方法，并具备实践能力； 2.能够分析、研究和解决化工设计中的相关问题； 3.掌握各种常见化工过程的设计计算方法和规律； 4.培养良好的合作意识和团队精神； 5.借助本课程的学习，为深入学习高级课程和从事化工相关 工作打下基础。 三、课程设置 本课程总共分为16个学时，其中8学时为理论课，8学时为实践课。具体课程安排如下： 课时内容教学方法 第1-2学时化工设计基本概念课堂讲授，学生讨论

课时内容教学方法 第3-4学时化工设计方法课堂讲授，案例分析 第5-6学时物料平衡原理课堂讲授，习题练习 第7-8学时能量平衡原理课堂讲授，习题练习 第9-10学时反应动力学和反应工程学课堂讲授，学生讨论 第11-12学时分离工程学课堂讲授，案例分析 第13-14学时平面工艺设计实验操作，案例分析 第15-16学时二维工艺设计实验操作，课堂讨论 四、教学方法 1.课堂讲授。针对理论课程，我们采取课堂讲授为主的教学 方法，通过教师的详细讲解和示范，让学生们更好地理解化工设 计的基本理论和方法。 2.案例分析。通过对实际工程案例的分析，让学生们更深入 地理解化工设计的实际应用，同时培养学生们的解决问题的能力。 3.习题练习。对于课程中的重要部分，我们会布置多种多样 的习题，帮助学生们巩固知识，掌握设计技能。 4.实验操作。针对实践课程，我们会安排一些实验操作，让 学生们能够实际操作化工设计中的常见设备和工艺流程。 5.课堂讨论。在教学过程中，我们将鼓励学生积极参与课堂 讨论，交流学习心得和体会加深对本课程的理解。

化学反应工程课程设计-乙苯脱氢氧化法合成苯乙烯固定床反应器的设计

提供全套，各专业毕业设计 化学反应工程课程设计 设计题目：乙苯脱氢氧化法合成苯乙烯固定床反应器的设计 学生姓名：*** 学号：******* 学院：化学与制药工程学院 专业：化学工程与工艺班级11*班 指导教师：张向京（教授）刘润静（教授） 2014年6月

设计任务书 固定床反应器，又称填充床反应器，是装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状，床层静止不动，流体通过床层进行反应。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器由于其具有返混小、催化剂机械损耗小、结构简单等特点而被广泛应用于连续气固相催化反应过程中。 一、设计题目 任选一工业可实施的气固相催化反应，对反应器进行工艺设计和初步结构设计。 二、设计基础条件 1、原料：所选用原料和组成规格根据所选择的工艺方案，参考目前原料现状自行拟订。 2、转化率或收率：原料的转化率或产品收率根据实际工艺情况自行拟订。 3、生产规模：生产规模可参考目前主流工艺的生产能力自行确定。 三、工作内容及要求 1、设计背景简介 产品的性质、用途、生产及销售情况、国内外主要生产工艺及优缺点（重点从反应器角度论述）等等。 2、反应原理 催化剂、反应方程式、动力学方程等。 3、设计条件 设计数据和工作参数、反应器进出物料组成、基本物性数据等。 4、反应器设计计算 反应器的数学模型选取及计算。 5、初步结构设计 6、设计说明书编制 对以上设计内容汇总，按正规格式编写《设计说明书》。 注：设计说明书均要求用MS-Word编辑，保存为DOC格式；计算过程源程序保存成各自软件的主流格式，设计完成后，将设计说明书及源程序压缩后发至邮箱hxfygckcsj@https://www.wendangku.net/doc/6118982265.html,，并提交设计说明书打印版。

化学反应过程与设备教案

教学内容及课时安排： 任务1 均相反应器选择 2 课时 教学过程 [板书] 任务1．均相反应器选择 [讲述]化学反应过程与设备是一门研究化学反应的工程问题的学科。对于已经在实验室中实现的化学反应，如何将其在工业规模实现是化学反应工程学的主要任务。 为了这一目标，化学反应过程与设备不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，即化学反应动力学，而且，着重研究传递过程对化学反应速率的影响；研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。 在工业反应器中既有化学反应过程，又有物理过程。物理过程与化学过程相互影响，相互渗透，有可能导致工业反应器内的反应结果与实验室规模大相径庭。 工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：(1)由物料的不均匀混合和停留时间不同引起的传质过程；(2)由化学反应的热效应产生的传热过程；(3)多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。这些物理过程与化学反应过程同时发生。 从本质上说，物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律，即反应动力学规律不因为物理过程的存在而发生变化。但是流体流动、传质、传热过程会影响实际反应场所的温度和参与反应的各组分浓度在空间上的分布，最终影响到反应的结果。 [板书] 1.1 釜式反应器的应用与分类 [板书] 1.1.1釜式反应器的应用 [讲述]釜式反应器又称:槽型反应器或锅式反应器一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。反应器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。操作时温度、浓度容易控制，产品质量均一。在化工生产中，既可适用于间歇操作过程，又可用于连续操作过程；可单釜操作，也可多釜串联使用；但若应用在需要较高转化率的工艺要求时，有需要较大容积的缺点。通常在操作条件比较缓和的情况下，如常压、温度较低且低于物料沸点时，釜式反应器的应用最为普遍 釜式设备是化学工业中广泛采用的反应器之一，它可用来进行液液均相反应，也可用于非均相反应，如非均相液相、液固相、气液相、气液固相等。普遍应用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等工业，用来完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和医药中间体的许多其他工艺过程的反应设备。聚合反应过程约90%采用搅拌釜式反应器，如聚氯乙烯，在美国70%以上用悬浮法生产，采用10~150m3的搅拌反应器：德国氯乙烯悬浮聚合采用的是200 m3的大型搅拌釜式反应器：中国生产聚氯乙烯，大多采用13.5 m3、33 m3不锈钢或复合钢板的聚合釜式反应器，以及7 m3、14 m3的搪瓷釜式反应器。又如涤纶树脂的生产采用本体熔融缩聚，聚合反应也使用釜式反应器。在精细化工的生产中，几乎所有的单元操作都可以在釜式反应器中进行。 [板书]1.1.2釜式反应器分类 (1)按操作方式可分为： [讲述]①间歇釜式反应器,或称间歇釜。操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产