《化学反应工程》教学大纲 课程名称：化学反应工程 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Chemical Reaction Engineering 总学时/周学时/学分：48/33 其中实验（实训、讨论等）学时：0 先修课程：高等数学、化工原理、化工热力学、物理化学、无机化学 后续课程支撑：化工设计、化工工艺学 授课时间：116周线下教学垦期三下午5-7节 授课地点：6A308 授课对象：2019级化学工程与工艺1班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课救师姓名职称：傅小波/教授 答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课间和课后答疑与讨论：2.18周周三下午5-7节，6A308,问答方式：3.平时上班时间学生可到12L401进行答 疑。 课程考核方式：开卷() 闭卷()课程论文（) 其它() 使用教材：化学反应工程（第三版）郭锴等化学工业出版社 教学参考资料： 1.化学反应工程（第二版)郭俄等化学工业出版社。 2.Chemical Reaction Engineering(化学反应工程（第三版），国外名校名着，英文原版教材)，化学工业出版社。 3.化学反应工程（第三版）陈甘業主缟化学工业出版社。 4.化学反应工程原理（第二版）张濠、许志美、袁向前编著华东理工大学出版社。 5.反应工程（第二版）李绍芬主编化学工业出版社。 课程简介： “化学反应工程”是大学化工类专业的一门主干专业必修课程，作为一门工程学科，它的研究对象是以工业规模进行的化学反应过程，其目的是实现工
1 《化学反应工程》教学大纲 课程名称： 化学反应工程 课程类别（必修/选修）： 必修 课程英文名称： Chemical Reaction Engineering 总学时/周学时/学分：48/3/3 其中实验（实训、讨论等）学时：0 先修课程： 高等数学、化工原理、化工热力学、物理化学、无机化学 后续课程支撑： 化工设计、化工工艺学 授课时间：1-16 周线下教学 星期三下午 5-7 节 授课地点：6A308 授课对象： 2019 级化学工程与工艺 1 班 开课学院： 化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称： 傅小波/教授 答疑时间、地点与方式：1. 每次上课的课间和课后答疑与讨论；2. 18 周周三下午 5-7 节，6A308，问答方式；3.平时上班时间学生可到 12L401 进行答 疑。 课程考核方式：开卷（ ） 闭卷（√） 课程论文（ ） 其它（ ） 使用教材：化学反应工程（第三版） 郭锴等 化学工业出版社 教学参考资料： 1.化学反应工程（第二版） 郭锴等 化学工业出版社。 2.Chemical Reaction Engineering（化学反应工程（第三版），国外名校名著，英文原版教材），化学工业出版社。 3.化学反应工程（第三版） 陈甘棠主编 化学工业出版社。 4.化学反应工程原理（第二版） 张濂、许志美、袁向前编著 华东理工大学出版社。 5.反应工程（第二版） 李绍芬主编 化学工业出版社。 课程简介： “化学反应工程”是大学化工类专业的一门主干专业必修课程，作为一门工程学科，它的研究对象是以工业规模进行的化学反应过程，其目的是实现工
业反应过程的优化。为实现这一目标，化学反应工程不仅要研究化学反应动力学，而且还要研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果的关系，以 及宏观动力学因素（传递过程对化学反应过程的影响。因此，化学反应工程是将化学反应原理与反应设备相结合的一门学科，主要研究将化学反应放大 的工程性问题。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标1： 1-2:掌握系统的化工领域的工程 毕业要求1、能够捋数学、自然科学、工程基 掌握化学反应工程的研究对象、研究内容和研究方法：培 养学生用数学模型法研究化学反应工程的内容，并懂得结 基础知识，包括各学科的基本概 础以及化工原理、化工类专业基础·重要化工 念·原理和方法等： 理论基础与工艺等专业知识用于解决化学工程 合工程实践的经验应用于工程设计和放大。运用“三传 与工艺领域综合性工程实践和复杂工程问题。 反”基本方程式，求解理想反应器模型的能力 目标2： 3-2:能够针对复杂工程问题进行 工艺计算和设备设计计算； 毕业要求2、能够应用数学、自然科学和工程 理解反应器设计方程和反应器体积的求解，掌握理想流动 科学的基本原理，识别、表达·并通过文献研 模型的特点和数学模型的构建，掌握化学反应类型和不同 3-3：能够设计和开发满足特定需 究分析复杂化学工程与工艺问题，以获得有效 反应器的特征及选型。等方面的能力学会将建立的模型应 求的系统、单元和工艺流程，并体 结论· 用于分析工程问题、解决工程问题 现创新意识； 目标3： 毕业要求3、针对化学工程与工艺生产中的复 树立辩证唯物主义观点，训练科学思维，培养学生对 43:能够对实验结果进行关联· 杂工程问题，能够设计解决方案，设计满足特 工程问题进行理论分析建模、独立思考、归纳总结以及利 建模·分析和解释，及时发现实验 定需求的系统·单元或工艺流程，并能够在设 用参考文献等方面的能力 问题，获取合理有效的结论。 计环节中体现创新意识、考虑社会、健康、安 全·法律、文化以及环境因素· 目标4： 3-1:能够在安全·环境、法律等 毕业要求4、能够基于科学原理并采用科学方 了解化学工程领域的最新进展，养成实事求是、科学严谨、 现实条件的约束下在技术和经济 法对精细化工和化工系统等的生产过程中复杂 等层面上对设计方案进行可行性工程问题进行研究·包括设计实验·分析与解
2 业反应过程的优化。为实现这一目标，化学反应工程不仅要研究化学反应动力学，而且还要研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果的关系，以 及宏观动力学因素(传递过程)对化学反应过程的影响。因此，化学反应工程是将化学反应原理与反应设备相结合的一门学科，主要研究将化学反应放大 的工程性问题。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 掌握化学反应工程的研究对象、研究内容和研究方法；培 养学生用数学模型法研究化学反应工程的内容，并懂得结 合工程实践的经验应用于工程设计和放大。运用“三传一 反”基本方程式，求解理想反应器模型的能力 1-2：掌握系统的化工领域的工程 基础知识，包括各学科的基本概 念、原理和方法等； 毕业要求 1、能够将数学、自然科学、工程基 础以及化工原理、化工类专业基础、重要化工 理论基础与工艺等专业知识用于解决化学工程 与工艺领域综合性工程实践和复杂工程问题。 目标 2： 理解反应器设计方程和反应器体积的求解，掌握理想流动 模型的特点和数学模型的构建，掌握化学反应类型和不同 反应器的特征及选型。等方面的能力学会将建立的模型应 用于分析工程问题、解决工程问题 3-2：能够针对复杂工程问题进行 工艺计算和设备设计计算； 3-3：能够设计和开发满足特定需 求的系统、单元和工艺流程，并体 现创新意识； 毕业要求 2、能够应用数学、自然科学和工程 科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研 究分析复杂化学工程与工艺问题，以获得有效 结论。 目标 3： 树立辩证唯物主义观点，训练科学思维，培养学生对 工程问题进行理论分析建模、独立思考、归纳总结以及利 用参考文献等方面的能力 4-3：能够对实验结果进行关联、 建模、分析和解释，及时发现实验 问题，获取合理有效的结论。 毕业要求 3、针对化学工程与工艺生产中的复 杂工程问题，能够设计解决方案，设计满足特 定需求的系统、单元或工艺流程，并能够在设 计环节中体现创新意识、考虑社会、健康、安 全、法律、文化以及环境因素。 目标 4： 了解化学工程领域的最新进展，养成实事求是、科学严谨、 3-1：能够在安全、环境、法律等 现实条件的约束下，在技术和经济 等层面上对设计方案进行可行性 毕业要求 4、能够基于科学原理并采用科学方 法对精细化工和化工系统等的生产过程中复杂 工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解
认真细致的科学态度和职业道德 分析： 释数据并通过信息综合得到合理有效的结论 理论散学进程表 授课敕 学时 敦学内容（重点、难点、课程思政融入 敦学模式 周次 教学主题 支排课 师 数 点) 教学方法 作业安排 (线上/线下) 程目标 重点：介绍化学反应工程基础， 了解化 了解化学反应工程 学反应工程的研究对象、研究内容和研 发展史 究方法。 优学院平 思政作业：阅读合 1 绪论 傅小波 3 难点：理解“三传一反”的概念 线上敦学 台直播讲 成氨相关资料，了 目标四 课堂思政融入点：介绍化工史的演变过 授 解化工史上第一个 程，历代伟人的巨大贡献，展现榜样的 工业化的反应的巨 力量。 大贡献。 优学院平 绪论 傅小波 阅读化工发展史 线上 台阅读资 学习报告 料 重点：均相单一反应动力学和理想反应 优学院平 第一章课后 均相单一反应动力 器，掌握动力学的建立方法，以及三种 2 傅小波 3 线上敏学 台直播讲 14,15,17,20,22,23 目标一 学和理想反应器 理想反应器的设计方程及各自特点。难 授 题 点：三种理想反应器的区别与联系 3
3 认真细致的科学态度和职业道德 分析； 释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 绪论 傅小波 3 重点：介绍化学反应工程基础，了解化 学反应工程的研究对象、研究内容和研 究方法。 难点：理解“三传一反”的概念 课堂思政融入点：介绍化工史的演变过 程，历代伟人的巨大贡献，展现榜样的 力量。 线上教学 优学院平 台直播讲 授 了解化学反应工程 发展史 思政作业：阅读合 成氨相关资料，了 解化工史上第一个 工业化的反应的巨 大贡献。 目标四 1 绪论 傅小波 阅读化工发展史 线上 优学院平 台阅读资 料 学习报告 2 均相单一反应动力 学和理想反应器 傅小波 3 重点：均相单一反应动力学和理想反应 器，掌握动力学的建立方法，以及三种 理想反应器的设计方程及各自特点。难 点：三种理想反应器的区别与联系 线上教学 优学院平 台直播讲 授 第一章课后 14,15,17,20,22,23 题 目标一
重点：复合反应动力学和反应器组合， 优学院平 复合反应及反应器 傅小波 线上敦学 台直播讲 第二章课后 3-4 6 学握复合反应的特点，了解选择性概念 目标一 选型 难点：了解反应器的组合及选择。 授 5,7,10,15,19题 重点：非理想流动反应器，了解停留时 间分布、返混等概念，难点：理解非理 想流动反应器的三种数学模型。 课堂讲授 第三章课后1,4,5题 课堂思政融入点：从凝巢流模型到轴向 5-6 非理想流动反应器 傅小波 6 线上教学 优学院平 台直播讲 思政作业：理解修 目标二 返混模型，每个模型的提出者部针对性 授 正思维，谈谈自己 的解决问题，培养学生针对困难要迎难 对修正思维的看法 而上，主动解决问题，同时学会求同存 异，每个模型都有自己的适用条件。 重点：气固相催化反应本征动力学，学 气固相催化反应本 7-8 傅小波 会本征动力学的建立与推导。难点：理 6 线下教学 课堂讲授 第四章课后1,5,7题 目标二 征动力学 解本征反应动力学中的定态近似与速率 控制步奏 学生优学 气固相催化反应本 气固相催化反应本征动力学用于反应机 7-8 傅小波 线上 院平台线 征动力学 理推测 上学习 重点：气固相催化反应宏观动力学的建 气固相催化反应宏 立，难点：了解宏观反应动力学与本征 9-10 傅小波 6 线下教学 课堂讲授 第五章课后1,6,7题 目标二 观动力学 动力学的区别，掌握效率因子、西勒模 数等概念
4 3-4 复合反应及反应器 选型 傅小波 6 重点：复合反应动力学和反应器组合， 掌握复合反应的特点，了解选择性概念 难点：了解反应器的组合及选择。 线上教学 优学院平 台直播讲 授 第二章课后 5,7,10,15,19 题 目标一 5-6 非理想流动反应器 傅小波 6 重点：非理想流动反应器，了解停留时 间分布、返混等概念，难点：理解非理 想流动反应器的三种数学模型。 课堂思政融入点：从凝集流模型到轴向 返混模型，每个模型的提出者都针对性 的解决问题，培养学生针对困难要迎难 而上，主动解决问题，同时学会求同存 异，每个模型都有自己的适用条件。 线上教学 课堂讲授 优学院平 台直播讲 授 第三章课后1,4,5题 思政作业：理解修 正思维，谈谈自己 对修正思维的看法 目标二 7-8 气固相催化反应本 征动力学 傅小波 6 重点：气固相催化反应本征动力学，学 会本征动力学的建立与推导。难点：理 解本征反应动力学中的定态近似与速率 控制步奏 线下教学 课堂讲授 第四章课后1,5,7题 目标二 7-8 气固相催化反应本 征动力学 傅小波 气固相催化反应本征动力学用于反应机 理推测 线上 学生优学 院平台线 上学习 9-10 气固相催化反应宏 观动力学 傅小波 6 重点：气固相催化反应宏观动力学的建 立，难点：了解宏观反应动力学与本征 动力学的区别，掌握效率因子、西勒模 数等概念。 线下教学 课堂讲授 第五章课后1,6,7题 目标二
重点：固定床反应器的模型，难点：了 气固相催化反应固 11-12 傅小波 6 解固定床反应中传热、传质及动量传递 线下教学 课堂讲授 第六章课后4题 目标三 定床反应器 的特性。 学生优学 气固相催化反应固 11-12 傅小波 计算机模拟可逆放热反应器绝热反应的 线上 院平台线 定床反应器 最优化计算 上学习 重点：流化床反应器，了解流化床反应 气固相催化反应流 13 傅小波 3 中传热、传质及动量传递的特性。难点： 线下教学 课堂讲授 第七章课后3,4题 目标三 化床反应器 理解鼓泡床模型 重点：气液反应过程与反应器，了解气 气液反应过程与反 14-15 傅小波 6 液反应器的特点，难点：双模理论，以 线下教学 课堂讲授 第八章课后4、5题 目标三 应器 及八田指数等。 重点：反应器的热稳定性和参数灵敏性， 了解反应过程中安全的重要性，两种典 型反应器的热稳定性。 观看化工安全事故 反应器的热稳定性 案例，结合课堂思 16 傅小波 课堂思政融入点：通过反应器的安全性 3 线下教学 课堂讲授 目标三 和参数灵敏性 的讲解，结合化工工业过程，如何安全 政，谈谈如何保障 性生产是关链，培养学生安全意识，伦 安全生产 理知识，不能一味追求利益，安全是前 提。 反应器的热稳定性 学生优学 16 傅小波 反应器热点和操作的安全性 线上 和参数灵敏性 院平台线 5
5 11-12 气固相催化反应固 定床反应器 傅小波 6 重点：固定床反应器的模型，难点：了 解固定床反应中传热、传质及动量传递 的特性。 线下教学 课堂讲授 第六章课后 4 题 目标三 11-12 气固相催化反应固 定床反应器 傅小波 计算机模拟-可逆放热反应器绝热反应的 最优化计算 线上 学生优学 院平台线 上学习 13 气固相催化反应流 化床反应器 傅小波 3 重点：流化床反应器，了解流化床反应 中传热、传质及动量传递的特性。难点： 理解鼓泡床模型 线下教学 课堂讲授 第七章课后 3,4 题 目标三 14-15 气液反应过程与反 应器 傅小波 6 重点：气液反应过程与反应器，了解气 液反应器的特点，难点：双模理论，以 及八田指数等。 线下教学 课堂讲授 第八章课后 4、5 题 目标三 16 反应器的热稳定性 和参数灵敏性 傅小波 3 重点：反应器的热稳定性和参数灵敏性， 了解反应过程中安全的重要性，两种典 型反应器的热稳定性。 课堂思政融入点：通过反应器的安全性 的讲解，结合化工工业过程，如何安全 性生产是关键，培养学生安全意识，伦 理知识，不能一味追求利益，安全是前 提。 线下教学 课堂讲授 观看化工安全事故 案例，结合课堂思 政，谈谈如何保障 安全生产 目标三 16 反应器的热稳定性 和参数灵敏性 傅小波 反应器热点和操作的安全性 线上 学生优学 院平台线