化學(xué)反應(yīng)工程(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上27060 化學(xué)反應(yīng)工程南京工業(yè)大學(xué)編 （高綱號 0322） 課程性質(zhì)、地位和任務(wù)"化學(xué)反應(yīng)工程"是化學(xué)工程學(xué)科的一個分支，是化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課程。它以工業(yè)反應(yīng)過程為主要研究對象，研究反應(yīng)過程速率及其變化規(guī)律；研究反應(yīng)器內(nèi)的傳遞特性及其對化學(xué)反應(yīng)的影響。為學(xué)生今后從事化工反應(yīng)技術(shù)開發(fā)、反應(yīng)器的設(shè)計與放大、反應(yīng)過程操作優(yōu)化等諸方面工作奠定基礎(chǔ)。本課程在學(xué)生學(xué)習(xí)了"高等數(shù)學(xué)"、"大學(xué)物理"、"化學(xué)"、"物理化學(xué)"、"化工原理"

2、等課程基礎(chǔ)上進(jìn)行。課程總學(xué)時為100，即5學(xué)分。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)比較牢固地掌握化學(xué)反應(yīng)工程的基本原理和計算方法，應(yīng)能聯(lián)系化工實(shí)際，在反應(yīng)工程理論的指導(dǎo)下，對反應(yīng)過程和反應(yīng)器進(jìn)行初步的分析和設(shè)計計算。 自學(xué)考試要求第一章 緒論（一）主要內(nèi)容1.化學(xué)反應(yīng)工程的研究內(nèi)容2.化學(xué)反應(yīng)工程的研究方法3.化學(xué)反應(yīng)工程的學(xué)科系統(tǒng)的編排（二）自學(xué)考試要求1.化學(xué)反應(yīng)工程的研究內(nèi)容理解化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)是研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的科學(xué)；傳遞過程（即反應(yīng)器內(nèi)的動量、熱量和質(zhì)量傳遞，簡稱"三傳"）與反應(yīng)動力學(xué)是構(gòu)成化學(xué)反應(yīng)工程最基本的兩個支柱等說法的含義。理解化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系，化

3、學(xué)反應(yīng)工程本身的專門范疇。2.化學(xué)反應(yīng)工程的研究方法理解化學(xué)反應(yīng)工程的基本研究方法是數(shù)學(xué)模型法，數(shù)學(xué)模型的主要內(nèi)容及其相互關(guān)系，了解數(shù)學(xué)模擬放大法的大體步驟。3.化學(xué)反應(yīng)工程的學(xué)科系統(tǒng)和編排理解按反應(yīng)操作方式、反應(yīng)器型式、和化學(xué)反應(yīng)相態(tài)進(jìn)行分類的方法；本課程編排的原則和方法。緒論部分在初次學(xué)習(xí)時，只能做到大體了解、待全部內(nèi)容學(xué)習(xí)完畢后，應(yīng)重新學(xué)習(xí)緒論，才能做到理解。第二章 均相反應(yīng)的動力學(xué)基礎(chǔ)（一）主要內(nèi)容1.基本概念與術(shù)語2.單一反應(yīng)速率方程3.復(fù)合反應(yīng)速率方程（二）自學(xué)考試要求1.基本概念與術(shù)語理解化學(xué)反應(yīng)計量方程表示的內(nèi)容。理解化學(xué)反應(yīng)速率的定義和在恒容過程、分批式操作、連續(xù)流動穩(wěn)定操作

4、時的數(shù)學(xué)表示式。掌握各個組分反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)程度的定義和計算；膨脹因子的物理意義和數(shù)學(xué)表示式；等分子和非等分子反應(yīng)達(dá)一定轉(zhuǎn)化率時各組分摩爾數(shù)和摩爾分率的計算。理解化學(xué)反應(yīng)速率方程表示的內(nèi)容和不同型式；影響反應(yīng)速率的主要因素；冪函數(shù)型速率方程式中反應(yīng)級數(shù)和活化能的物理意義及其大小對反應(yīng)速率的影響；反應(yīng)級數(shù)和活化能的確定方法。理解基元反應(yīng)的物理意義。掌握由反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)反應(yīng)速率方程的方法。2.單一反應(yīng)速率方程理解單一反應(yīng)的定義，掌握由分批式等溫動力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定反應(yīng)速率方程式的微分法和積分法。掌握等溫恒容過程零級、一級和二級不可逆反應(yīng)的速率方程式及其積分式的積分過程，并能熟練地用于進(jìn)行有關(guān)計算。以一

5、級反應(yīng)為例，理解可逆反應(yīng)速率方程式的建立方法。了解自催化反應(yīng)的特點(diǎn)及其速率方程式的建立方法。3.復(fù)合反應(yīng)速率方程理解復(fù)合反應(yīng)的定義、主要類型、復(fù)合反應(yīng)的收率、得率和選擇性的定義和數(shù)學(xué)表示式。掌握主副反應(yīng)均為一級的不可逆平行反應(yīng)速率方程的建立過程，并能用于進(jìn)行各組分的瞬時濃度、目的產(chǎn)物收率、得率和選擇性等的計算。理解其動力學(xué)特征和各組分濃度隨反應(yīng)時間分布曲線的特點(diǎn)。掌握各步均為一級的串聯(lián)不可逆反應(yīng)速率方程的建立過程，并能用于進(jìn)行各組分的瞬時濃度、目的產(chǎn)物（中間產(chǎn)物）收率、得率和選擇性等的計算；最優(yōu)反應(yīng)時間topt和最大得率Xmax的計算。理解各組分農(nóng)度隨反應(yīng)時間分布和產(chǎn)物得率分布曲線的特點(diǎn)。第三

6、章 理想反應(yīng)器（一）主要內(nèi)容1.分批式操作的理想混合反應(yīng)器2.連續(xù)操作的理想混合反應(yīng)器（單釜和多釜串聯(lián)）3.平推流反應(yīng)器4.反應(yīng)器型式與操作方法的評選（二）自學(xué)考試要求1.分批示操作的理想混合反應(yīng)器理解分批式操作理想混合反應(yīng)器內(nèi)物料濃度、溫度分布的特點(diǎn)，適用場合的優(yōu)缺點(diǎn)。掌握對著眼組分建立物料衡算式的方法，并由此推導(dǎo)分批操作理想混合反應(yīng)器設(shè)計方程的方法。能運(yùn)用設(shè)計方程進(jìn)行單一反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)等溫操作時反應(yīng)時間、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)器有效容積待計算。掌握對整個反應(yīng)器建立熱量衡算式的方法，并由此推導(dǎo)分批操作理想混合反應(yīng)器操作方程的方法。能運(yùn)用設(shè)計方程和操作方程進(jìn)行絕熱操作時的反應(yīng)時間、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)器有效容積

7、和換熱面積等計算。了解變溫（非等溫非絕熱）操作時的計算方法。理解最優(yōu)反應(yīng)時間和最優(yōu)轉(zhuǎn)化率和計算方法。2.連續(xù)操作的理想混合反應(yīng)器此類反應(yīng)器通常簡稱全混流反應(yīng)器，代號為CSTR.理解全混流反應(yīng)器內(nèi)物料流動、濃度和溫度分布等特征。理解反應(yīng)時間、空時、停留時間各自的定義和數(shù)學(xué)式。掌握全混流反應(yīng)器設(shè)計方程（即物料衡算法）的建立方法，能應(yīng)用方程進(jìn)行單一反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)的各項(xiàng)計算。掌握在1/rACA圖上比較分批式反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器有效容積的方法，和通過計算全混流反應(yīng)器容積效率比較分批式反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器有效容積的方法。掌握全混流反應(yīng)器操作方程（即熱量衡算式）的建立方法。能應(yīng)用設(shè)計方程和操作方程進(jìn)行各項(xiàng)計

8、算。理解全混流反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性，能應(yīng)用熱穩(wěn)定性判據(jù)初步判斷定常態(tài)操作是否穩(wěn)定。掌握在1/rACA圖上表示多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器的有效容積的方法。在進(jìn)行相同的恒溫恒容單一反應(yīng)并達(dá)到相同的轉(zhuǎn)化率時，能在1/rACA圖上進(jìn)行分批式、單釜和多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器所需有效容積的比較。掌握多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器的設(shè)計計算方法，進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)時的設(shè)計方程，并能用于進(jìn)行有關(guān)計算。理解圖解計算法。了解多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器各釜的最優(yōu)容積比。3.平推流反應(yīng)器此類反應(yīng)器通常代號為PFR理解平推流反應(yīng)器內(nèi)流體流動、濃度和溫度分布的特征；恒容和變?nèi)葸^程的停留時間、反應(yīng)時間和空時的計算。掌握平推流反應(yīng)器的設(shè)計方程（即物料衡量

9、式）的建立方法及其計算應(yīng)用。理解等溫恒容過程平推流反應(yīng)器和分批式理想混合反應(yīng)器的設(shè)計方程是完全一致的（但時間項(xiàng)平推流為空時，分批式為反應(yīng)時間t）。掌握平推流反應(yīng)器的圖解計算法。掌握平推流反應(yīng)器的操作方程（既熱量衡算式）建立方法。了解變溫操作時的計算方法。了解循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器的特征和計算方法。4.反應(yīng)器型式與操作方法的評選理解進(jìn)行反應(yīng)級數(shù)n0、n0的不可逆等溫單一反應(yīng)時，平推流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器和多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器所需容積的比較；以及在1/rAXA圖上，曲線具有最高點(diǎn)時，為使反應(yīng)器容積最小，不同型式反應(yīng)器應(yīng)采用的串聯(lián)順序。理解可逆吸熱反應(yīng)和可逆放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率與操作溫度的

10、關(guān)系；可逆放熱反應(yīng)在XAT圖上的最優(yōu)溫度線和平衡溫度線；可逆吸熱反應(yīng)和可逆放熱反應(yīng)最優(yōu)操作溫度的選定。掌握復(fù)合反應(yīng)在分批式理想混合反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器和多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器中進(jìn)行時的瞬時收率和總收率的計算式，并能用于進(jìn)行有關(guān)計算。理解在平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器中進(jìn)行一級不可逆串聯(lián)反應(yīng)：（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：分批式理想混合反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器內(nèi)的流動混合特征；溫度、濃度和反應(yīng)速率分布特征；等溫操作下的設(shè)計計算方法；進(jìn)行單一反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)時反應(yīng)器的性能比較。難點(diǎn)：單一反應(yīng)復(fù)合反應(yīng)的各種情況下，反應(yīng)器型式、組合方式和操作方式的選擇。第四章 非理想流動（一）主要內(nèi)容1.停

11、留時間分布2.平推流和全混流反應(yīng)器的停留時間分布3.非理想流動的流動模型（二）自學(xué)考試要求3.非理想流動的流動模型理解返混的概念；返混與停留時間分布的區(qū)別和聯(lián)系；建立非理想流動模型的必要性。掌握用反應(yīng)器停留時間分布實(shí)測數(shù)據(jù)（或E（t）函數(shù)式）和反應(yīng)速率方程式計算出口平均轉(zhuǎn)化率的凝集流模型。理解使用凝集流模型的局限范圍。理解多級全混流串聯(lián)模型的物理含義；數(shù)學(xué)模型建立的基本思路。掌握根據(jù)反應(yīng)器停留時間分布實(shí)測數(shù)據(jù)確定模型參數(shù)N的方法。理解軸向分散模型的物理含義；數(shù)學(xué)模型建立的基本思路。掌握根據(jù)反應(yīng)器停留時間分布實(shí)測數(shù)據(jù)確定模型參數(shù)Ez/uL的方法。能應(yīng)用軸向分散模型進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)的計算。了解流

12、體的微觀混合與宏觀混合及其對化學(xué)反應(yīng)的影響。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：返混與停留時間分布的概念；E（t）和F（t）函數(shù)；平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器的E（t）和F（t）函數(shù)；由實(shí)驗(yàn)測定停留時間分布數(shù)據(jù)確定E（t）和F（t）函數(shù)和非理想流動模型的模型參數(shù)。難點(diǎn)：非理想流動模型方程的建立。第五章 氣固催化反應(yīng)動力學(xué)（一）主要內(nèi)容1.固體催化劑表面的吸附現(xiàn)象和吸附等溫式2.氣固催化反應(yīng)的動力學(xué)方程3.氣固催化反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)測定方法4.催化劑顆粒中的擴(kuò)散（二）自學(xué)考試要求1.固體催化劑表面的吸附現(xiàn)象和吸附等溫式理解氣體在固體催化劑表面上物理吸附與化學(xué)吸附的區(qū)別。理解朗格繆爾（langmuir）型吸附等溫線方

13、程式的基本假設(shè)；吸附等溫線方程式的推導(dǎo)；單分子吸附、多分子吸附、解離吸附下方程的不同形式。了解弗里德里希（Freundlich）型和焦姆金型吸附等溫式的假設(shè)和方程形式。2.氣固催化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)方程理解氣固反應(yīng)中，反應(yīng)速率一般以單位質(zhì)量催化劑為基準(zhǔn)，不同場合也有以單位床層體積或單位催化劑體積等為基準(zhǔn)的，應(yīng)掌握不同基準(zhǔn)間的相互換算。理解氣固催化反應(yīng)所經(jīng)歷的七步過程；確定過程總速率的控制步驟法；當(dāng)某一步驟起控制作用時，其他步驟所處的狀態(tài)。掌握在不同控制步驟下根據(jù)朗-辛（L-H）機(jī)理推導(dǎo)雙曲線型反應(yīng)速率式的方法，并能根據(jù)雙曲線型反應(yīng)速率方程式看出所設(shè)想的機(jī)理。了解雙曲線型和冪數(shù)數(shù)型反應(yīng)速率方程各自的

14、優(yōu)缺點(diǎn)。3.氣固催化反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)測定方法理解檢驗(yàn)外擴(kuò)散影響的存在和消除外擴(kuò)散影響的方法。理解檢驗(yàn)內(nèi)擴(kuò)散影響的存在和消除外擴(kuò)散影響的方法。了解實(shí)驗(yàn)室固定床積分反應(yīng)器和微分反應(yīng)器各自的優(yōu)缺點(diǎn)；流動循環(huán)無梯度反應(yīng)器的特點(diǎn)。了解由動力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定動力學(xué)方程和進(jìn)行參數(shù)估值的一般做法。4.催化劑顆粒中的擴(kuò)散理解多孔催化劑粒內(nèi)擴(kuò)散的復(fù)雜性；分子擴(kuò)散和努森（Knudson）擴(kuò)散的區(qū)別。理解分子擴(kuò)散系數(shù)DAB或Dim、努森擴(kuò)散系數(shù)Dk、綜合擴(kuò)散系數(shù)D和有效擴(kuò)散系數(shù)De的區(qū)別和聯(lián)系。理解催化劑有效系數(shù)的定義；內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)（Thiele模數(shù)）s的定義式和物理含義。理解等溫球形催化劑進(jìn)行一級反應(yīng)時有效系數(shù)計算式的推

15、導(dǎo)過程。掌握有效系數(shù)計算式的應(yīng)用。理解以特征長度L定義的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)L的定義式；s和L的關(guān)系式。理解包含了可以直接測得的反應(yīng)速率值（-r）=-1dn/Vedt的Weisz模數(shù)L的定義式；L與L的關(guān)系式。掌握L式的應(yīng)用，能根據(jù)s或L值的大小判別內(nèi)擴(kuò)散的影響程序，以及為消除和減少內(nèi)擴(kuò)散阻力可采取的措施。理解內(nèi)擴(kuò)散對復(fù)合反應(yīng)選擇性的影響。了解為了減少內(nèi)擴(kuò)散阻力和改善目的產(chǎn)物選擇性，對催化劑制造采取的改進(jìn)方法。（三）重點(diǎn)根據(jù)朗-辛機(jī)理推導(dǎo)不同控制步驟的雙曲線型反應(yīng)速率方程；判別與消除反應(yīng)過程內(nèi)外擴(kuò)散阻力的方法；等溫一級球形催化劑的有效系數(shù)的計算；如何根據(jù)內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)植的大小判別內(nèi)擴(kuò)散的影響程序。第六章 固

16、定床反應(yīng)器（一）主要內(nèi)容1.固定床的特點(diǎn)、型式和數(shù)學(xué)模型2.固定床中的傳遞過程3.絕熱床反應(yīng)器4.換熱式固定床反應(yīng)器（二）自學(xué)考試要求1.固定床的特點(diǎn)、型式和數(shù)學(xué)模型了解固定床的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，主要型式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，適用場合和優(yōu)缺點(diǎn)。擬均相一維、二維模型和非均相模型的定義。2.固定床中的傳遞過程理解顆粒層的若干物理特性參數(shù)，包括：固體真密度、顆粒密度、床層堆積密度，三者的區(qū)別和聯(lián)系。顆粒的體積當(dāng)量直徑dv、面積當(dāng)量直徑da、比表面當(dāng)量直徑ds三者各自的定義、計算公式和聯(lián)系。非球形粒子的形狀系數(shù)s的定義。固定床的當(dāng)量直徑de的計算式。床層空隙率？B及其影響因素。掌握固定床壓降的計算方法，理解影響壓

17、降的因素。理解固定床內(nèi)的傳熱的重要性；傳熱包括那幾個方面；各以什么傳熱系數(shù)進(jìn)行描述；固定就要有效導(dǎo)熱系數(shù)的物理含義。理解固定床內(nèi)流體與粒子間的傳質(zhì)，固定床中流體的混合擴(kuò)散，表征混合擴(kuò)散程度的系數(shù)Er和Ez和無因次數(shù)Per和Pez.3.絕熱床反應(yīng)器掌握單層絕熱床的物料衡算式和由熱量衡算式積分所得的絕熱線方程式，能用于進(jìn)行催化劑用量等的計算。理解多層絕熱床的計算方法。了解多層絕熱床的最優(yōu)化問題的思路。4.換熱式固定床反應(yīng)器通過自熱式反應(yīng)器的計算示例，掌握換熱式固定床反應(yīng)器按擬均相一維模型的計算方法。了解擬均相二維模型的計算思路。第七章 流化床反應(yīng)器自學(xué)考試要求了解流態(tài)化現(xiàn)象；流態(tài)化的各種狀態(tài)；流化

18、床的優(yōu)缺點(diǎn)；工業(yè)流化床的各種型式。了解流化床中氣泡相和乳（濁）相，兩相各自的作用和相互間的聯(lián)系。了解流化床的氣泡兩相模型和鼓泡床模型的基本假設(shè)和建立數(shù)學(xué)模型的思路。第八章 氣液相反應(yīng)過程的宏觀動力學(xué)和反應(yīng)器自學(xué)考試要求了解氣液相反應(yīng)如A（g）+bB（）R（g）+S（）所需經(jīng)歷的步驟。了解根據(jù)不同的傳質(zhì)速率和化學(xué)反應(yīng)速率，應(yīng)用傳質(zhì)的雙膜理論可以區(qū)分的八種動力學(xué)狀況，各種狀況下濃度分布的圖形特征，反應(yīng)發(fā)生場所。了解氣液反應(yīng)的重要參數(shù)-膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)的物理意義，能根據(jù)的大小區(qū)分動力學(xué)狀況。了解增強(qiáng)系數(shù)和反應(yīng)相利用率的物理意義。了解氣液相反應(yīng)器的常見型式和進(jìn)行氣液相反應(yīng)器型式選擇時考慮的因素。 有關(guān)說明

19、與實(shí)施建議（一）關(guān)于自學(xué)考試要求大綱內(nèi)按了解、理解、掌握三個層次提出了自學(xué)和考試應(yīng)達(dá)到的深度。具體含義為：了解：對有關(guān)內(nèi)容有初步的、粗淺的認(rèn)識。知道定性的概念、方法的思路，不要求記憶有關(guān)的公式和推導(dǎo)過程。例如：第三章中有"了解循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器的特征和計算方法。"具體要求為：知道將平推流反應(yīng)器出口的反應(yīng)產(chǎn)物部分地返回入口處與原始物料混合再進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，即為循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器。由于部分產(chǎn)物的循環(huán)造成了返混，當(dāng)循環(huán)比（=循環(huán)回入口的體積流率/離開反應(yīng)器的體積流率）趨近于零即為平推流反應(yīng)器，增大，流體的返混程度也增大，當(dāng)時，則相當(dāng)于全混流反應(yīng)器，故可通過控制循環(huán)比來

20、控制反應(yīng)器內(nèi)返混程度。對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，設(shè)計方程應(yīng)看懂推導(dǎo)過程，但不要求記憶。對于如何獲得最優(yōu)循環(huán)比opt則不作要求。理解：對有關(guān)內(nèi)容有比較全面深入的認(rèn)識，能熟記有關(guān)概念、原理、方法和公式，并能應(yīng)用有關(guān)概念、原理和方法對問題進(jìn)行定性的分析、判斷或比較、選擇。例如：在第二章中提出：理解活化能的物理意義及其大小對反應(yīng)速率的影響。具體要求為：知道溫度對反應(yīng)速率的影響常用反應(yīng)速率常數(shù)K來表示，對于多數(shù)反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)K與反應(yīng)溫度的關(guān)系可用阿累尼烏斯公式表示，即K=K0e-E/RT，其中E是一個重要的動力學(xué)參數(shù)，稱為活化能?；罨艿奈锢硪饬x是把反應(yīng)分子'激發(fā)'到可進(jìn)行反應(yīng)的&

21、#39;活化狀態(tài)'時所需的能量。活化能的大小是表征化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行難易程度的標(biāo)志，活化能大，反應(yīng)難于進(jìn)行，所需的反應(yīng)溫度就高，活化能小，則反應(yīng)容易進(jìn)行?；钅艿拇笮∵€是反應(yīng)速率對溫度敏感性的標(biāo)志，活化能愈大，溫度對反應(yīng)速率的影響就愈顯著，即溫度的改變會使反應(yīng)速率發(fā)生顯著的變化，但影響的程度還與反應(yīng)溫度水平有關(guān)，溫度愈低，影響愈大。通常均相反應(yīng)的活化能在4*10的7次方2*10的8次方J/kmol之間。在以上認(rèn)識的基礎(chǔ)上，可知對于復(fù)合反應(yīng)，若主反應(yīng)的活化能大于副反應(yīng)的活化能，則應(yīng)采用盡可能高的溫度進(jìn)行反應(yīng)，反之，則采用較低溫度操作。在學(xué)習(xí)了氣固催化反應(yīng)后，又可推知，若改變反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率變化

22、很小，則過程受擴(kuò)散影響較大，因若為動力學(xué)控制，必表現(xiàn)出反應(yīng)速率對溫度的敏感性。掌握：在理解的基礎(chǔ)上，能熟練地運(yùn)用有關(guān)方法，能熟練地運(yùn)用計算公式，對問題進(jìn)行定量的分析、判斷、比較、選擇，或設(shè)計計算。（二）關(guān)于自學(xué)教材本大綱主要教材是："化學(xué)反應(yīng)工程"，（第二版），陳甘棠主編，化學(xué)工業(yè)出版社，1990年11月。主要參考書：1.反應(yīng)工程，李紹芬主編，化學(xué)工業(yè)出版社，1990年6月。2.化學(xué)反應(yīng)工程，黃恩才主編 劉國際副主編，化學(xué)工業(yè)出版社，1996年6月。3.化學(xué)反應(yīng)工程基本原理，毛之候 謝聲禮 張濂編著，化學(xué)工業(yè)出版社，1990年11月。4.化學(xué)反應(yīng)工程基本原理例題與習(xí)題，張濂

23、 毛之候 謝聲禮編，華東化工學(xué)院出版社，1992年4月。5.化學(xué)反應(yīng)工程例題與習(xí)題，朱炳辰 房鼎業(yè) 姚佩芳編著，華東理工大學(xué)出版社，1993年4月。（三）關(guān)于自學(xué)內(nèi)容和方法1.自學(xué)內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)工程內(nèi)容由于涉及化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、化工原理等多個學(xué)科領(lǐng)域，并采用數(shù)學(xué)模型的研究方法，有一定的廣度和深度，許多初學(xué)者會感到內(nèi)容多、概念生疏、公式和符號多、數(shù)學(xué)應(yīng)用不熟練。因而抓不住重點(diǎn)，自學(xué)效果差等問題。為了改變以上狀況，除了反復(fù)閱讀教材外，還應(yīng)善于將內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)歸納、前后聯(lián)系、做到融會貫通。反應(yīng)工程的內(nèi)容可以概括為兩個方面，即反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)器的設(shè)計與分析。反應(yīng)動力學(xué)主要研究化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理和速率，對物

24、理化學(xué)學(xué)科，反應(yīng)動力學(xué)著重研究反應(yīng)歷程和機(jī)理，對于反應(yīng)工程，則著重于得到反應(yīng)速率規(guī)律的定量描述。對于絕大多數(shù)反應(yīng)都需通過動力學(xué)實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確測得不同溫度、濃度等條件下的反應(yīng)速率數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理建立反應(yīng)速率方程式（亦即動力學(xué)方程式）。這種反應(yīng)速率方程式反映了化學(xué)反應(yīng)本身的規(guī)律性，是不隨反應(yīng)器的大小、結(jié)構(gòu)和操作方式而改變的。有的教材將它特稱為本征反應(yīng)速率或微觀反應(yīng)速率。反應(yīng)動力學(xué)是反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。反應(yīng)器則為化學(xué)反應(yīng)提供了反應(yīng)場所，對反應(yīng)器內(nèi)的過程進(jìn)行分析，除化學(xué)反應(yīng)外，又包括了流體的流動混合、傳熱、傳質(zhì)（簡稱"三傳"），流體的流動混合、傳熱、傳質(zhì)并不會改變化學(xué)反應(yīng)的本征動力學(xué)，但會

25、影響反應(yīng)場所的濃度和溫度在時間、空間上的分布，從而影響反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)速率在時間、空間上的分布，并最終影響反應(yīng)的結(jié)果。物料從進(jìn)入反應(yīng)器到離開為止的全過程就是具有一定動力學(xué)特性的反應(yīng)物系在具有一定傳遞性的裝置中進(jìn)行演變的過程。流體的流動混合、傳熱、傳質(zhì)是隨反應(yīng)器的大小、結(jié)構(gòu)形式和和操作方式而改變的。這也是裝置存在"放大效應(yīng)"的原因。因此設(shè)計、選擇和操作反應(yīng)器時，必須充分了解反應(yīng)的動力學(xué)特性和裝置的傳遞特性，以及兩者結(jié)合時的相互影響。反應(yīng)器的設(shè)計與分析就是研究不同反應(yīng)器內(nèi)的傳遞特性及其變化規(guī)律并把它與反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律結(jié)合起來，解決反應(yīng)器的設(shè)計、操作優(yōu)化問題。教材中將反應(yīng)區(qū)分為均相和非

26、均相后，就分別討論其反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)器的設(shè)計與分析。均相反應(yīng)動力學(xué)和理想反應(yīng)器，特別是理想反應(yīng)器是反應(yīng)工程中最基本、最核心的內(nèi)容，它涉及了反應(yīng)工程中的許多重要基本概念、基本原理和基本方法。如：影響反應(yīng)速率的因素；反應(yīng)速率方程式的建立方法；兩種理想流動模式的特點(diǎn)以及由此造成的兩種理想反應(yīng)器內(nèi)溫度、濃度、反應(yīng)速率分布的區(qū)別，進(jìn)而影響到反應(yīng)器的生產(chǎn)能力和反應(yīng)的選擇性；反應(yīng)器的教學(xué)模型一物料、熱量衡算式，在不同反應(yīng)器不同操作方式下的建立方法；理想反應(yīng)器的設(shè)計計算；如何根據(jù)反應(yīng)特性和反應(yīng)器特性進(jìn)行反應(yīng)器型式和操作方法的評選等等。熟悉理解掌握了這部分內(nèi)容，就打下了良好的基礎(chǔ)，因?yàn)檫@些概念、原理和方法同樣適用于非均相反應(yīng)，只是后者更加復(fù)雜而已。非理想流動是課程的難點(diǎn)。主要因?yàn)楦拍畋容^抽象，又涉及概率分布函數(shù)的應(yīng)用等。研究非理想流動是解決由理想反應(yīng)器過渡到真實(shí)反應(yīng)器的橋梁問題。重點(diǎn)是搞清楚反應(yīng)器內(nèi)返混的概念，返混