一、主讲教师信息

姓   名

赵永超

性别

男

学历

博士

职 称

讲师

研究方向

涂料制备与应用

工作单位

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讲授课程

精细化工过程与设备

联系电话

电子信箱

hhg506@163.com

二、课程信息

课程名称

中文

精细化工过程与设备

先修课程

高等数学、化工机械设备基础、物理化学、化工原理、有机化学实验、机械制图、物理学

英文

Process and Facilities of Fine Chemical Engineering

课程性质

专业提高课

学时/学分

46/2.5

授课范围

应用化学专业21级10班和11班

授课时间

和地点

每周一5-8节：4C-205室；

单周周四9-10节： 4C-203室

人数

限制

80

课程简介

精细化工过程与设备是应用化学专业的专业提高课，本课程主要阐述了精细化工生产中常见而又较为重要的化工反应过程及设备,分析了生产过程对设备型式提出的要求,讨论了设备结构和操作性能,并对工艺及设备的基本计算方法作了较详细的介绍。

讲授内容结合精细化学品生产特点，着重论述精细化工反应过程（反应步骤）所涉及的设备，即反应器的结构、设计原理、分析及应用。讲授内容共分十章，介绍了精细化学品生产特点及其对反应器的要求，反应器设计的基本概念、基本方法及均相反应器动力学等基础知识，在此基础上分别介绍了间歇釜式反应器、釜式反应器的搅拌与传热、连续釜式反应器、管式反应器（循环反应器组）、塔式反应器、固定床反应器和流化床反应器的设计与分析，同时介绍了停留时间分布与流动模型。反应器设计理论着重于基本原理的应用，反应器的分析和计算在保留了目前传统反应设备的基础上，加强了对精细化工领域常用的反应设各如间歇釜式反应器、半连续釜式反应器、釜式反应器的搅拌与传热、循环反应器组的介绍。

三、教学资源

指定教材

张晓娟编著《精细化工反应过程与设备》第一版. 中国石化出版社，2021

参考文献

（1）杨春晖 郭亚军编，《精细化工过程与设备》(修订版)，哈尔滨工业大学出版社，2005

（2）左识之主编，《精细化工反应器及车间工艺设计》，华东理工大学出版社，1996

（3）朱炳辰主编，《化学反应工程》（第四版），化学工业出版社，2001  

（4）李绍芬主编，《反应工程》化学工业出版社，2000

教学网站

无

四、教学信息

教学目标

通过本课程的学习，使学生在化工原理的基础上，进一步了解化工过程与设备，从而为精细化学品的生产和开发打下必要的工程基础，培养精细化工工程相关的整体知识结构及能力，为学生走向工作岗位打下坚实的基础。

教学进度

（以周为单位）

课堂讲授

实验、实习、作业、课外阅读及参考文献等

教学内容摘要

（章节名称、讲述的内容提要，课堂讨论的题目等）

内容及时间、地点

第1周

第一章 概述（4学时）

1.1精细有机合成反应分类及在各类精细化学品中使用频率

1.2典型精细有机合成反应的特点及其对反应器的要求

1.3工业反应器的类型

1.4反应器的操作方式

第2周

1.5反应器设计的基本方程

1.6工业反应器的放大

1.7一些重要的基本术语

重点：化学反应及反应器的分类、反应器的操作方式、典型精细有机合成反应的特点及其对反应器的要求、一些重要的基本术语为。

难点为反应器设计的基本方程和工业反应器的放大。

第3周

第二章 均相反应动力学基础（2学时）

2.1反应速率方程

2.2温度对反应速率影响

2.3复合反应

2.4反应速率方程的变换与积分

重点：化学反应速率的不同表示方式及其相互关系；温度和浓度对化学反应速率的影响；化学反应速率方程的变换与应用。难点：复合反应体系中任一组分总的消耗速率和生成速率的表达方法；瞬时选择性的概念及其在反应器设计计算中的应用。

作业

第4周

第三章 间歇釜式反应器（8学时）

3.1釜式反应器的的特点及应用

3.2釜式反应器的的容积与数量及设备间的平衡

第5周

3.3等温间歇反应釜的计算

3.4变温间歇釜的计算

第6周

3.5半间歇釜式反应器

重点：等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算方法；不同的反应类型与正确地选择釜式反应器的加料方式、连接方式、原料配比及操作温度的关系。

难点变温间歇釜的计算和半间歇反应器的计算方法。

第四章 釜式反应器的搅拌与传热（6学时）

4.1搅拌器型式及其液体流型

第7周

4.2 搅拌过程的种类及搅拌器的选型

4.3搅拌功率的确定

作业

第8周

4.4釜式反应器的传热（传热结构的方式、高温热源、反应釜传热系数的计算）

4.5搅拌系统的传热时间

重点：搅拌器的选型、搅拌功率的确定以及传热结构的方式、高温热源的选择；难点：反应釜传热系数的计算、搅拌系统的传热时间的确定

第9周

第五章 连续釜式反应器（6学时）

5.1 连续釜式反应器的特点及应用

5.2 连续釜式反应器的设计

5.3 连续釜式反应器的串联与并联

5.3 连续釜式反应器的串联与并联

作业

第10周

5.4 连续釜式反应器的热量衡算与定态操作

5.5逆向混合对复合反应产品分配的影响

重点：流动反应器空时的概念；连续釜式反应器（全混流反应器）反应体积及产物分布的计算；连续釜式反应器串联或并联操作的计算。难点：连续釜式反应器（全混流反应器）产物分布的计算

第六章 管式反应器（6学时）

6.1 物料在反应器中的流动

6.2 等温管式反应器的计算

第11周

6.3变温管式反应器

6.4管式反应器与釜式反应器的比较

6.5循环反应器

6.6 管式反应器的最佳温度序列

重点：等温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算；管式反应器与釜式反应器的比较；绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算；活塞流反应器的加料方式、原料配比及操作温度的选择。难点：绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算。

第12周

第七章 停留时间分布与流动模型（6学时）

7.1 停留时间分布

7.2停留时间分布的实验测定

7.3停留时间分布的统计特征值

7.4理想反应器的停留时间分布

作业

第13周

7.5非理想流动模型

7.6流体的混合态及其对化学反应的影响

重点：停留时间分布的实验测定；两种理想流动反应器的停留时间分布；难点：流动系统物料停留时间分布的意义及其数学表达式；返混的概念。

第14周

第八章 塔式反应器（2学时）

8.1填料塔

8.2鼓泡塔

重点：掌握塔式反应器的结构与应用。难点：反应器特性参数的确定。（简介，了解）

第九章 固定床与流化床反应器（6学时）

9.1 固定床反应器的特点及结构

9.2固定床反应器内的流体流动

9.3固定床反应器内的传质与传热

9.4固定床反应器的计算方法

9.5实验室催化反应器

重点：掌握固定床反应器的结构与应用特性。难点：固定床反应器内的的流体流动、传质与传热。了解固定床反应器特性参数的确定方法。

作业

第15周

9.6流化床反应器的特点及结构

9.7流化床反应器内的流体流动

9.8流化床的传热

9.9流化床反应器的构件

重点：掌握流化床反应器的结构与应用特性，流化床反应器的构件。难点：流化床反应器内的流体流动及流化床的传热。

第16周

第十章 多组分精馏和特殊精馏

10.1多组分精馏原理、恒沸精馏和萃取精馏的原理及各自特点。

10.2多组分精馏的物料衡算

10.3恒沸精馏和萃取精馏

第十一章 膜分离技术

11.1膜分离机理，反渗透膜分离、超滤膜分离、微孔过滤技术、气体渗透分离等膜分离技术特点

11.2膜分离工艺的常用设备。

教学方法

与手段

通过教材进行基本内容讲解，并辅以多媒体辅助教学手段。课前预习，课上听讲、记笔记，课后复习

学习方法

课前预习，课上听讲、记笔记，课后复习。通过作业对知识进行巩固和查找不足。

五、实践教学（含课程实验、课程论文、读书报告、文物考察、野外实习、写生等）

本课程不配设实验。

六、成绩考核

平时成绩

占总成绩30%。平时成绩由基础分和加减分组成，其中基础分和期末成绩一致，根据堂笔记、作业质量和上课出席参与进行加减分。

期末成绩

占总成绩70%，闭卷（时间为120分钟，满分为100分）。

题目有填空题、选择题、简答题、计算题(携带计算器)、设计题等多种题型。

考试说明

缺席1/3学时者，取消考试资格，重修；总成绩不及格者，补考；补考不及格者，重修。

备    注

1．开学一周内，班长或课代表将其姓名、联络电话、手机以e-mail传送给任课老师。

2．若以e-mail与老师联络时，请于主题处注明您的班级、姓名及事由等。

3．修读本课程的同学均应准时到课，若无法准时前来，应有请假条。