化学反应工程
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课程概述

    《化学反应工程》着眼于化学反应过程的工业化问题,研究工业反应器的开发、设计与分析,广泛应用于化工、轻化、制药、食品、环境等众多工程领域,是化工与制药类相关专业的一门核心课程。它主要包括化学反应动力学基础、均相反应器、多相系统中的化学反应与传递现象、多相催化反应器等教学内容。本在线开放课程对上述教学内容进行了合理安排与分配,将一些重要基本概念、原理和方法以在线视频教学的方式呈现,并通过配套习题训练,使学生熟练掌握相关知识点,而对具有一定难度或较为抽象的教学内容,采取视频教学与在线讨论有机结合,引导学生主动思考与探索,激发学习兴趣,加强学生对教学内容的理解。通过本在线开放课程的学习,学生不仅能理解和掌握化学反应工程的相关基础知识,又能培养学生分析和解决化学反应工程领域复杂工程问题的能力。

课程大纲


第一章 绪论

1.1 反应工程的历史及发展

1.2 化学反应的相关概念

1.3 反应器的类型与操作

1.4 反应器的设计与放大

第二章 反应动力学基础

2.1 化学反应速率与反应速率方程

2.2 温度对反应速率的影响

2.3 复合反应

2.4 速率方程的变换与积分

2.5 多相催化与吸附

2.6 多相催化反应动力学

2.7 动力学参数的确定和速率方程的建立

第三章 釜式反应器

3.1 釜式反应器的结构与操作

3.2 釜式反应器的物料衡算及等温间歇釜式反应器的计算

3.3 连续釜式反应器的反应体积

3.4 连续釜式反应器的串联与并联

3.5 复合反应的收率与选择性、绝热与变温间歇釜式反应器

3.6 连续釜式反应器的定态操作

3.7 习题讲解

第四章 管式反应器

4.1 管式反应器与理想流动模型

4.2 等温管式反应器的计算

4.3 管式与釜式反应器反应体积的比较

4.4 循环反应器

4.5 变温管式反应器的计算

4.6 习题讲解

第五章 停留时间分布与反应器的流动模型

5.1 停留时间分布

5.2 停留时间分布的实验与统计特征值

5.3 理想反应器的停留时间分布

5.4 非理想流动现象

5.5 非理想流动模型和非理想反应器的计算

5.6 习题讲解

第六章 多相系统中的化学反应与传递现象

6.1 多相催化反应过程步骤、流体与催化剂之间的传热与传质

6.2 外扩散对多相催化反应的影响

6.3 多孔催化剂中的扩散与反应

6.4 内扩散对多相催化反应的影响

6.5 多相催化反应过程中扩散影响的判定

第七章 多相催化反应器的设计与分析

7.1 固定床反应器的分类与结构

7.2 固定床内的传递现象

7.3 固定床反应器的数学模型

7.4 绝热式和换热式固定床反应器

7.5 自热式固定床反应器


预备知识

为了更好地进行学习,应先修如下课程:

1. 高等数学

2. 大学物理

3. 普通化学

4. 物理化学

5. 化工热力学

证书要求

    1. 单元测试:占20%,每次测试题为5个单选题或填空题,共7次;

    2. 单元作业:占20%,每次作业题为1-2个主观题或计算题,共7次;

    3. 参与课堂讨论:占10%

    4. 考试成绩:占50%

    5. 总评成绩:60~84分为合格,获得证书;85分及以上获得优秀证书。



参考资料

授课教材

1. 反应工程(第三版),李绍芬主编,化学工业出版社,2013年。

参考资料

1. 化学反应工程(第五版),朱炳辰主编,化学工业出版社,2012.

2Elements of Chemical Reaction EngineeringFourth Edition, H. Scott Fogler, Prentice Hall PTR, 1999.

3Chemical Reaction EngineeringThird Edition. O. Levenspiel. John Wiley & Sons., 1999.

4Chemical Reactor Design and Control, William L. Luyben, Wiley-AIChE, 2007.