天津大学反应工程
化学反应工程课件
天津大学化工学院 反应工程教学组
整理PPT课件
1
2.1 化学反应速率
定义：单位时间，单位体积反应物系中某一反应组分 的反应量。
AABB RR
rAV 1d dAn ,trBV 1d dBn ,trRV 1ddRnt
1. 对反应物dn/dt<0,对产物dn/dt>0
2. 按不同组分计算的反应速率数值上不等，因此
A
rB
B
rR R
r
r 1 dni 1 d iV dt V dt
恒容 rAV 1d(c dA V t)ddA ctc V 整A 理d Pd PT课V t件 过程
rA
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流动床反应器（定常态过程）
FA0
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M
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FA
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FA+dFA
连续反应器 反应速率
rA
dFkc A A c B B c R R kcA A cB B cR R
整理PPT课件
8
平衡时，r＝0 kc AAc BBc RR kcA AcB BcR R
c c c AA BB RR ABR
k/k
cAAcBBcRR Kc
1
A AAB BBR RR
A B C
cA cB cR k/k
阿累尼乌斯方程 kAexp E/(R)T
指前因子
活化能
k又称为比反应速率，其意义是所有反应组分 的浓度均为1时的反应速率。它的因次与速率 方程的形式和反应速率及浓度的因次有关。
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气相反应
kc整(R 理PPT)课 件T kp(R/T p )ky 12
●正逆反应活化能与反应热的关系
天津大学化工学院化学工程专业导师研究方向介绍
2.海水淡化技术
57 王纪孝 副教授
博士
196404
58 齐崴
副教授
博士
1973.09
59 徐世昌 副研究员
硕士 1966。12
60 崔现宝 副教授
博士 1971。11
2、 化工工艺过程计算机模拟
3、 新型化工分离元件开发
4、 化工过程设备流体力学分 析和流场模拟
5、 精细化工产品反应合成和 精制技术
6、 短程蒸馏技术
1、 传质与分离过程
2、 计算传质学
3、 过程合成与分析
1、传质与分离工程
2、气液传质设备 1．生物医药及医药中间体 2．天然药物有效成分的分离纯 化和新型药物制剂 3．甾体药物化学 4．水体净化工程 5．具有净化和修复功能的化工 新材料 6．化工传质与分离工程 7．膜分离及吸附分离 1． 特殊蒸馏、空气分离、过程
博士
48 张吕鸿 副教授
博士
49 孙津生 副研究员
博士
1967.03
50 刘春江 副研究员
博士 1970。01
51 干爱华 高级工程师 硕士
1962.4
52 张裕卿 副教授
博士 1963，12
53 朱慧铭 副研究员
硕士
1967.02
54 那平 55 夏清
副研究员 副教授
博士
1966。02 1965.06
1.流态化及多相反应器工程
2.过程传热强化及防垢工程 3。现代中药制药工程 1。无机膜与膜反应 2。超临界流体技术与应用 3.反应与分离过程耦合 1. 多相催化反应工程 2. 反应和分离的集成与过程强化 3.清洁化工生产中的反应工程 1。化学反应工程；气固反应动力 学及其反应器的设计 2.颗粒技术，造粒技术及设备研究 3.流态化技术
提高化学反应工程教学效果的一些体会
题 能力 、 决 问题 能力 和实 际应用 能力具 有 十分重 要 的作 用 。本文 从 教材 、 学 内容 、 学 方法 、 验教 学 和考 核 解 教 教 实 方 法几个方 面 ， 讨 了提高化 学反应 工程 课程 教学效 果 的一些体 会 。 探
关键词 ： 化学反应工程； 教学方法 ； 教学实践
ｔ ｎ．Ｓ ｍｅ ｅ ｐ ｒｅ ｃ ｓ ｗｅ ｅ ｄｉｃ ｓｅ ｎ ｉ ｒ ｖｎ ｈ ｅ ｃ ｉ ｇ ｅ ｅ ｔｆｏ ｔａ ｈ ｎ ｔｒａ ｓ ｅ ｃ ｉ ｇ ｃ ｎｅ ｔ ｅ ｃ — ｉ ｏ ｏ ｘ ｅ ｎ ｅ ｒ ｓ ｕ ｓ ｄ ｏ ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔ ａ ｈ ｎ ｆ ｃ ｒ ｍ ｅ ｃ ｉ ｇ ｍａ ｅ ｌ ，ｔ ａ ｈ ｎ ｏ ｔｎ ，ｔ ａ ｈ ｉ ｉ ｉｇ ｍｅｈ ｄ ，ｅ ｐｅ ｍｅ ｔｔａ ｈｉｇ ａ ｄ ｅ ａ ｎ ｔｏ ｔ ｏ ｓ ｎ ｔｏ ｓ ｘ ｒ ｎ ｅ ｃ ｎ ｎ ｘ ｍｉ ａｉｎ ｍｅ ｄ ． ｉ ｈ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ：Ｃｈ ｍｉａ ａ ｔｏ ｇｎ ｅ ｎ ｄ ｅ ｃ Ｒｅ ｃｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｇ；ｔａ ｈ ｎ ｔ ｏ ｓ ｅ ｃ ｉ ｇ ｐ ａ ｔ ｅ ｌ ｉ ｅ ｃ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ；ｔａ ｈ ｎ ｒ ｃ ｉ ｃ
作为近代工程科学的重要组成 部分 ， 学工程学这 门 行改 革 和探 讨 。 化 学科 已有一百 年的历史 ， 经历 了第 一阶段 的“ 单元操作 ” 、 第二阶段的“ 三传一反 ” 和第 三阶段的“ 三传三反 ”…。
天津大学好的专业排名
天津大学好的专业排名天津大学好的专业排名1化学工程与工艺专业培养目标：本专业培养具备化学工程与化学工艺方面的知识，能在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才。
主要课程：物理化学、化工原理、化学反应工程和一门必选的专业方向课程。
就业方向：化学工程与工艺专业学生毕业后可在食品、医药、能源、环保等领域从事生物产品的研制、生产，同时可到高等院校、设计和研究单位从事教学、科研、生产、管理等方面的工作。
在教育部的高校学科排名中，天津大学的化学工程连续多年位居第一，应用化学、制药等与化工关系紧密的学科也十分强劲。
国家重点化学工程联合实验室、精馏技术国家工程中心、发酵技术国家工程研究中心和国家化工填料塔及塔内件技术、工业结晶技术推广中心等国家基地，这些都足以说明天大化工之强大。
在科学院士余国琮、张春霆，工程院士王静康、沈家祥和双聘院士刘昌孝、邹竞、吴祖泽及美国工程院院士rson、俄罗斯工程院院士RuryBreslav等国内外知名的学者的带领下，天津大学化工的实力傲视群雄。
2测控技术与仪器专业培养目标：本专业培养具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面基础知识与应用能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。
主要课程：精密机械与仪器设计、精密机械制造工程、模拟电子技术基础、数字电子技术基础，微型计算机原理与应用、控制工程基础、信号分析与处理、精密测控与系统等。
就业方向：测控技术与仪器专业毕业生主要到国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的工作。
叶声华院士率领的天津大学测控技术与仪器专业在全国数一数二，甚至略强于清华。
精密测试技术及仪器国家重点实验室就坐落于此。
3光电信息科学与工程专业就业方向：光电信息科学与工程专业学生毕业后在科研院所、相关公司、企业从事产品研发、质量管理工作的光电子和光信息专业的工程技术人员;中等专业学校、技校、高等职业学校教师;各相关企事业单位技术及管理人员和政府机关、事业单位公务员及继续攻读硕士学位。
天津大学化工学院应用型研究生培养设计方案策划
化学工程领域全日制工程硕士研究生培养方案
领域代码：430117 校内编号：Q20701
领域名称：化学工程（化学工程）培养单位：化工学院
领域代码：430117 校内编号：Q20702领域名称：化学工程（化学工艺）培养单位：化工学院
领域代码：430117 校内编号：Q20703 领域名称：化学工程（工业催化）培养单位：化工学院
领域代码：430117 校内编号：Q20705 领域名称：化学工程（化工过程机械）培养单位：化工学院
领域方向：430117校内编号：Q20704 领域名称：高分子材料培养单位：化工学院
领域代码：430117校内编号：Q20706 领域方向：精细化工培养单位：化工学院
领域代码：430117校内编号：Q20707 领域方向应用电化学培养单位：化工学院。
化学反应工程
０ １ ０ ８ ７６０５ ５ ０ ・２ ３ ４
ｗ ｔｒ ｙ ｔ ｖｔ ｃ ｓ ｌ ａ ｏ 刊 ， ／ ａｅ ｂ ｒ ｉ ｒ ｔ ｉ ｔ ｎ［ 中］ ｓ ｕ ｅ ｙ ａ ｚｉ ｌ 霍 守亮（ 北京 师范 大学 环境 学 院，北京
０ １ ０７ ７６０８
５ ０・ １ ３ ２
１０ ７ ） ０ ８ ５，席北斗 ，刘鸿亮 ，宋永会 ，何 连 生 ， 工 进 展 ． ２ ０ ，２ （） ３ ／ 化 一 ０ ７ ６３． ７ ～ 一 １
一
１ ５８～ １ ６３
介绍 了在水溶性介质 中利 用电化学催化 的方法还原 Ｃ ２ Ｏ 的研 究现状 ：电催化还 原机理 、 电极材料催化剂 的分类和选择 ： 综 述 了温 度 、 电流 密度 以 及 压 力 等 对 还 原选择性和法拉 第效率的影响 ：展望 了 Ｃ ２电催化还原方法的研究方 向和应用 Ｏ 前景．表 １ ４ 参 ２ 关键词 ：Ｃ ；电催化 ：还原；催化剂 ； Ｏ，
３ ７６
碳八芳烃异构体分离技术评述 ＝Ｒ ｖｅ ｅｉｗ
ｏ ｏ ｔ ｓ ｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｆ Ｃ８ ａ ｍａ ｉ ｅ ａ ａ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉｓ ｒ ｃ ｏ
［ 刊，中］ 王德华（ ／ 中国石油化工股份 有 限公 司 石 油 化 工 科 学 研 究 院 ，北 京 １０ ８ ） ０ ０ ３ ，王建伟 ，郁灼，王辉 国，段 启 伟， ／ 化工进展． ０７ ６３． ３ ５ １ —２ ０ ，２ （） １ ～３ ９ 一 介绍 了碳八芳烃异 构体 工业 分离技术的 现状 、对二 甲苯分 离技术 的新发展．评 述 了择形催化 生产对二 甲苯的技术、利 用结 晶处理高浓度对二 甲苯原料 、变压 吸 附低成本浓缩对二 甲苯技术、分子筛 膜分离对二 甲苯等．参 ３ ５ 关键词 ：碳八 芳烃 ：对 二 甲苯；吸附 ； 结 晶 ；膜 分 离
天津科技大学生物反应工程课程PDF精讲课件教案合辑(共621页)
• 2000年后人类基因组计划的完成，后基 因 组 计 划 的 进 行 ， 特 别 是 Metabolic Engineering and Systems Biology的形成 与发展，给生物反应工程技术带来新的 发展机遇。
分子生物学面临的挑战 ！？
• 如果生物反应现象仅是通过物理学家或化学家用机械的语 言、化学的语言、物理语言来描述，一定是将生物反应分 解至分子，或更小的单位，然后再以此为基础把生物现象 简化为化学过程或物理过程，这种将生物现象简化的方 法，无疑将抛弃生物反应的本质特征。 • 另外，由于决定生物生命的最小单位是细胞，因此，细胞 个体之间的相互影响也是利用生物过程获得目的产物的技 术人员不得回避的问题，但是，以往由于多种原因，无法 开展相关的研究。细胞之间的相互影响与细胞内部反应的 相互作用必然涉及影响强弱和时间的长短问题，而这必要 需要一些工程学方法来解决，因此，也就给生物反应工程 技术带来新的机遇与挑战。
经典酶学研究中，酶活力的测定是在反应的初 始短时间内进行的，并且酶浓度、底物浓度较低， 且为水溶液，酶学研究的目的是探讨酶促反应的机 制。 工业上，为保证酶促反应高效率完成，常需要 使用高浓度的酶制剂和底物，且反应要持续较长时 间，反应体系多为非均相体系，有时反应是在有机 溶剂中进行。
2.2 均相酶促反应动力学 2.2.1 酶促反应动力学基础 可采用化学反应动力学方法建立酶促反应动力学方程。 对酶促反应 A B C D ，有：
Content内容
Bioreaction Kinetics, Bioreactors and Scale-Up of Bioprocesses
• • • • • • • Foundation of Biology and Engineering Enzyme Kinetics Biochemical Reactions Design of Fermentaton Processes Mass Transfor Scale-Up of Bioprocesses Advance of Bioreaction Engineering
反应工程第三版答案李绍芬
反应工程第三版答案李绍芬【篇一：李绍芬版反应工程(第二版)完整答案】在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：2ch3oh?o2?2hcho?2h2o 2ch3oh?3o2?2co2?4h2o进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。
试计算（1）（1）反应的选择性；（2）（2）反应器出口气体的组成。
解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为：s0.9611?96.11%（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为100mol时，则反应器的进料组成为设甲醇的转化率为xa，甲醛的收率为ypna、np和nc分别为：na=na0(1-xa)=7.672 mol np=na0yp=18.96 molnc=na0(xa-yp)=0.7672 mol结合上述反应的化学计量式，水（nw）、氧气（no）和氮气（nn）的摩尔数分别为：nw=nw0+np+2nc=38.30 mol no=no0-1/2np-3/2nc=0.8788 molnn=nn0=43.28 mol所以，反应器出口气体组成为：1. 1.2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反应如下：co?2h2?ch3oh2co?4h2?(ch3)2o?h2o co?3h2?ch4?h2o4co?8h2?c4h9oh?3h2oco?h2o?co2?h2由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩机后与原料气混合返回合成塔中。
下图是生产流程示意图原料气 bkg/h 粗甲醇 akmol/h100kmol放空气体原料气和冷凝分离后的气体组成如下：（mol）组分原料气冷凝分离后的气体 co 26.82 15.49 h2 68.25 69.78 co2 1.46 0.82 ch4 0.55 3.62 n2 2.92 10.29粗甲醇的组成为ch3oh 89.15%,(ch3)2o 3.55%,c3h9oh 1.10%,h2o 6.20%,均为重量百分率。
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笔试：反应工程（65分）（共5题）
第一题（12分）（2问）：求连串反应第一步反应产物的最大收率和相应反应物的转化率。
第二章的内容
第二题（16分）（2问）：已知停留时间分布，用适当模型求转化率，我选的是多釜串联，先求的模型系数N。
第五章的内容
第三题（16分）（2问）：求绝热反应器的出口温度和催化剂的用量，涉及内扩散有效因子的公式，加上活塞流反应器模型公式，此题只要求列计算式，没有数据计算。
第六，七章的内容
第四题（16分）（2问）：求平行反应中目标反应产物的最大选择性，涉及求微商的问题，第二章的内容
第五题（5分）（此题要求用英语作答）：根据反应机理推导反应速率方程，很简单，和书上的例题是一个难度
面试（分为综合面试（120分）和英语面试（15分））
综合面试（120分）（今年抽题题目变难了）（两个信封各抽一道题，一个综合知识，一个实验（物化，化原，反应工程），我觉得大部分是实验吧）（在一个教室里，6个老师）
1.先简单的自我介绍（说下学校，专业，家乡，加上你觉得你有的优势，比如高分的同学可以说下自己初试的分数）
2.抽题（今年只能换一次，换题了不能因为不会又换回来，换题要谨慎，我换了嘿嘿）
我抽到的是
A.叙述吸收塔实验的内容
B.测湿度，只有温度计，没有湿度计，怎么办（当时大脑短路，没想到，复试完了之后，我觉得是测干球温度和湿球温度，用湿焓图即可）
C.我换到的题目是:叙述用脉冲法测停留时间分布的思路
3.回答完了之后，老师追问了几个问题：停留时间测定还有哪些方法，其中怎样测示踪剂的浓度(大概都是和你抽到的题目有关)
4.最后老师问了我毕设，就这样
英语面试（15分）（3个老师）
1.先是1分钟自我介绍，说了2/3，老师就说可以了
2.抽题（汉译英），我表示我抽到的对于我有难度，其中有单词不会：聚合物，复合材料，氧化物也忘了，当时可能有点小紧张，呵呵，不会可以问老师，老师都挺好的
3.接下来老师问了我毕设，我没想到老师会在英语面试的时候问我毕设的问题，没准备，结果可想而知了，接着老师问了简单的问题：你最喜爱的运动是什么等，这些还好，喜欢什么说什么
希望对2013年的考生有用，有什么问题都可以问我，我上网的时候会回答你们的！呵呵~
预祝你们梦圆天大，梦圆北洋！
我参加了此次考试，感到录取无望，便在考场把题目抄在了准考证的背面偷偷带出来，打算二战时参考用。
造化弄人，我调剂了，不打算再考，现在拿出来与大家分享。
复试总共200分，其中笔试65分，英语口试15分，综合面试120分。
这套试题便是笔试试题，共65分。
一、等温下在活塞流反应器（PFR）中进行液相反应A P Q，其中P为目的产物。
各反应均为一级反应，反应温度下反应速率常数分别为：k1=0.3h1,，k2=0.2h1，进料为纯A，其流量为Q0=10.0m3/h。
计算P的最大收率及此时反应器的体积。
（12分）
二、等温条件下，在某反应器中进行液相反应2A B γB=k1cA，A C+D γC=k2cA。
B为目的产物，反应速率常数k1=0.1h1，k2=0.3h1。
进料为纯A，其浓度为2 Kmol/m3，处理量为10 m3/h，计算A的转化率和B的收率。
已知有实验测得该反应器的停留时间分布为：。
（16分）
三、常压下某绝热固定床反应器内进行气固相催化反应A P，该反应一级不可逆，基于床层体积的本证反应速率常数kV=681.3 exp（5526/T）s1。
反应为放热反应，反应热为50KJ/mol，反应混合物平均比热容为500J/(mol )。
原料为纯A，要求A的最终转化率为90%。
（1）若进料温度为300℃，试计算反应器的出口温度；（2）已知原料处理量为Q0，催化剂直径为dP，床层空隙率为ε,反应产物在催化剂孔道内有效扩散系数为De。
忽略外扩散，试计算催化剂用量。
不用计算出具体数值，写出计算思路及用到的主要公式。
（16分）
四、等温下进行如下液相反应A P γP=k1cA，A R γR=k2，A Q γQ=k3cA2，反应速率方程中浓度单位为Kmol/m3,k1=4.0h1，k2=1.0Kmol/(m3 h)，k3=1.0m3/(Kmol h)。
原料为纯A，初始浓度为2Kmol/m3。
（1）全回流，P为目的产物，P选择性最大为多少，此时A转化率多少？（2）若Q为目的产物，何种反应器好？（16分）
五、（一道关于吸附平衡的题目，要求用英文作答，很简单，5分）。