反应工程学习预备

反应工程预备知识

学习该课程需要学习者具有高等数学、物理化学、化工原理相关背景知识。

反应工程学习资料

反应工程课程让学生能够了解化工反应器种类及其对化学反应影响的基本规律，了解反应器设计、放大和操作过程中的基本步骤及方法，培养化工设计、生产过程中分析和解决问题的能力。

1. 该课程注重学生对基本理论、概念和方法的掌握；

2. 培养学生实践、应用和学习能力；

3. 引导学生对反应工程学的研究兴趣，提高学生解决化工生产放大实际问题的能力。

据中国大学MOOC官网显示，该课程第1-4课大纲主要有绪论、化学反应动力学基础、理想反应器、非理想流动反应器、气固催化反应宏观动力学、气固催化反应等；在下表的第5-6课中删减了相同内容。

该课程内容按从均相反应体系到非均相反应体系的顺序，分别分析和研究了均相反应的反应动力学、理想反应器、非理想流动反应器、气固催化反应宏观动力学和气固催化反应器。以反应动力学为主线，分析了流动、混合、传递过程等物理因素对反应速率的影响规律。根据各类反应器的结构和操作特点建立其数学模型（操作方程），目标是实现反应器的优化设计和优化操作，提高反应转化率和目标产物选择性。

• 课程定位

化学反应工程是化学工程与技术一级学科的核心课程，主要研究在工业上实现化学反应时所面临的工程技术问题，消除普遍存在的“放大效应”。该课程承接物理化学和化工原理两门化学化工类基础课程课程，着重研究模型放大过程中的基本理论、基本规律，并构建物理模型和数学模型以解决实际问题。

2020年11月，反应工程课程入选首批中华人民共和国教育部“国家级一流本科课程”。

王安杰，大连理工大学化工与环境生命学部化工学院教授，博士生导师，是大连理工大学《反应工程》本科教学课程建设负责人，担任本科生《反应工程》和研究生《反应工程II》的主讲教师，承担高等学校本科教学改革与教学质量工程建设项目“《反应工程》慕课建设”。

张守臣，大连理工大学副教授， 承担本科生《反应工程A》、研究生《反应工程Ⅱ》和《化学工程基础》的主讲任务。参与主编了《反应工程》（大连理工大学出版社）和《化学反应工程学》（化学工业出版社）。

李翔，博士，“海河学者”特聘教授，博士生导师。2004年博士毕业于大连理工大学后留校工作，2005-2006年在瑞士联邦工学（ETH, Zurich）做博士后研究。2018年8月被天津科技大学聘为“海河学者”特聘教授。主讲本科生《反应工程》，主持完成3项国家自然科学基金项目和多项省部级项目。 2100433B

1.绪论

1.1 化学反应工程

1.2 化学反应的转化率和收率

1.3 化学反应器的类型

1.4 化学反应器的操作方式

1.5 反应器设计的基本方程

1.6 工业反应器的放大

2.反应动力学基础

2.1 化学反应速率

2.2 反应速率方程

2.3 温度对反应速率的影响

2.4 复合反应

2.5 反应速率方程的变换与积分

2.6 多相催化与吸附

2.7 多相催化反应动力学

2.8 动力学参数的确定

2.9 建立速率方程的步骤

3.釜式反应器

3.1 釜式反应器的物料衡算式

3.2 等温间歇釜式反应器的计算（单一反应）

3.3 等温间歇釜式反应器的计算（复合反应）

3.4 连续釜式反应器的反应体积

3.5 连续釜式反应器的串联与并联

3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性

3.7 半间歇釜式反应器

3.8 变温间歇釜式反应器

3.9 连续釜式反应器的定态操作

4.管式反应器

4.1 活塞流假设

4.2 等温管式反应器设计

4.3 管式与釜式反应器反应体积的比较

4.4 循环反应器

4.5 变温管式反应器

4.6 管式反应器的最佳温度序列

5.停留时间分布与反应器的流动模型

5.1 停留时间分布

5.2 停留时间分布的实验测定

5.3 停留时间分布的统计特征值

5.4 理想反应器的停留时间分布

5.5 非想想流动现象

5.6 非理想流动模型

5.7 非理想反应器的计算

5.8 流动反应器中流体的混合

6.多相系统中的化学反应与传递现象

6.1 多相催化反应过程步骤

6.2 流体与催经剂颗粒外表面间的传质与传热

6.3 气体大多孔介质中的扩散

6.4 多孔催化剂中的扩散与反应

6.5 内扩散对复合反应选择性的影响

6.6 多相催化反应过程中扩散影响的判定

6.7 扩散干扰下的动力学假象

7.多相催化反应器的设计与分析

7.1 固定床内的传递现象

7.2 固定床反应器的数学模型

7.3 绝热式固定床反应器

7.4 换热式固定床反应器

7.5 自热式固定床反应器

7.6 参数敏感性

7.7 流化床反应器

7.8 实验室催化反应器

8.多相反应器

8.1 气液反应

8.2 气液反应器

8.3 气液固反应

8.4 滴流床反应器

8.5 浆态反应器

9.生化反应工程基础

9.1 概述

9.2 生化反应动力学基础

9.3 固定化生物催化剂

9.4 生化反应器

10.聚合反应工程基础

10.1 概述

10.2 聚合反应动力学分析

10.3 聚合过程的传热与传质分析

10.4 聚合反应器的设计与分析

11.电化学反应工程基础

11.1 引言

11.2 电化学反应工程中的特殊问题

11.3 电化学反应器

化学反应工程学科体系已大体形成，理论研究也渐趋完善。在工业应用中，在定性的指导方面已经发挥了很大的作用。但是，与理论研究相比较，反应器内传递过程的实验研究和数据的积累还很薄弱，特别是对于化工生产中经常遇到的多相流动体系研究得还很不够。因此，反应工程的研究需要与多相流体力学和多相传递过程的研究相结合，以便相辅相成。同时，化学反应工程向生化、冶金等领域扩展时还会出现新的理论问题，需要进一步的研究。2100433B

这一学科是在1957年第一届欧洲化学反应工程讨论会上正式确立的。促成该学科建立的背景是：因化学工业的发展，特别是石油化学工业的发展，生产趋于大型化，对化学反应过程的开发和反应器的可靠设计提出迫切要求；化学反应动力学和化工单元操作的理论和实践有了深厚的基础；数学模型方法和大型电子计算机的应用为反应工程理论研究提拱有效的方法和工具。