沈阳大学石油化工学院：《反应过程与设备》课程教学资源（PPT课件）第一章 绪论

第一章绪论 §11化学反应工程学的范畴和任务 §12化学反应工程研究方法 §13反应工程的学科系统和编推 19:30

19:30 第一章 绪 论 §1.1化学反应工程学的范畴和任务 §1.2 化学反应工程研究方法 §1.3反应工程的学科系统和编排

§11化学反应工程学的范畴和任务 化学反应工程发展简述 ●化学反应过程是物理与化学两类因素的综合体。 ●20世纪50年代后反应工程成为一独立学科,我 国70年代后逐渐开设这门课。 ●过程工程不仅包含化学反应工程,还包含分离 工程等:原料→净化→反应→分离→产品,核心 是反应 19:30

19:30 §1.1化学反应工程学的范畴和任务 ⚫化学反应过程是物理与化学两类因素的综合体。 ⚫20世纪50年代后反应工程成为一独立学科，我 国70年代后逐渐开设这门课。 ⚫过程工程不仅包含化学反应工程，还包含分离 工程等：原料→净化→反应→分离→产品，核心 是反应。 一、化学反应工程发展简述

二、化学反应工程的范畴和任务 范畴作为反应工程本身的专门范畴是对 各种反应过程进行工程分析,进行为技术 开发所需要的各项研究,制定出最合理的 技术方案和操作条件及进行反应器或反应 系统的设计。 19:30

19:30 二、化学反应工程的范畴和任务 范畴 作为反应工程本身的专门范畴是对 各种反应过程进行工程分析，进行为技术 开发所需要的各项研究，制定出最合理的 技术方案和操作条件及进行反应器或反应 系统的设计

反应工程与其它学科的关系 化工热力学 工程控制 传递过程 计量化学 反应工程 催化剂 反应动力学 化学工艺 稳定性 流体力学 最优化技术 放大 19:30 设计

19:30 反应工程与其它学科的关系 反应工程 化工热力学 工程控制 传递过程 催化剂 化学工艺 流体力学 稳定性 反应动力学 计量化学 最优化技术 放大 设计

与化学反应工程学相关的其它学科有: ①化学热力学 主要是确定物系的各种物性常数,分析反应的可能性和可 能达到的程度等。 ②反应动力学: 专门阐明化学反应速度与各项物理因素之间的定量关系。 ③催化剂: 催化剂的问题一般属于化学或工艺的范畴。但也牵涉到许 多工程上的问题。如粒内的传热、微孔中的扩散、催化剂扩大 制备时各阶段操作条件对催化剂活性结构的影响、催化剂的活 化和再生等等。 19:30

19:30 与化学反应工程学相关的其它学科有： ①化学热力学： 主要是确定物系的各种物性常数，分析反应的可能性和可 能达到的程度等。 ②反应动力学： 专门阐明化学反应速度与各项物理因素之间的定量关系。 ③催化剂： 催化剂的问题一般属于化学或工艺的范畴。但也牵涉到许 多工程上的问题。如粒内的传热、微孔中的扩散、催化剂扩大 制备时各阶段操作条件对催化剂活性结构的影响、催化剂的活 化和再生等等

④化学工艺: 主要是设备型式、操体方式和流程。 ⑤传递工程: 装置中的动量传递、热量传递和质量传递(简称 传”)问题。 ⑥工程控制: 项反应技术的实施有赖于适当的操作控制。为此需 要了解关于反应过程的动态特性和有关的最优化问题,不 过应当注意的是对于反应装置而言是最优化的条件,末必 与整个生产系统最优化所要求的条件相一致 19:30

19:30 ④化学工艺： 主要是设备型式、操体方式和流程。 ⑤传递工程： 装置中的动量传递、热量传递和质量传递(简称“三 传”)问题。 ⑥工程控制： 一项反应技术的实施有赖于适当的操作控制。为此需 要了解关于反应过程的动态特性和有关的最优化问题，不 过应当注意的是对于反应装置而言是最优化的条件，末必 与整个生产系统最优化所要求的条件相一致

化学反应工程学的任务 ①改进和强化现有的反应技术和设备,挖掘潜力 ②开发新的技术和设备。 ③指导和解决反应过程开发中的放大问题。 ④实现反应过程的最优化。 ⑤不断发展反应工程学的理论和方法 19:30

19:30 化学反应工程学的任务 ①改进和强化现有的反应技术和设备，挖掘潜力 ②开发新的技术和设备。 ③指导和解决反应过程开发中的放大问题。 ④实现反应过程的最优化。 ⑤不断发展反应工程学的理论和方法

§12化学反应工程研究方法 数学模型法 不论是设计,放大或控制,都需要对研究对 象做出定量的描述,也就是要用数学式来表达各 参数间的关系,简称数学模型 在化学反应工程中,数学模型主要包括: 动力学方程式 物料衡算式 量衡算式 动量衡算式 19:30 参数计算式

19:30 §1.2 化学反应工程研究方法 一、数学模型法 不论是设计，放大或控制，都需要对研究对 象做出定量的描述，也就是要用数学式来表达各 参数间的关系，简称数学模型。 在化学反应工程中，数学模型主要包括：          参数计算式 动量衡算式 热量衡算式 物料衡算式 动力学方程式

个新技术的开发一般要经过下面三个步骤: ①实验数据 提出数学模型 2中型实验 数学模型验证 ③数学模型的应用 大设备的设计 放大的依据:相似论(相似准数Re、Pr、Nu Pe、Sc等 19:30

19:30 一个新技术的开发一般要经过下面三个步骤： ①实验数据 提出数学模型 ②中型实验 数学模型验证 ③数学模型的应用 大设备的设计 放大的依据：相似论(相似准数Re、Pr、Nu、 Pe、Sc等)

二、具体内容 1.反应动力学模型建立: 由实验—提出模型假定 由实验数据 待定模型参数 ①模型识别 ②参数佔值 19:30

19:30 二、具体内容 1.反应动力学模型建立： 由实验 提出模型假定 由实验数据 待定模型参数 ①模型识别 ②参数估值