化学反应工程
化学反应工程
1万+ 人选课
更新日期:2026/10/28
开课平台智慧树
开课高校浙江工业大学
开课教师聂勇、杨阿三、霍超、孙志娟
学科专业工学化工与制药类
开课时间2026/07/21 - 2027/01/20
课程周期27 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
化学反应工程是化学工程与工艺专业及相关专业的重要核心课程,主要解决化学反应过程和反应器的设计和放大问题,从而改进和强化现有反应过程的技术与装备,使之优质、高产、低消耗;并开发新反应技术和设备,最终优化反应过程,提高经济和社会效益,与现代化工、能源、资源、环境等领域密切相关。课程主题包括反应过程原理(摩尔衡算,速率方程,化学计量学,能量衡算,扩散传质,流体流动)和反应器设计(主要是理想反应器和非理想反应器),通过对工业反应过程建立数学模型(宏观动力学模型),进而对反应器设计、优化和放大,实现工业反应过程优质、高效、低耗、安全、环境友好。培养和提升学生对化学反应过程进行分析、计算并最终解决工程问题的能力。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
绪论
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绪论
聂勇
摩尔衡算
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通用摩尔衡算方程
聂勇
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理想反应器
聂勇
稳态等温反应器
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转化率和设计方程
孙志娟
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反应器设计方程的应用
孙志娟
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转化率和化学计量学
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转化率和化学计量学相关的基本概念
孙志娟
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间歇反应和流动反应系统的化学计量表
孙志娟
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理想反应器设计
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间歇反应器和CSTR反应器设计
孙志娟
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管式PFR反应器设计和压降方程
孙志娟
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复合反应
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复合反应定义及关键参数
霍超
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复杂反应的求解
霍超
稳态非等温反应器
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能量衡算与非等温流动反应器
聂勇
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平衡转化率
聂勇
催化和催化反应
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催化反应步骤
霍超
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反应速率方程
霍超
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外扩散
霍超
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内扩散
霍超
非理想反应器
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停留时间分布
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停留时间分布函数的测定方法(结合实验)
杨阿三
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理想反应器的停留时间分布
杨阿三
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非理想反应器模型
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离散模型
杨阿三
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多釜串联模型
杨阿三
化工反应过程强化绪论
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绪论
聂勇
超重力反应工程
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超重力反应工程1
聂勇
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超重力反应工程2
聂勇
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超重力反应工程3
聂勇
微反应技术
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微反应技术1
杨阿三
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反应技术2
杨阿三
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微反应技术3
杨阿三
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微反应技术4
杨阿三
规整结构催化剂及反应技术
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规整结构催化剂及反应技术
霍超
反应与分离耦合技术
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反应与分离耦合技术1
孙志娟
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反应与分离耦合技术2
孙志娟
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反应与分离耦合技术3
孙志娟
射流反应技术
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射流反应技术1
吴振宇
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射流反应技术2
吴振宇
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射流反应技术3
吴振宇
微波反应技术
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微波反应技术1
聂勇
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微波反应技术2
聂勇
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微波反应技术3
聂勇
  • 第一章绪论

    本章主要介绍化学反应工程学的研究对象与发展史、研究任务、研究内容及研究方法。

  • ●1.1绪论

    绪论

  • 第二章摩尔衡算

    本章主要介绍化学反应速率的定义、通用摩尔衡算方程,在摩尔衡算方程的基础上介绍间歇反应器和连续流动反应器的设计方程。

  • ●2.1通用摩尔衡算方程

    本节介绍了化学反应速率的定义,然后建立了应用于敞开流动系统内任一组分的通用摩尔衡算方程,并对通用摩尔衡算方程的作用进行了介绍。

  • ●2.2理想反应器

    本节首先介绍了理想反应器的定义以及常见的四种理想反应器:间歇搅拌釜式反应器 BR、连续搅拌釜式反应器CSTR、平推流反应器PFR和填充床反应器PBR。然后基于通用摩尔衡算方程推导了上述四类理想反应器的设计方程。

  • 第三章稳态等温反应器

    在摩尔衡算的基础上,综合运用设计方程、反应速率方程和化学计量学来得到各类型反应器设计的逻辑结构,解决等温反应器的各种工程问题,主要包含:如何用液相间歇反应器测定反应速率常数k;CSTR设计;气相热解管式反应器PFR设计;填充床反应器PBR中压降、平衡转化率的讨论;复合反应。

  • ●3.1转化率和设计方程

    转化率XA表示反应的进程,用转化率来表示摩尔衡算方程即得到设计方程,不同类型的反应器有不同的设计方程的表达形式。

  • ●3.2反应器设计方程的应用

    运用设计方程进行反应器的设计,即通过将-rA表示成转化率的函数,来确定典型反应器的尺寸,反之对于给定反应器尺寸的反应体系,则可以计算出相应的转化率。

  • ●3.3转化率和化学计量学

    建立化学反应速率与转化率X之间的函数表达式,运用化学计量学来建立浓度C与转化率X之间的关系,学习第一和第二化学计量表,建立不同反应体系中的浓度方程。

  • ●3.4理想反应器设计

    理解各种类型反应器设计的逻辑结构,将前三节的学习内容进行耦合联立求解,在此基础上解决等温反应器的各种工程问题。

  • ●3.5复合反应

    介绍了不同类型的复合反应;以及在复杂反应系统中,如何计算选择性和收率,如何优化操作条件;并详细讲解了复杂反应的求解步骤。

  • 第四章稳态非等温反应器

    本章首先介绍了有化学反应的能量衡算方程,在此基础上,结合摩尔衡算方程和化学计量学关系,对绝热CSTR反应器的设计计算和可逆反应的平衡转化率进行了介绍。

  • ●4.1能量衡算与非等温流动反应器

    本节首先对有化学反应的敞开系统的能量衡算方程进行了推导,在此基础上,结合摩尔衡算方程和化学计量学关系,对绝热CSTR反应器的设计进行了介绍。

  • ●4.2平衡转化率

    本节主要介绍平衡转化率和绝热温度的定义、求解,以及如何利用级间冷却/加热的串联绝热反应器提高过程转化率。

  • 第五章催化和催化反应

    气固相催化反应是典型的多相反应系统。本章主要介绍催化作用、表面催化(包括吸附、表面反应和脱附)反应机理,以及与反应耦合的传质过程(外扩散和内扩散)对反应速率的影响。

  • ●5.1催化反应步骤

    本节介绍了催化剂的定义以及多相催化反应的步骤。

  • ●5.2反应速率方程

    本节介绍了吸附等温线和表面反应机理,并应用“速率控制步骤”的概念推导了相应的速率方程

  • ●5.3外扩散

    本节主要讨论了存在外扩散阻力时,催化剂外表面的气膜传质速率对整体反应速率的影响;并以催化剂烧焦再生过程为例,采用缩核模型对其过程进行了模拟计算。

  • ●5.4内扩散

    本节介绍了球形催化剂颗粒中扩散的复杂性及对有效扩散系数的校正因子;并采用Thiele模数表征内扩散阻力大小;进而用内扩散有效因子描述了反应与内扩散阻力的相对大小;用总有效因子描述了反应与内、外总扩散阻力的相对大小。

  • 第六章非理想反应器

    本章主要介绍如何用停留时间分布实现非理想反应器的表征和模型化。主要内容有:停留时间分布函数的测定方法、理想反应器的停留时间分布、零参数离散模型及单参数多釜串联模型。

  • ●6.1停留时间分布

    本节介绍了非理想流动产生的原因、返混和停留时间等概念。如何采用实验方法获得停留时间分布函数E(t)和F(t)?推导了理想反应器的停留时间分布函数及其数字特征。

  • ●6.2非理想反应器模型

    本节首先介绍非理想反应器的模型化设计计算方法:RTD+流动模型+反应动力学。然后基于宏观流体介绍了零参数离散模型,最后介绍和推导了非常实用的单参数多釜串联模型。

  • 第七章化工反应过程强化绪论

    化工反应过程强化绪论

  • ●7.1绪论

    绪论

  • 第八章超重力反应工程

    超重力反应工程

  • ●8.1超重力反应工程1

    超重力反应工程1

  • ●8.2超重力反应工程2

    超重力反应工程2

  • ●8.3超重力反应工程3

    超重力反应工程3

  • 第九章微反应技术

    微反应技术

  • ●9.1微反应技术1

    微反应技术1

  • ●9.2反应技术2

    反应技术2

  • ●9.3微反应技术3

    微反应技术3

  • ●9.4微反应技术4

    微反应技术4

  • 第十章规整结构催化剂及反应技术

    规整结构催化剂及反应技术

  • ●10.1规整结构催化剂及反应技术

    规整结构催化剂及反应技术

  • 第十一章反应与分离耦合技术

    反应与分离耦合技术

  • ●11.1反应与分离耦合技术1

    反应与分离耦合技术1

  • ●11.2反应与分离耦合技术2

    反应与分离耦合技术2

  • ●11.3反应与分离耦合技术3

    反应与分离耦合技术3

  • 第十二章射流反应技术

    射流反应技术

  • ●12.1射流反应技术1

    射流反应技术1

  • ●12.2射流反应技术2

    射流反应技术2

  • ●12.3射流反应技术3

    射流反应技术3

  • 第十三章微波反应技术

    微波反应技术

  • ●13.1微波反应技术1

    微波反应技术1

  • ●13.2微波反应技术2

    微波反应技术2

  • ●13.3微波反应技术3

    微波反应技术3

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 绪论

    1.1 绪论

    视频数1
  • 第二章  作业测试
    第二章 摩尔衡算

    2.1 通用摩尔衡算方程

    2.2 理想反应器

    视频数2
  • 第三章  作业测试
    第三章 稳态等温反应器

    3.1 转化率和设计方程

    3.2 反应器设计方程的应用

    3.3 转化率和化学计量学

    3.4 理想反应器设计

    3.5 复合反应

    视频数8
  • 第四章  作业测试
    第四章 稳态非等温反应器

    4.1 能量衡算与非等温流动反应器

    4.2 平衡转化率

    视频数2
  • 第五章  作业测试
    第五章 催化和催化反应

    5.1 催化反应步骤

    5.2 反应速率方程

    5.3 外扩散

    5.4 内扩散

    视频数4
  • 第六章  作业测试
    第六章 非理想反应器

    6.1 停留时间分布

    6.2 非理想反应器模型

    视频数4
  • 第七章  作业测试
    第七章 化工反应过程强化绪论

    7.1 绪论

    视频数1
  • 第八章  作业测试
    第八章 超重力反应工程

    8.1 超重力反应工程1

    8.2 超重力反应工程2

    8.3 超重力反应工程3

    视频数3
  • 第九章  作业测试
    第九章 微反应技术

    9.1 微反应技术1

    9.2 反应技术2

    9.3 微反应技术3

    9.4 微反应技术4

    视频数4
  • 第十章  作业测试
    第十章 规整结构催化剂及反应技术

    10.1 规整结构催化剂及反应技术

    视频数1
  • 第十一章  作业测试
    第十一章 反应与分离耦合技术

    11.1 反应与分离耦合技术1

    11.2 反应与分离耦合技术2

    11.3 反应与分离耦合技术3

    视频数3
  • 第十二章  作业测试
    第十二章 射流反应技术

    12.1 射流反应技术1

    12.2 射流反应技术2

    12.3 射流反应技术3

    视频数3
  • 第十三章  作业测试
    第十三章 微波反应技术

    13.1 微波反应技术1

    13.2 微波反应技术2

    13.3 微波反应技术3

    视频数3
  • 期末考试
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