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Logo 化学反应过程与设备 化工学院 应用化工技术 　　授课教师：阎崔蓉 　　电话　　E-mail: huaxiarong@126.com 化学反应工程学是一门研究涉及化学反应的工程问题的学科。 对于已经在实验室中实现的化学反应，如何将其在工业规模实现是化学反应工程学的主要任务。 * 研究内容 化学反应过程与设备概述 * 任何化学品的生产，都离不开三个阶段：原料预处理、化学反应、产品精制。 化学反应过程是化工生产过程的核心 物理过程的原理和操作设备——《流体流动与传热》和《传质与分离技术》 化学反应过程的原理和反应设备——《化学反应过程与设备》，属于化学反应工程的范畴 研究内容 对工业反应进行宏观动力学研究； 对反应过程进行工程分析； 合理的制定技术方案和操作条件； 进行反应器或反应系统的设计及优化。 化工过程 = 化学反应过程 + ∑单元操作 《化学反应工程》 《化工原理》 研究目的 研究目的：使化学工业生产中的反应过程最优化。 （1）设计最优化：由给定的生产任务，确定反应器的型式和适宜的尺寸及其相应的操作条件 （2）操作最优化：在反应器投产运行之后，还必须根据各种因素和条件的变化作相应的修正，以使它仍能处于最优的条件下操作 　绪 论 一、化学反应过程的历史及发展 二、化学反应过程的任务和范畴 三、化学反应过程的研究的内容分类和编排 四、化学反应过程的基本研究方法 一、化学反应过程的历史及发展 化学反应过程的历史 上个世纪30年代 　　丹克莱尔(Damh?hler)在 当时实验数据十分贫乏的情况下，较系统地论述了扩散、流体流动和传热对反应器的产率的影响，堪称反应工程的先驱，为化学反应工程奠定了基础。 上个世纪40年代末 　　霍根(Hougen)和华生(Waston)所著的 (Chemical Process Principles)《化学过程原理》中的第三卷，专门讲述动力学与催化过程，对化学反应工程学的发展起到了巨大的推动作用。 一、化学反应过程的历史及发展 1、化学工程发展史及化学反应过程学科的形成 我们知道：炼丹和酿酒、陶瓷、医药化学、冶金化学。这属于古代化学化工的雏形（约17世纪以前） 人们化学知识来源：人类长期的生活和生产实践。 人类对自然界万物的本原构成的探索→古代朴素的元素观。 古代化学特点：生活和经验，尚未形成理论体系、是化学的萌芽时期；尚未形成有规模的化学加工实践。 一、化学反应过程的历史及发展 2、近代化学工业的蓬勃发展 　　　十八世纪末开始，以硫酸，硝酸，纯碱的工业规模的生产过程为开端，至20世纪初，出现了载入化工发展史册的合成氨的工业生产。 3、现代化学工业时期（二战前后） 　　　第二次理论综合：即从动量传递、热量传递、质量传递的角度深入研究化工生产的物理变化过程，以及从“化学反应工程”的角度来研究化工生产的化学过程。 　　化学反应工程学科上升为一门具有完整理论体系的全面学科。 一、化学反应工程的历史及发展 4、化学反应工程的发展 　 一方面出于生产技术及设备的更新和生产规模的大型化，特别是石油化工的发展，对经常成为核心问题的化学反应过程的开发以及反应器的设计提出了越来越急迫的要求；另一方面也正是由于化学动力学、化工单元操作（特别是流体流动、传热和传质）等方面的理论和实践相结合的长足进步。 初步形成 1957年欧洲举行的第一次反应工程会议上确立了这一科学。 60年代 －－快速发展期 石油化工的大发展 计算机的发展与应用 80年代 -- 形成新的分支： 生化反应工程 聚合反应工程 电化学反应工程 二、化学反应过程的任务和范畴 化学反应过程学是一门研究化学反应的工程问题的科学 是科学技术发展到一定阶段的必然产物 　是诸如化学、传递工程、化学工艺等相互渗透、交叉而演变成的边缘学科 化学反应工程的学科范畴及与其他学科的关系可用图1-1表示 图1-1 二、化学反应过程的任务和范畴 具体与各学科的关系： 与化学的关系，众所周知化学是研究化学反应规律的科学，而反应工程是研究如何开发、设计适于特定化学反应进行的场所或环境的科学。反应器的优化设计和操作必须建立在对所进行的化学反应规律有充分认识的基础上。 与动力学的关系，动力学是研究化学反应速率与各影响因素间定量关系的科学，是反应器设计的重要依据。 再如：与热力学的关系，热力 为反应器设计提供两方面必要的信息，平衡常数和反应热。 二、化学反应工程的任务和范畴 与传递工程，反应器的压降较大时，不能看作等压反应器设计时