化学反应工程课程教学大纲 英文名称：Chemidal Reaction Engineering 课程编码：18000054 学时：40 学分：2.5 课程性质：必修 课程类别：专业基础课 先修课程：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理 开课学期：第五学期 适用专业：化学工程与工艺；应用化学 一、课程教学目标 通过本课程的理论教学和相关训练，最终使学生具备下列能力： 1、能够运用化学反应工程中的基本概念和基本原理分析解决化学反应过程中的问题，运 用化学反应工程的思维与研究方法正确表达化工生产中的复杂工程问题； 2、能够基于化学反应工程基本原理和方法对复杂工程问题进行合理描述，并运用化学反 应工程的思维方法识别和判断反应特性、反应器组合、加料方式和反应器热稳定性等关键 问题，提出优化解决方案； 3、能够运用化学反应工程的思维方法，判断反应器变量对评价指标的影响，针对反应过 程的特性，确定反应器型式和操作条件，解决工业反应器设计优化中的复杂工程问题。 二、课程教学目标与毕业要求的对应关系 毕业要 关联程 学 度 毕业要求的指标点 目 1.工程 1.3掌握化工生产过程的基本概念、基本原理以及工艺 流程，能够综合运用专业知识解决化工生产中的复杂 知识 程问题 2、问题 2.1能运用数学、物理等自然科学及工程科学的基础知 分析 识和基本原理识别、表达、分析化工生产过程中一般性 2 化学工程问题
化学反应工程课程教学大纲 英文名称：Chemidal Reaction Engineering 课程编码：18000054 学 时：40 学 分：2.5 课程性质：必修 课程类别：专业基础课 先修课程：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理 开课学期：第五学期 适用专业：化学工程与工艺；应用化学 一、课程教学目标 通过本课程的理论教学和相关训练，最终使学生具备下列能力： 1、能够运用化学反应工程中的基本概念和基本原理分析解决化学反应过程中的问题，运 用化学反应工程的思维与研究方法正确表达化工生产中的复杂工程问题； 2、能够基于化学反应工程基本原理和方法对复杂工程问题进行合理描述，并运用化学反 应工程的思维方法识别和判断反应特性、反应器组合、加料方式和反应器热稳定性等关键 问题，提出优化解决方案； 3、能够运用化学反应工程的思维方法，判断反应器变量对评价指标的影响，针对反应过 程的特性，确定反应器型式和操作条件，解决工业反应器设计优化中的复杂工程问题。 二、课程教学目标与毕业要求的对应关系 毕业要 求 关联程 度 毕业要求的指标点 教 学 目 标 1.工程 知识 L 1.3 掌握化工生产过程的基本概念、基本原理以及工艺 流程，能够综合运用专业知识解决化工生产中的复杂工 程问题。 1 2、问题 分析 H 2.1 能运用数学、物理等自然科学及工程科学的基础知 识和基本原理识别、表达、分析化工生产过程中一般性 化学工程问题。 2
3.设计/ 开发解 3.2具备典型化工装置、化工过程、工艺与单元设备设 计和开发的基本能力，掌握化工过程模拟优化方法，能 3 决方 够对复杂化学工程问题的解决方案进行综合设计。 三、课程的基本内容 1、绪论（支撑教学目标1） 教学目标： 1)能够对化学反应工程学科的发展概况有基本了解， 2)熟悉化学反应工程的内容及基本方法 3)能够了解化学反应工程国内发展史和国内代表人物事迹。 本章主要内容 化学反应工程课程的性质及任务；课程相关的知识、理论、技术等的发展概况；课程的内 容、学习要求及学习方法；课程的范畴、基本方法及其学科系统和编排。通过学习课程思 政的相关典型案例、国内学科发展史和国内代表人物事迹来提升学生的专业认知和民族自 豪感。 教学方法：讲授法、案例分析法； 2、均相反应动力学基础（支撑教学目标1） 教学目标 1)熟悉不同形式动力学模型的写法；掌握化学反应速率的概念与动力学模型参数的意 义 2)掌握反应速率的温度效应和活化能的意义；辨别反应速率的浓度效应和反应级数的意 义 3)了解典型化学反应动力学方程，能够描述典型化学反应的特点 4)掌握化学反应动力学的建立方法，能够应用计算机辅助设计动力学模型】 本章主要内容 均相反应动力学概念和分类，液相均相反应以侯氏制碱法为例，并介绍侯德榜先生的求 学、科研和救国经历提升学生的民族自豪感。化学反应速率相关知识，单一反应和各种复 合反应的动力学特征及其动力学方程的建立方法。 教学方法：讲授法、案例分析法为主；
3.设计/ 开发解 决方 案 M 3.2 具备典型化工装置、化工过程、工艺与单元设备设 计和开发的基本能力，掌握化工过程模拟优化方法，能 够对复杂化学工程问题的解决方案进行综合设计。 3 三、课程的基本内容 1、绪论（支撑教学目标 1） 教学目标： 1）能够对化学反应工程学科的发展概况有基本了解； 2）熟悉化学反应工程的内容及基本方法； 3）能够了解化学反应工程国内发展史和国内代表人物事迹。 本章主要内容： 化学反应工程课程的性质及任务；课程相关的知识、理论、技术等的发展概况；课程的内 容、学习要求及学习方法；课程的范畴、基本方法及其学科系统和编排。通过学习课程思 政的相关典型案例、国内学科发展史和国内代表人物事迹来提升学生的专业认知和民族自 豪感。 教学方法：讲授法、案例分析法； 2、均相反应动力学基础（支撑教学目标 1） 教学目标： 1）熟悉不同形式动力学模型的写法；掌握化学反应速率的概念与动力学模型参数的意 义； 2）掌握反应速率的温度效应和活化能的意义；辨别反应速率的浓度效应和反应级数的意 义； 3）了解典型化学反应动力学方程，能够描述典型化学反应的特点； 4）掌握化学反应动力学的建立方法，能够应用计算机辅助设计动力学模型； 本章主要内容： 均相反应动力学概念和分类，液相均相反应以侯氏制碱法为例，并介绍侯德榜先生的求 学、科研和救国经历提升学生的民族自豪感。化学反应速率相关知识，单一反应和各种复 合反应的动力学特征及其动力学方程的建立方法。 教学方法：讲授法、案例分析法为主；
3、均相反应过程（支撑教学目标2） 教学目标： 1)能够掌握三种简单反应器的特征及其设计方程： 2)掌握组合反应器的不同组合方式及其特点： 3)掌握全混流反应器的热稳定性的相关知识。并能应用这些知识解决一些实际问题 4)能根据化学反应的类型正确选择反应器类型、操作方式、加料方式、原料浓度等 本章主要内容 间歇反应器、平推流反应器和连续釜式反应器的特征及其相关计算。典型平推流反应器内 容介绍：乙烯裂解炉的主要类型和我国乙烯裂解炉的开发情况，由此了解我国石油化工的 发展史，提升学生的专业认知。等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算方法；流动反 应器空时和空速的概念及其应用；定态下连续釜式反应器反应体积及产物组成的计算方 法：连续釜式反应器串联或并联操作的计算：连续釜式反应器热量算式建立及应用：全 混流反应器的多定态特性、着火现象和熄火现象。 教学方法：讲授法、案例分析法为主； 4、非理想流动（支撑教学目标2） 教学目标 1)掌握非理想流动的相关概念及其意义： 掌握停留时间分布各种特征值的物理意义，并能够利用实验数据计算得到各种特征 值 3)掌握轴向扩散模型、多釜串联模型的概念及模型参数的物理意义。并能够运用模型参 数解决问题； 本章主要内容 停留时间分布及其实验测定方法，多釜串联数学模型。流动系统物料停留时间分布的意义 及其数学表达式；返混的概念；停留时间分布的实验测定方法；两种理想流动反应器的停 留时间分布；多釜串联、轴向扩散模型和离析流模型的物理意义和数学模型建立的基本思 路。等温非理想反应器进行简单反应时最终转化率的计算方法。通过学习数学模型的建立 来引出我国著名数学家的人生成长历程，培养学生良好的职业素养和社会责任感。 教学方法：讲授法、案例分析法为主 5、催化剂与催化动力学基础（支撑教学目标3） 教学目标
3、均相反应过程（支撑教学目标 2） 教学目标： 1）能够掌握三种简单反应器的特征及其设计方程； 2）掌握组合反应器的不同组合方式及其特点； 3）掌握全混流反应器的热稳定性的相关知识，并能应用这些知识解决一些实际问题； 4）能根据化学反应的类型正确选择反应器类型、操作方式、加料方式、原料浓度等； 本章主要内容： 间歇反应器、平推流反应器和连续釜式反应器的特征及其相关计算。典型平推流反应器内 容介绍：乙烯裂解炉的主要类型和我国乙烯裂解炉的开发情况，由此了解我国石油化工的 发展史，提升学生的专业认知。等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算方法；流动反 应器空时和空速的概念及其应用；定态下连续釜式反应器反应体积及产物组成的计算方 法；连续釜式反应器串联或并联操作的计算；连续釜式反应器热量衡算式建立及应用；全 混流反应器的多定态特性、着火现象和熄火现象。 教学方法：讲授法、案例分析法为主； 4、非理想流动（支撑教学目标 2） 教学目标： 1）掌握非理想流动的相关概念及其意义； 2）掌握停留时间分布各种特征值的物理意义，并能够利用实验数据计算得到各种特征 值； 3）掌握轴向扩散模型、多釜串联模型的概念及模型参数的物理意义。并能够运用模型参 数解决问题； 本章主要内容： 停留时间分布及其实验测定方法，多釜串联数学模型。流动系统物料停留时间分布的意义 及其数学表达式；返混的概念；停留时间分布的实验测定方法；两种理想流动反应器的停 留时间分布；多釜串联、轴向扩散模型和离析流模型的物理意义和数学模型建立的基本思 路。等温非理想反应器进行简单反应时最终转化率的计算方法。通过学习数学模型的建立 来引出我国著名数学家的人生成长历程，培养学生良好的职业素养和社会责任感。 教学方法：讲授法、案例分析法为主； 5、催化剂与催化动力学基础（支撑教学目标 3） 教学目标：
1)了解催化剂的主要结构参数概念与意义；理解速率控制步骤的概念；能够分析催化反 应进行的全过程； 2)能够建立理想吸附与非理想吸附模型，并建立动力学模型 3)能够进行微分反应器、积分反应器的相关计算，并运用动力学模型参数解决典型非理 想反应器问题： 本章主要内容 通过讲授典型有关催化剂的事故案例引发学生思考，师生共同探讨如何预防事故产生，培 养学生的职业素养和责任意识。多相催化反应过程，催化剂中的传质与传热。多相催化反 应过程的步骤和判断速率控制步骤的方法。流体与催化剂颗粒外表面之间的传质与传热对 多相催化反应速率及选择性的影响。气体在多孔颗粒中的扩散类型及有效扩散系数的概 教学方法：讲授法、案例分析法为主； 6、固定床反应器（支撑教学目标3） 教学目标 1)了解固定床反应器的特征，能够进行固定床反应器的一些相关计算： 2)能够应用固定床反应器拟均相一维模型解决一些相关问题 本章主要内容！ 固定床反应器特征及其相关计算；固定床反应器拟均相一维模型的建立和应用。固定床催 化反应器的主要类型及其结构特点；多段绝热式固定床反应器的优化原则：换热式固定床 反应器床层轴向温度的变化规律及其影响因素。讲解典型固定床反应器煤制甲醇合成 塔。 教学方法：讲授法、案例分析法为主，任务驱动法为辅； 7、流化床反应器（支撑教学目标3） 教学目标 1)了解硫化床反应器的基本特征，并熟悉硫化床反应器的开发与放大： 2)能够应用所学硫化床反应器的相关知识分析一些相关工业反应器： 本章主要内容 硫化床中的传质和传热；硫化床反应器的模拟和放大；颗粒的硫化态性能以及硫化态技术 的突出优点；硫化床反应器的开发与放大。 教学方法：讲授法、讨论法及案例分析法为主：
1）了解催化剂的主要结构参数概念与意义；理解速率控制步骤的概念；能够分析催化反 应进行的全过程； 2）能够建立理想吸附与非理想吸附模型，并建立动力学模型； 3）能够进行微分反应器、积分反应器的相关计算，并运用动力学模型参数解决典型非理 想反应器问题； 本章主要内容： 通过讲授典型有关催化剂的事故案例引发学生思考，师生共同探讨如何预防事故产生，培 养学生的职业素养和责任意识。多相催化反应过程，催化剂中的传质与传热。多相催化反 应过程的步骤和判断速率控制步骤的方法。流体与催化剂颗粒外表面之间的传质与传热对 多相催化反应速率及选择性的影响。气体在多孔颗粒中的扩散类型及有效扩散系数的概 念。 教学方法：讲授法、案例分析法为主； 6、固定床反应器（支撑教学目标 3） 教学目标： 1）了解固定床反应器的特征，能够进行固定床反应器的一些相关计算； 2）能够应用固定床反应器拟均相一维模型解决一些相关问题； 本章主要内容： 固定床反应器特征及其相关计算；固定床反应器拟均相一维模型的建立和应用。固定床催 化反应器的主要类型及其结构特点；多段绝热式固定床反应器的优化原则；换热式固定床 反应器床层轴向温度的变化规律及其影响因素。讲解典型固定床反应器煤制甲醇合成 塔。 教学方法：讲授法、案例分析法为主，任务驱动法为辅； 7、流化床反应器（支撑教学目标 3） 教学目标： 1）了解硫化床反应器的基本特征，并熟悉硫化床反应器的开发与放大； 2）能够应用所学硫化床反应器的相关知识分析一些相关工业反应器； 本章主要内容： 硫化床中的传质和传热；硫化床反应器的模拟和放大；颗粒的硫化态性能以及硫化态技术 的突出优点；硫化床反应器的开发与放大。 教学方法：讲授法、讨论法及案例分析法为主；
四、教学安排 本课程学时分配如下表所示： 学时 讲 课内容 讲课 实爱国图 绪论 2 均相反应动力学基础 8 3 均相反应过程 9 非理想流动 8 催化剂与催化动力学基础 6 6 固定床反应器 流化床反应器 4 合计 40 五、教学方法 课程实施启发与讨论式教学方法，具体如下： (1)教学中多引入各种化学反应器的应用实例，让学生对所学内容获得感性认知】 (2)讲授法、讨论法及案例分析法等相结合，精心安排和组织课堂教学的pt、线上测试 等，培养学生的独立思考和自学能力： (3)在课程教学中融入思想政治教育元素，使学生在学习化学反应工程知识的过程中提 高思想道德修养、政治觉悟、专业认知和民族自豪感，进而培养学生良好的职业素养和社 会责任感，增强学生的家国情怀、责任担当以及爱国敬业精神。 六、教学目标达成度评价 (1)教学目标1的达成度通过线上网络教学平台测试和期末考试的方式进行考评，考试 主要题型为选择题、判断题和简答题，这部分占总成绩的30%。 主要支撑毕业要求的13 (2)教学目标2的达成度通过线上网络教学平台测试和期未考试的方式考评，考试主要 题型为选择题、看图回答问题，这部分占总成绩的30%：
四、教学安排 本课程学时分配如下表所示： 讲 课 内 容 学 时 讲课 实验（践） 讨 论 1 绪论 2 2 均相反应动力学基础 8 3 均相反应过程 8 4 非理想流动 8 5 催化剂与催化动力学基础 6 6 固定床反应器 4 7 流化床反应器 4 合 计 40 五、教学方法 课程实施启发与讨论式教学方法，具体如下： （1）教学中多引入各种化学反应器的应用实例，让学生对所学内容获得感性认知； （2）讲授法、讨论法及案例分析法等相结合，精心安排和组织课堂教学的 ppt、线上测试 等，培养学生的独立思考和自学能力； （3）在课程教学中融入思想政治教育元素，使学生在学习化学反应工程知识的过程中提 高思想道德修养、政治觉悟、专业认知和民族自豪感，进而培养学生良好的职业素养和社 会责任感，增强学生的家国情怀、责任担当以及爱国敬业精神。 六、教学目标达成度评价 （1）教学目标 1 的达成度通过线上网络教学平台测试和期末考试的方式进行考评，考试 主要题型为选择题、判断题和简答题，这部分占总成绩的 30%。 主要支撑毕业要求的 1.3； （2）教学目标 2 的达成度通过线上网络教学平台测试和期末考试的方式考评，考试主要 题型为选择题、看图回答问题，这部分占总成绩的 30%；