【正文】 化學(xué)反應(yīng)工程授課專業(yè)及層次授課內(nèi)容緒論學(xué)時數(shù)2教學(xué)目的了解化學(xué)反應(yīng)工程課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的及方法重　　點反應(yīng)工程學(xué)的主要內(nèi)容難　　點反應(yīng)工程學(xué)的主要內(nèi)容自學(xué)內(nèi)容反應(yīng)工程的發(fā)展 化學(xué)反應(yīng)的分類 使用教具多媒體相關(guān)學(xué)科知識物理化學(xué) 化工傳遞過程原理教 學(xué) 法講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配一、化學(xué)反應(yīng)工程及其內(nèi)容 課程性質(zhì)概述，學(xué)習(xí)本門課程的基本要求； 化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)及其內(nèi)容：1)、化學(xué)反應(yīng)工程：專門研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的科學(xué)。n 成熟階段：20世紀(jì)60年代石油化工的大發(fā)展，生產(chǎn)的日趨大型化，以及原料加工的不斷發(fā)展加速了反應(yīng)工程學(xué)科的發(fā)展，使其進(jìn)入了黃金時代并日趨成熟。反應(yīng)速率表示為單位反應(yīng)時間內(nèi)單位反應(yīng)混合物體積中反應(yīng)A的反應(yīng)量各組分的反應(yīng)速率與化學(xué)計量系數(shù)之間存在著下列關(guān)系：或 5’5’25’講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配（附頁）例題三、 連續(xù)系統(tǒng)特點：系統(tǒng)達(dá)到定態(tài)后，物料在反應(yīng)器中沒有積累，系統(tǒng)中的濃度、溫度等參數(shù)在一定位置處是定值，即不隨時間而變化。SR=KW即，求解此方程所得溫度即為為最佳溫度二．可逆放熱單元的最佳溫度曲線1．不同轉(zhuǎn)化率下最佳溫度下的反應(yīng)速率不同2．最佳溫度的計算。3. 課后習(xí)題1－14. 在恒溫恒壓下進(jìn)行氣相分解反應(yīng)，原料氣中含A 60﹪（摩爾分率），其余為惰性氣體，當(dāng)A的分解率為90﹪時，反應(yīng)物系體積變化為多少？20’80’ 1. 證明復(fù)合反應(yīng)中收率Y與轉(zhuǎn)化率x和選擇率S的關(guān)系為： ：若有反應(yīng) ，其中L為目的產(chǎn)物，則有： 　　 ∴可逆一級液相反應(yīng)，已知。學(xué)習(xí)催化反應(yīng)本征動力學(xué)重　　點催化反應(yīng)本征動力學(xué)。速率表達(dá)基本公式使用教具多媒體相關(guān)學(xué)科知識物理化學(xué)教 學(xué) 法講授 討論講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配復(fù)習(xí)：23： 氣－固相催化反應(yīng)宏觀動力學(xué)與催化劑內(nèi)氣體的擴(kuò)散引入：與本征動力學(xué)比較催化反應(yīng)步驟： 宏觀動力學(xué)：（macrokinetic）考慮物理過程對反應(yīng)速率的影響 總體速率:（global rate）一、氣－固相催化反應(yīng)的宏觀過程（一）：催化劑顆粒內(nèi)氣體的擴(kuò)散（1） 濃度分布： p .圖 21. 22（2） 內(nèi)擴(kuò)散有效因子： 催化劑顆粒表面上實際反應(yīng)速率和按照顆粒外表面濃度和內(nèi)表面計算的理論反應(yīng)速率之比值 5’5’5’15’講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配（附頁）（3） 總體速率通式： r = ks(c c) = ksf(c) 一級不可逆反應(yīng) （二）. 控制階段的判別：1．本征動力學(xué)控制 且→1 ( r)=kS(C–C )= kS(C–C )2．內(nèi)擴(kuò)散 且 1 ( r)=kS(C–C ) 3．外擴(kuò)散 且 →1( r)=kS(C–C )= kS( C–C )二：催化劑中氣體擴(kuò)散的形式： （一）分子擴(kuò)散： 1雙組分氣體混合物中的分子擴(kuò)散 J=D=DG 20’’5’15’10’ 講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配（附頁）D分子擴(kuò)散系數(shù)。溫度和轉(zhuǎn)化率對 的影響 ①粒度： 降低 ②溫度 : T升高 降低 ③轉(zhuǎn)化率: =1時 不變 b. 不變C. 不變5．內(nèi)擴(kuò)散影響判據(jù)：五．等溫催化劑非一級反應(yīng) 的數(shù)值解1．?dāng)?shù)值積分打靶法：2．正交配量法六．內(nèi)擴(kuò)散對多重反應(yīng)選擇率的影響 1．平行反應(yīng)n1n2 s s’內(nèi)擴(kuò)散使選擇率降低n1=n2 s = s’內(nèi)擴(kuò)散對選擇率無影響n1n2 s s’內(nèi)擴(kuò)散使選擇率升高 2．連串反應(yīng)七．氣－固相催化反應(yīng)的類型簡介： 1．固定床 2．流化床 3．移動床 小結(jié)：10’10’15’10’5’教 案姓名 汪海 2010 ～ 2011 學(xué)年第 二 學(xué)期 時間 節(jié)次 課程名稱化學(xué)反應(yīng)工程授課專業(yè)及層次2008級化學(xué)工程與工藝本科授課內(nèi)容氣固相間熱、質(zhì)傳遞對總體速率的影響顆粒催化劑的工程設(shè)計學(xué)時數(shù)2教學(xué)目的學(xué)習(xí)外擴(kuò)散有效因子、催化劑工程設(shè)計重　　點外擴(kuò)散有效因子難　　點外擴(kuò)散有效因子自學(xué)內(nèi)容催化劑內(nèi)表面積設(shè)計使用教具多媒體相關(guān)學(xué)科知識物理化學(xué)教 學(xué) 法講授、討論講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配　復(fù)習(xí)：　新課：　　　　　第五節(jié)　氣固相間熱、質(zhì)傳遞過程對總體速率的影響一、外擴(kuò)散有效因子氣固相傳熱過程：外擴(kuò)散有效因子：　　　　不同反應(yīng)級數(shù)的外擴(kuò)散有效因子：n=1: n=2: n=: n=1: 圖211，不同反應(yīng)級數(shù)的外擴(kuò)散有效因子與Da關(guān)系5’20’25’講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配（附頁）二、工業(yè)催化反應(yīng)器中氣流主體與催化外表面間的濃度差和溫度差相間濃度差和溫度差　　式228，284本征動力學(xué)研究中消除外擴(kuò)散影響的方法選用足夠大的空間速度進(jìn)行動力學(xué)試驗第六節(jié)　顆粒催化劑的工程設(shè)計　　一、異形催化劑問題：　　顆粒大，內(nèi)擴(kuò)散有效因子小，催化劑死區(qū)大，利用率低，成本大　　顆粒小，床層許可壓力降和能耗高異形催化劑：　　車輪狀及舵輪狀　　圖2－12　　多通孔顆粒結(jié)構(gòu)　　圖2－13二、活性組分不均勻分布催化劑　　圖2－14均勻分布型外表型（蛋殼型）：適用于單一反應(yīng)或有內(nèi)擴(kuò)散影響的多重反應(yīng)內(nèi)部型（蛋黃型）：負(fù)反應(yīng)級數(shù)的反應(yīng)或催化劑易中毒的情況中間型（蛋白型）：內(nèi)部型的外部型小結(jié)　10’15’20’5’教 案姓名 汪海 2010 ～ 2011 學(xué)年第 二學(xué)期 時間 節(jié)次 課程名稱化學(xué)反應(yīng)工程授課專業(yè)及層次2008級化學(xué)工程與工藝本科授課內(nèi)容2－7氣固相催化反應(yīng)宏觀反應(yīng)動力學(xué)模型2－8固體催化劑的失活學(xué)時數(shù)2教學(xué)目的學(xué)習(xí)氣固相催化反應(yīng)宏觀反應(yīng)動力學(xué)模型及催化劑失活機(jī)理重　　點催化反應(yīng)宏觀反應(yīng)動力學(xué)模型難　　點催化反應(yīng)宏觀反應(yīng)動力學(xué)模型自學(xué)內(nèi)容使用教具多媒體相關(guān)學(xué)科知識物理化學(xué)，催化化學(xué)教 學(xué) 法講授、討論講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配復(fù)習(xí)：　　外擴(kuò)散有效因子異形催化劑及活性組分不均勻分布催化劑新課：　　　　第七節(jié)　氣固相催化反應(yīng)宏觀動力學(xué)模型 一、工業(yè)顆粒催化劑總體速率的實驗測定測定裝置：無梯度反應(yīng)器　　圖2－15物料衡算：　　　　　　　循環(huán)比：催化劑的總體速率：　　二、宏觀與本征動力學(xué)模型　　例2－8　P665’20’25’講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配（附頁）第八節(jié)　固體催化劑的失活　一、固體催化劑失活的原因　　　失活原因：中毒、結(jié)焦、堵塞、燒結(jié)、熱失活等　　　中毒種類：暫時性中毒，永久性中毒　二、催化劑失活動力學(xué)催化劑相對活性：失活速率：　失活種類?。?）平行失活：反應(yīng)物同時生成產(chǎn)物和副產(chǎn)物沉積在催化劑內(nèi)表面上　　　　　?。?）連串失活：產(chǎn)物進(jìn)一步分解或形成某種物質(zhì)沉積在內(nèi)表面上　　　　　?。?）并列失活：原料氣中毒物質(zhì)沉積在內(nèi)表面上　　　　　?。?）獨立失活：　　　　　小結(jié)10’15’20’5’教 案姓名 汪海 2010 ～ 2011 學(xué)年第 二 學(xué)期 時間 課程名稱化學(xué)反應(yīng)工程授課專業(yè)及層次2008級化學(xué)工程與工藝本科授課內(nèi)容流動模型概述　　間歇釜式反應(yīng)器學(xué)時數(shù)2教學(xué)目的學(xué)習(xí)反應(yīng)器中流體流動模型、間歇釜式反應(yīng)器重　　點各種流動模型的特點；間歇釜式反應(yīng)器的相關(guān)計算難　　點間歇釜式反應(yīng)器的相關(guān)計算自學(xué)內(nèi)容無使用教具多媒體相關(guān)學(xué)科知識化工原理教 學(xué) 法講授 討論講授內(nèi)容綱要、要求及時間分配復(fù)習(xí)：　　　等溫催化非一級反應(yīng)的簡化近似解　　　內(nèi)擴(kuò)散對多重反應(yīng)選擇率的影響　　　氣－固相催化反應(yīng)器的類型引入新課： 第三章：釜式及均相管式反應(yīng)器流動模型是反應(yīng)器中流體流動與返混的描述理想流動模型非理想流動模型一：反應(yīng)器中流體的流動模型1． 理想流動模型（1） 平推流：活塞流 特點：物料質(zhì)