《化学反应工程基础》课程介绍与教学大纲

PAGE1《化学反应工程基础》课程简介课程编号：03024044课程名称：化学反应工程基础/FoundationofChemicalReactionEngineering学分:2.5学时：40（实验：0上机：0课外实践：0）适用专业：应用化学专业建议修读学期：第6学期开课单位：化学与化工学院应用化学系先修课程：高等数学、线性代数、物理化学、有机化学、化工原理考核方式与成绩评定标准：闭卷考试总成绩＝考试成绩×70～80%＋平时成绩×30～20%教材与主要参考书目：教材：李绍芬主编，反应工程，化学工业出版社，第二版，2009主要参考书目：1、朱炳辰主编，化学反应工程，化学工业出版社，第四版，20072、杨春晖、郭亚军主编，精细化工过程与设备，哈尔滨工业大学出版社，第一版，20003、陈甘棠主编，化学反应工程，化学工业出版社，第三版，2011内容概述：中文：本课程是以物理化学动力学原理为基础，涉及复杂反应中的平行、连串、对行反应过程的计算，以及间歇釜式、连续釜式和管式反应器中的物料衡算。主要讲解不同类型反应釜中进行反应的工艺特点、等温反应过程和变温反应过程中反应器工艺操作计算，以及反应温度、浓度、操作方式对反应选择性和收率的影响等，这些对于了解和掌握精细化工反应的工艺过程是非常重要的。因此这门课程涉及很多反应过程的复杂计算，需要学生掌握一门数学计算工具。英文：Thiscourseisbasedontheprincipleofreactiondynamicofphysicalchemistryandinvolvescalculationsoncomplicatedreactionssuchasparallel,consecutive,reversiblereactionsandtheprincipleofmaterialbalanceinbatch,continuousandtubularreactors.Technologicalcharacteristicsindifferentreactorsandcalculationsontechnologicaloperationsinisothermalandheterothermprocessesaswellastheeffectsofreactiontemperature,concentrationsandoperatingmodeonthereactionselectivityandyieldswillbeexplainedindetail.Allthesearevitalfortheknowledgeoftheprocessesoffinechemicalengineering.Hencethiscurriculumrelateswithcomplicatedcalculationsonmanyreactionprocesses.Thusacomputationaltoolaboutmathematicsoftwareshouldhavebeenlearnedwell.PAGEPAGE4《化学反应工程基础》教学大纲课程编号：03024043课程名称：化学反应工程基础/FoundationofChemicalReactionEngineering学分:2.5学时：40（实验：0上机：0课外实践：0）适用专业：应用化学建议修读学期：第6学期开课单位：化学与化工学院应用化学系先修课程：高等数学、线性代数、物理化学、有机化学、化工原理一、课程性质、目的与任务【课程性质】本课程为应用化学专业精细化工方向的方向选修课。反应过程的工艺设计及计算是本课程的主要内容，就是将反应动力学原理应用于工程实践当中，并用于指导实践，培养学生分析问题和解决问题的能力。课程涉及较多的复杂反应动力学计算，需要学生掌握一门数学软件。【目的与任务】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。因此，本课程考查重点为反应器的设计计算、复杂反应过程的工艺设计和计算，尤其是变温反应过程计算，计算方法在本课程中占有重要地位。二、教学内容及学时分配本课程总学时数为40学时，其中理论教学为40学时；课程教学共有5章，具体内容及学时安排如下表所示：课程内容教学要求重点（☆）难点（△）学时安排实验学时上机学时备注第一章绪论41反应工程的任务、作用及发展简史C2化学反应的分类C3工业反应器的类型B4反应器的操作方式B5反应器设计的基本方程A☆6工业反应器的放大B7一些重要的基本术语C第二章反应动力学基础81反应速率方程A2反应速率的浓度效应和温度效应A☆3复合反应A☆4反应速率方程的变换与积分A5多相催化与吸附B△6多相催化反应动力学B△7动力学参数的确定A☆第三章釜式反应器141釜式反应器的物衡式A☆2单一反应间歇釜的计算A3复合反应间歇釜的计算A☆4连续釜式反应器的设计A△5连续釜式反应器的串联与并联A☆6釜式反应器中收率与选择性的计算A☆7半间歇釜式反应器A☆△8连续釜式反应器的定态操作A△第四章管式反应器81物料在反应器中的流动A2等温管式反应器的计算A☆3管式反应器与釜式反应器的比较A☆4循环反应器A5变温管式反应器A☆△6管式反应器的最佳温度序列A△第五章停留时间分布与流动模型61停留时间分布A☆2停留时间分布的定量描述A3停留时间分布的实验测定B4停留时间分布的统计特征值A☆△5理想反应器的停留时间分布A☆△6非理想流动模型C7非理想流动反应器的计算C8流体的混合态及其对化学反应的影响C（考核要求：A—重点考核；B—一般考核；C—了解）相关能力培养1、具有利用反应动力学原理分析反应工程问题的能力；（毕业要求4）2、具有对于化学反应过程的热力学分析的能力；（毕业要求4）3、具有利用有关原理理解与评价相关化工实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全和环境的影响；（毕业要求7）4、具有对于精细化学品开发过程的工艺设计、计算和过程分析的能力；（毕业要求6）5、培养学生具有一定的计算机应用的能力，以及对计算的数据的正确分析能力；（毕业要求4，5）6、具有自主学习的能力。（毕业要求9）三、建议实验（上机）项目及学时分配无四、教学方法与教学手段运用多媒体等现代化教学手段，加强启发式教学方法，注重培养学生自主获取知识的能力和对反应工程问题的分析能力和解决问题的能力。同时也要求学生具备数学软件的使用技能，充分发挥计算机在复杂反应工程计算中的作用。五、考核方式与成绩评定标准本课程考核采用考试与平时作业相结合的形式。考核成绩由平时成绩（有平时作业及考勤构成）与期末考试成绩组成。其中：期终考试成绩占课程成绩的70～80%，平时成绩占课程成绩的20～30%。六、教材与主要参考书目教材：李绍芬主编，反应工程，化学工业出版社，第二版，2009主要参考书目：1、朱炳辰主编，化学反应工程，化学工业出版社，第四版，20