反應(yīng)工程課程簡介

該課程內(nèi)容按從均相反應(yīng)體系到非均相反應(yīng)體系的順序，分別分析和研究了均相反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、理想反應(yīng)器、非理想流動(dòng)反應(yīng)器、氣固催化反應(yīng)宏觀動(dòng)力學(xué)和氣固催化反應(yīng)器。以反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為主線，分析了流動(dòng)、混合、傳遞過程等物理因素對反應(yīng)速率的影響規(guī)律。根據(jù)各類反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作特點(diǎn)建立其數(shù)學(xué)模型（操作方程），目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化操作，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物選擇性。

• 課程定位

化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程與技術(shù)一級學(xué)科的核心課程，主要研究在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)時(shí)所面臨的工程技術(shù)問題，消除普遍存在的“放大效應(yīng)”。該課程承接物理化學(xué)和化工原理兩門化學(xué)化工類基礎(chǔ)課程課程，著重研究模型放大過程中的基本理論、基本規(guī)律，并構(gòu)建物理模型和數(shù)學(xué)模型以解決實(shí)際問題。

據(jù)中國大學(xué)MOOC官網(wǎng)顯示，該課程第1-4課大綱主要有緒論、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、理想反應(yīng)器、非理想流動(dòng)反應(yīng)器、氣固催化反應(yīng)宏觀動(dòng)力學(xué)、氣固催化反應(yīng)等；在下表的第5-6課中刪減了相同內(nèi)容。

1. 該課程注重學(xué)生對基本理論、概念和方法的掌握；

2. 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐、應(yīng)用和學(xué)習(xí)能力；

3. 引導(dǎo)學(xué)生對反應(yīng)工程學(xué)的研究興趣，提高學(xué)生解決化工生產(chǎn)放大實(shí)際問題的能力。

反應(yīng)工程課程讓學(xué)生能夠了解化工反應(yīng)器種類及其對化學(xué)反應(yīng)影響的基本規(guī)律，了解反應(yīng)器設(shè)計(jì)、放大和操作過程中的基本步驟及方法，培養(yǎng)化工設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中分析和解決問題的能力。

反應(yīng)工程預(yù)備知識(shí)

學(xué)習(xí)該課程需要學(xué)習(xí)者具有高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、化工原理相關(guān)背景知識(shí)。

反應(yīng)工程學(xué)習(xí)資料

2020年11月，反應(yīng)工程課程入選首批中華人民共和國教育部“國家級一流本科課程”。

王安杰，大連理工大學(xué)化工與環(huán)境生命學(xué)部化工學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，是大連理工大學(xué)《反應(yīng)工程》本科教學(xué)課程建設(shè)負(fù)責(zé)人，擔(dān)任本科生《反應(yīng)工程》和研究生《反應(yīng)工程II》的主講教師，承擔(dān)高等學(xué)校本科教學(xué)改革與教學(xué)質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目“《反應(yīng)工程》慕課建設(shè)”。

張守臣，大連理工大學(xué)副教授， 承擔(dān)本科生《反應(yīng)工程A》、研究生《反應(yīng)工程Ⅱ》和《化學(xué)工程基礎(chǔ)》的主講任務(wù)。參與主編了《反應(yīng)工程》（大連理工大學(xué)出版社）和《化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)》（化學(xué)工業(yè)出版社）。

李翔，博士，“海河學(xué)者”特聘教授，博士生導(dǎo)師。2004年博士畢業(yè)于大連理工大學(xué)后留校工作，2005-2006年在瑞士聯(lián)邦工學(xué)（ETH, Zurich）做博士后研究。2018年8月被天津科技大學(xué)聘為“海河學(xué)者”特聘教授。主講本科生《反應(yīng)工程》，主持完成3項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和多項(xiàng)省部級項(xiàng)目。 2100433B

1.緒論

1.1 化學(xué)反應(yīng)工程

1.2 化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和收率

1.3 化學(xué)反應(yīng)器的類型

1.4 化學(xué)反應(yīng)器的操作方式

1.5 反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本方程

1.6 工業(yè)反應(yīng)器的放大

2.反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

2.1 化學(xué)反應(yīng)速率

2.2 反應(yīng)速率方程

2.3 溫度對反應(yīng)速率的影響

2.4 復(fù)合反應(yīng)

2.5 反應(yīng)速率方程的變換與積分

2.6 多相催化與吸附

2.7 多相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

2.8 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的確定

2.9 建立速率方程的步驟

3.釜式反應(yīng)器

3.1 釜式反應(yīng)器的物料衡算式

3.2 等溫間歇釜式反應(yīng)器的計(jì)算（單一反應(yīng)）

3.3 等溫間歇釜式反應(yīng)器的計(jì)算（復(fù)合反應(yīng)）

3.4 連續(xù)釜式反應(yīng)器的反應(yīng)體積

3.5 連續(xù)釜式反應(yīng)器的串聯(lián)與并聯(lián)

3.6 釜式反應(yīng)器中復(fù)合反應(yīng)的收率與選擇性

3.7 半間歇釜式反應(yīng)器

3.8 變溫間歇釜式反應(yīng)器

3.9 連續(xù)釜式反應(yīng)器的定態(tài)操作

4.管式反應(yīng)器

4.1 活塞流假設(shè)

4.2 等溫管式反應(yīng)器設(shè)計(jì)

4.3 管式與釜式反應(yīng)器反應(yīng)體積的比較

4.4 循環(huán)反應(yīng)器

4.5 變溫管式反應(yīng)器

4.6 管式反應(yīng)器的最佳溫度序列

5.停留時(shí)間分布與反應(yīng)器的流動(dòng)模型

5.1 停留時(shí)間分布

5.2 停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)測定

5.3 停留時(shí)間分布的統(tǒng)計(jì)特征值

5.4 理想反應(yīng)器的停留時(shí)間分布

5.5 非想想流動(dòng)現(xiàn)象

5.6 非理想流動(dòng)模型

5.7 非理想反應(yīng)器的計(jì)算

5.8 流動(dòng)反應(yīng)器中流體的混合

6.多相系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)與傳遞現(xiàn)象

6.1 多相催化反應(yīng)過程步驟

6.2 流體與催經(jīng)劑顆粒外表面間的傳質(zhì)與傳熱

6.3 氣體大多孔介質(zhì)中的擴(kuò)散

6.4 多孔催化劑中的擴(kuò)散與反應(yīng)

6.5 內(nèi)擴(kuò)散對復(fù)合反應(yīng)選擇性的影響

6.6 多相催化反應(yīng)過程中擴(kuò)散影響的判定

6.7 擴(kuò)散干擾下的動(dòng)力學(xué)假象

7.多相催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與分析

7.1 固定床內(nèi)的傳遞現(xiàn)象

7.2 固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型

7.3 絕熱式固定床反應(yīng)器

7.4 換熱式固定床反應(yīng)器

7.5 自熱式固定床反應(yīng)器

7.6 參數(shù)敏感性

7.7 流化床反應(yīng)器

7.8 實(shí)驗(yàn)室催化反應(yīng)器

8.多相反應(yīng)器

8.1 氣液反應(yīng)

8.2 氣液反應(yīng)器

8.3 氣液固反應(yīng)

8.4 滴流床反應(yīng)器

8.5 漿態(tài)反應(yīng)器

9.生化反應(yīng)工程基礎(chǔ)

9.1 概述

9.2 生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

9.3 固定化生物催化劑

9.4 生化反應(yīng)器

10.聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)

10.1 概述

10.2 聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析

10.3 聚合過程的傳熱與傳質(zhì)分析

10.4 聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與分析

11.電化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)

11.1 引言

11.2 電化學(xué)反應(yīng)工程中的特殊問題

11.3 電化學(xué)反應(yīng)器

化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科體系已大體形成，理論研究也漸趨完善。在工業(yè)應(yīng)用中，在定性的指導(dǎo)方面已經(jīng)發(fā)揮了很大的作用。但是，與理論研究相比較，反應(yīng)器內(nèi)傳遞過程的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)的積累還很薄弱，特別是對于化工生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的多相流動(dòng)體系研究得還很不夠。因此，反應(yīng)工程的研究需要與多相流體力學(xué)和多相傳遞過程的研究相結(jié)合，以便相輔相成。同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)工程向生化、冶金等領(lǐng)域擴(kuò)展時(shí)還會(huì)出現(xiàn)新的理論問題，需要進(jìn)一步的研究。2100433B

這一學(xué)科是在1957年第一屆歐洲化學(xué)反應(yīng)工程討論會(huì)上正式確立的。促成該學(xué)科建立的背景是：因化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，特別是石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)趨于大型化，對化學(xué)反應(yīng)過程的開發(fā)和反應(yīng)器的可靠設(shè)計(jì)提出迫切要求；化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和化工單元操作的理論和實(shí)踐有了深厚的基礎(chǔ)；數(shù)學(xué)模型方法和大型電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用為反應(yīng)工程理論研究提拱有效的方法和工具。