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SPOC学校专有课程
反应工程(孙志超 2021秋季学期)
第1次开课
开课时间: 2021年09月12日 ~ 2021年12月31日
学时安排: 3-5小时每周
当前开课已结束 已有 40 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=化学反应工程是化学工程与技术一级学科的核心课程,主要研究在工业上实现化学反应时所面临的工程技术问题,消除普遍存在的“放大效应”。本课程承接物理化学和化工原理两门化课程,着重研究模型放大过程中的基本理论、基本规律,并构建物理模型和数学模型以解决实际问题。
化学反应工程是化学工程与技术一级学科的核心课程,主要研究在工业上实现化学反应时所面临的工程技术问题,消除普遍存在的“放大效应”。本课程承接物理化学和化工原理两门化课程,着重研究模型放大过程中的基本理论、基本规律,并构建物理模型和数学模型以解决实际问题。
—— 课程团队
课程概述

反应工程是化学工程与技术一级学科的核心课程之一,主要研究在工业上实现化学反应过程时所面临的工程技术问题。本课程着重解决实验室技术的转化和应用过程中流动、混合和传递等物理因素对化学反应转化和目标产物选择性的影响规律,消除或减弱物理因素对反应过程的不利影响,以消除化工生产中普遍存在的“放大效应”。

MOOC课程使用教材为《化学反应工程学(第二版)》(由大连理工大学王安杰等编著,化学工业出版社2018年出版)。课程内容按从均相反应体系到非均相反应体系的顺序,分别分析和研究了均相反应的反应动力学、理想反应器、非理想流动反应器、气固催化反应宏观动力学和气固催化反应器。以反应动力学为主线,分析了流动、混合、传递过程等物理因素对反应速率的影响规律。根据各类反应器的结构和操作特点建立其数学模型(操作方程),目标是实现反应器的优化设计和优化操作,提高反应转化率和目标产物选择性。

本课程承接物理化学和化工原理两门化学化工类基础课程,内容上注重基本概念、理论和方法的论述,教学过程中注重学生实践能力、应用能力和终身学习能力的培养。力求使学生能够通过本课程的学习掌握化工生产过程放大时的基本要求及注意事项,提高其分析问题和解决实际问题的能力。通过该课程学习,有助于学生奠定扎实的反应工程理论基础和工程实践能力。

授课目标

注重学生对基本理论、概念和方法的掌握;培养学生实践、应用和学习能力;引导学生对反应工程学的研究兴趣,提高学生解决化工生产放大实际问题的能力。力求通过该课程学习,使学生能够了解化工反应器种类及其对化学反应影响的基本规律,了解反应器设计、放大和操作过程中的基本步骤及方法,培养化工设计、生产过程中分析和解决问题的能力。

成绩 要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


课程大纲

第一讲 绪论

1.1 反应工程简介

1.2 反应与反应器分类

1.3 反应器放大

讨论题

第一讲课件

第一讲单元测试题

第二讲 化学反应动力学基础

第二讲课件

2.1 转化率、摩尔分率、膨胀因子及膨胀率

2.5 反应速率与反应温度的关系-Arrhenius方程及单一反应活化能的求取

2.6 可逆反应速率与反应温度的关系

2.3-2.4 稳态近似法推导非基元反应速率 / 反应速率与反应物浓度的关系

讨论题

2.2 反应速率定义和表达形式

第二讲单元测试题

第二讲单元作业题

第三讲 理想反应器(上)

第三讲课件

3.3 连续流动釜式反应器

3.4 连续釜式反应器的串联与并联

第三讲课件

讨论题

3.2 间歇反应器的特点及等温间歇反应器的计算

3.1 理想反应器的概念及反应器设计的基本方程

第三讲单元测验题

第三讲单元作业题

第四讲 理想反应器(中)

4.1 多段全混流反应器的串联操作

讨论题

第四讲课件

4.2 连续釜式反应器的定态操作

第四讲课件

4.3 连续流动管式反应器

第四讲单元测试题

第四讲单元作业题

第五讲 理想反应器(下)

第五讲课件

5.2 理想反应器在复合反应中的应用

讨论题

5.3 循环反应器

第五讲课件

5.1 管式反应器与釜式反应器的比较与组合

第五讲单元测验题

第五讲单元作业题

第六讲 非理想流动反应器(上)

讨论题

6.3 理想反应器的停留时间分布

6.1 停留时间分布的描述及其统计特征

第六讲课件

6.2 停留时间分布的实验测定

第六讲课件

第六讲单元测验

第六讲作业题

第七讲 非理想反应器(下)

讨论题

7.1 造成非理想流动的因素

7.2 离析流模型

7.3多级全混釜串联模型

7.4轴向扩散模型

第七讲课件

第七讲单元测验

第七讲单元作业

第八讲 气固催化反应宏观动力学(上)

8.1 多孔催化剂结构与物性参数

8.4 内扩散有效因子

8.3 孔内扩散

第八讲课件

讨论题

8.2 催化剂表面的反应速率方程

第八讲课件

第八讲单元测验

第八讲单元作业

第九讲 气固催化反应宏观动力学(下)

9.1 内扩散对反应的影响

9.2 外扩散

9.3 外扩散对反应的影响

9.4 气固催化反应总速率方程

讨论题

第九讲课件

第九讲单元测验题

第九讲单元作业题

第十讲 气固催化反应器(上)

10.1 固定床反应器分类

10.2 固定床反应器内流动特性

10.3 固定床反应器内传质特性和内传热特性

10.4 拟均相二维模型的建立和简化以及拟均相一维模型

讨论题

第十讲课件

第十讲单元测验题

第十一讲 气固催化反应器(下)

11.1 段间间接换热式绝热固定床反应器分析及优化 / 段间原料气冷激式绝热固定床反应器分析

11.2 段间原料气冷激式绝热固定床反应器优化 / 段间非原料气冷激式绝热固定床反应器分析

11.3 换热式固定床反应器分类和特点 / 换热式固定床反应器冷点和热点分析

11.4 逆流和并流换热式固定床反应特点分析

讨论题

第十一讲课件

第十一讲单元测验题

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预备知识

高等数学、物理化学、化工原理

参考资料

材料:


《化学反应工程学》(第二版),王安杰主编,张守臣,李翔副主编,化学工业出版社,2018。


源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

大连理工大学
1 位授课老师
孙志超

孙志超

副教授

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