化學反應工程研究方法有

『壹』 化學反應工程的應用

主要用於進行工業反應過程的開發、放大和操作優化以及新型反應器和反應技術的開發。
①工業反應過程的開發和放大在化學反應工程學科建立以前，工業界廣泛採用的方法是逐級經驗放大的方法。其步驟是，首先在小型試驗中進行反應器的選型和確定優越的工藝條件（溫度、壓力、濃度、流速和反應時間度），然後自小至大進行多次中間試驗，直至工業規模。由於全部實驗帶有經驗性質，而且試驗所用設備的尺寸逐級增大，因而取名為逐級經驗放大。中間試驗往往耗資大而歷時久。化學反應工程學科建立以後，逐步形成一套新的數學模型方法。這種方法是首先在小型試驗中確定動力學模型；然後在冷模試驗中確定各類候選反應器的傳遞模型；進而在計算機上進行各候選反應器內反應過程的模擬研究，即在各種不同的工藝條件下對反應器數學模型進行數值求解,預測反應結果,並據此進行反應器的選型，優選工藝條件並設計反應器。採用這種方法時,往往也需要進行適當規模的中間試驗,目的是為了「檢驗」和「修正」模型，以及考察模型中難以包括的因素（如微量雜質的積累，焦油的生成，材質的腐蝕，顆粒粉碎，等等）可能產生影響。而不是為了自小至大進行逐級放大。時下，逐級經驗放大和數學模型兩種方法同時並存，各有適用范圍。但是，即使是逐經級驗放大方法，也常是以化學反應工程的理論為指導，而不再是純經驗性的了。
②工業反應過程的操作優化實際工業反應過程未必在最優的條件下操作。即使設計是優化的，在實施時往往有許多難以預料的因素，使原定的優化設計條件對實際操作未必是優化的。運用化學反應工程理論對現行的工業反應過程進行分析，結合模擬研究，可找出薄弱環節之所在和進一步調優的方向，通過調節和改造以獲得較大的經濟效益。
③新型反應器和反應技術的開發反應工程的理論為新反應器和新反應技術的開發指明了方向，研究者可以據此尋找合理的設備結構和操作方法。例如近幾年來出現的新的石油化工裂解技術和各種新型流化床反應器，都得益於反應工程理論的指導。

『貳』 怎樣提出一個反應的動力學模型

反應動力學是研究化學反應速率以及各種因素對化學反應速率影響的學科。傳統上屬於物理化學的范圍，但為了滿足工程實踐的需要，化學反應工程在其發展過程中，在這方面也進行了反應動力學大量的研究工作。絕大多數化學反應並不是按化學計量式一步完成的，而是由多個具有一定程序的基元反應（一種或幾種反應組分經過一步直接轉化為其他反應組分的反應，或稱簡單反應）所構成。反應進行的這種實際歷程稱反應機理。

一般說來，化學家著重研究的是反應機理，並力圖根據基元反應速率的理論計算來預測整個反應的動力學規律。化學反應工程工作者則主要通過實驗測定，來確定反應物系中各組分濃度和溫度與反應速率之間的關系，以滿足反應過程開發和反應器設計的需要。
按化學反應的不同特點和不同的應用要求，常用的動力學模型有：
基元反應模型根據對反應體系的了解，擬定若干個基元反應，以描述一個復雜反應

反應動力學
（由若干個基元反應組成的反應）。按照擬定的機理寫出反應速率方程，然後通過實驗來檢驗擬定的動力學模型，估計模型參數。這樣得到的動力學模型稱為基元反應模型。合成氨的鏈反應機理動力學模型即為一例。

分子反應模型根據有關反應系統的化學知識，假定若干分子反應，寫出其化學計量方程式。所假設的反應必須足以反映反應系統的主要特徵。然後按標准形式(冪函數型或雙曲線型)寫出每個反應的速率方程。再根據等溫（或不等溫）動力學實驗的數據，估計模型參數。這種方法已被成功地用於某些比較復雜的反應過程，例如乙烷、丙烷等烴類裂解。
經驗模型從實用角度出發，不涉及反應機理，以較簡單的數學方程式對實驗數據進行擬合，通常用冪函數式表示。

對於有成千上萬種組分參加的復雜反應過程（如石油煉制中的催化裂化），建立反應動力學
描述每種組分在反應過程中的變化的分子反應模型是不可能的。近年來發展了集總動力學方法，將反應系統中的所有組分歸並成數目有限的集總組分，然後建立集總組分的動力學模型。集總動力學模型已成功地用於催化裂化、催化重整、加氫裂化等石油煉制過程。