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《化学反应工程》教学大纲（含实验）

英文名称：ChemicalReactionEngineering

学分：5.0学分学时：78学时理论学时：56上机学时：8实验：14

先修课程：物理化学、化工原理、化工热力学

适用专业：化学工程与工艺专业

教学目的：

本课程以工业反应过程为主要研究对象，研究过程速率及其变化规律、传递规律及其

对化学反应的影响，以达到反应器的开发、设计和放大及优化操作之目的。

通过本课程的学习，使学生较牢固地掌握化学反应工程最基本的原理和计算方法，能

够理论联系实际，提高对工业反应器进行设计与分析之能力。为今后解决化工生产过程中和

科学研究中遇到的各种化学工程问题打下良好的基础。

教学要求：

掌握反应器设计与分析的最基本原理和处理方法，了解化学反应工程的发展趋势和方

向，初步具备对工业反应器进行设计与分析之能力。

教学内容：

第一章绪论（3学时）

1反应工程的任务、作用及发展简史

2化学反应的分类

3工业反应器的类型

4反应器的操作方式

5反应器设计的基本方程

6工业反应器的放大

7一些重要的基本术语

基本要求：

了解反应工程课程的性质、反应器的操作方式、反应器设计的基本方程和工业反应器

的放大方法。

重点：

化学反应及反应器的分类、反应器的操作方式。一些重要的基本术语。

第二章反应动力学基础（8学时）

1反应速率方程

2反应速率的浓度效应和温度效应

3复合反应

4反应速率方程的变换与积分

5多相催化与吸附

6多相催化反应动力学

7动力学参数的确定

基本要求：

掌握化学反应速率的不同表示方式及其相互关系；理解反应速率的浓度效应和温度效

应；掌握复合反应体系中任一组分的消耗速率和生成速率的表达方法；掌握瞬时选择性的概

念及其在反应器设计计算中的应用；掌握化学反应速率方程的变换与应用。掌握定态近似及

速率控制步骤的概念，学会推导多相催化反应速率方程的方法。

理解并列反应、平行反应和连串反应的动力学特征。理解气体在固体催化剂表面上的

吸附及吸附等温线，理解用实验确定反应速率方程的方法及由实验数据段动力学参数估值。

重点：

化学反应速率的不同表示方式及其相互关系；复合反应体系中任一组分总的消耗速率

和生成速率的表达方法；掌握瞬时选择性的概念及其在反应器设计计算中的应用；学会推导

多相催化反应速率方程的方法。

难点：

总的消耗速率和生成速率的计算；瞬时选择性在反应器设计、计算中的应用。推导多

相催化反应速率方程。

第三章釜式反应器（8学时）

1釜式反应器的物衡式

2单一反应间歇釜的计算

3复合反应间歇釜的计算

4连续釜式反应器的设计

5连续釜式反应器的串联与并联

6釜式反应器中收率与选择性的计算

7半间歇釜式反应器

8连续釜式反应器的定态操作

基本要求：

掌握等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算方法；理解流动反应器空时和空速的

概念及其应用；掌握定态下连续釜式反应器反应体积及产物组成的计算方法；掌握连续釜式

反应器串联或并联操作的计算；根据不同的反应类型能正确地选择釜式反应器的加料方式、

连接方式、原料配比及操作温度；掌握连续釜式反应器热量衡算式建立及应用；理解全混流

反应器的多定态特性、着火现象和熄火现象；了解半间歇反应器的计算方法。

重点：

等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算；流动反应器空时的概念；连续釜式反应

器（全混流反应器）反应体积及产物分布的计算；连续釜式反应器串联或并联操作的计算；

釜式反应器的加料方式、连接方式、原料配比及操作温度的选择。

难点：

连续釜式反应器（全混流反应器）产物分布的计算；半间歇反应器的计算。

第四章管式反应器（6学时）

1物料在反应器中的流动

2等温管式反应器的计算

3管式反应器与釜式反应器的比较

4循环反应器

5变温管式反应器

6管式反应器的最佳温度序列

基本要求：

掌握全混流、活塞流模型在反