高等化学反应工程是为已具备化学反应工程基础知识的化学工程与工艺专业硕士生开设的一门课程，旨在拓宽他们在化学反应工程领域的知识面，加深他们对化学反应工程基本原理的理解，培养学生分析、解决化学反应器设计、操作和控制中遇到的实际问题的能力。

   该课程在学生掌握了三个层次的内容，第一层次：阐述复杂化学反应体系的表征方法，从化学计量学、化学热力学、化学动力学诸方面分析和认识反应过程特征；第二层次：主要讨论均相反应体系的分析方法和混合对反应过程的影响；第三层次：从颗粒和液滴尺度分析化学反应器中普遍存在的外扩散和内扩散现象；在此基础上进行学习第四层次的内容，将所有知识融汇到反应器设计中，介绍四大类工业反应器——固定床、流化床、气液反应器（填料塔和鼓泡塔为代表）、气液固三相反应器（涓流床和淤浆床为代表）的流体力学、传递过程、反应器模型化方法和反应器分析。

课程的考核分为平时单元测验、案例分析与讨论和论文

完成课程学习并考核合格（>=60分）的可获得合格证书，成绩优秀（>=85分）的可获得优秀证书。

物理化学、化工热力学、化工原理、工程数学和计算机基础

固定床气-固相催化反应

第一节 固定床气-固催化反应器的基本类型和数学模型

一、固定床气-固催化反应器的基本类型

二、固定床催化反应器的数学模型

第二节 固定床流体力学

一、固定床的物理特性

二、单相流体在固定床颗粒层中的流动及压力降

三、径向流动反应器中流体的分布

四、固定床流体的径向及轴向混合

第三节 固定床热量与质量的传递过程

一、固定床径向传热过程分析

二、固定床对壁的给热系数

三、固定床径向有效热导率和壁给热系数

四、固定床径向及轴向传热的偏微分方程

五、固定床中流体与颗粒外表面间的传热与传质

第四节 绝热式固定床催化反应器

一、绝热温升及绝热温降

二、绝热催化床及乙苯催化脱氢制苯乙烯反应器

三、多段换热式催化反应器

第五节 连续换热内冷自热式催化反应器

一、内冷自热式催化反应器的一维平推流数学模型

二、内冷自热式氨合成反应器的热稳定性

第六节 连续换热外冷及外热管式催化反应器

一、连续换热外冷管式催化床的数学模型

二、连续换热外冷管式催化反应器的飞温及参数敏感性

三、强放热多重反应管式反应器的设计

四、管式反应器的床层宏观反应动力学和环氧乙烷合成反应器的活性校正系数案例

五、连续换热外热管式催化反应器

第七节 薄床层催化反应器

一、薄床层催化反应器轴向返混数学模型

二、薄床层氨氧化催化反应器的一维轴向弥散数学模型

第八节 催化反应过程进展

一、强制振荡非定态周期操作催化反应过程

二、催化-吸收耦联

三、催化-吸附耦联

四、催化-催化耦联

五、催化-蒸馏

六、膜催化

七、超临界化学反应

八、均相催化多相化

九、微化工技术

第九节 讨论与分析

参考文献

习题

气-液反应工程

第一节 气-液反应平衡

一、气-液相平衡

二、溶液中气体溶解度的估算

三、带化学反应的气-液相平衡

第二节 气-液反应历程

一、气-液相间物质传递

二、化学反应在相间传递中的作用

第三节 气-液反应动力学特征

一、伴有化学反应的液相扩散过程

二、一级不可逆反应

三、不可逆瞬间反应

四、二级不可逆反应

五、可逆反应

六、平行反应

第四节 气-液反应器概述

一、工业生产对气-液反应器的要求

二、气-液反应器的形式和特点

第五节 鼓泡反应器

一、鼓泡反应器的操作状态

二、鼓泡反应器的流体力学特征

三、鼓泡反应器的轴向混合

四、鼓泡反应器的传质、传热特性

五、鼓泡反应器的简化反应模型

六、搅拌鼓泡反应器

七、鼓泡反应器的热稳定性

第六节 填料反应器

一、填料特性和两相流动特征

二、填料的润湿表面和传质系数

三、填料反应器的轴向混合

四、气-液接触有效表面

五、填料反应器有效高度的计算

第七节 讨论与分析

一、气-液反应的特征

二、气-液反应器的适应性

参考文献

习题

流-固相非催化反应

第一节 流-固相非催化反应的分类及特点

一、流-固相非催化反应的分类

二、流-固相非催化反应的特点

三、流-固相非催化反应的研究方法

第二节 流-固相非催化反应模型

一、收缩未反应芯模型

二、整体反应模型

三、有限厚度反应区模型

第三节 粒径不变时缩芯模型的总体速率及控制

一、总体速率

二、流体滞留膜扩散控制

三、固体产物层内扩散控制

四、化学反应控制

第四节 颗粒缩小时缩芯模型的总体速率

一、流体滞流膜扩散控制

二、化学反应控制

三、宏观反应过程与控制阶段的判别

第五节 流-固相非催化反应器及其计算

一、流-固相非催化反应器

二、固体颗粒呈平推流流动

三、固体颗粒呈全混流流动

第六节 讨论与分析

参考文献

习题

流化床反应工程

第一节 固体流态化的基本特征及工业应用

一、流态化现象

二、流化床反应器的流型、流型转变及基本特征

三、流态化技术的基本问题及与其他流-固接触技术的比较

四、流态化技术的工业应用

第二节 流化床的特征速度

一、临界流化速度及起始鼓泡速度

二、起始湍动流化速度、快速流态化及密相气力输送的转变速度

第三节 气-固密相流化床

一、气-固密相流化床的基本结构

二、气-固鼓泡流化床

三、鼓泡流化床反应器的数学模型

四、湍流流化床

五、气-固密相流化床的工业应用

第四节 循环流化床

一、流型转变

二、循环流化床的工业应用

第五节 讨论与分析

参考文献

习题

1.化学反应工程（第五版）.朱炳辰.化学工业出版社，2012.

2.化学反应工程原理(第二版).张濂，许志美，袁向前.华东理工大学出版社，2007.

3.化学反应工程（第三版）.李绍芬.化学工业出版社，2013.

4.Chemical Reaction Engineering. 3rd. O.Levenspiel.

5.Elements of Chemical ReactionEngineering.F.S.Fogler 

6.工业反应过程的开发方法 .陈敏恒，袁渭康.华东化工学院出版社.

7.化学反应工程.陈甘棠.化学工业出版社.