《反应器操作与控制》整体设计

1、反应器操作与控制课程整体设计管理信息课程名称：反应器操作与控制制定人：陆敏、文艺合作人：刘承先批准人：陈炳和版次：第一版时间：2010年2月课程性质性质：专业核心课学分：5学时：80授课对象：应用化工技术专业二年级学生课程设计1、课程目标设计总体目标：通过乙酸丁酯反应器的操作与控制等6个项目的实施，完成釜式反应器等6个学习情境的学习，使学生能够根据反应特点正确选择反应器型式；能正确操作与控制常见反应器；能初步优化反应过程。具体目标：1、能根据反应特点和工艺要求选择反应器类型；2、能进行反应器初步工艺计算；3、能优化反应器的设计与操作；4、能按生产操作规程操作反应器；5、能对反应器进行操作参数控

2、制；6、能分析和处理操作反应器过程中出现的常见故障；7、能按规范要求填写岗位操作记录；8、能维护保养反应器及控制仪表。知识目标：1、理解均相反应、非均相反应的基本原理；2、掌握影响均相反应过程的因素；3、掌握釜式反应器的结构、特点；4、掌握釜式反应器的基本计算方法；5、掌握固定床反应器的经验法计算；6、理解反应器主要操作参数的自控过程；7、理解各种反应器的基本操作和正确维护；8、了解有关压力容器和安全用电常识。素质拓展目标：1、具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力；2、具有团队意识和合作精神；3、具有良好的心理素质和克服困难的能力；4、具有自主学习新知识、新技术的能力；5、具有通过各种媒

3、体资源查找所需信息的能力；6、具有独立制订工作计划并实施的能力；7、具有规范操作、文明操作意识；8、具有分析问题和解决问题的能力；9、具有科学思维方法；10、具有劳动保护与安全生产意识；11、具有节能减排意识；12、具有经济成本意识；13、具有责任关怀意识；14、具有“6S”管理意识。2、课程内容设计模块名称学时均相反应器32气固相反应器30气液相反应器18课程内容学习情境（能力训练项目）釜式反应器的操作与控制（乙酸丁酯的生产）管式反应器的操作与控制（乙二醇的生产）固定床反应器的操作与控制（苯乙烯的生产）流化床反应器的操作与控制（丙烯腈的生产）鼓泡塔反应器的操作与控制（乙醛氧化制乙酸）填料塔反

4、应器的操作与控制（二氧化碳的化学吸收）本课程研究内容工业反应器的分类均相反应动力学理想流动与非理想流动反应器计算的内容与方程釜式反应器的基本结构釜式反应器的搅拌器釜式反应器的传热间歇釜式反应器的工艺计算连续操作釜式反应器的工艺计算半间歇操作釜式反应器的工艺计算釜式反应器的操作与控制连续操作管式反应器管式反应器的操作与控制均相反应器计算与操作的优化气固相催化反应宏观动力学气固相催化反应器的基本类型与特点固定床反应器的结构固定床反应器的流体流动与传质、传热固定床反应器的工艺计算固定床反应器的操作与控制流化床反应器的结构流化床反应器的流体流动与传质、传热流化床反应器的工艺计算流化床反应器的操作与控制

5、气液相反应宏观动力学鼓泡塔反应器的结构鼓泡塔反应器的流体流动与传质、传热鼓泡塔反应器的工艺计算鼓泡塔反应器的操作与控制填料塔反应器的结构填料塔反应器的操作与控制3、教学安排学习情境名称能力训练项目任务及学习单元名称能力目标知识目标训练方式手段及步骤结果（可展示）课时1釜式反应器的工艺计算与操作控制0101了解乙酸丁酯生产工艺方案并确定反应器1、能查找产品的生产方法；2、能根据反应的原理和物料特点确定生产方案；3、能确定反应器的型式1、了解产品生产工艺知识2、理解工业反应器的分类与应用3、掌握均相反应器的特点、应用4、掌握釜式反应器的特点及应用1、给出训练任务2、学生查找资料3、学生分组讨论，制

6、定方案4、小组汇报方案、互评5、教师点评，进行归纳总结6、教师给出自选项目，学生实践提高7、给出下次训练任务产品的生产方案（包括生产工艺路线、条件、反应器选型）20102反应釜结构选型1、能说明釜体各部分的作用2、能根据物料特性合理选择釜体材质3、能根据工艺要求合理选择搅拌装置4、能识别和选择合适的轴封型式5、能根据工艺要求选择合适的换热装置6、能根据工艺要求选择合适的冷、热源1、掌握釜体各部分的结构2、理解壳体的材质种类及选用3、掌握搅拌装置的种类、特点、选型4、掌握换热装置的种类、选用5、掌握冷、热源的种类和适用范围1、分组展示反应釜结构的选择方案、讨论；2、教师点评方案；3、学生完善、总

7、结；4、分组展示、讨论、完善安装调试运行方案；5、学生作为安装方分组做出验收方案，教师作为验收方，进行情景演示6、教师总结、点评；7、教师布置下次任务釜式反应器釜结构的选择方案（包括材质、搅拌装置、传热装置、传热载体）80103釜式反应器工艺计算能进行间歇操作釜式反应器（BR)体积和数量的计算1、掌握均相反应动力学知识2、理解反应器计算的内容和方法3、掌握BR的体积和数量的计算1、回顾训练任务2、小组汇报，点评3、教师点评任务完成情况4、讲授必要知识点：反应器计算的内容和基本方程式；均相反应动力学知识；解析法和图解法求算BR体积和数量的方法5、学生重新操练训练任务，教师进行归纳总结6、理论知识

8、提升：多工序设备间平衡7、学生做自选项目8、下次任务布置釜式反应器（BR）的体积和数量的计算过程与结果报告41、能计算连续操作釜式反应器（CSTR、NCSTR）的体积2、能根据工艺要求进行反应釜操作方式的选择1、掌握CSTR、NCSTR的体积的计算2、理解理想流动模型及返混等相关知识1、回顾训练任务2、小组汇报，点评3、教师点评任务完成情况4、讲授必要知识点：两种不同理想流型、返混及其对反应的影响、解析法和图解法求算CSTR、NCSTR体积的方法 5、学生重新操练训练任务，教师进行归纳总结6、理论知识提升：釜式反应器的半间歇操作7、学生做自选项目8、下次任务布置釜式反应器（CSTR、NCSTR

9、）的体积计算过程与结果报告40104釜式反应器的操作与控制1、能初步编制操作规程2、能进行冷态开车操作3、能对工艺参数进行调节控制4、能进行正常停车操作5、能对生产中出现的故障进行判断和故障排除6、能正确维护釜式反应器1、了解恒温BR的放热规律2、了解CSTR的稳定操作3、理解釜式反应器的参数控制4、掌握釜式反应器的操作（开车、正常运行、停车）与维护知识5、理解常见故障类型、故障的外在表现形式，排除故障的方法1、根据产品的生产原理和物料特性等，学生编制操作规程2、教师对学生所编操作规程进行比较，归纳总结3、学生编制出正确的操作规程4、学生利用仿真软件，根据操作规程进行练习5、学生发现问题，教师

10、演示，讲解知识点6、学生再进行练习得到提高7、下次任务布置1、利用智能评价系统评判操作结果正确与否及操作质量好坏2、给出操作与控制方案(二选一)42管式反应器的工艺计算与操作控制0201了解乙二醇生产工艺方案并确定反应器1、能查找产品的生产方法；2、能根据反应的原理和物料特点确定生产方案；3、能确定反应器的型式1、了解产品生产工艺知识2、理解管式反应器的特点、应用3、理解管式反应器的结构1、给出训练任务2、学生查找资料3、学生分组讨论，制定方案4、小组汇报方案、互评5、教师点评，进行归纳总结6、教师给出自选项目，学生实践提高7、给出下次训练任务产品的生产方案（包括生产工艺路线、条件、反应器选型

11、）20202管式反应器的工艺计算能计算连续操作管式反应器（PFR）的体积1、掌握PFR的体积的计算2、理解理想置换流动模型及其特点1、回顾训练任务2、小组汇报，点评3、教师点评任务完成情况4、讲授必要知识点：理想置换流型、PFR与CSTR的比较、解析法和图解法求算PFR体积的方法 5、学生重新操练训练任务，教师进行归纳总结6、理论知识提升：变容、绝热PFR的计算7、学生做自选项目8、下次任务布置PFR的体积计算过程与结果报告20203 管式反应器的操作与控制1、能初步编制操作规程2、能进行冷态开车操作3、能对工艺参数进行调节控制4、能进行正常停车操作5、能对生产中出现的故障进行判断和故障排除6

12、、能正确维护管式反应器1、掌握管式反应器的参数控制2、理解管式反应器的操作与维护知识3、了解常见故障排除方法1、根据产品的生产原理和物料特性等，学生编制操作规程2、教师对学生所编操作规程进行比较，归纳总结3、学生编制出正确的操作规程4、学生展示管式反应器的控制和维护方案5、教师点评、归纳总结6、下次任务布置操作与控制方案20204均相反应器的优化1、能明确反应器优化的目标，初步具备优化反应过程与设备的能力2、能根据不同反应的特点选择优化的反应器型式和操作方式1、掌握反应器的评价指标和优化目标2、掌握简单反应器生产能力的比较3、掌握复杂反应选择性的比较1、回顾训练任务：PFR体积计算2、小组汇报

13、，点评3、教师点评任务完成情况4、讲授必要知识点：管式反应器的特点及体积计算5、学生重新操练训练任务，归纳总结BR 、CSTR、NCSTR、PFR的计算方法6、教师讲授必要知识点：单一反应的优化目标、正常动力学的单一反应，各反应器生产能力的比较、反常动力学及自催化反应的优化7、理论知识提升：复杂反应的优化目标，复杂反应的反应器型式和加料方式的选择8、学生做自选项目9、下次任务布置BR 、CSTR、NCSTR、PFR的计算方法总结表43固定床反应器的工艺计算与操作控制0301了解苯乙烯生产工艺方案并确定反应器1、能查找产品的生产方法；2、能根据反应的原理和物料特点确定生产方案；3、能识别各类气固

14、相催化反应器4、能选择合适的气固相催化反应器型式1、掌握固定床反应器的种类、结构、特点2、理解固定床反应器的选型1、回顾训练任务2、分组汇报固定床反应器的种类、结构、特点3、各组点评4、教师点评、归纳总结并讲授必要的知识点5、各组展示反应器选型方案6、教师归纳合理选择固定床反应器型式的要点7、学生修改完善材料8、学生做自选项目9、下次课任务布置产品的生产方案（包括生产工艺路线、条件、反应器选型）40302固定床反应器工艺设计计算能用经验法计算催化剂用量、床层高度、床层直径、传热面积及床层压降1、掌握催化剂的基础知识2、理解气固相催化反应宏观动力学3、理解固定床反应器内的流体流动4、理解固定反应

15、器内的传质5、理解固定床反应器内的传热6、掌握经验法计算固定床反应器1、回顾训练任务2、小组汇报，点评3、教师点评任务完成情况4、教师归纳总结并讲授必要的知识点5、学生修改完善6、学生做自选项目7、下次任务布置固定床反应器的计算过程及结果报告80303固定床反应器的开车、运行1、能初步编制操作规程2、能进行冷态开车操作3、能对工艺参数进行调节控制4、能进行正常停车操作5、能对生产中出现的故障进行判断和故障排除6、能正确维护固定床反应器1、理解固定床反应器的工艺参数控制2、理解固定床反应器的操作与维护知识3、理解常见故障类型、故障的外在表现形式，排除故障的方法1、给出操作训练任务2、学生进入工艺

16、实训室，熟悉工艺流程及操作参数控制方案3、学生编制操作规程4、小组汇报、点评5、教师点评学生的方案，归纳总结规程要点6、学生编制出正确的操作规程7、学生根据操作规程进行冷态开车、参数调节控制及正常停车操作，教师巡回指导8、教师演示固定床常见故障及排除方法，归纳固定床反应器的维护要点9、学生再次进行训练1、实验报告、保留的产品2、利用智能评价系统评判操作结果正确与否及操作质量好坏3、给出操作与控制方案(三选一)64流化床反应器的工艺计算与操作控制0401了解丙烯腈生产工艺方案并确定反应器1、能查找产品的生产方法；2、能根据反应的原理和物料特点确定生产方案；3、能选择合适的气固相催化反应器型式1、

17、理解气固相催化反应宏观动力学；2、掌握气固相催化反应器的种类、结构、特点及选型3、掌握流化床反应器的结构1、回顾本次课任务2、学生展示、汇报关于气固相反应器分类及性能比较的材料，互评，点评，修改材料3、各组展示、汇报关于具体产品反应器的选型材料，互评，点评，修改材料4、归纳总结合理选择气固相反应器型式的要点5、为其他气固相反应合理选择反应器型式6、下次课任务布置产品的生产方案（包括生产工艺路线、条件、反应器选型）20402流化床反应器工艺设计计算能用经验法计算催化剂用量、床层高度、床层直径、传热面积及床层压降1、理解流化床反应器内的流体流动2、理解流化床反应器内的传质3、理解流化床反应器内的传

18、热4、理解经验法计算流化床反应器1、学生查资料，分组讨论，总结气固相反应器内的流体流动特性、传质传热过程2、教师进行比较，归纳总结3、给出流化床反应器计算训练任务4、教师提供相关信息，学生练习训练任务，教师巡回指导5、教师进行比较，归纳总结并进行相应演示6、学生重新进行练习得到提高流化床反应器的计算过程及结果报告40403流化床反应器的操作与控制1、能初步编制操作规程2、能进行冷态开车操作3、能对工艺参数进行调节控制4、能进行正常停车操作5、能对生产中出现的故障进行判断和故障排除6、能正确维护流化床反应器1、理解流化床反应器的工艺参数控制2、理解流化床反应器的操作与维护知识3、理解常见故障类型

19、、故障的外在表现形式，排除故障的方法1、根据产品的生产原理和物料特性等，学生编制操作规程2、教师对学生所编操作规程进行比较，归纳总结3、学生编制出正确的操作规程4、学生利用仿真软件，根据操作规程进行练习5、学生发现问题，教师演示，讲解知识点6、学生再进行练习得到提高7、下次任务布置1、利用智能评价系统评判操作结果正确与否及操作质量好坏2、给出操作与控制方案(二选一)65鼓泡塔反应器的工艺计算与操作控制0501选择10万吨/年乙醛氧化制乙酸反应工艺方案1、能查找产品的生产方法；2、能根据反应的原理和物料特点确定生产方案；3、能识别各类气液相催化反应器4、能选择合适的气液相反应器型式1、理解气液相

20、催化反应宏观动力学；2、掌握气液相催化反应器的种类、结构、特点及选型1、教师演示气液相催化反应的实例，引出气液相反应器2、给出训练任务3、学生观察实训装置，查阅资料，总结气液相反应器的种类、结构、特点及选型原则4、学生分组讨论，提出选择方案5、学生讲评6、教师进行结果比较、归纳总结气液相反应器的选型方案20503鼓泡塔反应器的工艺计算能用经验法计算鼓泡塔反应器体积、高度和直径及气体压力降。1、理解鼓泡塔反应器内的流体流动2、理解鼓泡塔反应器内的传质3、理解鼓泡塔反应器内的传热4、理解经验法计算鼓泡塔反应器1、学生查资料，分组讨论，总结气液相反应器内的流体流动特性、传质传热过程2、教师进行比较，

21、归纳总结3、给出鼓泡塔反应器计算训练任务4、教师提供相关信息，学生练习训练任务，教师巡回指导5、教师进行比较，归纳总结并进行相应演示6、学生重新进行练习得到提高鼓泡塔反应器的计算过程及结果报告40503 乙醛氧化制乙酸（鼓泡塔反应器）的操作与控制1、能初步编制操作规程2、能进行冷态开车操作3、能对工艺参数进行调节控制4、能进行正常停车操作5、能对生产中出现的故障进行判断和故障排除6、能正确维护鼓泡塔反应器1、理解气液相反应器的工艺参数控制2、理解气液相反应器的操作与维护知识3、了解常见故障类型、故障的外在表现形式，排除故障的方法1、给出操作训练任务2、学生进入工艺实训室，熟悉工艺流程及操作参数

22、控制方案3、根据产品的生产原理和物料特性等，学生编制操作规程4、教师对学生所编操作规程进行比较，归纳总结5、学生编制出正确的操作规程6、学生在仿真软件操作或实训装置上按操作规程进行冷态开车、参数调节控制及正常停车操作，教师巡回指导7、学生汇报操作情况，总结遇到问题，探讨解决方法8、气液相反应器日常运行、操作及维护知识归纳总结1、实验报告、保留的产品2、利用智能评价系统评判操作结果正确与否及操作质量好坏3、给出操作与控制方案(三选一)66填料塔反应器的操作与控制0601了解二氧化碳的化学吸收工艺方案并确定反应器1、能查找产品的生产方法；2、能根据反应的原理和物料特点确定生产方案；3、能合理选择填

23、料塔1、理解气液相催化反应宏观动力学；2、掌握填料塔反应器的结构、应用1、教师给出典型产品生产任务，要求学生确定生产方案2、学生分组讨论，提出选择方案3、学生讲评4、教师进行结果比较、归纳总结气液相反应器的选型方案20602填料塔的操作与控制1、能初步编制操作规程2、能进行冷态开车操作3、能对工艺参数进行调节控制4、能进行正常停车操作5、能对生产中出现的故障进行判断和故障排除6、能正确维护填料塔反应器1、理解填料塔反应器的工艺参数控制2、理解填料塔反应器的操作与维护知识3、了解常见故障类型、故障的外在表现形式，排除故障的方法1、给出操作训练任务2、学生进入工艺实训室，熟悉工艺流程及操作参数控制方案3、根据产品的生产原理和物料特性等，学生编制操作规程4、教师对学生所编操作规程进行比较，归纳总结5、学生编制出正确的操作规程6、学生在仿真软件操作或实训装置上按操作规程进行冷态开车、参数调节控制及正常停车操作，教师巡回指导7、学生汇报操作情况，总结遇到问题，探讨解决方法8、填料塔反应器日常运行、操作及维护知识归纳总结1、实验报告、保留的产品2、利用智能评价系统评判操作结果正确与否及操作质量好坏3、