基于CDIO理念精细化工反应过程与设备理论教学案例.docVIP

基于CDIO理念的精细化工反应过程与设备理论教学案例 1.授课章节: 6.4管式反应器与釜式反应器的比较 6.5循环反应器 2.教学目的： 掌握容积效率的含义、不同反应器容积效率的大小；反应选择性的比较；熟悉管式反应器与其他理想反应器组合的求解特点； 了解循环反应器的应用与计算。 3.教学重点：容积效率的含义、不同反应器容积效率的大小；反应选择性的比较。 4.教学难点：管式反应器与其他理想反应器组合的求解 5.教学实施过程设计: 5.1原来方案: 6.4管式反应器与釜式反应器的比较 由例题引出问题：不同形式的反应器主要从两个方面进行比较 6.4.1生产能力的比较 (1)单釜连续反应器的容积效率(2)多釜连续反应器的容积效率 关于容积效率的几点结论 6.4.2反应选择性的比较 6.5循环反应器 问题的提出，讲清循环比、入口条件、积分限的变化。 6.5.1 带循环回路的恒容等温管式反应器 6.5.2 带循环回路的间歇釜式反应器 6.5.3带循环回路的连续釜式反应器 CDIO理念指导下的方案 6.4管式反应器与釜式反应器的比较 结合生产实际，用真实的产品生产过程为例说明。 醇酮硝酸氧化制己二酸，由反应特点（连串、平行反应，主、副反应级数与活化能的关系等）启发学生思考在相同条件下选择不同反应器（单釜连续反应器、多釜串联反应器、管式反应器）生产，结果会有哪些不同？原因是什么？不同的反应器需要从哪些方面进行比较？进而复习第1章有关反应器的选择应考虑哪些因素？使学生更加容易理解和掌握所授知识。在此基础上讲解关于容积效率的含义、规律和不同反应器对不同类型反应的选择性的影响。 6.5循环反应器 结合生产实际，用真实的产品生产过程为例说明。 辽化尼龙厂醇酮车间采用环己烷贫氧无催化氧化工艺生产醇酮，环己烷的转化率只有3%左右，醇酮选择性约为80%，剩余原料怎没办？其他产物如何处理？如何得到纯净的产品？结合工程实际重点讲解带循环回路的恒容等温管式反应器的设计，然后总结其规律，推广到其他类型的循环反应器中。这样即可以重点突出，又可以使学生举一反三，提高学生的工程意识和创新意识。 7.课后复习及作业或思考题： 原来: 1.复习不同反应级数、不同串联个数、不同转化率反应器的容积效率的比较。 2.不同主副反应级数的复合反应反应器类型与加料方法的选择。 CDIO理念指导下的作业 1.为什么串联釜的个数越多，容积效率越低？ 2.相同条件下为什么高级数反应的容积效率低？ 3.相同条件下容积效率随着转化率的增大而降低，生产中应如何解决容积效率和转化率的矛盾？ 4.根据醇酮硝酸氧化制己二酸反应的特点说明采用多釜串联反应器操作的加料方式，并说明原因。 8. 课后小结： 通过调整授课方案，以产品生产为导向，引出理论讲授内容，分析实际问题，寻找其中规律，这样，既增加了学生对知识的掌握程度，有增加了学生对课程重要性的认识，体会到所学知识确实可用，确实对实际生产有指导作用，同时又刺激了学生的学习热情，课后会有学生提出自己在其他课程中学过的反应问老师有关反应器方面的知识，这是以前授课中没有见到的。