授業科目名 : 反応工学I

科目コード 74030
配当学年 2年
開講年度・開講期 平成29年度・後期
曜時限 金曜・1時限
講義室 W201
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義&演習
使用言語 日本語
担当教員    所属・職名・氏名 工学研究科・教授・河瀬元明,工学研究科・准教授・中川浩行

授業の概要・目的

化学プロセスの反応過程の解析と設計を対象とする反応工学について述べる。種々の形式の反応について反応速度式を実験データから定式化する方法、どのように反応装置の大きさを決め、安全に操作するかについて述べる。複合反応、リサイクル反応器、半回分操作、非等温反応器の取り扱いについても説明する。

成績評価の方法・観点及び達成度

定期試験期間内の期末試験,講義の出席状況,ならびに宿題レポートの提出状況と内容によって評価する。

到達目標

複合反応の量論関係と速度論,非等温反応器を含む均一相反応器の設計,操作,反応速度解析に関する数学モデルを理解し,実際に計算を行うことに習熟する。

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
定容系・非定容系の反応器設計・操作の基礎式 1 化学プロセス工学基礎で学んだ反応の量論関係の記述方法と反応器の設計方程式を復習する。
複雑な反応器システム 2 リサイクルを含む反応器、半回分反応器、複数の反応器を接続したシステムなどの設計と操作について解説する。
複合反応 4 工業的に重要な複合反応の量論的関係を簡単な行列を用いて導き、副生成物の生成を抑制し、希望成分を選択的に生産するには、どのような反応器と操作条件を選択すべきかについて考察し、さらに複合反応系の速度解析と装置設計法について述べる。
反応速度解析と反応器の設計・操作 2.5 定容系・非定容系の単一反応・複合反応について、回分反応器、管型反応器、連続槽型反応器を用いて反応実験を行い、反応速度を濃度、温度の関数として表す反応速度解析法を述べる。また、回分反応器、連続槽型反応器および管型反応器の設計と操作について解説する。
非等温反応器 4.5 実際の反応装置内の温度は時間的あるいは位置的に変化する非等温状態にある。反応速度の温度依存性、平衡定数、反応エンタルピーについて説明する。エンタルピー収支式の考え方を述べ、それを物質収支式と連立して解く設計法を説明する。
学習到達度の確認 1 14回の講述内容に関して総合的演習を課し,学習到達度を確認する。

教科書

「反応工学(改訂版)」(橋本健治著、培風館、1993)

参考書等

適宜補助資料としてプリントを配布する。

履修要件

「化学プロセス工学基礎」の履修が必要。簡単な常微分方程式と行列の知識が必要。

授業外学習(予習・復習)等

授業URL

その他(オフィスアワー等)

各章末の練習問題の中から宿題を出す。