PAGEPAGE7《化學反應工程》課程教學大綱課程名稱：化學反應工程總學時：54 講課學時實驗學時學分：3.0適用對象：化學工程、化學工藝先修課程：物理化學、化工工藝學、化工原理、化工熱力學一、課程性質、目的和任務課程性質：化學反應工程是以化學反應器原理為主要線索礎性和自身獨特性。課程目的與任務：之于化學反應工程學的綜合能力；二是使學生掌握化學反應工程學科的理論體系、研究方法，了解學科前沿；反應過程中的工程放大問題以及實現反應過程中最優化的能力二、教學基本要求通過本課程的教學，要使學生系統地掌握化學反應動力學規律、傳遞過程對化學反應的影響規律，掌握反應器設計、過程分析及最佳化方法。三、教學內容及要求教學內容緒論及研究方法均相單一反應動力學和理想反應器概念與術語化學反應速率、反應動力學方程、化學反應的分類

教學要求學反應工程學科有一個宏觀的接觸和把握。要求學生了解化學反應式、化學計量方及阿侖尼烏斯方程；要求學生理解基元反應與質量作用定學反應式與化學計量方程的區別；掌握化學反應速率的表征、反應動力學方程、反應級數以及基本反應類型。單一反應動力學 1.要求學生了解動力學方程建立方法微分等溫恒容過程反應動力學方程及動力學方程建立法、積分法和最小方差解析法；方法（）等溫變容過程的膨脹因子、膨脹率εA；與轉化率的關系。

012n<1級不可逆反應中反應時間、轉化率與初始濃度之間的變化關系；要求學生掌握等溫恒容過程反應動力學方程式、等溫變容過程的膨脹因子脹率A的表達式以及所表達的反應速率方程。1.3間歇反應器平推流反應器全混流反應器復合反應與反應器選型復合反應動力學復合反應速率表達式及動力學方程確定；可逆反應速度表達式及動力學特征；自催化反應速度表達式及動力學特征；平行反應速度表達式及動力學特征；連串反應速度表達式及動力學特征。組合理想反應器的設計2.2.1.理想流動反應器的聯操作及平推流反應器的并聯操作和全混流反應器的并聯操作；理想流動反應器的串聯操作器的串聯操作和全混流反應器的串聯操作；循環反應器。反應器型式及操作評選逆反應過程平推流反應器與全混流反應器的比較和不同型式反應器的組合；循環反應器、反應器組合；應；平行反應，涉及選擇性及收率的定義、溫度

掌握理想反應器的設計方程，會靈活運用這些設計方程計算完成給定任務所需的反應器體積。方法；要求學生理解可逆反應（吸熱、放熱自催化反應、平行反應及連串反應的動力學方程特征；的表達法及動力學分析方法。要求學生了解循環反應器；混流反應器的并聯；混流反應器的串聯器型式中體積及選擇性的比較；濃度、活化能對選擇性的影響；分析方法濃度對選擇性的影響；和全混流反應器平均選擇的比較。非理想流動反應器返混與停留時間分布返混對反應過程的影響及對反應器的分類；率函數（F（t）和E（t））、兩特征值（平均停留時間和散度）、停留時間分布規律的實驗測定（階躍輸入法和脈沖輸入法）；用對比時間作變量的停留時間分布；布規律。非理想流動模型凝聚流模型；多級混合槽模型；軸向擴散模型。氣固相催化反應本征動力學催化過程及表征催化反應過程及特征；非均相催化反應速率表達；非均相催化反應過程；固體催化劑組成、結構及制備本征反應動力學吸附差別、化學吸附速率的表達、蘭格繆爾吸附模型、焦姆金吸附模型、弗魯德里希吸附模型；表面化學反應；程、冪函數型本征動力學方程及實驗測定。氣固相催化反應宏觀動力學催化劑顆粒內氣體擴散宏觀反應速率的定義式；

對反應器的分類、概率函數；時間分布；及兩理想反應器的停留時間分布規律。凝聚流模型和模型法解決均相反應過程的假設及步驟；散模型的假設及推導；要求學生掌握幾種解決均相反應過程問凝聚流模型、多級混合槽模型、軸向擴散模型。制備，以及催化反應過程的特征；種表達式；要求學生掌握非均相反應的七大步驟。力學方程及本征動力學方程的實驗測定；2.要求學生理解焦姆金吸附模型、弗魯德里希吸附模型；3.要求學生掌握蘭格繆爾吸附模型（理想吸附模型）及雙曲本征動力學方程的推理散；要求學生理解擴散判斷準則；催化劑顆粒內氣體擴散，涉及分子擴散、以顆粒為基準的有效擴散

要求學生掌握宏觀反應速率及有效宏觀反應動力學程；無限長圓柱型催化劑、圓形薄片催化劑、非等溫條件下的宏觀動力學方程。催化劑表面外的傳質、傳熱及催化劑失活流體與催化劑外表面間的傳質；流體與催化劑外表面間的傳熱；失活現象及失活動力學；工業上處理失活問題的方法。6.1流體在固定床傳遞特性流體在固定床內的流動特性；固定床內的徑向傳遞。固定床催化反應器設計固定床催化反應器的特點及類型（絕熱固

要求學生了解非等溫條件下的宏觀動要求學生理解宏觀反應動力學方程的催到任意級的假設、推理和求解；要求學生掌握宏觀等溫反應動力學方求學生掌握。要求學生了解流體在固定床內徑向傳要求學生理解流體通過床層壓力傳遞要求學生掌握固定床的空隙率、體積及特點，各種固定床反應器的數學模型；型、一維擬均相非理想流模型、二維擬均一維擬均相理想流動模型對反應器進行設計相模型、二維非均相模型的建立方法；計算，涉及等溫單層絕熱床和多段絕熱反應器； 要求學生掌握等溫單層絕熱床和多段絕固定床反應器模型評述，涉及一維擬均相非理熱反應器的設計計算氣液反應過程及反應器氣液反應動力學氣液反應步驟及過程；氣液反應過程的基礎方程；βγ。

要求學生了解氣液反應的傳質步驟及傳質速率方程；要求學生理解氣液反應過程的基礎方要求學生掌握瞬時反應過程、極慢反βγ。氣液反應器工業上常用的氣液反應器；填料塔式反應器的計算；鼓泡塔式反應器的計算。全混流反應器的熱穩定性；管式反應器的熱穩定性；反應器參數的靈敏性；

式反應器的計算；算。要求學生了解全混流、管式反應器的熱穩定性及反應器參數的靈敏性。四、課程的重點和難點緒論重點是化學反應工程的研究內容和方法。第一章 均相單一反應動力學和理想反應難點：動力學方稱的建立；反應器設計計算第二章 復合反應與反應器選型流反應器的串聯。導；復合反應（包括可逆反應、自催化反應、平行反應、連串反應）在PFRCSTR反應器的優化設計計算第三章非理想流動反應器導、結論及應用比較。理解；均相反應過程問題的近似法假設及推導。第四章氣固相催化反應本征動力學重點：非均相催化反應速度的表達；非均相催化反應過程；雙曲型本征動力學方程雙曲本征動力學方程的推理。第五章氣固相催化反應宏觀動力學學方程的假設、建立、數學求解；理第六章氣固相催化固定床反應器等溫多層絕熱床和多段絕熱反應器的設計計算。難點：厄根方程和修正雷諾準數；一維擬均相理想流動模型、一維擬均相非理想流模型、二維擬均相模型、二維非均相模型的建立。第八章氣液反應過程及反應器填料塔式反應器工藝計算。難點：氣液反應過程的基礎方程及五大反應過程的數學求解；填料塔式反應器工藝計算。第九章反應器的熱穩定性和參數靈敏性重點：全混流、管式反應器的熱穩定性。難點：全混流、管式反應器的熱穩定性。五、實踐環節獨立開課學時學時教學內容（按章填寫）課堂講授實驗課習題課討論課其它緒論 1第一章均相單一反應動力學和理想反應器51第二章復合反應器與反應器選型62第三章非理想流動反應器63第四章氣固催化反應本征動力學63第五章氣固催化反應宏觀動力學63第六章氣固相催化反應固定床反應器6第八章氣液反應過程及反應器3第九章反應器的熱穩定性和參數靈敏性3小計合計425412七、考核方式本課程為必修考試科目；本課程采