聚合反应工程基础教学大纲
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1、聚合反应工程基础教学大纲 - 教育文库 聚合反应工程基础教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名称:聚合反应工程基础 课程英文名称:The Basic of Polymerization Reaction Engineering 课程编号: 课程类型:专业(方向)课 总 学 时: 54 实验学时:0 上机学时:4 课外学时:0 学 分: 3 适用专业:化学工程与工艺(四年级本科) 先修课程:物理化学 、化工原理、高分子化学、高分子物理 开课院系:化工与制药学院化学工艺学科部 二、课程的性质与任务 聚合反应工程基础是化学工程及工艺专业的一门主要专业课,主要讲授聚合反应器。以搅拌聚合釜为重点。讨论聚
2、合过程(流动、混合、传热等物理过程及聚合反应过程)对聚合反应器设计和操作控制要求。学生通过学习该课程后,应了解聚合反应器的设计、操作和控制的基本方法。能够根据聚合物性能要求合理确定聚合反应器的设计、操作和控制条件。 三、课程教学基本要求 学生学习本课程后应达到如下要求: 1掌握理想反应器的设计和分析方法。 2掌握聚合反应过程动力学分析方法。 3对不同类型的化学反应选择合适的反应器和反应器操作方式。 4了解理想流动反应器和理想流动反应器的差别 5掌握连续流动反应器的热稳定性原理 6了解实际生产过程中聚合反应器。 7了解聚合反应器的放大。 四、理论教学内容和基本要求 绪论 (1)聚合反应工程基础的
3、主要内容 (2)聚合反应工程发展的历史及现状 化学反应工程基础 (一)化学反应和反应器分类 (1)化学反应和分类 (2)反应速率 (3)反应器的分类 (4)连续流动反应器内流体流动的两种理想型态 基本要求: 1了解:化学反应的分类 掌握:反应速率的表达和定义 2了解:反应器分类办法 理解:连续流动反应器内流体流动的两种理想型态 (二)均相反应动力学 (1)等温恒容单一反应动力学方程式 (2)复合反应 (3)等温变容过程 基本要求: 1掌握:等温恒容单一反应温度对反应速率的影响 2掌握:复合反应动力学方程式的建立与解析 3了解:等温变容过程 (三)理想反应器的设计 (1)理想反应器设计的基本原理
4、 (2)间歇反应器 (3)平推流反应器 (4)理想混合反应器 (5)多级串联理想混合反应器 (6)反应器型式和操作方法的评比和选择 基本要求: 1掌握:理想反应器设计的基本原理 理解:理想反应器的物料平衡方程和热量平衡方程 2掌握:间歇反应器的设计方程 理解:间歇反应器的微分物料平衡方程 了解:间歇反应器的微分热量平衡方程 3掌握:平推流反应器的设计方程 理解:平推流反应器的微分物料平衡方程 了解:平推流反应器的微分热量平衡方程 4掌握:理想混合反应器的设计方程 理解:理想混合反应器的基本假设 5掌握:多级串联理想混合反应器的设计计算 了解:图解法设计和计算多级串联理想混合反应器 6掌握:反应
5、器型式和操作方法的评比和选择 理解:根据化学反应的类型采取的操作策略 (四)理想混合反应器的热稳定性 (1)热稳定性原理 (2)影响热稳定性的因素 (3)T与TW间的最大温差 基本要求: 1了解:理想混合反应器的热稳定性原理 掌握:理想混合反应器的物料平衡方程和热量平衡方程及定态操作分析 2了解:影响热稳定性的因素 掌握:理想混合反应器的热稳定性与操作因素的关系 理解:理想混合反应器操作的多态现象 3掌握:T与TW间的最大温差的计算 了解:理想混合反应器的热稳定性判据 (五)连续流动反应器的停留时间分布 (1)停留时间分布表示方法 (2)停留时间分布的测定 (3)停留时间分布的数字特征 基本要
6、求: 1掌握:停留时间分布的表示方法 理解:停留时间分布的意义 2掌握:停留时间分布函数的测定方法 理解:阶跃法和脉冲法测定停留时间分布函数的原理 3掌握:停留时间分布的数字特征 理解:无因次平均停留时间和方差的意义、计算、用途 (六)流动模型 (1)理想流动模型 (2)非理想流动模型 基本要求: 1掌握:理想流动模型的建立 掌握:理想流动模型数字特征的解析方法 2了解:非理想流动模型的建立 了解:非理想流动模型数字特征的解析方法 (七)停留时间分布与化学反应 (1)反应器内流体的混合状态 (2)微观混合反应器的计算 (3)宏观混合反应器的计算 基本要求: 1了解:反应器内流体的混合状态 2掌
7、握:微观混合反应器的计算 3掌握:宏观混合反应器的计算 聚合反应工程分析 (一)概述 (1)聚合反应过程的特点 (2)聚合反应过程的目标函数 基本要求: 1了解:聚合反应过程的特点 2理解:聚合反应过程的目标函数 (二)聚合反应速度的工程分析 (1)活性链浓度P.与聚合反应机理 (2)平均聚合度Pn与反应机理 基本要求: 1了解:活性链浓度P.与聚合反应机理的关系 掌握:活性链浓度P.的计算方法 2掌握:平均聚合度Pn与反应机理的关系 (三)聚合物的聚合度及聚合度分布表示法 (1)平均聚合度 (2)瞬时聚合度 (3)聚合度分布函数 基本要求: 1掌握:几种平均聚合度的表示方法 理解:距法表示的
8、平均聚合度 2掌握:几种瞬时聚合度的表示方法 掌握:反应机理与瞬时聚合度 3掌握:聚合度分布函数的表示方法 (四)连锁聚合反应的平均聚合度及聚合度分布 (1)间歇聚合时的聚合度分布 (2)连续聚合时的聚合度分布 基本要求: 1掌握:连锁聚合反应间歇聚合时的瞬时聚合度和产品聚合度及其分布 理解:连锁聚合反应机理与聚合度及其分布 2掌握:连续聚合时的聚合度及其分布 了解:多级串联连续聚合釜时的聚合度及其分布 (五)粘度对聚合反应的影响 基本要求: 1了解: 粘度对聚合反应的聚合度及其分布的影响 (六)均相自由基共聚 (1)间歇共聚操作 (2)半间歇共聚操作 (3)连续共聚操作 基本要求: 1了解:均相自由基共聚合动力学方程的建立 理解:均相自由基共聚合动力学分析的基本假设 掌握:均相自由基共聚物平均聚合度及组成分布的计算 2掌握:半间歇共聚操作时均相自由基共聚物平均聚合度及组成分布的计算 了解:半间歇共聚操作时均相自由基共聚体系体积收缩与单体组成的关系 3了解:连续共聚操作时的聚合度及其分布 第 7 页 共 7 页
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