第1章 应用化学反应动力学及反应器设计基础-sun
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页脚 《化学反应工程原理》复习思考题
第一章 绪论
1、 了解化学反应工程的研究内容和研究方法。
2、 几个常用指标的定义及计算:转化率、选择性、收率。
第二章 化学反应动力学
1、化学反应速率的工程表示,气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。
2、反应速率常数的单位及其换算。
3、复杂反应的反应速率表达式(可逆、平行、连串、自催化)。
4、气固相催化反应的步骤及基本特征。
5、物理吸附与化学吸附的特点。
6、理想吸附等温方程的导出及应用(单组分吸附、解离吸附、混合吸附)。
7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。
8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。
9、由已知的动力学方程推测反应机理。
第三章 理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征
1、反应器设计的基本方程式。
2、理想间歇反应器的特点。
3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。
4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。
5、理想间歇反应器最优反应时间的计算.
7、可逆反应的反应速率,分析其浓度效应及温度效应。
8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。
9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。
10、串连反应反应物及产物的浓度分布,topt Cp.max 的计算。
11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。
第四章 理想管式反应器 页眉
页脚 1、理想管式反应器的特点。
2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。
3、空时、空速、停留时间的概念及计算。
4、膨胀率、膨胀因子的定义,变分子数反应过程反应器的计算。
第五章 理想连续流动釜式反应器
1、全混流反应器的特点。
2、全混流反应器的基础方程及应用。
3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。
第一章 绪 论
1.1 化学反应工程学的范畴和任务
1.1.1化学反应工程发展简述
自然界的物质的运动或变化过程由物理或化学的两类,物理过程不牵涉化学反应,但化学过程却总是与物理因素有着紧密联系。所以化学反应过程是物理与化学两类因素综合体。
远溯古代,陶瓷制作、酿酒等工艺,但直到本世纪五十年代一直还未形成一门专门研究的独立学科,到1957年举行的第一次欧洲反应工程会议上确立了这一学科的名称。
1.1.2 化学反应工程的范畴和任务
化学反应工程学:是一门研究化学反应的工程问题的科学,既以化学反应作为研究对象,又以工程问题为研究对象,把二者结合起来的学科体系。
一、研究的范畴
1. 化工热力学:确定物系的各种物性常数(热容、研所引资、反应热等),看化学反应是否能进行及其反应程度。
2. 反应动力学:专门阐明学反应速率与各项物理因素(如温度、压力、催化剂等)之间的定量关系。为实现某一反应,要选定合易的条件及反应器的结构型式、尺寸和处理能力等,这些都依赖于对反应动力学特性的认识。
3. 催化剂
4. 设备型式、操作方法和流程
有小试到扩是出现放大效应,因此工业装置的反映条件必须结合工程上的考虑才能合理的确定。
反应器型式:管式、釜式、塔式、固定床或流化床等。
操作方式:分批式、连续式或半连续式。
反应器的型式与特性表
型式 适用反应 优缺点
搅拌槽 液相、液—液、液—固相 适用性大,操作弹性大,温度、浓度易控制,产品质量均一
管式 气相、液相 返混小,反应器容积小,比传热面大
空塔或搅拌塔 液相、液—液相 结构简单,返混程度与高/径比及搅拌有关,轴向温差大
鼓泡塔或挡板鼓泡塔 气—液相,气—液—固相 气相返混小,液相返混大,温度较易调节,气体压降大,流速有限制
填料塔 液相、气—液相 结构简单,返混小,压降小,有温差,填料装卸麻烦
板式塔 气—液相 逆流接触,气液返混均小,流速有限制,如需传热,常另加传热面
《化学反应工程》课程教学(自学)基本要求
适用层次 本科 适应专业 化学工程与工艺、环境工程 使用学期 2008秋
自学学时 160 面授学时 40 实验学时 0
使用教材 教材名称 《化学反应工程》(第三版)
编 者 陈甘棠
出 版 社 化学工业出版社
参考教材
课程简介 化学反应工程是化学工程学中的一个重要分支,是反应器设计、开发、放大与反应过程优化的理论基础,因而是化学工程专业及其他化工类专业的一门重要课程。其教学目的是在有限的学时内探讨反应动力学和化学反应器的原理,使学生能通晓并熟练掌握化学反应工程的研究方法,具有对工业反应器进行工程分析的能力,了解反应过程优化及反应器开发、设计、放大的基本方法与策略。
学习建议 注意结合对实际工业反应器的观察,加深对课程中一些抽象概念的理解。另外,由于本课程的研究方法是建立在对大量数学模型的求解基础上,所以必须要在课下多做习题,以加强自己的计算能力和逻辑推理能力。
各章节主要学习内容及要求
第一章 绪 论
学时要求
主要内容 一、教学基本要求
【了解】化学反应工程的定义,研究目的和内容,明确化学反应工程与其它学科的关系。
【了解】反应工程处理问题的一般方法。
备 注
第二章 均相反应动力学基础
学时要求
主要内容 一、核心知识点
反应速率、转化率、膨胀因子、反应级数、反应速率常数、阿仑尼乌斯关系式;
反应速率方程、积分法、微分法
收率、得率和选择性的概念及计算
二、教学基本要求
2.1 概述:【了解】化学反应的不同分类方法;【重点掌握】化学计量方程、反应速率和转化率的定义和反应级数、速率常数的意义及速率常数与温度之间的关系;【重点掌握】反应速率和速率方程的表示方法;【了解】反应机理与速率方程之间的关系。
2.2. 等温恒容过程:【掌握】单一反应积分法实验数据的处理;不可逆反应、可逆反应、均相催化反应和自催化反应速率方程的表示方法;复习高等数学中有关微积分方面的内容,能够熟练地将零级、一级、二级可逆与不可逆反应的速率方程的微分表达式转换成积分式。【掌握】微分法处理实验数据的方法。【掌握】复合反应所包括的反应的种类;【掌握】收率、得率和选择性的概念;【掌握】平行反应的速率方程表示方法、产物分布的特点、及影响产物分布的因素;【掌握】串联反应的速率方程的表示方法、产物分布的特点、及影响产物分布的因素,【掌握】一级不可逆两产物串联反应中间产物为理想产物时理想产物的最大收率和达到最大收率所需要的时间;【了解】平行-串联反应的处理方法。
未知驱动探索,专注成就专业
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化学反应工程第三版李绍芬
1. 简介
《化学反应工程第三版李绍芬》是一本关于化学反应工程的经典教材,由李绍芬教授主编。本书主要介绍了化学反应工程的基本概念、原理和应用,涵盖了从反应动力学到反应器设计的各个方面内容。
2. 内容概要
本书共分为十个章节,内容涵盖广泛,包括了反应动力学、反应器理论与设计、传热与传质、固定床反应器等。
• 第一章介绍了化学反应工程的基本概念和主要内容,为后续章节的学习打下基础。
• 第二章详细介绍了反应动力学的理论与实践,包括反应速率方程、反应级数、反应速率常数等概念。
• 第三章探讨了反应器的类型和基本原理,包括批式反应器、连续式反应器、半批式反应器等。 未知驱动探索,专注成就专业
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• 第四章介绍了反应器的设计原则和方法,包括选择反应器类型、确定反应器尺寸等。
• 第五章讲解了传热和传质在反应工程中的重要性,介绍了由传热与传质引起的影响和计算方法。
• 第六章介绍了固体颗粒的基本性质和反应器,包括固定床反应器的设计和操作。
• …
本书结合了理论和实践,并通过大量的实例和案例讲解,使读者能够更好地理解和应用化学反应工程的知识。
3. 特点与亮点
《化学反应工程第三版李绍芬》的特点与亮点主要体现在以下几个方面:
• 综合性和系统性:本书囊括了化学反应工程的各个方面内容,从基本概念到实际应用都有所涉及,能够满足读者全面学习的需求。 未知驱动探索,专注成就专业
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• 理论与实践结合:本书不仅介绍了反应工程的理论知识,还通过大量实例和案例进行讲解,帮助读者将理论应用到实际中。
• 说明详细、语言简洁:本书的说明详细且语言简洁,能够让读者更容易理解和掌握知识。
• 更新与全面:本书是第三版教材,对于最新的研究成果和进展进行了更新,并且涵盖了化学反应工程的全面内容。
4. 适用对象
《化学反应工程第三版李绍芬》适用于化学工程、化学专业的本科生和研究生,以及从事相关工作或研究的专业人士。无论是从事科研、工程设计还是教学的相关人士,都可以通过阅读本书来提高自己的理论水平和实践能力。