1、化學反應過程與設備說課第1頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高說課主要內容：一、說課程123二、說教法三、說學法第2頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高1.教材與教參 教材采用教育部高職高專規劃教材，教材的難度適中，相比本科教材，其特點是復雜的理論分析較少，增加許多工程實踐的實例。符合高職高專的培養目標。一、說課程第3頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高參考資料化學反應工程原理（第二版）張濂，許志美，袁向前編著

2、化學反應工程原理例題與習題（第二版）許志美第4頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高1、典型的化工過程物理處理過程物理處理過程化學反應過程循環物流單元操作單元操作過程之核心2、課程的地位第5頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高化學反應 物質化學轉化獲得能量物質化學脫除 化學反應工程：是研究化學反應過程在工業實施過程中需解決的問題。 即生產多少產品，需要多少時間？需要多大空間（即反應器體積）？如何使反應過程實現優質、高產、低消耗。第6頁，共44頁，2022年，5月20日，16

3、點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高1、用石灰漿抹的墻壁，日久會變硬 CO2 + Ca（OH）2 CaCO3+ H2O 2、水壺和熱水瓶膽使用久了會產生水垢用食醋可以除掉水垢 CaCO3 + 2CH3COOH =（CH3COOH)2Ca + H2O + CO2 3、胃酸過多的人可服用胃舒平 3HCl + Al（OH）3AlCl3 + 3H2O . 4、在汽油中加入酒精可得乙醇汽油，乙醇汽油的使用既可以緩解石油供應緊張的局 面又可以減輕大氣污染 C2H5OH + 3O2 2CO2 +3 H2O . 例：日常生活化學反應第7頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星

4、期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高請問？他們在哪反應？又如何控制他們反映？第8頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高 原料予處理 化學 反應 產物后處理核心化學反應器 進行化學反應的場所第9頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高2、課程主要內容1、化學反應動力學特性的研究2、流體流動、傳遞過程對反應的影響流體流動傳質傳熱影響反應器內濃度和溫度在時間和空間上的分布影響反應結果反應工程學的主要任務之一研究反應機理動力學特性動力學方程第10頁，共44頁，2022年，5月2

5、0日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高3、反應器設計計算、過程分析和最佳化數學建模動力學特性流體流動傳遞特征結合計算機模擬數據優化設計優化控制反應器修改模型第11頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高均相非均相 氣液相攪拌釜式、塔式 氣液固涓流床、淤漿床 反應器氣相管式反應器液相管式、釜式、塔式 氣固相固定床、流化床、 移動床第12頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高管式反應器反應物A反應物B生成物R釜式反應器第13頁，共44頁，2022年，5月

6、20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高固定床反應器第14頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高第15頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高流化床反應器1第16頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高鼓泡攪拌釜式反應器鼓泡塔式反應器第17頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高4.本課程和其他課程間的關系化學反應工程流體流動傳質與傳熱

7、傳遞工程化學工藝工藝路線流程、設備最佳化催化劑反應條件物理化學化學動力學化學熱力學工程控制測量與控制動態特性 科學技術發展到一定階段的必然產物。 是一些基礎學科諸如物理化學、傳遞工程、化學工藝等相互滲透與交叉而演變成的邊緣科學。第18頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高3、課程重要性及意義（就業方向）小式中試生產反應器的控制、選型、放大、開發第19頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高例：焦爐煤氣制甲醇CO2H2 CH3OH CO23H2 CH3OHH2O 第20頁，共44

8、頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高 C4H4S+4H2 C4H10H2S (1) R-SH+H2 RH+H2S (2) R1-S-R2+ 2H2 R1HR2HH2S(3) COSH2 COH2S (4) COSH2O CO2H2S (5) CS24H2 CH42H2S(6) C2H4H2 C2H6 (7) C2H22H2 C2H6 (8) O22H2 2H2O (9) MnOH2S MnSH2O (10) Fe3O43H2SH2 3 FeS4H2O(11) ZnOH2S ZnSH2O (12)（1）脫硫的反應 第21頁，共44頁，2022年

9、，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高（2）焦爐煤氣加氫反應 CO3H2 CH4H2O (13) CO24H2 CH42H2O (14) 2CO CCO2 (15)（3）焦爐煤氣的烷烴轉化反應 CH4H2O CO3H2 （17） 2H2O2 2H2O （18） CH4H2O CO3H2（19） CH4CO2 2CO2H2（20） 第22頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高二、學教法 以任務為載體行動導向性教學： 任務載體：某化工廠接到生產乙酸丁酯的訂單，委托進行乙酸丁酯反應器的設計與選型 以師生之

10、間互動合作行動為方式以工作任務驅動調動學生學習興趣以師生之間互動合作動為方式學生作為學習的行動主題教師為教學活動的主持人第23頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高反應器選型 優惠工藝條件 反應器的工程放大要解決三個問題：第24頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高1、工藝條件物理過程工程因素宏觀動力學因素工業化學反應化學過程化學因素動力學因素第25頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高化學因素C、T等操作條件 對反

11、應過程的影響 著重研究反應選擇性反應類型簡單、復雜濃度效應反應級數溫度效應反應活化能化學因素包括：第26頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高工程因素：流體流動質量傳遞 對反應過程的影響熱量傳遞 第27頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高工程因素 反應場所 反應結果C、T物理因素化學因素第28頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高化學因素與物理因素的結合反應動力學 反應+流體流動返混 反應+傳質效率 反應+傳熱熱穩

12、定性、靈敏度 物理化學與化工原理的 “結合”第29頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高反應器型式操作方式操作條件工程因素反應結果 2、反應工程思維方法反應場所 T C工程問題動力學問題第30頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高動力學問題（反應規律）小設備， 真反應（熱模）工程問題（傳遞規律）假物料， 真設備（冷模） 結 合反應結果第31頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高實驗室反應器工業反應器物質擴散和能量傳遞

13、速度不變十噸級反應器百噸級反應器千噸級反應器萬噸級反應器逐級校正、經驗放大（1）逐級經驗放大方法：第32頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高逐級經驗放大方法：步驟 1.小試確定選型，優惠工藝條件 2.逐級中試研究放大，解決尺寸影響特點 1.反應與傳遞綜合研究 2.耗時長，耗費多，工作量大 第33頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高實質 2.多變量系統綜合研究，不考慮變量 間相互影響；1.只研究外部聯系，不研究內部規律 條件 相應 BLACK BOX3.人為規定了決策序列認

14、為小試優惠條件與大設備一樣；4.尺寸影響靠外推，外推有風險第34頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高開發工業反應器解決合理選型優化操作工程放大程序：小試 反應器型式小試 工藝條件逐級中試考察幾何尺寸的影響逐級放大法的特點： 效果差，效率低，對放大中出現的問題束手無策，只好認定是放大效應。因為這種方法 著眼于外部聯系，不研究反應器內部規律； 受經濟條件限制，認識決定了決策程序； 放大過程是外推的，這在方法論上是不科學的；第35頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高 模型法是人

15、們對某一復雜的，難以用數學全面正確描述的客觀實體，人為地作某些假設，設想出一個近似的數學模型，并用此模型定量地描述客觀實體的近似描述過程。客觀實體理想結果目前無法求解模型求解結 果近似一、模型方法的程序建立物理模型合理簡化建立數學模型（建立描述物理模型的數學方程及初始和邊界條件）用模型方程的解討論客觀實體的特性規律2、模型法第36頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高數學模型方法：步驟 1.小試研究反應規律 2.大型冷模研究傳遞規律3.計算機綜合模擬 4.中試檢驗模型，修正參數 第37頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分

16、，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高實質與特點 2.分解分別研究化學過程與物理過程規律反應規律時個性傳遞規律是共性3.合理而等效的簡化核心等效基礎上的合理簡化1.從內部機理入手研究規律第38頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高反應器內復雜的多尺度結構及其動態變化是產生放大效應的根本原因內部擴散反應過程宏觀流動微觀反應介觀傳遞第39頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高實驗室反應器工業反應器多尺度結構及其隨時間演化變反應器放大新準則研究反應器中多尺度結構的形成機制，不同尺度結構間的關聯及其隨時空演變的規律。 定向調控反應器內不同尺度的結構，使其滿足最佳反應條件。冷模試驗計算機模擬第40頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高實驗研究的重要性主導地位：通過實驗認識過程特征簡化的基礎 通過實驗檢驗模型的等效性通過實驗確定模型參數通過中試檢驗模型，修正參數第41頁，共44頁，2022年，5月20日，16點42分，星期二 化學反應過程與設備說課主講教師：程永高兩種方法是兩個極端：逐級經驗放大立足于經驗； 不要求理解過程的本質、機理或內在規律 工作重點是尋優數學模型方法立足于對過程的深刻理解分解