化学工艺学教学大纲

《化学工艺学》课程教学大纲

一、课程基本信息

1.课程代码：

2.课程名称：化学工艺学

3.学时/学分：32/2

4.开课系（部）、教研室：化学化工系、物化及化学工程教研室

5.先修课程：无机化学、有机化学、物理化学、化学工程基础

6.面向对象：化学专业

二、课程性质与目标

1.课程性质：化学工艺学是根据化学、物理和其他学科的成就，来研究综合利用各种原料生产化工产品的方法原理、操作条件、流程和设备，以创立技术上先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科。是化学专业的专业方向课，是主干课程。

2.课程目标：通过对本课程的学习，可使学生了解化工生产中各类重要反应单元及具有代表性产品的生产工艺。学习过程中对于典型反应过程，要求理解并掌握工艺原理、选定工艺条件的依据、流程的组织和特点、各类反应设备的结构特点和优缺点等，了解能量回收利用方法、副产物回收利用等。本课程旨在培养学生的化工工艺意识、工程观点和实际分析、解决问题的能力。

三、教学基本内容及要求

第一章绪论

(一) 教学基本要求

（1）了解化学工艺学学科与化学工程学学科之间联系和区别。

（2）了解化学工艺学研究范畴。

（3）了解现代化学工业的特点与发展方向。

（4）了解化学工业的原料资源和主要产品。

（二）教学基本内容

1.1化学工艺学的研究范畴

1.2化学工业的发展历史及其在人类社会中的作用

1.3现代化学工业的特点和发展方向

1.4化学工业的原料资源和主要产品

（三）教学重点和难点

重点：化学工艺学学科与化学工程学学科之间联系和区别、化学工艺学研究范畴、化学工业的原料资源和主要产品。

难点：化学工艺学学科与化学工程学学科之间联系和区别、化学工艺学研究范畴。

（四）思考题

1.化学工艺学学科与化学工程学学科之间联系和区别。

2.化学工业的原料资源和主要产品。

第二章化学工艺的共性知识

（一）教学基本要求

（1）了解无机化学矿、石油、天然气、煤、生物质及其加工利用。

（2）了解再生资源的开发利用、空气和水。

（3）掌握转化率、选择性和收率定义及计算。

（4）掌握生产能力和生产强度、平衡转化率和平衡产率定义。

（5）掌握反应条件如温度、浓度、压力对化学平衡和反应速率影响。

（6）掌握催化剂的基本特征及分类、工业催化剂使用中的有关问题。

（7）掌握反应过程的物料衡算、热量衡算方法。

（二）教学基本内容

2.1化学工业原料资源及其加工利用

2.2化工生产过程及流程

2.3化工过程的主要效率指标

2.4反应条件对化学平衡和反应速率影响

2.5催化剂的性能及使用

2.6反应过程的物料衡算基础

（三）教学重点和难点

重点：无机化学矿、石油、天然气、煤、生物质及其加工利用、转化率、选择性和收率定义及计算、生产能力和生产强度、平衡转化率和平衡产率定义、反应条件如温度、浓度、压力对化学平衡和反应速率影响、催化剂的基本特征及分类、工业催化剂使用中的有关问题、反应过程的物料衡算、热量衡算方法。

难点：转化率、选择性和收率定义及计算、生产能力和生产强度、平衡转化率和平衡产率定义、反应条件如温度、浓度、压力对化学平衡和反应速率影响、反应过程的物料衡算、热量衡算方法。

（四）思考题

1. 解释生产能力和生产强度、平衡转化率和平衡产率定义。

2. 温度、浓度、压力对化学平衡和反应速率有何影响。

第三章烃类热裂解

（一）教学基本要求

（1）掌握烃类裂解的反应规律。

（2）理解裂解原料性质及评价。

（3）掌握裂解反应机理及反应的化学热力学和动力学分析。

（4）了解裂解过程中裂解温度和停留时间等工艺参数和裂解深度等操作指标。

（5）理解管式裂解炉、急冷、热量回收及清焦等工艺过程。

（6）了解预分馏的目的与任务及工艺过程。

（二）教学基本内容

3.1热裂解过程的化学反应

3.2裂解过程的工艺参数和操作指标

3.3管式裂解炉及裂解工艺过程

3.4裂解气的预分馏及净化

3.5裂解气的压缩

3.6裂解气的精馏分离系统

（三）教学重点和难点

重点：烃类裂解的反应规律、裂解反应机理及反应的化学热力学和动力学分析、裂解过程中裂解温度和停留时间等工艺参数和裂解深度等操作指标、管式裂解炉、急冷、热量回收及清焦等工艺过程、预分馏的目的与任务及工艺过程。

难点：裂解反应机理及反应的化学热力学和动力学分析、裂解过程中裂解温度和停留时间等工艺参数和裂解深度等操作指标。

（四）思考题

1.烃类裂解的反应规律。

2.对裂解反应机理及反应的化学热力学和动力学进行分析。

第四章芳烃转化过程

（一）教学基本要求

（1）了解芳烃来源与生产方法。

（2）掌握脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应。

（3）掌握芳烃转化的原理、方法、流程。

（4）理解提炼工艺流程的共性

（二）教学基本内容

4.1 概述

4.2 芳烃的转化

4.3 C8芳烃的分离

（三）教学重点和难点

重点：芳烃的生产方法、脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应、芳烃转化的原理、方法、流程、提炼工艺流程的共性。

难点：脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应。

（四）思考题

1. 解释脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应的特性。

2. 总结提炼工艺流程的共性。

第五章合成气的生产过程

（一）教学基本要求

（1）了解合成气的生产方法和应用。

（2）了解天然气蒸汽转化过程工艺原理、条件、流程和主要设备。

（3）掌握硫化物和二氧化碳的脱除。

（4）掌握煤气化过程的生产原理、方法及主要设备，CO变换。

（二）教学基本内容

5.1气—固催化反应的本征动力学

5.2催化剂颗粒中的扩散

5.3催化剂的失活

5.4非催化气—固相反应动力学

5.5气—液相反应过程的宏观动力学

（三）教学重点和难点

重点：天然气蒸汽转化过程工艺原理、条件、流程和主要设备、硫化物和二氧化碳的脱除。煤气化过程的生产原理、方法及主要设备，CO变换。

难点：天然气蒸汽转化过程工艺原理、条件，硫化物和二氧化碳的脱除。

（四）思考题

1. 催化剂颗粒中的扩散有哪些步骤。

2. 硫化物和二氧化碳的脱除方法。

第六章加氢与脱氢过程

（一）教学基本要求

（1）掌握加氢、脱氢反应的类型以及一般规律。

（2）了解合成气精制、氨合成原理及工艺。

（3）了解乙苯脱氢制苯乙烯原理、工艺及其改进。

（二）教学基本内容

6.1概述

6.2合成氨

6.3乙苯脱氢制苯乙烯

（三）教学重点和难点

重点：加氢、脱氢反应的类型以及一般规律、合成气精制、氨合成原理及工艺、乙苯脱氢制苯乙烯原理、工艺。

难点：加氢、脱氢反应的类型以及一般规律、合成气精制原理。

（四）思考题

1. 简述加氢、脱氢反应的一般规律。

四、学时分配表

章节

内容

学时

备注

一

绪论

2

二

化学工艺的共性知识

1 工业原料及加工利用

2

2 化工生产过程及流程

2

3 反应条件对平衡和速率的影响2

4 物料衡算和热量衡算

2

三

烃类热裂解

1 热裂解过程的化学反应

2

2 裂解过程的工艺参数和操作时间2

3 工艺过程

2

4 裂解气的预分馏及净化2

四

芳烃转化过程

1 概述

2转化及分离

2

五

合成气的生产过程

1 概述

2

2 由天然气制造合成气

2

3 由煤制合成气

4 由渣油制合成气

2

六

加氢和脱氢过程

1 加氢、脱氢反应的一般规律2

2 合成氨与尿素

2

3乙苯脱氢制苯乙烯

2

总学时

32

五、教学方式

本课程主要阐述化工生产中各类重要反应单元及具有代表性产品的生产工艺，注意理论联系实际，强调工程理论思维方法的建立和培养，为使理论授课内容更生动活泼、提高课堂的教学效率和加大信息量，利用多种方式自编多媒体课件，采用现代化教学手段进行教学。多媒体课件的内容涵盖了全部教学内容。教学形式采用课堂教学、生产实习和毕业设计等实践环节。

六、考核方法

1.考核方式

本课程的考核方式为考试(开卷)。

2.成绩评定

课程成绩由期末考试和平时成绩组成，成绩按百分制计算。期末考试占60%；作业成绩及平时检测占总成绩的20%；上课考勤占总成绩的20%。

七、选用教材及教学参考书目

教材：

1．廖巧丽,米镇涛编著.化学工艺学,北京:化学工业出出版社,2004.

教学参考书：

1．黄仲九,房鼎业编著.化学工艺学,北京:高等教育出版社,2005.

执笔人：邓益强

审核人：陈迪钊

时间：2008年05月09日