[工学]化学反应工程 简明课件.ppt

化学反应工程 全书结构 0——内涵 1——全书基础（概念、定义） 2——复合反应类型+反应器 3——返混概念+停留时间分布+数学模型 4——催化反应基础（催化剂+典型模型+实验） 5——宏观动力学（扩散+动力学etc.） 6/7——固定/流化床反应器（传递+设计方程+典型模型） 8/9——深化 成绩分布 平时成绩——30% 作业 课前提问 讲解PPT 考试成绩——70% 学习要求 预习-听课-复习-习题 课程结束没有考前辅导 了解化学、化工、材料、生物等相关领域前沿（或者是你感兴趣的项目） 自己查资料，做好PPT，按学号顺序，每堂课前5分钟进行讲解。 eg. 新材料、新产品、新仪器等。 PPT要求 每节课1个人讲解，随机抽取讲解和提问人员。 所有同学查好资料做成PPT后3月1日-4日发到leiyouan@hncj.edu.cn，检查通过后方可讲解。 发送邮件主题和ppt文件名注明：姓名+学号+题目 PPT讲解5分钟左右，12~15页面（引入2~3+工作原理8~10+前景+存在的问题/改进措施等2~3）。 要求脱稿讲解。ppt中图表为主,不可出现大段文字。 绪论 化学反应工程学的任务和范畴 化学反应工程学的内容和分类 化学反应工程学的研究方法 化学过程 热力学—能不能发生？ 动力学—反应快慢？ 物理过程 流体流动 传质 传热 改进、强化现有反应技术和设备 开发新的反应技术和设备 解决反应过程中的开发和放大问题 实现反应过程的最优化 不断发展化学反应工程学的理论和方法 重要性 化工过程的两大方面：反应和分离 化学反应是化工过程的核心 Eg.炼油：催化裂化、铂重整、加氢······ Eg.有机化工：医药、染料、塑料、橡胶、化纤 Eg.无机化工：酸碱盐、建材生产 1.2 化学反应工程学的内容和分类 1.2.1化学反应工程学的内容 1． 化学反应动力学特征（化学） 2． 流动、传递过程对反应的影响（物理） 3. 反应器设计计算、过程分析及最优化（工程） 1.2.2 化学反应和反应器的分类 一、反应系统涉及的相态分类 1． 均相反应，包括气相均相反应和液相均相反应。 2． 非均相反应，包括气—固相，气—液相，气—液—固相反应等。 二、按操作方式分类，分为 1 ．间歇操作，是指一批物料投入反应器后，经过一定时间的反应再取出的操作方法。 2 ．连续操作，指反应物料连续地通过反应器的操作方式。 3 ．半连续操作，指反应器中的物料，有一些是分批地加入或取出，而另一些则是连续流动通过反应器。 三、按反应器型式来分类，分为 1． 管式反应器，一般长径比大于30 2． 槽式反应器，一般高径比为1—3 3． 塔式反应器，一般高径比在3—30之间 四、按传热条件分类，分为 1． 等温反应器，整个反应器维持恒温，这对传热要求很高。 2． 绝热反应器，反应器与外界没有热量交换，全部反应热效应使物料升温或降温。 3． 非等温、非绝热反应器，与外界有热量交换，但不等温。 1.3 化学反应工程的基本研究方法 逐级经验放大法——解析法——模型法 化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 数学模型法是对复杂的难以用数学全面描述的客观实体，人为地做某些假定，设想出一个简化模型，并通过对简化模型的数学求解，达到利用简单数学方程描述复杂物理过程的目的。 数学模型法 1．建立简化物理模型 对复杂客观实体，在深入了解基础上，进行合理简化，设想一个物理过程(模型)代替实际过程。简化必须合理，即简化模型必须反映客观实体，便于数学描述和适用。 例： 所表示的是一个椭球面，球面上的每一个点都可通过不同的XYZ值表示。 例：（续） 如果有一力压向此球，球会发生变形。知道了力的大小，方向，球材质的弹性模量等值，就可以通过计算得到变形后球的形状而不必用真球实验。模型越复杂，能描述的现象就越多。 2．建立数学模型 依照物理模型和相关的已知原理，写出描述物理模型的数学方程及其初始和边界条件。 3．用模型方程的解讨论客体的特性规律 利用数学模型解决化学反应工程问题 基本步骤为： 1．小试研究化学反应规律； 2．大型冷模实验研究传递过程规律； 3．利用计算机或其它手段综合反应规律和传递规律，预测大型反应器性能，寻找优化条件； 4．热模实验检验数学模型的等效性。 第一章 均相单一反应动力学和理想反应器 化学反应式 反应物经化学反应生成产物的过程用定量关系式予以描述时,该定量关系式称为化学反应式: 化学反应计量式 化学反应计量式（化学反应计量方程） 是一个方程