適用學科：化學工程與技術

試題總分：150分

答題時間：3小時

參考教材：

1.吳元欣、丁一剛、劉生鵬主編，《 化學反應工程》(第二版)，化學工業(yè)出版社，2015;

2. Octave. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, John Wiley & Sons, 1999。

一、考試目的和要求

化學反應工程以工業(yè)反應過程為主要研究對象，運用化學熱力學和化學動力學的知識，以及化學反應過程的優(yōu)化設計與控制的基本的原理和方法，結合反應器中流體的傳遞過程，借助反應器的數學模型，綜合運用工程理念、技術經濟原理對進行反應器進行開發(fā)、設計、放大與優(yōu)化。

二、題型及分布

1. 基礎類(簡答題方式，包括基本概念與原理)，約30分;

2. 綜合類(計算題方式，反應器的設計計算)，約50分;

3. 較難類(計算題或論述題方式，反應器的組合設計、優(yōu)化與控制)，約20分;

三、考試范圍

1. 反應動力學

可逆反應、平行反應及連串反應的動力學;復合反應系統(tǒng)反應組分的轉化速率或生成速率;溫度和濃度對反應速率的影響。

2.間歇反應器與理想流動流動反應器

等溫間歇反應器、變溫間歇反應器的設計計算;全混流模型和活塞流(平推流)模型、及其設計計算;流動反應器反應體積、空時和空速的概念及其理解;全混流反應器的特點，全混流反應器的多定態(tài)特性，著火點和熄火點;全混流反應器反應的設計計算;全混流反應器的連接方式，加料方式，原料濃度及操作溫度對反應結果的影響;等溫和變溫活塞流反應器的設計計算、活塞流反應器的最佳操作溫度條件確定、絕熱和非絕熱活塞反應器的反應體積及反應產物分布的設計計算;能根據化學反應的類型選定活塞流反應器的加料方式、原料濃度及溫度。

3. 停留時間分布與反應器的流動模型

流動系統(tǒng)停留時間分布的意義及其數學表達式、實驗測定方法;全混流反應器和活塞流反應器的停留時間分布;反應器偏離理想流動的原因，掌握返混的概念;多釜串聯模型、軸向擴散模型和離析流模型的物理含義和數學模型;反應器停留時間分布的模型參數;等溫非理想反應器進行簡單反應時最終轉化率的計算方法;流體的微觀混合與宏觀混合，及其對流動反應器轉化率的影響。

4. 氣固相催化反應器

多相催化反應過程的步驟和判斷速率控制步驟;流體與催化劑顆粒外表面間的傳質和傳熱對多相催化反應速率及選擇性的影響;外擴散有效因子;氣體在多孔顆粒中的擴散類型及有效系數;等溫多孔催化劑上氣相反應擴散微分方程的求解;一級反應內擴散有效因子的設計計算;非一級反應內擴散有效因子的估算;外擴散有效因子;固定床、流化床化反應器特點與設計計算;多段絕熱式固定床催化反應的優(yōu)化原則;換熱式固定床催化反應器床層軸向溫度的變化規(guī)律及其影響因素;利用熱點的位置變動判斷反應器操作工況;換熱式固定床催化反應器的設計優(yōu)化問題，參數敏感性問題以及飛溫和失控現象;自熱式固定床催化反應器的操作工況。

5.氣—液相反應器

氣—液相反應器特點、傳熱和傳質及其設計計算。

6.新型反應器

了解化學工程與技術領域新型反應器研究及應用進展。