催化反应工程

课程编码：280227081700P1010 英文名称：Catalytic Reaction Engineering 课时：50 学分：2.50 课程属性：学科核心课 主讲教师：唐盛伟

本课程为中国科学院大学化学与化工学院为研究生开设的专业普及课，旨在使研究生同学了解并掌握催化反应工程的研究思路及重要概念，了解催化剂制备、表征及评价方法，熟悉微观反应动力学基本知识以及受传递过程影响后的催化反应速率表达，掌握对反应器进行物料衡算、热量衡算的基本方法，理解从理想反应器到实际反应器的研究脉络，具备分析催化反应过程及开展相关科学研究的基本能力。本课程学习将有利于理论知识和实际应用的结合，进一步培养学生解决复杂催化反应工程问题的能力。

物理化学、化工原理

第一章 绪论 3.0学时 唐盛伟
第1节 化学反应工程的研究对象与目的与研究内容
第2节 化学反应工程的研究方法
第3节 化学反应工程在工业反应过程开发中的作用
第二章 化学反应动力学 5.0学时 唐盛伟
第1节 化学反应速率的工程表示
第2节 均相反应动力学
第3节 气固相催化反应本征动力学
第4节 流固相非催化反应动力学
第三章 理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 4.0学时 唐盛伟
第1节 反应器设计基本方程
第2节 理想间歇反应器中的简单反应
第3节 理想间歇反应器中的均相可逆反应
第4节 理想间歇反应器中的均相平行反应
第5节 理想间歇反应器中的均相串联反应
第四章 理想流动管式反应器 3.0学时 唐盛伟
第1节 理想流动管式反应器的特点
第2节 理想流动管式反应器基本方程式
第3节 空时、空速和停留时间
第4节 等温等容理想流动管式反应器中简单反应
第5节 反应前后分子数变化的气相反应
第五章 理想流动釜式反应器 4.0学时 唐盛伟
第1节 连续流动釜式反应器的基本方程
第2节 连续流动釜式反应器中的均相反应
第3节 连续流动釜式反应器中的浓度分布与返混
第4节 返混的原因与限制返混的措施
第六章 反应过程中的混合现象及其对反应的影响 6.0学时 唐盛伟
第1节 混合现象的分类
第2节 停留时间发布及其性质
第3节 连续釜式反应器中的固相反应
第4节 微观混合及其对反应结果的影响
第5节 非理想流动模型
第6节 非理想流动反应器的计算
第七章 化学反应过程的优化 5.0学时 唐盛伟
第1节 影响反应场所浓度的工程因素
第2节 简单反应过程反应器型式的比较
第3节 自催化反应过程的优化
第4节 可逆反应过程的优化
第5节 平行反应过程的优化
第6节 串联反应过程优化
第7节 复杂反应过程的温度条件
第八章 气固催化反应过程的传递现象 6.0学时 唐盛伟
第1节 气固催化反应过程的研究方法
第2节 等温条件下的催化剂颗粒外部传质过程
第3节 等温条件下的催化剂颗粒内部传质过程
第4节 等温条件下的总效率因子
第5节 非等温条件下的催化剂颗粒外部传质过程
第6节 非等温条件下的催化剂颗粒内部传质过程
第7节 固体催化剂的工程设计
第九章 热量传递与反应器的热稳定性 4.0学时 唐盛伟
第1节 热稳定性与参数灵敏性的概念
第2节 催化剂颗粒温度的热稳定性
第3节 连续搅拌釜式反应器的热稳定性
第4节 管式固定床反应器的热稳定性
第5节 化学反应系统的传热问题
第十章 反应动力学的实验测定 4.0学时 唐盛伟
第1节 反应动力学的实验测定方法
第2节 测定动力学的实验室反应器
第3节 动力学测定的精度
第4节 模型的检验与模型参数的估值
第十一章 反应过程研发实例分析 4.0学时 唐盛伟
第1节 案例1
第2节 案例2
第3节 案例3
第4节 案例4
第十二章 课堂开卷考试 2.0学时 唐盛伟
第1节 考试

唐盛伟，四川大学化工学院教授，博士生导师。研究领域包括催化反应工程、化工过程强化、化工新工艺开发等。先后承担和参与了包括国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、企业委托项目等科研项目40余项。对化学反应技术、分离技术、化工过程强化有着深刻的理解和工业应用实践。开发了多项关键技术并成功应用于工业生产，为企业创造利润数亿元。至今已经发表高水平学术论文140余篇，申请发明专利30余项，获2021年度中国产学研合作创新奖（个人）等科研奖励，为国家一流课程《化学反应工程》建设负责人，获全国高等院校（本科）化工类教师课程思政能力大赛特等奖等教学奖励，兼任教育部磷资源综合利用与清洁加工工程中心主任，四川省绿色化工国际科技合作基地主任，中国化工学会硫磷钛资源化工专业委员会主任委员，中国化工教育协会常务理事，四川省化工制药与轻工纺织类专业教学指导委员会秘书长等学术职务。