《化学反应工程A》教学大纲.doc

《化学反应工程》教学大纲 课程编号： 课程名称： 化学反应工程 英文名称： Chemical Reaction Engineering 课程性质： 必修 学时/学分： 56/3.5 考核方式： 闭卷+平时 选用教材： 《反应工程》第三版，李绍芬编著， 化学工业出版社，2013年 先修课程：物理化学、化工原理、高等数学、化工热力学、传递过程 适用专业及层次：化工工程与工艺及相关专业本科生 一、教学目标 通过本课程教学，使学生具备下列能力： 1、能够运用数学、物理、物化和化工原理知识表达反应工程问题，建立反应器和传递过程的数学模型，并正确求解。 2、能运用反应工程的思维方法，判断反应器变量对评价指标的影响，提出优化的解决方案。 3、能够针对反应过程的特性，确定反应器选型和操作条件，进行工业反应器的设计优化。 4、 能应用专业软件模拟和解决反应器设计和操作的问题，了解模拟计算的原理及其局限性。 二、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 1、工程知识 1、能用专业知识阐明复杂工程问题的条件、构成、范围和解决目标 教学目标1 2、能将数学、自然科学、工程基础和专业知识建立复杂工程问题的合适数学模型 4、能判别复杂工程问题的多种解决方案的优劣和优化途径 2、问题分析 1、能用专业知识识别影响复杂工程问题的因素及其间的约束关系 教学目标2 3、能通过相关文献分析来寻找备选方案 4、能应用基本工程原理来筛选备选方案 3、设计/开发解决方案 3、能通过数学模拟进行单元设备设计 教学目标3 5、使用现代工具 2、能用化工模拟工具建立复杂工程问题的等效数学模型，进行工艺分析和优化 教学目标4 三、教学基本内容 第一章：绪论 1.化学反应工程研究的内容 2.化学反应工程的发展 3.化学反应器的类型 4.化学反应工程研究方法 第二章：反应动力学基础（支撑课程目标1、2） 1.基本概念 2.化学反应速率方程的变换与积分 3.均相酶催化反应动力学 4.复合反应动力学及选择性 5.多相催化反应动力学 要求学生：能够进行动力学模型的推导，会采用相关软件和方法求取动力学参数，确定最佳反应温度。 第三章：均相釜式及管式反应器（支撑课程目标1、2、3、4） 1.反应器流动模型及基本设计方程 2.间歇反应器 3.连续流动均相管式反应器 4.连续流动的釜式反应器 5.理想流动反应器的组合操作 6.反应器操作方法评选 要求学生：能够根据化学反应的类型正确选择反应器的型式、操作方式和操作条件以及组合方式, 能够运用专业化工模拟软件进行理想反应器的设计计算。 第四章：停留时间分布及反应器的流动模型（支撑课程目标2、3） 1.停留时间分布 2.理想流动模型的停留时间分布 3.非理想流动模型的停留时间分布 4.实际反应率的计算 要求学生：理解流体的微观混合与宏观混合及其对反应结果的影响，能够设计停留时间分布实验。 第五章：气-固相催化反应宏观动力学（支撑课程目标1、2） 1.气-固相催化反应宏观过程与催化剂颗粒内气体的扩散 2.内扩散效率因子 3.流体与催化剂颗粒外表面间的传质与传热 4.固体颗粒催化剂的工程设计 5.反应速率的实验测定方法 6.固体催化剂的失活 要求学生：理解内外扩散阻力对多相催化反应速率选择性的影响。会正确选用实验设备，设计实验方案测定反应本征动力学和宏观动力学数据，建立动力学模型。 第六章：气-固相催化反应工程（支撑课程目标1、2、3、4） 1.固定床反应器的基本类型与特点 2.固定床中的传递过程 3.固定床反应器的设计基础 4.绝热床反应器 5.连续换热式固定床反应器 6.连续换热内冷自热式反应器 7.参数敏感性 8.流化床反应器 要求学生：了解气固相催化反应器的分类和特征，能够运用专业化工模拟软件进行反应器的设计计算。 第七章：气液反应与反应器（支撑课程目标1、2、3、4） 1.气液反应动力学 2.气液反应器 要求学生：了解气液反应和反应器的类型和特点，能够运用专业化工模拟软件进行反应器的设计计算。 四、教学重点与难点 第一章 绪论 教学重点：化学反应和反应器的分类，反应器放大及反应器研究方法。 教学难点：反应器放大和数学模拟法。 第二章 反应动力学基础 教学重点：不同类型反应动力学形式及动力学参数的求取、最佳温度以及吸附动力学方程推导。 教学难点：最佳温度和吸附动力学方程推导。 第三章 均相釜式及管式反应器 教学重点：间歇反应器、平推流反应器和全混流反应器的设计计算。 教学难点：间歇反应器的优化和理想流动反应器的评选。 第四章停