沈阳理工大学-化学反应工程.doc

《化学反应工程》课程教学大纲 课程代码： 课程英文名称：Chemical Reaction Engineering 课程总学时：60 讲课：52 实验：8 上机：0 适用专业：化学工程与工艺 大纲编写（修订）时间：2010.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程是化学工程与工艺专业的专业基础必修课程。化学反应工程是化学工程学科的重要组成部分，是建立在数学、物理及化学等基础学科上而又有其特点的应用学科。本课程是以工业反应过程为研究对象，研究过程速率及其变化规律、宏观动力学因素及其对化学反应过程的影响，以实现工业反应器开发、设计、放大和优化操作的目的。通过本课程的学习，可使学生掌握化学反应工程的基本原理、基本计算及反应器设计的基本方法，能够运用反应工程的基本理论对反应过程及反应器进行分析，培养学生对反应器操作与设计的基本技能。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 学生在学习完本课程后，应掌握反应器设计与分析的最基本原理和处理方法，了解化学反应工程的发展趋势和方向，初步具备对工业反应器进行设计与分析的能力。 （三）实施说明 1．教学方法：教学中注意与有关先修课程的衔接，可根据教材及教学需要，对学时安排作适当调整。讲授中突出阐述反应工程理论思维方法，重点讨论影响反应结果的工程因素（如返混、混合、热稳定性和参数敏感性等），并以开发实例进行分析，培养学生应用反应工程方法论解决实际问题的能力。 2．教学手段：采用多媒体与板书相结合的方式。 （四）对先修课的要求 本课程应在高等数学、物理化学、化工原理课程之后开设。 （五）对习题课、实验环节的要求 本课程中涉及较多的数学问题，为加强学生的计算能力，减少做题中的困难，根据课程内容安排习题课，共8学时，重点讲解各章中典型计算问题的解法，鼓励学生运用计算机进行辅助计算。本课程中安排8学时的课内实验，实验进程与教学进度相符，实验中注重培养学生的动手能力、实验数据处理及分析能力。 （六）课程考核方式 1．考核方式：考试 2．考核目标：在考核学生对反应动力学和反应器设计基本知识掌握的基础上，重点考核学生的分析问题能力、运用反应工程方法论解决实际问题的能力。 3．成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况、期中考试等）占15%，实验成绩占15%，期末考试成绩占70%。 各项成绩均按百分制给出。 （七）参考书目 《反应工程》，李绍芬主编，化学工业出版社，2005 《Elements of Chemical Reaction Engineering》, H S Fogler, Third Edition, Prentice Hall, 2004 《化学反应工程》，陈甘棠主编，化学工业出版社，2010 二、中文摘要 化学反应工程是化学工程与工艺专业学生必修的一门专业基础课程。该课程通过反应动力学和反应器设计与分析基础知识的讲授，使学生牢固掌握反应工程中最基本的原理和计算方法，能够理论联系实际，提高对工业反应器进行设计与分析的能力。该课程将为后续的相关课程及课程设计、毕业设计的进行，以及在今后的工作中解决化工生产过程和科学研究中遇到的各种化学工程问题打下良好的基础。 三、课程学时分配表 序号 教学内容 学时 讲课 实验 上机 1 绪论 6 6 2 反应动力学基础 8 8 2.1 化学反应速率 2 2 2.2 复合反应及反应速率方程的变换与积分 2 2 2.3 多相催化反应及其动力学 4 4 3 釜式反应器 8 8 3.1 等温间歇釜式反应器的计算 2 2 3.2 连续釜式反应器的反应体积 2 2 3.3 连续釜式反应器的串联与并联 2 2 3.4 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 1 1 3.5 变温间歇釜式反应器及连续釜式反应器的定态操作 1 1 4 管式反应器 8 8 4.1 等温管式反应器设计1 2 2 4.2 等温管式反应器设计2 2 2 4.3 管式与釜式反应器反应体积的比较 2 2 4.4 变温管式反应器 2 2 5 停留时间分布与反应器的流动模型 12 8 4 5.1 停留时间分布及其实验测定 2 2 5.2 停留时间分布的统计特征值 2 2 5.3 理想反应器的停留时间分布 2 2 5.4 非理想流动模型 2 2 多釜串联停留时间分布的测定 4 6 多相系统中的化学反应与传递现象 6 6 6.1 多相催化反应过程步骤及流体与催化剂颗粒外表面间的传质与传热 2 2 6.2 气体在多孔介质中的扩散 2 2 6.3 多孔催化剂中的扩散与反应 1 1 6.4 内扩散对复合反应选择性的影响及扩散影响的判定 1 1 7 多相催化反应器的设计与分析 12 8 4 7.1 固定床内的传