Student must pass a written test and an oral examination.

Student musí složit písemný test a ústní zkoušku.

Obligatory:

• Fogler H. Scott. Elements of Chemical Reaction Engineering, 5th Edition. : Prentice Hall / Pearson Education, 2016, s. ISBN 978-0-13-388751-8.
• Kočí Petr a kol.. Chemické inženýrství I. : VŠCHT Praha, 2019, s. ISBN 978-80-7592-049-2.

Povinná:

• Fogler H. Scott. Elements of Chemical Reaction Engineering, 5th Edition. : Prentice Hall / Pearson Education, 2016, s. ISBN 978-0-13-388751-8.
• Kočí Petr a kol.. Chemické inženýrství I. : VŠCHT Praha, 2019, s. ISBN 978-80-7592-049-2.

Course Credit (Pass Requirement): A written test focusing on the solution of calculation-based problems will be held on the dates scheduled during the examination period. To obtain course credit, students must achieve a minimum score of 25 out of 50 points. Students are allowed two retakes.

Oral Examination: Obtaining course credit is a prerequisite for taking the oral examination. Students will be examined on two topics selected from the course syllabus. Each question is worth 50 points. To pass the examination, students must achieve a minimum score of 20 points for each question.

Final Grade: The total number of points obtained in the written test and oral examination determines the final grade according to the following scale.

Total No. of points / Grade

0 - 74 / F

75 - 89 / E

90 - 104 / D

105 - 119 / C

120 - 134 / B

135 - 150 / A

Zápočet: Písemný test zaměřený na řešení výpočetně orientovaných problémů se bude psát v termínech vypsaných ve zkouškovém období. K získání zápočtu je potřeba získat hodnocení minimálně 25 bodů z 50. Test je možné dvakrát opakovat.

Ústní zkouška: Podmínkou k účasti na ústní zkoušce je získání zápočtu. Student odpovídá na otázky ze dvou tematických okruhů. Každá otázka je hodnocena 50 body, k úspěšnému složení zkoušky je nutné získat z každé otázky minimálně 20 bodů.

Výsledné hodnocení: Součet bodů dosažených v písemném testu a na ústní zkoušce se převede na výslednou známku podle následující tabulky.

Součet bodů / Klasifikace

0 - 74 / F

75 - 89 / E

90 - 104 / D

105 - 119 / C

120 - 134 / B

135 - 150 / A

1. Introduction, reaction stoichiometry, reaction kinetics and equilibrium, equilibrium conversion as a function of temperature and pressure.

2. Material balances in batch and continuous-flow reactors.

3. Material balances in tubular flow reactors: plug-flow reactors, packed-bed catalytic reactors, and reactors with axial dispersion.

4. Energy balances and enthalpy balances in different types of reactors.

5. Multiple steady states in reactors involving exothermic reactions; reactor cooling and heating.

6. Strategies for optimizing the course of reversible reactions. Selectivity and optimization of product yield.

7. Chemical reaction mechanisms and the pseudo-steady-state approximation.

8. Evaluation of reaction kinetics from experimental data.

9. Enzymatic reactions. Bioreactors.

10. Elementary steps of reactions on heterogeneous catalysts: adsorption, surface reaction, and desorption. Derivation of the overall rate expression.

11. External and internal mass transfer in heterogeneous catalytic reactors. Effectiveness factor.

12. Residence time distributions in reactors. Non-ideal reactors; models of maximum segregation and maximum mixedness.

13. Membrane, photochemical, and electrochemical reactors; microreactors and lab-on-a-chip systems.

1. Úvod, reakční stechiometrie, kinetika, rovnováha, rovnovážná konverze v závislosti na teplotě a tlaku.

2. Látkové bilance ve vsádkových a průtočných reaktorech.

3. Látkové bilance v trubkových průtočných reaktorech - s pístovým tokem, s pevným ložem katalyzátoru, s axiální disperzí.

4. Bilance energie a entalpické bilance v jednotlivých typech reaktorů.

5. Vícenásobné ustálené stavy v reaktorech s exotermní reakcí, chlazení a ohřev reaktoru.

6. Způsoby optimalizace průběhu vratných reakci. Selektivita a optimalizace výtěžku a produktu.

7. Mechanismy chemických reakcí, předpoklad pseudoustáleného stavu.

8. Vyhodnocení reakční kinetiky z experimentálních dat.

9. Enzymové reakce. Bioreaktory.

10. Kroky reakce na heterogenních katalyzátorech - adsorpce, povrchová reakce, desorpce. Odvození výsledného vztahu pro reakční rychlost.

11. Vnější a vnitřní transport hmoty v heterogenních katalytických reaktorech. Faktor účinnosti.

12. Distribuce dob prodlení v reaktorech. Neideální reaktory, model minimálního (segregovaný tok) a maximálního promíchávání.

13. Membránové, fotochemické a elektrochemické reaktory, mikroreaktory, laboratoře na čipu.

https://e-learning.vscht.cz/

https://webbook.nist.gov/

https://e-learning.vscht.cz/

https://webbook.nist.gov/

Upon successful completion of the course, students will be able to:

• Develop mathematical models describing processes taking place in conventional types of chemical reactors, including bioreactors.

• Discuss the effects of various operating parameters (e.g. residence time and temperature) on reactor performance and efficiency (i.e. conversion or selectivity), and use mathematical models to determine optimal reactor operating conditions.

• Understand and quantitatively describe internal and external mass transfer phenomena and adsorption processes in heterogeneous catalytic systems.

Studenti budou umět:

• Sestavit matematický model popisující děje v běžných typech chemických reaktorů včetně bioreaktorů.

• Diskutovat vliv různých provozních parametrů (např. doba zdržení, teplota) na výkon a efektivitu (tj. stupeň konverze nebo selektivitu) daného reaktoru a pomocí matematického modelu najít optimální parametry reaktoru.

• Rozumět a kvantitativně popsat vnitřní a vnější transport hmoty a adsorpci v heterogenních katalyzátorech

Unit Operations of Chemical Engineering I.

Physical Chemistry I.

Chemické inženýrství I.

Fyzikální chemie I.