化学反应工程原理范文

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《化学反应工程》课程是化工类及相关专业的核心课程之一，属于本专业重要的专业基础课和必修课，在化工类学生的培养过程中起着举足轻重的作用。化学反应工程是一门研究与化学反应工程相关问题的一门科学技术，是从上世纪30年代初萌生到50年代末形成的一门由过程控制、传递工程、物理化学、化工热力学、化工工艺学、催化剂等相关学科互相交叉互相渗透而演变成的一门边缘学科［1］。通过近几年的教学经验和调查研究发现，学生普遍认为化学反应工程是大学课程中最难学的基础课程之一，学习过程中发现理论计算公式复杂，反应器种类繁多，课程学习结束后感到一头雾水，抓不住重点。因此，面对这样一门课程，如何进行教学，让学生理解起来更加形象生动，从更本上改变化学反应工程的教学现状是我们目前的重要任务。本文结合不同种类高等学校选用教材的特点和差异，并根据我校化工专业的特色，提出了《化学反应工程》课程教学的侧重点，从多方面对本课程的教学提出了改革实施方案。

1《化学反应工程》教学在化工专业中的作用

化学反应工程的主要任务是研究化工生产过程中反应器内的反应规律和传递现象，使化学反应实现工业化生产的一门技术科学，是提高化工生产技术所必需的科学技术理论。化学反应工程在化学化工领域中起着举足轻重的作用，目前各种化学品的生产和应用无不借助于化学反应工程相关的理论知识。在20世纪40年代，一个化学反应过程的技术开发到真正的工业生产大概需要十年以上的时间，而现在只需要三到五年。此外，随着计算机技术的快速发展，中试试验的规模不断缩小，试验的次数也不断减少，大大加快了化工厂建设的步伐，降低了投资建设的成本［2］。因此，作为一门理论教学课程，将化学反应工程这门课程作为化工专业方向的重点课程进行建设，对于高等学校教学改革的促进、本科教学质量的提高、优秀化工专业人才的培养具有十分重要的意义。济南大学作为一所省部共建的大学，化学工程与工艺专业一直是本学校的特色学科，学校对化工类学生的培养目标一直是培养应用型高技术的人才，每年为我国的精细化工和石油化工行业输送大约240名高水平人才，对精细化工和石油化工行业的发展起到重要的作用。为此在化学反应工程教学过程中，我们紧密结合我校的特点和化工实际生产的需要，着重提升学生的反应工程知识储备，培养学生分析解决实际工程问题的能力，并在教学过程中不断地进行教学改革和实践，把课程、教材的理论研究和教学方法相结合，不断提升《化学反应工程》的教学效果。

2不同类型高校选用教材的特点和差异

直到20世纪70年代，化学反应工程的相关研究成果才开始被大量地介绍到国内，其中华东理工大学的陈敏恒教授，天津大学的李绍芬教授，浙江大学的陈甘棠教授，四川大学的王建华教授等是国内最早从事反应工程教学的学者。到了80年代以后，国内从事化学反应工程学科教学研究的队伍迅速壮大，并且化学反应工程的研究逐渐渗透到各种化工领域，与世界研究水平之间的差距也不断缩小，不同版本的教科书和各种各样的专著也相继出版。反应工程已经成为我国化工类专业学生的一门非常重要的专业课程。目前国内已有120所大学和科研单位培养化工类相关专业的人才，例如清华大学、天津大学、华东理工大学、北京化工大学、中国石油大学、南京工业大学、浙江大学、大连理工大学、四川大学、华南理工大学和济南大学等。目前化学反应工程学科正在蓬勃发展，由于国内高校地区和专业特色的不同，不同高校在化学反应工程教材选择上也存在差异，各有各的特点。作者就不同高校所使用的《化学反应工程》教材进行了汇总和分析。首先介绍一下陈甘棠教授主编的《化学反应工程》(第三版)，这本教材是国内许多化工类高校选用的主要教材之一，随着我国在化学反应工程这一重要学科的教育方面日渐普及，该部教材自1981年第一版问世以来，已经出版到了第三版，受到广大化工类专业师生的好评［3］。该部教材的特点是着重基础，本书共分为十章，分别介绍了均相反应过程，包括均相反应动力学基础、均相反应器、非理想流动:非均相反应过程，包括气—固相催化反应过程、非催化两流体相反应过程、固定床反应器、流化床反应器;聚合反应过程，包括聚合过程的化学与动力学基础;生化反应过程，包括生化动力学基础、生化反应器。该部教材注重反应工程研究方法的介绍，在不同的章节内容中论述了反应工程学的发展方向，有助于读者进一步深入研究。朱炳辰老师主编的《化学反应工程》也受到国内很多工科类高校化工专业老师和学生的青睐。本部教材的第一版是由化学工业出版社于1993年出版，截至目前本部教材已经出版到第四版，其中第三版累计发行量高达32000册。《化学反应工程》第四版主要吸收了一些关于现代化学反应工程发展方向方面的知识，本部教材的主线是围绕化学反应与动量、质量、热量传递交互作用的共性归纳综合的宏观反应过程，以及如何解决反应装置的工程分析和设计。该书对近年来出现的化学反应新概念、新理论和新方法做了大量阐述。另外，对于国内一些偏工科的化工类高等院校，选用的教材大多数以郭锴老师主编的《化学反应工程》为主，本部教材的主要内容包括:均相单一反应动力学和理想反应器、复合反应和反应器选型、非理想流动反应器、气固相催化反应本征动力学、气固相催化反应宏观动力学、气固相催化反应固定床反应器、气固相催化反应流化床反应器、气液相反应过程与反应器、反应器的热稳定性和参数灵敏性。本部教材的特点是主要突出了该门课程的重点和难点，删除了一些与教学大纲联系不是十分密切相关的内容，并着重讲解解决化学工程问题的基本方法。除此之外，罗康碧老师主编的《化学反应工程》教材结合了理科和工科的综合优势，吸收了国内外相关教材的许多内容和好的经验，增添了一些反应工程研究方面的最新成果。另外，本部教材在贯彻“少而精”的原则上更注意删繁就简，将重点放在化工专业领域内共性的基本问题上，并且同时体现了其教学性。本部教材先重点阐述基本概念和基本原理，然后结合实际生产，详细论述各种常用反应器的设计方法，并列出详细的例题和课后习题，用于帮助学生利用所学到的反应工程原理去分析和解决实际应用问题。近年来，梁斌等老师主编的《化学反应工程》第二版也受到国内许多化工类高校老师和学生的欢迎。在本部教材中，主要内容是以《化学反应工程》、《反应器理论分析》及国内外相关优秀教材为基础，致力于培养学生的分析问题能力和提高学生的工程实际知识储备，减少了教材内容在模型分析上的过程描述，加强学生在建立模型方面的训练。另外，本部教材还增加了工业应用背景的实例分析和课后习题，在分析解答这些习题的过程中让学生充分掌握反应工程的基本原理和相关知识，使教学内容尽量与科学研究和工程实践同步。

3我校化工专业的特点和教学侧重点

济南大学的化学工程与工艺专业属于理论性和应用性兼顾的一门特色化工学科，本专业始建于1992年，前身为山东建材学院精细化工专业，1993年招生，是济南大学重点学科的重要组成部分，2007年被学校授予校级特色专业，2012年成为山东省品牌(特色)专业，现为山东省氟化学化工材料重点实验室依托专业之一。其中化学反应工程这门课是本专业重要的专业基础课和必修课，另外，化学反应工程课程的理论教学是本专业本科教学的重要组成部分，起着理论指导和基础知识培养的作用。另外，从学校每年安排的工程实习学时就可以看出，学校对学生的动手能力和实践能力提出了更高的要求。例如学校每年组织化学工程与工艺专业大三学生去山东金城医药化工有限公司进行生产实习，主要参观和学习2－甲氧羰基甲氧亚胺基－4－氯－3－氧代丁酸生产车间的反应器设计和工艺装置流程图。通过调研每年的学生生产实习效果发现:学生在学习完实际工业生产装置后，对课本上的基本概念和原理理解的更加透彻。根据我校化工专业的特点，在《化学反应工程》的课程教学上，我们选择的教材是郭锴老师主编的《化学反应工程》第二版。在课堂教学过程中我们的教学目标为:通过对反应工程理论的学习，能够运用化学反应工程的理论方法建立数学模型，优化设计反应器、或者改善化学反应场所、改进现有的化工生产工艺;进一步提高学生的理论联系实际的能力，培养学生判断和解决问题的能力，使学生学会研究的方法，为进入研究生学习打下良好的基础;掌握由化学动力学特性建立动力学方程、建立数学模型、优化和设计反应器及改进化工工艺的理论;运用化学反应工程的知识，能够进行基本化工反应装置反应器的设计。

4拟采用或已经实施的教学方法

化学反应工程具有跨接多种学科的特点，结合本校化学工程与工艺专业的特色和优势，笔者从以下方面进行了教学方法的改进。(1)结合我校特点济南大学在医药中间体工业化生产、氟化学材料合成、精细化学品制备和环境催化方向具有鲜明的特色和优势，已经发展成为以新产品开发、新工艺设计、新技术应用为特色的精细化工和化工领域高级人才培养、科学研究和新技术开发的重要基地之一，并多次获得国家科技进步奖和发明奖。因此，在本科教学过程中，要结合我校化工专业的特色，着重讲解气固相催化反应和气液相反应过程，并要求学生能够运用化学反应工程的知识进行基本化工反应装置或反应器的设计，进一步提高学生的理论联系实际的能力，培养学生判断和解决问题的能力，为社会培养优秀的化学化工(医药中间体、氟化学材料和精细化学品)相关人才。(2)阐述方法和教学方式的改进目前全国高等学校的教学方式还是以灌输式教学为主，老师主动讲，学生盲目听，导致课堂利用率低，学生学习效率不高。随着计算机技术的不断发展，多媒体技术在高校已经普遍使用，虽然这样可以改善课堂教学方式，丰富课堂教学内容，提高学生的学习兴趣，但是多媒体技术的使用导致每节课的授课内容大大增加，学生并不能高效率的吸收每节课中所有的知识点，导致在学期末时学生对这门课的了解程度并不高［4］。例如，我在第一次讲授《化学反应工程》这门课程时，由于讲课经验和技巧都很欠缺，所以在整个课堂教学过程中完全按照多媒体上的内容进行阅读，这样生硬的填鸭式的教学模式，导致整个课堂教学效果很差。因此这样的灌输式教学模式会导致学生盲目听从，其自主性和能动性大大缺失，所以在以后的教学过程中，我们要“授之以渔”，而非“授之以鱼”，这需要我们在教学方式上加以引导［5］。笔者认为改变这种填鸭式的教学模式，主要的突破口就是让学生参与到课堂教学过程中，充分调动学生的积极性并培养学生对本门课的学习兴趣。针对这一措施，笔者在教学过程中进行了一些探索和改进，取得了很好的效果。具体探索过程如下:在阐述一些基本概念和原理的时候，可以在课前让学生充分的查阅资料，然后在课堂上让学生进行讲解，在这过程中并进行充分讨论，最后老师做总结，并纠正学生的错误观点。这种“查阅资料－主题讨论－问题反馈”的教学模式，能够让学生参与到课堂教学过程中，让学生做课堂真正的主人，提高学生的主观能动性，改变填鸭式教学的不足。(3)注重理论和实际的结合在高校的课堂教学过程中，教科书是一种不可或缺的教学工具，但也不能作为唯一的使用工具，教科书在本科教学过程中只能作为一种辅助的工具。这样就要求老师在教学过程中要灵活应用教材，既不能完全拘泥于教材，也不能完全脱离教材，在讲清楚基本原理和基本概念的基础上，注重理论和实际相结合。在每一章的讲述过程中，把每一个知识点都与实际工业应用相互关联，并阐明其主要的热量传递、动量传递、质量传递及化学反应在实际过程中是如何应用的，以加深学生对每一个知识点的理解。另外，还要注意结合科研成果，对学科前沿知识进行讲解，让学生了解目前化学反应工程的研究动向，例如在讲解气固相催化反应本征动力学时，可以引入最新发表的经典文献，通过对文献的讲解，加深学生对气固相反应本征动力学的理解，知道如何来研究一个催化剂的本征反应活性。通过这种理论与实际相结合的方法，可以大大提高学生在课堂上的学习效率。在对《化学反应工程》课程教学方法不断改进后，获得了良好的课堂效果，这不仅对教师的教学能力是一种转变和提高，对化工类学生思维和能力的培养也具有重要的意义。

参考文献

［1］金涌，程易，颜彬行.化学反应工程的前世、今生和未来［J］.化工学报，2013，64(1):34－43.

［2］王安杰，周裕之，赵蓓.化学反应工程［M］.北京:化学工业出版社，2005:1.

［3］陈甘棠.化学反应工程［M］.北京:化学工业出版社，2011:1－3.

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.200

化学反应工程是化工类专业的一门核心课程。该课程以物理化学、化工原理、化工热力学等化工专业基础课为先修课程，其主要研究物料从进入反应器到离开为止的全过程，主要解决过程中的反应动力学和反应器分析与设计两个基本问题。化学反应工程内容涉及多学科，理论较抽象，数学模型多，计算复杂繁琐，有些方程只能通过数值计算求解。因此有不少学生把化学反应工程认为是大学中最难学的课程之一[1-3]。

重庆三峡学院是一所普通本科院校，学校人才培养目标是培养应用型技术人才。在化学反应工程的教学中，结合学生的实际情况，让学生能系统掌握本课程的内容，使教学内容达到较为合理的程度，力求把化学反应工程基本观点与相关基础知识紧密联系起来，着重培养宽口径、厚基础、应用型化工高级人才。为此，以培养学生综合运用基础知识分析、解决实际问题的能力为目标，把课程的理论研究与教学方法、手段等方面研究相结合，积极地进行教学改革探索与实践[4-6]。

1 教材的选择和教学内容的精选

优秀的教材是课程教学的基本保证。有关化学反应工程的教材版本很多，体系编排差别较大，所涉及到的内容大都符合教学大纲的规定，因此合理选择教材对于教学和学习非常重要。根据我校的实际情况，在研究多个版本教材的基础上，认为普通高等教育“十一五”国家级规划教材、由陈甘棠教授主编的《化学反应工程》（第三版）符合教学内容及授课体系，该书定为我校化学反应工程课程教材。该书内容经典系统，覆盖面大，循序渐进，篇幅较短，易于学生掌握。其它版本的教材当中，朱炳辰教授主编的《化学反应工程》更注重反应工程研究方法介绍，并在相应章节中论述了反应工程学科的新进展，便于读者深入钻研。两本教材各有特色，可互为补充。另外选取优秀的外文版教材译本作为学生的参考书，让学生涉猎到化学反应工程学科的前沿知识，开拓视野。

课程教学内容要力求体现本学科的科学性、先进性和适用性。教师只有掌握了该课程的知识结构特点，才能够抓住教学重、难点，精心选择教学内容。化学反应工程课程的基本内容包括反应动力学和反应器设计与分析两个方面，依据化工过程中的化学反应与反应过程中的动量、热量和质量传递关系来讲解，并对反应器进行设计与分析，阐明反应动力学基本原理。在实际的教学中，教师应清楚课程各部分知识的结构层次与相互关系，紧紧围绕反应工程学科的两个基本问题，把基本观点与基础知识联系起来，从工程分析的角度讨论化学反应工程中的重要概念。因此任课教师备课时必须认真钻研教材，了解本学科发展动态及前沿，精心组织讲课内容，合理安排，突出重难点，内容详实。重点讲授气-固相催化反应本征动力学与宏观动力学、理想流动反应器、反应器中的混合及对反应的影响等章节，突出工程意识，增强学生分析问题和解决问题的能力。对于气-液反应及反应器、气-液-固三相反应工程和多流体相的反应过程等内容，进行适当讲解。同时努力拓宽教学内容信息，把学科研究的最新工业化成果向学生介绍，激发他们的创新意识和工程意识。对于本课程与其他学科领域交叉形成的一些新的分支，如聚合反应过程、生物反应工程、电化学等，以学生自学为主，达到开拓学生的视野和培养学生创造力的目的。

2 采用灵活多样化的课堂教学模式

课堂教学是化学反应工程理论教学的主要环节。本课程涉及较多工程数学知识，且要求有一定的逻辑思维能力，由于学生的数学基础比较薄弱，专业基础知识面也不宽，课堂讲授的内容和方法必须适当，才能收到较好的教学效果。在化学反应工程课程的教学过程中，采用多种多样的n堂教学方法，改变完全以教师为中心的讲授式教学为多种教学方法并用， 以达到提高学生学习的主动性，提高课堂教学效果。下面介绍主要采用的几种教学方法。

2.1 讲授式教学

教师系统地向学生传授学科知识。教师在讲授每一章时都可先用几分钟的时间，采用图示的方法，概括本章主要内容和基本理论结构框架，让学生领会教学目标，明确教学思路和重、难点以及具体应用实例，特别要联系实际和知道如何应用到相应的具体计算当中。在每一堂课开始时，都应该有承上启下的对上一节课的内容相应的总结，使学生能够将知识有机地结合起来。教师在讲授过程中要详细讲解典型内容，并要突出重、难点。如气-固催化反应和气-液反应过程，可以根据反应物分子必须接触碰撞才能进行反应的共同特点入手，讲解其最基本的反应步骤。让学生了解其共性后，能够举一反三，推导出相应的液-液、液-固反应过程，既调动了学生学习的积极性，又能使学生牢固掌握基本理论。

2.2 互动式教学

即授课过程中教学双方经常进行交流互动。教师可以选出教材中较为典型的章节或例题，首先提出问题，由学生自行阅读课本，让学生带着问题自主学习，以学习课程知识为重点，让学生自行讨论阅读的内容后，全班讨论或小组讨论，最后教师强调并总结该部分内容中的关键概念和原理等。每次课程结束时，教师可以给学生布置总结本次课程内容的任务，下次课上随机抽出几位学生对前一次课的内容进行提纲挈领式的回顾，由此达到督促学生课后自主复习，及时消化，保证知识的连贯性，达到温故而知新的目的。互动式教学方法能够促使学生自主学习，新问题的提出，又能刺激学生主动想法获取问题答案，学生上课的积极性很快提高，取得了良好的教学效果。

2.3 归纳对比法教学

化学反应工程教材中的概念抽象，公式繁多，教学推导过程复杂。归纳对比法在化学反应工程的教学过程和指导学生复习巩固知识过程中起着重要的作用，可以把零散的、不成系统的基本概念知识系统化、理论化。例如，将理想反应器和非理想反应器，连续反应器和间歇反应器，平推流反应器和全混流反应器，等温恒容反应与等温变容反应，流化床反应器和固定床反应器等基本概念进行对比。通过比较，找出概念的相同点和不同点，把相近的概念区别开来，从而达到简化、概括和记忆的目的。除了本学科之内的概念比较外，也可以不同学科进行比较。如把反应器中三传问题与化工原理中的单元操作相比较，把宏观动力学与物理化学课程的本征动力学相比较，有意将化学反应工程和已经学过的课程进行联系，以加深学生对该课程学习的兴趣。将复杂的概念用列表、提纲等简单明了的形式表达出来，使学生在“识同辨异”中增进学习兴趣，在“归纳”中渗透，在“对比”中巩固，最终达到提高学习效率的目的。

2.4 案例教学法[7]

化学反应工程教材中的很多化工案例，内容过于简略，学生很难从中真正领会到案例的作用。对于教学过程中选用的一些能够反映技术发展前沿和创新科研的工业实例，可采用案例教学法。从化工实践中选取合适的案例，进行专题讨论，充分调动学生学习的积极性，发挥学生在学习中的主体作用，使他们通过积极的思维后主动获取知识。在案例教学的讨论中要注意教材中前后章节内容的连贯性，不孤立分割每一章节内容，要让同学意识到，所学的知识不是独力的而是共同为解决实际问题服务的。例如在讲授固定床气-固相催化反应时，选择学校实习基地宜化化工集团公司合成氨多段绝热固定床反应器的案例，结合生产实习认识，对固体催化剂的装载具体要求，反应器的具体实际类型和操作条件、操作方式等进行详细讲解和讨论，让学生深刻体会气-固相反应的过程、固定床催化器的特点、使用情况和选型原则等，初步掌握化工生产过程分析问题和解决问题的方法，培养学生理论联系实际能力。案例教学可以给学生留下深刻的印象，从而激发他们的创造欲，使他们成为推动学科发展与技术进步的新生力量。

3 理论教学与实践教学充分融合

在教学过程中，化学反应工程课程组教师充分认识到理论教学与化工专业实验和化工设计的统一性，理论知识能指导实践，科学实践又能帮助将感性认识上升为理性认识后，再应用到实践中去。抓住各实践教学环节的机会，将本课程中的理论融入实践教学之中。

由于校院两级投入的加大，实验条件和实践教学条件有了较大的发展。针对本课程所设置的教学实验有多釜串联反应器停留时间分布测定实验、管式反应器烃类裂解反应实验、苯酐合成实验、固定床与流化床的流动特性测定实验和乙苯脱氢制苯乙烯实验。现在开设的化工专业实验中，有很多实验是和理论课程紧密相连的，只要科学合理安排理论教学和实验教学，就能使二者有机结合，为本课程的实践教学提供良好的支撑。进行相关实验能够进一步强化学生所学的理论知识，让学生在实验过程中认识真正的反应器，并将所学理论知识运用到反应器的操控和数据的处理。改变那种老师“抱着走”的单一教学方法，提高学生学习的积极性和主观能动性。

课程设计是完成课程教学后对该课程基本知识和技能进行综合应用的一个教学环节，通过课程设计培养学生解决生产实际问题的能力和知识的综合应用能力。为了进一步深化学生对化工反应器的认识，建成了仿真计算实验室，仿真实验室安装有化工设计模拟软件，为学生化工设计实践提供了良好条件。化学反应工程课程的主讲教师也是化工设计指导老师，学生以小组为单位，教师提出设计课题，学生查阅工程手册等资料，采用CAD 绘制设计图纸，并通过答辩完成课题设计。通过反应工程的课程设计，初步培养学生的工程理念。

化学工程与工艺专业的学生都必须要经历认识实习和生产实习等实践环节。化学反应工程课程组教师充分利用这些实践教学环节，引导学生把课程理论知识与现场生产实践相结合。例如在实习中，给学生下达任务，了解相关工业反应器的形式和特点，其中所发生反应的类型和特点，记录反应器进出物料组成和流量等数据，利用该数据进行物料衡算，计算主产物的收率、选择性等，使学生利用所学知识，体会到所学知识在实际工作中的作用，激发学生学习兴趣，实现理论与工程实际的紧密结合。

4 改革考核方式

考试具有测评教师教学水平和学生学习效果的功能，还有引导学生积极学习的“无形指挥棒”作用。考试制度的改革可以同时有效促进教学内容、方法和手段的改革。考试通常有开卷和闭卷两种，各有特点。本课程采用平时成绩（占20 %）和期末考试成绩（占80 %）相结合的考核方法。化学反应工程课程试题多年来一直坚持教考分离，每次考试试卷由其他教师按基本要求从试题库出70%的考题，主讲教师根据各自的讲课特点出30%的考题组合而成。这种命题方式既考虑了课程的基本要求，实施教考分离，又能充分发挥各主讲教师自己的讲课特色，要求学生体会课堂教学的内容。

平时成绩按照学生平时出勤、作业、课堂回答问题及课堂练习考核、写小论文、写专题报告等情况综合评定给出。平时学生可以上学校化学反应工程精品课程网站，自主学习，使学生的综合素质得以提高。

期末笔试考核学生必须掌握和熟记的基本理论、数学模型与计算方法等，按照期末笔试答题情况给出期末成绩。这种综合评定成绩方式督促学生注重综合素质的提高，对学生良好的学风建设起到了促进作用。任课教师在每次考试后，要求必须对试卷进行详细分析和课程总结，找出试卷中学生存在的共性问题和薄弱环节，为下一轮教学起到借鉴和促进作用，并注意在教学过程中不断改进和完善，实现教与学两方面共同提高。

5 结束语

在当今实施素质教育、培养创新型人才的社会大背景下，化学反应工程作为一门工程学科，要求学生系统掌握反应工程课程的内容，能够把反应工程基本观点与工程知识紧密联系起来，从工程应用分析的角度来讨论重要的工程概念。通过课堂教学与专业实验、生产实习相结合以及创建课外实践教学活动平台和考试形式等多方面的教学改革，并比较了改进前后的教学方法对教学效果的影响进行，发现不同的内容采取相应的教学方法，学生更便于理解掌握教学内容，收到了良好的教学效果。化学反应工程的教学改革还只做了初步的改革探索与实践，每个学校具体情况都不一样，应根据自己的专业方向和办学特色做进一步的探讨。

参考文献：

[1]范明霞，袁颂东.化学反应工程重点课程建设探索与实践[J].广州化工，2009，36（2）：111-112，115.

[2]丁刚，吴元欣，程健等.化学反应工程课程体系与实践教学模式的探讨[J].化工高等教育，2008，103（5）：49-52，79.

[3]傅杨武，祁俊生，梁克中.论《化学反应工程》教学改革与实践-从“3T”人才培养模式视角[J].重庆三峡学院学报，2011，27（3）：131-134.

[4]李望，朱晓波.《化学反应工程》课程教学方法初探[J].教育教学论坛，2015，43（10）：156-157.

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2.CFD在化学工程换热器中的应用分析

换热器是化学工程中使用最多的设备，通过计算流体力学的计算方式，不仅可以精确、详细的测量换热设备内流场的流动，也可以预测换热器的性能，经济可靠的换热器对化工工业具有重要作用。对于化工中的管壳式换热设备，其内部的几何形状设备结构复杂，利用计算流体力学模拟管壳式换热设备的壳侧流场，进而充分了解管壳式换热设备的壳侧在瞬间变化中的温度场、速度场，CFD的应用有利于分析研究换热器的基本原理和结构构造。

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工业是国民经济的基础，随着社会经济的不断快速发展，对于工业生产也提出了更高的要求。然而，当前我国工业发展面临着资源价格飞涨，环境污染日益严峻的情况，这也使得全社会对于工业生产越来越关注。怎样有效的处理好工业污染物，防止其对环境的二次污染，怎么有效的利用好数量庞大的生活废品，是当前许多学者都在研究的问题。绿色化学工程是在社会迫切需要的情况下诞生的新型项目，这个项目的目标是：对日常化学生产当中的一些资源浪费及环境污染进行有效的处理，从而使得化工污染得到有效缓解，化工生产过程中的资源浪费得到很大的改善。

一、绿色化学工业的概念

绿色化学又被称为无污染化学，以此为理念而开发出的技术就是绿色化学工程技术，采用化学原理从根本上降低化学工业对环境造成的破坏。化工业发展的基础是绿色化学工程，它已成为了未来化学工业发展方向的重要研究目标之一，绿色化学具有以下两种特性：首先，绿色化学的根本思想在于保护环境，使自然资源可持续发展，让人与自然之间的关系和谐，人们对环境造成的破坏促使了对绿色化学的研究；其次，绿色化学是将环境改变的技术，发展下的绿色化学技术以逐渐可以应付各种环境下对自然的破坏。从根本上来说，绿色化学是预防环境污染；而环境化学则是对污染后的环境进行改善和治理。两者之间是根本不一样的，在最终目的上也是千差万别的。

目前，对绿色化学进行研究的重要发现和实践活动为绿色化工技术。基本原理是采用原料中的原子进行转化，这就使化学工业在进行工作时不会产生污染物，达到对化学工业污染物的零排放。并且，在进行化学工业工作时，不使用任何具有危害性和毒性的原材料，这样可以生产出对环境不造成破坏的产品。这种技术目前处于理论状况，但是在众多科研人员的努力探索下，还是可以逐渐实现此种设想的。

二、绿色化学工程与工艺的开发

在传统化学的生产过程中，在有毒、有害物质的处理上存在较为严重的滞后性，因此导致化学工艺一直处于被动生产。应用这样的化学工艺对污染物进行处理无法取得理想的效果，资源优化也无法得到有效实现。化学工艺的应用不但导致化学生产污染物成本提高，还导致污染物处理效率严重下降。绿色化学工程的应用可有效弥补传统化学工程中存在的缺陷，其通过对相关科学技术及先进方法的利用，对化工生产相关污染物进行除尘、脱硫等处理。绿色化学工程与工艺具体实施方法主要有以下几种。

（一）采用绿色化学原料

在化工生产工艺及具体流程中，化学生产原料是起着决定性作用的主要因素，在传统化学工程中，所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗，同时还导致污染物的排放量大大增加，加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中，可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中，可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中，这些原料仅会产生一定量的氢气，而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。

（二）提高化学反应的选择性

在化学工程的物质反应中，化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中，合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高。对化学反应产生影响的因素有很多种，反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生，所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质，因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中，应用新型的反应形式，这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高，同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。

（三）使用无毒无害催化原料

随着化学工业发展速度的不断加快，将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中，可有效加快反应速度，缩短法宁时间。所以，在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前，我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制，化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善，分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的應用可有效提高化学反应效率，降低能源消耗量，同时也可减少环境污染。

三、结论

化学工程与工艺的发展不仅影响着现代社会的发展，而且有助于环境友好型社会的构建。当前世界面临着资源和能源的短缺，社会经济的发展不能以牺牲环境为代价，这就需要化学工程与化学工艺共同发展，满足我国资源节约和环境保护的需要。化学工程与工艺的行业领域需要积极配合国家提出的可持续发展战略。转变可持续发展的概念。重视化学工程与工艺发展的环保性，转变传统的化学工程与工艺，减少环境的污染，积极开发新能源，走环境友好型道路。

参考文献 

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    化学反应器中的肥料制造过程中往往是不能够达到反应温度,因为反应不充分,往往产生较多的废物和气体。这样的生产方式不能满足生产和生活的需要,化学反应是不充分的,引起最大的化学产品的生产问题,以及较低的化学反应产率。因为反应不完全严重使化学品的生产效率降低,造成能源和资源的巨大浪费。化学工程在化工生产过程中,整个项目的连续性较差,因此,可能会影响处理正在进行化学反应进展,所以化学工程生产链的整体,是一个很大的整体生产工程。

    目前的化学品制造工序中,不适合的化学品的制造过程,其中有一些生产的主要问题是非常明显的。化学制造过程中,有必要对这些问题采取合理的解决措施,以改善化工生产。最新生产的化学品,需要有效提高化学生产过程的完全反应率,以减少生产过程中所造成的污染。首先,化学品的制造方法中,可提高反应的环境和反应条件进行。为了减少废物的产生,提高了生产效率,实现高效率的生产,化学反应的条件是最重要的生产条件。因此,提高化学品生产的效率,在制造过程中要满足化学反应条件。必须有足够的催化剂和反应条件下,要达到化学反应的标准,以确保生产化学品的制造进一步的提高生产效率,并减少化工生产中产出的废物。化学废物包括废水,废渣和废气。确保这些废物直接排入环境不形成污染,可以选择相对绿色安全的化学品。其次,化学品制造过程中,尽可能的改善生产环境,并提供一个管理系统和废物的处理程序。

    目前,化学工业生产中形成的废物直接排放到自然环境绝对含有重金属和有毒物质。此外,在许多情况下,包含应被视为需要进行适当的废气处理。废水排放,是一般使用化学合成的化学过程所形成的。减轻其废水的有害影响,主要是通过使用沉淀这一种化学反应,最基本的原则,原理是用沉淀的方法在废水中得到重金属。此外,废气处理装置的一个装置,例如,为了确保释放到空气中的安全,废气通过除尘过滤器和有毒气体,进行废气处理中,应严格按照国家规定的标准实施。最后,对化学生产过程中的反应机理与反应条件进行了分析,化学工程实践中,在化学制造工艺技术方面的技术进行讨论,是一种有效的方式。化学制造是最简单的环节,因为它更适合于化学品生产。当然,在不同的环境中,化学反应是随机变化的,化学生产方法与制造原料不同会导致化学反应的不同。采用好的化学原料与好的化学反应方法能够有效的提高生产效率,实现绿色的生产。总之,对化工生产技术进行改进,能够进一步的开发出非常积极的化学生产,完善当前化学生产链。

    上述分析是化学化工生产率提高的探索问题,化学工程和化学品制造过程。注重环境保护和节能减排的要求下,必须增加化学生产过程中,生产的化学品生产效率。不能够以牺牲的自然环境为代价,进行大量的化学品生产。化农是中国的主导产业,环境是农业发展和人类生存的基础,化工环保在化工整体行业的发展起到非常重要的作用,目前已经产生了较为合理的绿色生产,进一步实现化工生产的产业化发展。在化工生产过程中,旨在改善生产效率,提高生产技术得到高产率的化学物质,符合要求的节能环保理念在化学品的制造过程中得到充分的重视。优化化工生产技术,以真实的达到保护环境和能源节约目标的,开发一种化学品后处理的绿色工艺。从根本上解决了合理的化工产品的生产问题,以最大限度地提高化学品的制造过程中的生产效率。