《化学反应工程》课程教学大纲.doc

《化学反应工程》教学大纲课程名称化学反应工程课程编号课程英文名称Chemical Reaction Engineering课程类型专业基础课总学时 64学时（理论50学时，实验14学时）学分 4适用专业化学工程与工艺先修要求高等数学、物理化学、化工原理、开课安排第六学期开课，周五学时一、课程基本目的《化学反应工程》是化学工程类专业继物理化学、化工原理、化工数学等课程后开设的一门主修专业课。

目的是使学生掌握化学反应工程的基本概念、原理和方法，包括反应动力学及传递过程基本原理、理想流动模型及理想反应器、停留时间分布以及混合程度对反应的影响、反应器的设计与分析方法等。

二、学习收获：通过本课程的教学，使学生掌握建立化学反应动力学模型及反应器流体传递过程模型的方法，并根据化学反应特性及反应器特性，掌握反应器的设计、选型、放大与最优化，为将来深入研究与开发化工反应过程打好基础。

四、内容提要：《化学反应工程》是研究化学反应工程问题的学科，它以化学反应及化学反应器工程问题为研究对象，将反应特性及反应器的特性结合起来研究化学反应在工业上进行有效实施的一门专业主干课程。

该课程的主要内容包括均相与非均相反应动力学基础、理想反应器模型、非理想流动的停留时间分布及混合程度对化学反应的影响、均相非理想流动的流动模型以及气固相催化反应器非均相反应器等内容。

绪论（2学时）1. 化学反应工程的任务和范畴。

2. 化学反应工程的研究方法。

3. 化学反应工程与其他学科的关系。

4. 如何学好反应工程。

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1. 化学反应工程的任务和范畴。

2. 化学反应工程的研究方法——数学模拟法。

要求一般理解与掌握的内容有：化学反应工程与其他学科的关系。

难点：数学模拟法。

第1章均相反应动力学（8学时）明确反应速度的定义及表示方法，掌握转化率、收率、选择性的概念，研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。

化学反应工程第四版教学设计写在前面化学反应工程是化学工程领域的一门基础课程，主要涉及到化学反应的基本原理、动力学、热力学、平衡等方面的知识，并通过实例和案例介绍化工生产中的反应器设计、反应机理研究以及相关工业过程的优化设计等内容，是化工专业大学生必须要掌握的一种课程。

针对该课程，我们进行了第四版的教学设计，在教学方法、实践环节等方面进行了更加科学、可操作性更强的设计和优化，以期能够帮助学生更好地掌握和应用化学反应工程知识。

教学大纲第一章化学反应基本原理•化学反应动力学学习•化学反应的热力学基础•化学平衡原理的基本概念和应用第二章反应器设计•单相反应器的设计•多相反应器的设计•反应机理的研究方法第三章工业反应工程实例•生产乙酸工艺流程介绍•生产苯乙烯工艺流程介绍•硝化甘油工艺流程介绍教学方法理论教学理论教学主要采用模块化授课法和案例教学法相结合的方式进行。

教师按照章节内容安排课程内容，可将部分理论知识应用到实际工业生产过程中进行案例分析。

如生产乙酸中所使用的醋酸加氧脱氢反应、硝化甘油的氧化反应等。

实验教学实验教学主要采用小组合作的方式进行。

以单相反应器的设计实验为例，学生将被分成四人小组，在实验室同一时间完成反应器的设计与搭建实验，通过实验的方式让学生更好地掌握反应器设计的基本原理和操作技巧。

课外实践针对本课程，我们还将开展相关课外实践活动，包括拜访企业、参加工业实践项目等方式，通过实践方式让学生在实际生产环境中体验学习到的知识。

例如参观乙酸生产厂家进行实地考察、参与部分工业过程实践项目等。

评价方式评价方式采用多维度评价方式进行，分为理论考试、实验报告评价、实验操作表现评价等多个方面进行考核，以期全面评价学生的学习情况。

结语化学反应工程第四版的教学设计旨在通过科学、实用的教学方法以及相关的课外实践，让学生更好地掌握化学反应工程的知识和技能，并更好地应用到相关的工业生产环境中，为相关领域的发展做出贡献。

实验课程教学大纲1．实验课程名称：《化学反应工程实验》2．实验课程名称（英文）：The Special Experiment of chemical engineering3．课程代码：406241124．实验课程性质：独立设课5．学时: 406．学分: 2.57．适用专业：化学工程及工艺。

8．先修或同修课程: 《反应工程》、《分离工程》等。

9．制定实验教学大纲的依据教育部化工专业实验教学指导性大纲，天津大学化工基础实验教学大纲。

10．本实验课在培养实验能力中的地位及作用按照“素质教育”要求，以培养面向21世纪具有一定创新能力的人才为目标。

化工专业实验主要包括：演示性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验，属于化学工程及工艺专业必修课程，是化工专业课程的重要组成部分。

化工专业实验教学应该以实验设计方法、设计思路，实验手段的合理运用等内容为主，充分发挥学生的主观能动性，因材施教。

11．应达到的实验能力标准在实验教学过程中培养学生的实验技能和科学研究能力，引导学生利用化工过程技术与设备、实验方法学、现代测控原理等理论知识，分析和设计化工过程单元操作并独立完成实验，掌握先进的测量手段和计算机控制技术及计算机在化工实验教学中的应用，进而全面提高学生的创新能力和综合素质。

12．实验内容[一]、完全互溶体系的汽--液平衡的测定[二]、填料塔理论板数测定[三]、筛板塔的操作[四]、三元共沸物精馏[五]、离子液体催化合成脂实验[六]、固定床和流化床反应器的流动性实验[七]、管式反应器的停留时间分布及流动模型参数的测定[八]、釜式反应器的停留时间分及流动模型参数的测定13．实验成绩考核办法每学期实验课结束后，根据学生预习情况、实验操作情况、实验报告的质量、综合性实验成绩综合评定，其比率为：一般平时成绩占总成绩的60%, 综合实验占总成绩的30%，实验报告占10%，按学生成绩评定办法给出，最终成绩分级为：优、良、中、及、不及。

《化学反应工程》教学大纲《化学反应工程》课程教学大纲【学时学分】 64 学时； 4学分【开课模式】必修【实验学时】 12学时【上机学时】0学时【课程类型】专业基础课【考核方式】考试【先修课程】物理化学，高等数学等【开课单位】石油化工系【课程编号】 G02019【授课对象】大专（3年制）石油化工生产技术一、本课程教学目的和任务本课程是化学工程与工艺专业的专业基础必修课，其主要任务是使学生掌握化工生产中的关键过程——化学反应过程的基本理论和知识，培养学生具体分析、计算和解决化工生产中有关化学反应过程的实际问题的能力。

1、课程对学生思想品德培养的目标要求：①通过课程讲授、复习及辅导、作业等教学环节，培养学生严谨求实的科学态度和一丝不苟的工作作风。

②通过用理论分析解决问题的过程中，培养学生辩证唯物主义的思想方法。

③通过我国反应工程发展史及现状，激发学生为化工事业献身的精神。

2、课程对学生知识与能力培养的目标要求：①培养学生从基础理论、工程观点、经济观点出发，综合处理工程问题的能力。

②培养学生能熟练进行反应器选型、设计、校核的能力。

③培养学生根据反应的特点分析反应器的问题，具有解决工业反应器的问题的能力。

④通过实验数据的收集和解析，培养学生实验设计和处理数据能力。

3、课程对学生科学思维方面的目标要求：①通过基本原理的学习，使学生掌握过程的本质，在众多影响因素中，抓住问题的主要方面，提高学生的科学思维能力。

②通过计算问题的学习，使学生掌握计算依据的基本概念、模型简化处理的方法，从而培养学生抽象的思维能力。

③通过典型反应器的学习，使学生了解应从基本原理出发来分析反应器性能、特征、应用范围及强化方法，培养学生逻辑思维能力。

二、本课程的性质、特点及基本要求本课程是在学完物理化学、化工原理、化工热力学的基础上，讲授化学反应过程的基本理论和知识，以研究工业反应器为主体，介绍反应工程的基本概念、原理和方法，以及反应器的设计、优化、开发、放大问题。

《化学反应工程》课程教学大纲制定人：王远强教学团队审核人：门勇开课学院审核人：饶品华课程名称：化学反应工程／Chemical Reaction Engineering课程代码：040311适用层次（本/专科）：本科学时：48学分：3 讲课学时：48 上机/实验等学时：0 考核方式：考试先修课程：化工原理，化工热力学，物理化学适用专业：化学工程与工艺、制药工程等教材：张濂、许志美、袁向前，《化学反应工程原理》（第二版），华东理工大学出版社，2007 主要参考书：1、陈甘棠等，《化学反应工程》（第三版），化学工业出版社，20112、朱炳辰等，《化学反应工程》（第五版），化学工业出版社，20123、李绍芬等，《反应工程》（第二版），化学工业出版社，20084、Ronald W. Missen, Charles A. Mims, Bradley A. Saville. Chemical ReactionEngineering and Kinetics. Jon Wiley & Sons, Inc. 1999一、本课程在课程体系中的定位“化学反应工程”是以无机化工、有机化工、煤化工和石油化工生产过程中的化学加工过程为背景，按化学反应与动量、热量、质量传递相互作用的共性归纳综合的宏观反应过程；是将化学反应原理与反应设备相结合的一门学科；本课程是该专业的主干专业基础课，属于必修课，跟学生的学位挂钩。

二、教学目标1．培养学生用自然科学的原理考察、解释和处理工程实践问题；2．使学生掌握化学反应工程学科的理论体系、研究方法，了解学科前沿；3．应用理论推演和实验研究工业反应过程的规律而建立数学模拟结合工程实践的经验应用于工程设计和放大。

三、教学效果通过本课程的学习，学生可具备：1．从全局的角度，思考问题、解决问题的意识；2. 熟悉反应工程基本内容的能力；3．熟练运用“三传一反”基本方程式，求解理想反应器模型的能力；4．能注重研究内容，抓住研究思路，掌握共性规律的能力；5. 运用工程分析方法，解决工程问题的能力。

掌握换热式固定床催化反应器床层轴向温度的变化规律及其影响因素和利用热点（或冷点）的位置变动判断反应器操作工况。

了解换热式固定床催化反应器的设计优化问题，参数敏感性问题以及飞温和失控现象。

了解自热式固定床催化反应器的操作工况。

了解液化床催化反应器的主要结构及操作，两相理论的概念及床层中气泡行为。

了解实验室反应器的主要类型及其特点。

三、学时安排本科四年制《化学工程与工艺专业》适用（６４学时）第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章3 9 10 8 9 11 8 33返回第一章概述无论是化学工业还是冶金、石油炼制和能源加工等工业过程，均采用化学方法将原料加工成为有用的产品。

生产过程包括如下三个组成部分：图1.1 典型的化学加工过程第①和③两部分属于单元操作的研究范围；而②部分是化学反应工程的研究对象，是生产过程的核心。

上图为厂区夜景，点击可进入有更多介绍工厂及设备的图片第一节化学反应工程一、化学反应工程的研究对象化学反应工程是化学工程学科的一个重要分支，主要包括两个方面的内容，即反应动力学和反应器设计分析。

反应动力学--研究化学反应进行的机理和速率，以获得工业反应器设计与操作所需的动力学知识和信息，如反应模式、速率方程及反应活化能等其中速率方程可表示为：r=f（T、、P）（对于一定的反应物系）而言--随时间、空间变化其中，r为反应系统中某一组分的反应速率，代表浓度的矢量，P为系统的总压。

反应器设计分析--研究反应器内上述因素的变化规律，找出最优工况和适宜的反应器型式和尺寸。

注意：化学反应是研究反应本身的规律，与反应器内各局部的状况有关，而反应器总体的性态。

所以可以说反应动力学从点上着眼，而反应器的设计与分析则从面上（体上）着手。

二、化学反应的分类（反应工程学科）无论是自然界还是实际生产过程中，存在各种各样的化学反应，通常为了便于研究和应用，将化学反应进行分类。

下表中给出了常见的化学反应分类、方法和种类，一些可能同时属于两个或者更多的反应种类。

反应工程课程设计大纲一、课程介绍本课程是针对化学工程专业的学生设计的一门必修课程，旨在帮助学生掌握反应工程的基本原理、方法和技术。

通过学习本课程，学生将了解反应工程的基本概念、反应动力学、反应器设计、反应工程的应用等内容，为将来的工作和研究打下坚实的基础。

二、课程目标1. 理解反应工程的基本概念和原理；2. 掌握反应动力学的基本知识；3. 学会进行反应器的设计和优化；4. 熟悉反应工程在化工生产中的应用；5. 培养学生的团队合作能力和创新精神。

三、课程大纲1. 反应工程的基本概念1.1 反应工程的定义和发展历程1.2 反应工程在化工领域的重要性1.3 反应工程与其他工程学科的关系2. 反应动力学2.1 反应速率和反应级数2.2 反应速率常数和活化能2.3 反应动力学方程的推导和应用2.4 反应动力学实验方法3. 反应器的设计3.1 理想反应器的性能和特点3.2 简单反应器的设计和计算3.3 复杂反应器的设计和优化3.4 反应器的操作和控制4. 反应工程的应用4.1 反应工程在化工生产中的应用案例4.2 反应工程在环境保护和新能源领域的应用4.3 反应工程的发展趋势和前景四、教学方法本课程采用理论教学和实践教学相结合的教学方法。

课堂教学以讲授为主，结合案例分析和讨论，引导学生深入理解和应用所学知识。

实验教学将设计多个与反应工程相关的实验项目，让学生动手操作，加深对课程内容的理解。

五、课程评价学生的学习成绩将根据平时表现、期中考试、实验报告和期末考试等多个方面综合评价。

学生应按时完成课程作业和实验报告，积极参与课堂讨论，课程结束后进行闭卷考试，考核学生对课程内容的掌握程度和应用能力。

六、课程参考书目1. 《反应工程学》2. 《反应工程原理与设计》3. 《化学工程反应工程导论》4. 《反应工程应用案例分析》通过学习本课程，学生将对反应工程的基本理论和应用有深入的了解，为将来的学习和工作打下坚实的基础。

反应工程教学大纲一、引言反应工程是化学工程领域的一个重要分支，它研究化学反应过程在工程实践中的应用。

通过了解反应工程的基本原理和方法，学生可以掌握化学反应工程的基本理论和实践技能，从而为未来从事化工生产、环境保护和新能源等领域奠定基础。

本教学大纲旨在为反应工程教学提供一个全面的框架，涵盖基本概念、实验技术和应用案例，以培养学生的理论思考能力和实践操作能力。

二、课程目标1. 掌握反应工程的基本概念和基本原理；2. 了解反应工程的实验技术和实践操作方法；3. 能够分析和评估化学反应的速率和转化率；4. 能够设计和优化化学反应过程；5. 了解反应工程在工程实践中的应用案例。

三、教学大纲1. 反应工程基本概念- 反应工程的定义和发展历程；- 反应工程的重要性和应用领域； - 反应工程的基本原理和基本方程。

2. 反应动力学- 反应速率和速率方程；- 反应动力学的基本概念和方法； - 推导和解析动力学方程。

3. 反应平衡和转化率- 反应平衡的概念和条件；- 质量和摩尔转化率的定义和计算； - 转化率和反应平衡的关系。

4. 理想反应器设计- 理想反应器的定义和分类；- 反应器的体积和流量计算；- 反应器的转化率和选择性计算。

5. 非理想反应器设计- 反应器的不完全混合和分段操作；- 反应器的稳态和动态行为分析；- 反应器的温度和浓度分布计算。

6. 实验技术与工程实践- 反应器的实验操作和安全措施；- 反应器的实时监测和控制方法；- 反应器的实际应用和工程示例。

四、教学方法1. 理论课讲授：通过课堂讲授的方式，系统介绍反应工程的基本原理和概念，并进行示例分析和学生讨论。

2. 实验实践：通过实验操作，让学生亲自参与化学反应过程，并进行数据分析和报告撰写。

3. 计算作业：布置反应工程相关的计算作业，让学生通过计算锻炼分析和解决实际问题的能力。

4. 应用案例研究：引导学生研究和分析反应工程在工程实践中的应用案例，培养学生的综合应用能力。

081301-化学工程与工艺请提交表3.8中列出的所有课程的教学大纲。

如果近四个学年度有调整的请一并提交调整前及调整后的大纲，调整多次的，需提交每个版本。

教学大纲以一个pdf文件上传。

17版人才培养方案中的专业主干课程《化学反应工程》教学大纲(化学工程与工艺专业精细化工方向适用)学时：40 学分：2.5 课程编号：1706090一、本课程的性质和任务课程性质：化学反应工程是化学工程与工艺本科专业的核心主干专业课程，具有多学科交叉的特点，以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，以达到反应器的设计、开发和放大以及操作优化的目的。

其内容涉及化学反应动力学、反应器传递特性、反应器类型结构、操作分析及反应器设计，具有高度综合性、广泛基础性和自身独特性。

课程任务：一是培养学生将数学、物理化学、化工热力学等学科知识用之于化学反应工程课程的综合能力；二是使学生掌握化学反应工程的基本概念、原理和方法，包括反应动力学、流动模型及理想反应器、停留时间分布、反应器的设计与分析等；三是使学生初步具备改进和强化现有反应技术和设备，提高其分析问题和解决问题的能力。

二、本课程的基本内容（一）绪论1. 化学反应工程的研究对象和目的2. 化学反应工程的研究内容3. 化学反应工程研究方法（二）化学反应动力学1. 化学反应速率的工程表示2. 均相反应动力学3. 气固相催化反应本征动力学（三）理想间歇反应器1. 反应器设计基本方程2. 理想间歇反应器中的简单反应3. 理想间歇反应器中的均相可逆反应4. 理想间歇反应器中的均相平行反应5. 理想间歇反应器中的均相串联反应（四）理想流动管式反应器1. 理想流动管式反应器的特点2. 理想流动管式反应器基本方程式3. 空时、空速和停留时间4. 反应前后分子数变化的气相反应（五）连续流动釜式反应器1. 连续流动釜式反应器的基本设计方程2. 连续流动釜式反应器中的均相反应3. 连续流动釜式反应器中的浓度分布与返混4. 返混的原因与限制返混的措施（六）反应过程中的混合现象及其对反应的影响1. 混合现象的分类2. 停留时间分布及其性质3. 微观混合及其对反应结果的影响4. 非理想流动模型5. 非理想流动反应器的计算（七）化学反应过程的优化1. 概述2. 影响反应场所浓度的工程因素3. 简单反应过程反应器型式的比较4. 自催化反应过程的优化5. 可逆反应过程的优化6. 平行反应过程的优化7. 串联反应过程优化8. 复合反应过程的温度条件（八）气固催化反应过程的传递现象1. 气固催化反应过程的研究方法2. 等温条件下的催化剂颗粒外部传质过程3. 等温条件下的催化剂颗粒内部传质过程4. 等温条件下的总效率因子5. 非等温条件下的催化剂颗粒外部传质过程6. 非等温条件下的催化剂颗粒内部传质过程7. 固体催化剂的工程设计（九）气固相固定床反应器1. 固定床催化反应器的类型与装填特性2. 固定床中的热传递和质量传递3. 气固催化反应表观速率方程式4. 固定床催化反应器的设计模型三、本课程的基本要求（一）绪论1. 掌握学习化学反应工程课程的目的2. 了解化学反应工程的发展、任务和范畴3. 掌握化学反应工程的分类及其操作方法4. 了解化学反应工程的研究方法重点：工业化学反应的分类，化学反应器的操作方式。