山东理工大学化学工程学院 《化学反应工程(B)》课程教学大纲 课程名称 化学反应工程(B) 课程编码 F12044 开课专业 应用化工 课程类别 专业必修 学分 2 总学时 32 授课学时 24 实验学时 8 先修课程 《物理化学》《化工原理》 《化学反应工程》(第五版),朱炳辰,化学工业出版社 《化学反应工程》(第四版),朱炳辰,化学工业出版社 推荐教材 《反应工程》(第一版),李绍芬.化学工业出版社 《化学反应工程》陈甘棠,化学工业出版社: 参考书目 《化学反应工程》(第二版),朱炳辰,化学工业出版社 一、课程定位及任务要求 《化学反应工程(⑧)》是应用化工化工专业本科生的一门必修课。学生在修读《物理化学》, 《化工原理》后修诗本课程。 《化学反应工程(B)》是以无机化工、有机化工、煤化工和石油生产中的化学加工过程为背景 按化学反应与动量、执量、质最传递交石作用的共性归纳为绘合的观反应过程。重占排述 化学反应动力学及化工反应器的生产、计算、优化。通过该课程的学习,学生能运用化学反 应工程的思维方法,分析问题和解决科研及生产实践中遇到的问题的能力,成为一个具有 定的综合素质、一定的分析解决问题和解决问题能力的应用化工专业人才。 本课程要求学生掌握化学反应工程的基础知识、理论、基本规律和基本实验技能。并运 用所学的理论知识和实验技能去解决化学及相关领域中的实际问题。为培养适应时代的高素 质和化学化工专业人才打下良好的专业基础。 二、课程教学目标 1、知识目标:通过本课程的学习,使学生了解基本工业反应器的特性,操作条件:理解 反应器的开发、设计、放大及优化方面的理论知识:熟悉加料、反应、出料等化工过程:掌 握产品的转化率、收率、选择率的计算:学会分析混合情况对反应结果的影响。 能力目标:教学过程中注重提高学生的自学能力 观察和独立思考的能力及分析解决工作 3、素质目标:培养学生严谨求实的科学态度,加强学生的团队意识,树立绿色化学理念,培 养其具有高度的责任感和良好的职业道德。 三、考核评价方式 1、考核方式:闭卷 -1-
- 1 - 山东理工大学化学工程学院 《化学反应工程(B)》课程教学大纲 课程名称 化学反应工程(B) 课程编码 F12044 开课专业 应用化工 课程类别 专业必修 学 分 2 总 学 时 32 授课学时 24 实验学时 8 先修课程 《物理化学》 《化工原理》 推荐教材 《化学反应工程》(第五版),朱炳辰,化学工业出版社 《化学反应工程》(第四版),朱炳辰,化学工业出版社 《反应工程》(第二版),李绍芬,化学工业出版社 参考书目 《化学反应工程》陈甘棠,化学工业出版社; 《化学反应工程》(第二版),朱炳辰,化学工业出版社 一、课程定位及任务要求 《化学反应工程(B)》是应用化工化工专业本科生的一门必修课。学生在修读《物理化学》, 《化工原理》后修读本课程。 《化学反应工程(B)》是以无机化工、有机化工、煤化工和石油生产中的化学加工过程为背景, 按化学反应与动量、热量、质量传递交互作用的共性归纳为综合的宏观反应过程。重点讲述 化学反应动力学及化工反应器的生产、计算、优化。通过该课程的学习,学生能运用化学反 应工程的思维方法,分析问题和解决科研及生产实践中遇到的问题的能力,成为一个具有一 定的综合素质、一定的分析解决问题和解决问题能力的应用化工专业人才。 本课程要求学生掌握化学反应工程的基础知识、理论、基本规律和基本实验技能。并运 用所学的理论知识和实验技能去解决化学及相关领域中的实际问题。为培养适应时代的高素 质和化学化工专业人才打下良好的专业基础。 二、课程教学目标 1、知识目标:通过本课程的学习,使学生了解基本工业反应器的特性,操作条件;理解 反应器的开发、设计、放大及优化方面的理论知识;熟悉加料、反应、出料等化工过程;掌 握产品的转化率、收率、选择率的计算;学会分析混合情况对反应结果的影响。 2、能力目标:教学过程中注重提高学生的自学能力、观察和独立思考的能力及分析解决工作 生活中与化工相关的问题的能力,从而增强学生的个人可持续发展能力。 3、素质目标:培养学生严谨求实的科学态度,加强学生的团队意识,树立绿色化学理念,培 养其具有高度的责任感和良好的职业道德。 三、考核评价方式 1、考核方式:闭卷
2、阅卷方式:任课教师共同出题、协同阅卷。 3、总评成绩计算公式:总评成绩(百分制)卷面成绩(70%)+实验成绩(20%)+平时成绩(10%) 4、实验成绩评定综合考虑三个方面:预习、操作技能及实验报告,依次占比例为10%、30%、 60%。实验成绩由实验任课教师评定。 是时皮筑由型论课任课教师根据学生的出到、作业、课登问答、小论文等情视进行经合 四、课程学习方法引导 1、掌握反应进度、转化率、收率与选择性等基本概念,了解化学反应器的分类及工业反应器 的放大等有关内容。 2。掌握化学反应速率方程的基本表示方式,反应速率方程的变换及应用。 3。掌握间歇釜式反应器与连续流动釜式反应器的性能特征及设计方法(物料及热量衡算), 能够对反应器设计中的收率、选择性以及优化操作等问题进行分析计算。 4.掌握理想管式反应器的性能特征:等温理想管式反应器的设计计算:选择反应器的型式, 操作方式:确定活塞流反应器的最佳操作温度分布 5.掌握停留时间、停留时间分布的定量描述及其实验测定 6。了解宏观动力学的概念、气-固相催化反应进程的基本过程,建立有关宏观催化反应的基 本概念。 五、学时分配、教学内容、 教学要求、教学活动建议 《化学反应工程⑧)》授课建议 章节 (学时分配) 教学内容、散学要求、教学活动建议 【教学内容】: 1,1化学反应工程的研究对象、研究内容及研究方法: 12化学反应工程的学科历史: 第1章 1.3工程放大及优化:初步掌握化学反应工程学习方法。 化学反应 【教学要求】上 (2学时) 1、识记:化学反应工程的历史与发展、学习任务、学习及研究方法: 2、领会:三传一反的含义:放大、优化等概念 3、应用:数学模型法 【教学活动建议】:讲授、讨论
- 2 - 2、阅卷方式:任课教师共同出题、协同阅卷。 3、总评成绩计算公式:总评成绩(百分制)=卷面成绩(70%)+实验成绩(20%)+平时成绩(10%) 4、实验成绩评定综合考虑三个方面:预习、操作技能及实验报告,依次占比例为 10%、30%、 60%。实验成绩由实验任课教师评定。 5、平时成绩由理论课任课教师根据学生的出勤、作业、课堂问答、小论文等情况进行综合评 定。 四、课程学习方法引导 1、掌握反应进度、转化率、收率与选择性等基本概念,了解化学反应器的分类及工业反应器 的放大等有关内容。 2.掌握化学反应速率方程的基本表示方式,反应速率方程的变换及应用。 3.掌握间歇釜式反应器与连续流动釜式反应器的性能特征及设计方法(物料及热量衡算), 能够对反应器设计中的收率、选择性以及优化操作等问题进行分析计算。 4.掌握理想管式反应器的性能特征;等温理想管式反应器的设计计算;选择反应器的型式, 操作方式;确定活塞流反应器的最佳操作温度分布 5.掌握停留时间、停留时间分布的定量描述及其实验测定 6.了解宏观动力学的概念、气-固相催化反应进程的基本过程,建立有关宏观催化反应的基 本概念。 五、学时分配、教学内容、教学要求、教学活动建议 《化学反应工程(B)》授课建议 章 节 (学时分配) 教学内容、教学要求、教学活动建议 第 1 章 化学反应 工程概述 (2 学时) 【教学内容】: 1.1 化学反应工程的研究对象、研究内容及研究方法; 1.2 化学反应工程的学科历史; 1.3 工程放大及优化;初步掌握化学反应工程学习方法。 【教学要求】: 1、识记:化学反应工程的历史与发展、学习任务、学习及研究方法; 2、领会:三传一反的含义;放大、优化等概念 3、应用:数学模型法。 【教学活动建议】:讲授、讨论
【教学内容】 2.1化学反应的分类:单一反应、多重反应: 2.2按结构型式分类的各种化工反应器型式及特点: 2.3化学计量学: 2.4化学反应速率的表示方式 2.4动力学方程 2.5气-固相催化反应本证动力学方程。 第2章 2.6温度对反应速率的影响及最佳温度 -一周相催 2.7反应器设计 化反应本 【数学题求】 证动力学 (6学时) 小、识记:复合反应的类型、管式及釜式反应器、计量关系、动力学方程:理想 领会:最佳温度、平衡温度的关系:物料衡算方程、热量衡算方程,平推流 模型、全混流模型: 3、分析:温度对反应速率的影响及最佳温度: 4、应用:转化率、收率、选择率及反应程度、化学膨胀因子的计算:原子矩阵 的初等变换、独立反应数的确定、间歌过程、连续过程的反应速率方 程:导数的计算: 【教学内容】 3.1间歌釜式反应器的性能特征及设计计算 3,2平推流反应器的性能特征及设计计算 3.3全混流反应器的性能特征及设计计算 3.4多级全混流反应器的串联及优化 3.5理想流动反应器的组合与反应器比较 3.6理想流动反应器中多重反应的选择率 第3章 3.7全混流反应器的热稳定性 理想流动 【数学要求】: 反应黑 1、识记:间歇釜式反应器、平推流反应器、全混流反应器 (8学时) 领会:间歇釜式反应器 平推流反应器、全混流反应器的物料衡算方程:全 混流反应器的串联及优化、工程放大、反应时间、反应温度、配料比 的代化 3、分析:多重反应的选择率、热稳定性、参数敏感性:真、假稳定操作点的 定:反应器的生产能力。 4、熟练应用:三种理想反应器中反应速度、转化率、浓度、反应时间之间的数 学表达式的推导及图解:反应时间、物料体积、出口转化率、出 口浓度的求解: 【教学活动建议】:讲授、讨论、习题 3
- 3 - 第 2 章 气-固相催 化反应本 证动力学 (6 学时) 【教学内容】: 2.1 化学反应的分类;单一反应、多重反应; 2.2 按结构型式分类的各种化工反应器型式及特点; 2.3 化学计量学; 2.4 化学反应速率的表示方式 2.4 动力学方程 2.5 气-固相催化反应本证动力学方程。 2.6 温度对反应速率的影响及最佳温度 2.7 反应器设计 【教学要求】: 1、识记:复合反应的类型、管式及釜式反应器、计量关系、动力学方程;理想 流动模型; 2、领会:最佳温度、平衡温度的关系;物料衡算方程、热量衡算方程,平推流 模型、全混流模型; 3、分析:温度对反应速率的影响及最佳温度; 4、应用:转化率、收率、选择率及反应程度、化学膨胀因子的计算;原子矩阵 的初等变换、独立反应数的确定、间歇过程、连续过程的反应速率方 程;导数的计算; 5、熟练应用:化学。 【教学活动建议】:讲授、讨论、习题 第 3 章 理想流动 反应器 (8 学时) 【教学内容】: 3.1 间歇釜式反应器的性能特征及设计计算 3.2 平推流反应器的性能特征及设计计算 3.3 全混流反应器的性能特征及设计计算 3.4 多级全混流反应器的串联及优化 3.5 理想流动反应器的组合与反应器比较 3.6 理想流动反应器中多重反应的选择率 3.7 全混流反应器的热稳定性 【教学要求】: 1、识记:间歇釜式反应器、平推流反应器、全混流反应器; 2、领会:间歇釜式反应器、平推流反应器、全混流反应器的物料衡算方程;全 混流反应器的串联及优化、工程放大、反应时间、反应温度、配料比 的优化 3、分析:多重反应的选择率、热稳定性、参数敏感性;真、假稳定操作点的判 定;反应器的生产能力。 4、熟练应用:三种理想反应器中反应速度、转化率、浓度、反应时间之间的数 学表达式的推导及图解;反应时间、物料体积、出口转化率、出 口浓度的求解; 【教学活动建议】:讲授、讨论、习题
【教学内容】: 4,1连续反应器中物料混合状态分析,宏观混合,微观混合、返混: 42停留时间分布,分布函数,分布密度函数,实验测定、脉冲法、阶跃法 4.3非理想流动模型,模型参数 4,.4混合程度及对反应结果的影响 第4章 4.5非理想流动反应器计算 反应器中 4.6讨论与分析 的混合及 对反应的 【教学要求】: 影响 1、识记:宏观混合,微观混合、返混:寿命分布、年龄分布 (6学时) 2、 领会 :分布函数,分布密度函数:随机变量、数学期望、方差 3、 分析:混合程度及对反应结果的影响 4、应用:由离散型实验数据求平均停留时间、离散程度、模型参数N:给定模 型求反应转化率 5、熟练应用: 脉冲法测管式及三釜串联反应器的返混, 【教学活动建议】:讲授、讨论、习题 【教学内容】: 5.1固体催化剂、组成、失活、制备、再生:失活动力学 第5章 52气-固相催化反应的吸附等温方程:物理吸附、化学吸附 53气-固相催化反应的吸附方程的宏观过程: 固相 【教学要求】: 1、识记:固休催化剂的组成、制名 领会:催化剂的失活原因、失活动力学 3、综合分析:催化反应控制步骤 4,应用:覆盖率 【教学活动建议】:讲授、讨论、习愿 理论学时 合计 24学时 实验项目名称 实验内容简介 实验类型 煲 1、了解示踪剂在应答技术中的应 实验 用模型参数 2、学会脉冲法测返混的实验操作: 3、掌握随机变量停留时间分布的 必进 综合 (8学时) 数字特征数学期望、方 4,学会如何分析实验误差 实验学时合计 8学时 总学时 32学时
- 4 - 第 4 章 反应器中 的混合及 对反应的 影响 (6 学时) 【教学内容】: 4.1 连续反应器中物料混合状态分析,宏观混合,微观混合、返混; 4.2 停留时间分布,分布函数,分布密度函数,实验测定、脉冲法、阶跃法 4.3 非理想流动模型,模型参数 4.4 混合程度及对反应结果的影响 4.5 非理想流动反应器计算 4.6 讨论与分析 【教学要求】: 1、识记:宏观混合,微观混合、返混;寿命分布、年龄分布 2、领会:分布函数,分布密度函数;随机变量、数学期望、方差 3、分析:混合程度及对反应结果的影响 4、应用: 由离散型实验数据求平均停留时间、离散程度、模型参数 N;给定模 型求反应转化率 5、熟练应用:脉冲法测管式及三釜串联反应器的返混。 【教学活动建议】:讲授、讨论、习题 第 5 章 气-固相催 化反应本 证动力学 方程(2 学 时) 【教学内容】: 5.1 固体催化剂、组成、失活、制备、再生;失活动力学 5.2 气-固相催化反应的吸附等温方程;物理吸附、化学吸附; 5.3 气-固相催化反应的吸附方程的宏观过程; 【教学要求】: 1、识记:固体催化剂的组成、制备 2、领会:催化剂的失活原因、失活动力学; 3、综合分析:催化反应控制步骤 4,应用:覆盖率 【教学活动建议】:讲授、讨论、习题 理论学时 合计 24 学时 实验项目名称 实验内容简介 实验 要求 实验类型 每组 人数 实验一 管式反应器及釜式反应器的返 混性能测定 (8 学时) 1、了解示踪剂在应答技术中的应 用模型参数 2、学会脉冲法测返混的实验操作; 3、掌握随机变量停留时间分布的 数字特征.数学期望、方差 4,学会如何分析实验误差 必选 综合 5 实验学时合计 8 学时 总 学 时 32 学时
大纲 大纲 拟定人 审定人 年月日 -5
- 5 - 大纲 拟定人 大纲 审定人 年 月 日