《化学反应工程》课程规范

《化学反响工程》课程标准

一、课程概况

课程号HBX250037课程名称化学反响过工程

课程英文

ChemicalReactionEngineering

名称

讲授试验

总学时数48学分4480

学时学时

开课单位理工学院适用专业化学工程与工艺、制药工程

课程类别专业教育课程修读方式必修

先修课程高等数学，大学物理，物理化学，化工原理

考核方式：考试

考核方式成绩构成比例：总成绩=寻常成绩X30%+卷面成绩X70%

寻常成绩：寻常成绩=出勤成绩+寻常作业成绩

教科书：

陈甘棠主编.《化学反响工程》第三版.北京：化学工业出版社，2023

教材及主要

主要参考书：

教学参考书

李绍芬主编.《反响工程》其次版.北京：化学工业出版社，2023

朱炳辰主编.《化学反响工程》第五版.北京：化学工业出版社，2023

《化学反响工程》是高等学校化学工程与工艺类专业本科生必修的一门

专业课程。《化学反响工程》是争论化学反响过程和反响器的共同规律，从而

课程简介使化学反响实现工业化的技术科学，是化工类专业学生在具备了必要的高等

数学、物理化学、化工原理、计算技术等学问后，为了进一步加强根底和拓

定专、11/学问所必需的技术理论课.

通过本课程的学习，使学生进一步扩大学问面，打好专业根底，了解化

学变化过程中的一些根本规律，加深对已学过的无机化学、分析化学、有机

化学的理解比较结实的把握化学反响工程根底理论学问和计算方法；进一步

力气培育任务

培育学生独立思考和独立解决问题的力气，以至今后的实践中能得到启发和

帮助；培育学生独立进展物理化学试验和自学一般物理化学书刊，以提高理

论联系立际的力气.

二、课程学问、力气体系

《化学反响工程》课程学问（力气）体系

一

序学问单元学问点对应力气学时要求

号描述

化学反响的转化率和收率，把握

化学反响器的类型，化学反响器掌握反应进

第1拿绪

1€的操作方式，反响器设计的根本度，转化率，收率2

方程，工业反响器的放大与选择性

生疏均相反即」生疏

间歇反响系统的速率表示方速率的表示方式；

式；连续反响系统的速率表示方变容反响系统中体

第2章式；动力学方程式的表示方式；；只膨胀因子；体积

反响动力反响速率常数；动力学参数确实膨胀率；最正确温度8

2

学根底定；最正确温度曲线；固体催化剂；曲线；Langmuir

吸吸附等温方程；均匀外表吸附为附及其等温线；

均力学方程匀外表吸附动力学

方程

反明器“1流体的流淌模型；把握

反响器设计的根本方程；间歇反

把握抱负流淌

应器；活塞流反响器；单级全混

第3章模型；抱负反响器

流反响器；多级全混流反响器；

抱负流淌的计算；抱负反响10

3抱负流淌反响器的组合及反响体

反响器器中复合反响的选

积的比较；抱负流淌反响器中复

择性。

合反响的选择性；全混流反响器

的热稳定性。

停留时间分布函数及停留时把握

第4章把握停留时间

间分布密度函数；停留时间分布

停留时间分布函数及停留时

的试验测定及数字特征；几中流

分布与反间分布密度函数的9

4型的逗留时间分布函数和分布密

响器的流定义；停留时间分

度函数；几种非抱负流淌模型；

淌模型布的数字特征

实际反响器的计算

气固相催化反明宏观过程；生琉

气固相催化反响宏观动力学方

生疏催化剂颗

第章程；催化反响把握阶段的判别；

5粒内浓度分布及温

多相反响催化剂颗粒内气体的集中；内扩

更分布微分方程的

中的化学散有效因子；催化剂颗粒内组分9

建立及求解；等温

5反响与传浓度分布及温度分布的微分方

下催化剂颗粒内扩

递现象木L等温催化剂一级反响内集中*

有效因子的解析解及近似解；内且〔有效因子的计算

集中对复合反响选择性的影响。

多相催化反响过程中集中影响的

判定

气固相催化反响器的根本类了解

型；根本设计原则；催化反响器

第6章了解气固相催

的数学模型；绝热式固定床催化

多相催化化反响器的类型及

6反响器；连续换热式催化反响器：10

反响器的特点；固定床一维

内热自冷式；外冷列管式；外部

分析模型建立及求解

供热式。流态化；流化床催化反

响器

“要:求”指学生又寸学问、力气把握的娴熟程度，填M了解、生疏、把』基。

三、教学内容及根本要求

理论教学局部（按章节挨次填写）学时：2

章节第1章绪论

教学目的

介绍本课程的性质、任务、内容及根本概念

和要求

重点：反响进度，转化率，收率与选择性。

重点和难点

难点：无

根本学问：反响进度，转化率，收率与选择性，反响器。

根本理论：宏观动力学，数学模型。

“三基”分析

根本方法：化学反响工程根本争论方法，解析法，模型法，逐级阅

历放大法。

教学内容（2学时）：

1.1化学反响工程（0.5学时）

化学反响工程的历史及进展，任务及范畴，根本争论方法。

1.2化学反响的转化率和收率（0.5学时）

主要讲解反响进度，转化率，收率。

L3化学反响器的类型（0.5学时）

教学内容与三种分类方式介绍，分别是物料的相态分类，反响器的构造型

学时安排式分类，按操作方法分类。

1.4化学反响器的操作方式（0.5学时）

主要讲解三种方式分别为间歇性操作，连续操作，半间歇操作。

1.5反响器设计的根本方程（0.5学时）

物料衡算方程式，热量衡算方程式，动量衡算方程式。

1.6工业反响器的放大（0.5学时）

争论工业反响器的反响规律和传递规律。

教学方法：

1.承受“以多媒体教学为主、板书为辅”的方式。

教学方法与2.启发引导为主，线上教学与线下教学相结合。

教学手段教学手段：

1.通过多媒体图片和故事启发了解物理化学的定义、作用与特点。

2.避开教师的一言堂，到达“以学生为本、师生互动”。

本章思考题无

教科书：

陈甘棠主编.《化学反响工程》第三版.北京：化学工业出版社，2023

主要

主要参考书：

参考资料

李绍芬主编.《反响工程》其次版.北京：化学工业出版社，2023

朱炳辰主编.《化学反响工程》第五版.北京：化学工业出版社，2023

备注本章内容较简洁，讲授主要是介绍。

理论教学局部（按章节挨次填写）学时：8

章节第2章反响动力学根底

1把握间歇反响系统的速率表示方式；连续反响系统的速率表示方

教学目的式；动力学方程式的表示方式；

和要求2.把握反响速率常数；动力学参数确实定；最正确温度曲线；固体催

剂；吸附等温方程；均匀外表吸附动力学方程。

重点：均相反响速率的表示方式；变容反响系统中体积膨胀因子；

体积膨胀率；最正确温度曲线；Langmuir吸附及其等温线；均匀外

重点和难点

表吸附动力学方程。

难点：Langmuir吸附及其等温线；均匀外表吸附动力学方程。

根本学问：反响速率常数，吸附等温方程，分子数，反响级数，速

率常数，指前因子，总收率，瞬时收率，总选择性，瞬时选择性。

“三基”分析根本理论：均相反响和非均相反响，基元反响和非基元反响，单一

反响和复合反响，可逆反响和不行逆反响。

根本方法：微分法积分法求动力学方程。

教学内容（8学时）：

2.1反响速率（1学时）

介绍化学反响速率。

2.2反响速率方程（1学时）

介绍化学反响速率的方程。

2.3温度对反响速率的影响（1学时）

依据试验所得反响温度的倒数和反响速率存在线性相关。

2.4复合反响（1学时）

需用两个以上独立的计量方程来描述的方程，典型的复合反响

教学内容与有平行反响、连串反响和平行连串反响。

学时安排2.5反响速率方程的变换与积分（1学时）

对化学反响速率方程进展变换，再运用分别变量法进展积分进

展分析。

2.6多相催化与吸附〔1学时）

吸附是指固体外表与气体或液体间的一种相互作用。工业上承

受的催化过程绝大多数是多相催化。

2.7多相催化反响动力学（1学时）

多项催化反响是发生于催化剂外表的化学反响。

2.8动力学参数确实定（1学时）

动力学参数的常用确定方法有微分法和积分法。

教学方法：

1.承受“以多媒体教学为主、板书为辅、实例计算演示”的方式。

2.启发引导为主，线上教学与线下教学相结合。

教学方法与教学手段：

教学手段

1.通过多媒体图片和故事启发引出根本术语的定义、作用与特点。

2通.过课堂现场实例计算演示，目的是避开教师的一言堂，到达“以

学生为本、师生互动”的目的。

本章思考题P291,3,4,5

教科书：

陈甘棠主编.《化学反响工程》第三版.北京：化学工业出版社，2023

主要

主要参考书：

参考资料

李绍芬主编.《反响工程》其次版.北京：化学工业出版社，2023

朱炳辰主编.《化学反响工程》第五版.北京：化学工业出版社，2023

备注本章内容是化学反响工程的根底内容，应具体讲授

理论教学局部（按章节挨次填写）学时：10

章节第3章抱负流淌反响器（釜式反响器、管式反响器）

1了解反响器中流体的流淌模型；反响器设计的根本方程；间歇反响

教学目的器；活塞流反响器；单级全混流反响器；多级全混流反响器；

和要求

2.了解抱负流淌反响器的组合及反响体积的比较；抱负流淌反响器中

复合反响的选择性；全混流反响器的热稳定性。

重点：抱负流淌模型；抱负反响器的计算；抱负反响器中复合反响

重点和难点的选择性。

难点：抱负反响器的计算；抱负反响器中复合反响的选择性。

根本学问：平均停留时间、空时、空速、年龄、寿命、返混、循环

比0。抱负反响器的概念，返混间歇反响器，反响器中流体的流淌模

型，反响器设计的根本方程。

“三基”分析

根本理论：间歇反响器的性能方程，平推流反响器的性能方程

全混流反响器的性能方程

根本方法：物料衡算方法建立数学方程

教学内容（10学时）

釜式反响器

3.1釜式反响器的物料衡算式（2学时）

运用物料衡算式描述反响物料量的变化规律。

3.3等温间歇釜式反响器的计算（单一反响）（2学时）

设计间歇反响器的关键在于确定每批所需时间。

3.4等温间歇釜式反响器的计算（复合反响）（1学时）

对于连串反响和平行反响应用不同方法。

3.5变温间歇釜式反响器（1学时）

对于非等温过程，由于其反响速率常数是随温度的变化而变化

的，要想准确描述相关量，可联立热平衡方程和动力学方程求解。

教学内容与

管式反响器

学时安排

3.6活塞流假设门学时）

流淌状况对反响过程的影响，抱负流淌模型和活塞流反响器的

特征。

3.7等温管式反响器设计（1学时）

重点学习活塞反响器的设计方程。

3.8管式与釜式反响器反响体积的比较（1学时）

在一样的前提条件下进展分状况争论。

3.9循环反响器（1学时）

为了提高原料利用率，将出口的物料进展循环，设计利用循环

反响器到达目的。

教学方法：

1.承受“以多媒体教学为主、板书为辅、实例计算演示''的方式，多

种教学手段相互补充，使课堂教学与试验教学相结合。

2.启发引导为主，从重学问目标转向重智能目标上转变。

教学方法与

3.线上教学与线下教学相结合，借助网络等方式搭建师生沟通和互

教学手段

动的平台。

教学手段：

1.通过多媒体图片、课堂现场实例计算演示，充分调动学生的学习

乐观性和主动性。

本章思考题P85—86:1、2、8、10

教科书：

陈甘棠主编.《化学反响工程》第三版.北京：化学工业出版社，2023

主要

主要参考书：

参考资料

李绍芬主编.《反响工程》其次版.北京：化学工业出版社，2023

朱炳辰主编.《化学反响工程》第五版.北京：化学工业出版社，2023

备注本章内容是化学反响工程的根底内容，应具体讲授。

理论教学局部（按章节挨次填写）学时：9

章节第4章停留时间分布与反响器的流淌模型

停留时间分布函数及停留时间分布密度函数；停留时间分布的试验

教学目的

测定及数字特征；几中流型的逗留时间分布函数和分布密度函数；

和要求

几种非抱负流淌模型；实际反响器的计算

重点：停留时间分布函数及停留时间分布密度函数的定义；停留时

重点和难点间分布的数字特征。

难点：停留时间分布的数字特征

根本学问：停留时间分布的数字特征、停留时间分布函数、停留时

间分布密度函数。脉冲法、阶跃法。

“三基”分析根本理论：宏观混合，微观混合，多级混合流模型（多级全混流串

联模型）及其模型参数N,轴向分散模型及其模型参数Ezo

根本方法：停留时间分布的测定方法。

教学内容（9学时）

4.1停留时间分布（2学时）

物料在反响器内的停留时间是一个随机过程，对随机过程通常

用概率进展描述，用相应的函数表达式描述这一过程。

4.2停留时间分布的试验测定（1学时）

停留时间分布的测定一般承受示踪技术，示踪剂选用易检测其

浓度的物质。

4.3停留时间分布的统计特征值（1学时）

为了比较不同的停留时间分布，通常是比较其统计特征值，常

用的统计特征值有两个：均值和方差，同时也是本节的主要争论对

象。

4.4抱负反响器的停留时间分布（1学时）

对于连续操作的反响器，组成流体的各粒子微团在其中的停留

时间长短不一，有的流体微团停留的时间长，有的则瞬间离去，从

教学内容与而形成了停留时间的分布。

学时安排4.5非抱负流淌现象11学时）

由于分子集中及涡流集中的存在造成了流体微元间的混合，使

停留时间分布偏离抱负流淌状况。

4.6非抱负流淌模型（1学时）

活塞流反响器和全混流反响器，在这两类反响器中，流体的流

淌为抱负化的极端状况。但实际反响器内流体的流淌状况与上述状

况不完全一样，介于两者之间。

4.7非抱负反响器的计算（1学时）

非抱负反响器内流体的流淌状况比较简洁，仅用抱负化的平推

流或全混流进展计算是不够的，格外必要对实际的流型进展逼真模

拟。

4.8流淌反响器中流体的混合（1学时）

流体的混合存在两种极端的混合状态，一种是不存在微观混合，

即完全离析；另一种是不存在离析，即完全微观混合。介于两者之

间的称为局部别析或局部微观混合，即两者并存。

教学方法：

1.承受“以多媒体教学为主、板书为辅、计算演示''的方式，多种教

学手段相互补充，使课堂教学与试验教学相结合。

2.启发引导为主，从重学问目标转向重智能目标上转变。

教学方法与

3.线上教学与线下教学相结合，借助网络等方式搭建师生沟通和互

教学手段

动的平台。

教学手段：

1.通过多媒体图片、课堂现场实例计算演示，充分调动学生的学习

乐观性和主动性。

本章思考题P110—111:1>2、5

教科书：

陈甘棠主编.《化学反响工程》第三版.北京：化学工业出版社，2023

主要

主要参考书：

参考资料

李绍芬主编.《反响工程》其次版.北京：化学工业出版社，2023

朱炳辰主编.《化学反响工程》第五版.北京：化学工业出版社，2023

备注本章内容是化学反响工程的重点内容，应具体讲解。

理论教学局部（按章节挨次填写）学时：8

章节第5章多相反响中的化学反响与传递现象

气固相催化反响宏观过程；气固相催化反响宏观动力学方程；催化

反响把握阶段的判别；催化剂颗粒内气体的集中；内集中有效因子；

教学目的

催化剂颗粒内组分浓度分布及温度分布的微分方程，等温催化剂一

和要求

级反响内集中有效因子的解析解及近似解；内集中对复合反响选择

性的影响。多相催化反响过程中集中影响的判定。

重点：催化剂颗粒内浓度分布及温度分布微分方程的建立及求解；

重点和难点等温下催化剂颗粒内集中有效因子的计算。

难点：等温下催化剂颗粒内集中有效因子的计算

根本学问：催化剂颗粒内气体的集中；内集中有效因子；催化剂颗

粒内组分浓度分布及温度分布的微分方程，膜集中阻力、孔散阻力，

内外表积、比外表积、比孔容、孔隙率，分子集中、努森集中、构

型集中。

“三基”分析

根本理论：吸附等温式（Langmuir型吸附等温式），集中和集中系数，

有效集中系数与反响速率的关系，影响内集中有效因子的根本因素，

任意反响动力学。

根本方法：用数学方法建立吸附等温方程。

教学内容（8学时）

5.1多相催化反响过程步骤学时）

以在多孔催化剂颗粒上进展不行逆反响A（g）-B（g）为例，说明

反响过程进展的步骤。

5.2流体与催化剂颗粒外外表间的传质与传热（1学时）

外集中传质，外外表传热。

5.3气体在多孔介质中的集中（1学时）

当孔内外无压差时，没有层流流淌问题。当浓度差存在时，有

教学内容与组分的集中存在。

学时安排5.4多孔催化剂中的集中与反响（1学时）

催化剂内不同部位浓度不同，反响速率也不同。

5.5内集中对复合反响选择性的影响（1学时）

内集中的存在使颗粒内反响物浓度降低，从而反响速率变慢。

5.6多相催化反响过程中集中影响的判定（2学时）

对于外集中转变流体的质量速率，对于内集中转变催化剂的粒

度。

5.7集中干扰下的动力学假象（1学时）

外集中干扰下的动力学假象和内集中干扰下的动力学假象。

教学方法：

1.承受“以多媒体教学为主、板书为辅、实例计算演示”的方式，多

种教学手段相互补充，使课堂教学与试验教学相结合。

2.启发引导为主，从重学问目标转向重智能目标上转变。

教学方法与

线上教学与线下教学相结合，借助网络等方式搭建师生沟通和互

教学手段3.

动的平台。

教学手段：

1.通过多媒体图片、课堂现场实例计算演示，充分调动学生的学习

乐观性和主动性。

本章思考题无

教科书：

陈甘棠主编.《化学反响工程》第三版.北京：化学工业出版社，2023

主要

参考资料主要参考书：

李绍芬主编.《反响工程》其次版.北京：化学工业出版社，2023

朱炳辰主编.《化学反响工程》第五版.北京：化学工业出版社，2023

备注本章内容是化学反响工程的重点内容，应具体讲解。。

理论教学局部（按章节挨次填写