课程类型：专业核心课程 课程代码：07ZX112101
课程适用专业（或专业方向）：化学工程与工艺、应用化学工程与技术 课程总学分、总学时：3学分、60学时
一、课程性质与目的
《化学反应工程》是化学工程类专业继物理化学、化工原理、高等数学等课程后开设的一门主修专业课。化学反应工程是以化学反应器原理为主要线索，主要研究化学反应过程需要解决的工程问题，是化工生产的龙头、关键和核心，是一些基础学科诸如物理化学、传递过程、化学工艺等相互渗透与交叉而演变成的边缘学科，其内容主要涉及化学反应动力学、反应器中传递特性、反应器类型结构、数学建模方法、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。通过本课程的教学，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、选型及放大与最优化的分析方法等，为将来深入研究与开发化工反应过程打好基础。。
二、章节教学目标与主要教学内容
第一章 绪论
教学目标：
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。
主要教学内容：
1.1 反应工程学的发展及其范畴和任务 1.2 化学反应工程内容的分类和编排 1.3 化学反应工程中的基本方法
重 点：
化学反应及反应器的分类；反应器的操作方式；一些重要的基本概念与术语。
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 1、张濂 主编，《化学反应工程原理》，上海，华东理工出版社，2007 2、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 3、王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
第二章 均相反应动力学基础
教学目标：
1）掌握化学反应速率的不同表示方式及其相互关系； 2）理解反应速率的浓度效应和温度效应；
3）掌握反应动力学方程的建立方法，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；
4）理解并列反应、平行反应和连串反应的动力学特征；
5）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；
主要教学内容：
2.1 概述 2.2 等温恒容过程 2.3 等温变容过程
重 点：
化学反应速率的不同表示方式及其相互关系；反应速率的浓度效应和温度效应；反应动力学方程的建立方法；并列反应、平行反应和连串反应的动力学特征。
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 2、张濂 主编，《化学反应工程原理》，上海，华东理工出版社，2007 3、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 4. 王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
第三章 均相反应过程
教学目标：
1）熟悉均相反应器的基本类型和特点，间歇反应器、活塞流和全混流的流体流动特性以及活塞流和全混流反应器的流动模型，明确连续流动理想反应器的
空时、空速等概念。
2）牢固掌握等温、变温间歇反应器反应体积的计算方法，掌握等温、变温平推流的设计方程、操作方程及反应体积的计算。
3）牢固掌握全混流反应器的基础设计方程与反应体积的计算。
4）明确平推流反应器的串联与并联，全混釜式反应器的串联与并联，全混反应釜串联的代数计算方法，了解全混釜串联的最优化。
5）明确各种反应器生产能力的比较，在各种反应器中进行复合反应的收率与选择性的计算，反应器型式与操作方式的评选。
6）了解反应器的热稳定性：全混反应釜的热稳定性分析。
主要教学内容：
3.1 概述 3.2 简单反应器 3.3 组合反应器 3.4 非等温过程
3.5 反应器类型和操作方法的评选 3.6 全混流釜式反应器的热稳定性 3.7 搅拌釜中的流动与传热（自学）
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。
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 2、张濂 主编，《化学反应工程原理》，上海，华东理工出版社，2007 3、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 4. 王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
第四章 非理想流动
教学目标：
1）了解非理想流动的概念与成因，停留时间分布的表示方法。
2）掌握停留时间分布函数的特征值（平均停留时间与方差）的计算方法。 3）了解停留时间分布的实验测定方法：脉冲示踪法和阶跃示踪法。
4）熟悉几种特殊流动模式的停留时间分布。
5）掌握多釜全混流串联模型的模拟非理想流动的模型化方法。 6）了解轴向分散模型。
主要教学内容：
4.1 反应器中的返混现象与停留时间分布 4.2 流动模型
4.3 流体的混合及其对反应的影响（自学） 重 点：
流动系统物料停留时间分布的意义及其数学表达式；停留时间分布的实验测定；两种理想流动反应器的停留时间分布；多釜全混流串联模型；轴向分散模型。
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 2、张濂 主编，《化学反应工程原理》，上海，华东理工出版社，2007 3、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 4. 王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
第五章 催化剂与催化反应动力学基础
教学目标：
1）理解多相催化反应过程的步骤和判断速率控制步骤的方法；
2）了解流体与催化剂颗粒外表面之间的传质与传热对多相催化反应速率及选择性的影响；
3）理解气体在多孔颗粒中的扩散类型及有效扩散系数的概念； 4）掌握检验内、外扩散对多相催化反应速率有无影响的实验方法； 5）了解扩散对表观反应级数及表观活化能的影响及其与相应的本征值之间的关系。
主要教学内容：
5.1 催化剂
5.2 催化剂的物理特性 5.3 气固相催化反应动力学 5.4 非催化气固相反应动力学 重 点：
多相催化反应的一般步骤；等温多孔催化剂中气体扩散—反应微分方程的建立及求解方法；内扩散有效因子的概念及一级反应内扩散有效因子的计算；检验内、外扩散对多相催化反应速率有无影响的实验方法。
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 2、张濂 主编，《化学反应工程原理》，上海，华东理工出版社，2007 3、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 4. 王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
第六章 固定床反应器
教学目标：
1）熟悉固定床反应器的应用、分类与优缺点；
2）熟悉固定床反应器的压力降、传质与传热过程的计算； 3）熟悉非等温固定床反应器的计算与拟均相一维模型；
4）掌握等温固定床反应器、单段绝热床反应器的计算，了解多段绝热床的优化设计；
5）了解拟均相二维模型的建立与求解方法。
主要教学内容：
6.1 概述
6.2 固定床中的传递过程 6.3 拟均相一维模型 6.4 拟均相二维模型 6.5 滴流床反应器 重 点：
固定床反应器压力降的计算；拟均相一维模型的建立和应用。绝热式固定床反应器催化剂用量的计算
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 2、张濂 主编，《化学反应工程原理》，上海，华东理工出版社，2007 3、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 4. 王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
第七章 流化床反应器
教学目标：
1）了解流态化现象，流态化的各种状态，流化床的优缺点，工业流化床的各种型式；
2）了解流化床中气泡相和乳（浊）相，两相各自的作用和相互间的联系； 3）了解流化床的气泡两相模型的基本假设和建立数学模型的思路。
主要教学内容：
7.1 概述
7.2 流化床中的气、固运动 7.3 流化床中的传热和传质 7.4 流化床的数学模型 重 点：
流化床反应器中的传热与传质；流化床的气泡两相模型的基本假设和建立数学模型的思路
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 2、张濂 主编，《化学反应工程原理》，上海，华东理工出版社，2007 3、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 4. 王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
第八章 多流体相的反应过程
教学目标：
1）掌握气液反应的扩散—反应方程的建立；
2）掌握各种情况下气液组分的浓度分布和宏观反应速率； 3）理解气液反应过程的步骤，理解气液反应器的结构形式及特点； 4）理解Hatta数的物理意义及气液反应的有效因子的物理意义； 5)了解填料塔和鼓泡塔的设计计算。
主要教学内容：
8.1 理论简述
8.2 伴有不可逆与可逆反应的传质 8.3 填料塔 8.4 鼓泡塔 8.5 搅拌鼓泡釜 8.6 液液相反应过程
8.7 浆态反应器 重 点：
掌握气液反应的扩散—反应方程的建立。掌握各种情况下气液组分的浓度分布和宏观反应速率。Hatta数的物理意义及气液反应的有效因子的物理意义。
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 2、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 3. 王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
第九章 聚合反应过程
教学目标：
1）了解聚合反应的特点；
2）了解聚合反应器的设计放大和调节； 3）了解聚合反应过程的拟定与调节
主要教学内容：
9.1 聚合反应和聚合方法概述 9.2 均相聚合反应 9.3 非均相聚合过程 9.4 缩聚反应过程
9.5 聚合反应器的设计放大和调节 9.6 聚合过程的拟定和调节
重 点：
聚合反应器的设计放大和调节
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 2、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 3. 王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
第十章 生化反应工程基础
教学目标：
了解生化反应的特点；了解生化反应器的设计放大和调节
主要教学内容：
10.1 概述
10.2 酶催化反应
10.3 微生物的反应过程动力学 10.4 固定化生物催化剂 10.5 生化反应器 重 点：
生化反应器的计算
参考教材：
1、陈甘棠 主编，《化学反应工程》，北京：化学工业出版社，2011 2、李绍芬 主编，《化学与催化反应工程》，北京，化学工业出版社，1986 3. 王安杰 主编，《化学反应工程学》，北京：化学工业出版社，2005
三、学时分配与教学方式
章 次 第1 章 绪论 第2 章 均相反应动力学基础 第3 章 均相反应过程 第4 章 非理想流动 第5 章 催化剂与催化动力学 第6 章 固定床反应器 第7 章 流化床反应器 第8 章 多流体相的反应过程 第9 章 聚合反应过程 第10章 生化反应工程基础 合 计 总 计 四、课程考核与学业评价方案
总学时 2 8 10 4 4 8 8 10 4 2 60 讲授 学时 2 6 8 4 4 6 6 8 4 2 50 实验 学时 60 习题课、讨 论课学时数 2 2 2 2 2 10 学生总成绩的计算要包括几部分：期末考试成绩、平时作业成绩、平时考勤成绩和专题讨论课成绩，各占总分的一定比例，适当减少期末考试成绩在总成绩中的比例。平时考核包含三部分内容，占总成绩的40%。一是出勤成绩，占10%；二是学习表现与专题讨论课成绩，占10%；三是作业成绩，占20%。期末考核占总成绩的60%，考核题目主要侧重于基本理论和基本方法，并且注重能力和素质的考核，加大分析题、设计与计算题目的比重。通过改革，使学生更加重视每一个考核环节，也提高学习的兴趣，期望使得教学质量有明显的提高。
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容