《化工工艺学》教学大纲

《化工工艺学》课程教学大纲

课程代码：080632048

课程英文名称：Chemical Technology

课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0

适用专业：安全工程专业

大纲编写（修订）时间：2017.7

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

本课程是为安全工程专业开设的一门选修课，为学生打下工艺学基础。以典型基本无机化工和基本有机化工产品为主导，阐述化学反应原理、评价工艺流程、筛选工艺条件、进行工艺计算、加强基础理论、提高技能技巧、培养工程观点和分析解决化工过程中实际问题的能力。

通过本课程的学习，学生将达到以下要求：

1．了解化学工业的特点、原料资源和主要产品；理解化学工艺的共性知识中化工过程的主要效率指标，催化剂的性能及使用；

2．掌握反应过程的物料衡算和热量衡算；

3．理解各种反应过程的反应规律、机理；掌握原料路线的选择，工艺流程的设计，最适宜的操作条件，生产过程所需的各种机械设备的规格、结构和材质，产品的质量控制等内容；

4．不仅要从理论上探讨每个工艺过程的可能性和条件，而且还要找出用最低的能耗和物耗生产出最好的产品的工艺方案。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

1.基本知识：掌握典型化学工业过程的工艺原理、影响因素、确定工艺条件的依据、反应设备的结构特点和安全操作、流程组织等。

2.基本理论和方法：掌握工艺路线、流程的技术经济指标、能量回收利用、副产品的回收与利用及废物处理等。学会运用基本理论知识，具体分析各类有代表性的化工产品生产中涉及的主要参数对反应的影响，工业催化剂的特点、反应设备的选型等，确定较优的工艺条件

3.基本技能:掌握生产工艺的安全措施，掌握正确选择和确定工艺路线及其流程的原则，为其将来从事化工过程开发、设计、建设和科学管理打下坚实的专业基础。

（三）实施说明

1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。

2．教学手段：在教学中采用启发式教学，结合多媒体教学系统等先进教学手段，确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

（四）对先修课的要求

本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有高等数学、无机化学、有机化学、化工原理等。

（五）对习题课、实践环节的要求

1．对重点、难点章节可安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。

2．作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容，作业要能起到巩固理

论，提高分析问题、解决问题能力，熟悉标准、规范等的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。

3．安排大作业，大作业成绩作为平时成绩的一部分。

（六）课程考核方式

1．考核方式：考查

2．考核目标：在考核学生对化工工艺基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的工程观点和分析解决化工过程中实际问题的能力。

3．成绩构成：本课程的总成绩主要包括作业情况（40%）、出勤及上课情况（40%）及大作业（20%）等。

（七）参考书目

朱志庆．化工工艺学．北京；化学工业出版社，2011．

韩冬冰．化工工艺学．北京：中国石化出版社，2011．

二、中文摘要

本课程是为安全工程专业本科生开设的专业选修课之一，主要介绍典型化工生产单元工艺中产品加工过程、工艺条件选取及重要设备设计的基本规律，内容包括化工资源及其初步加工、通用反应单元工艺、有机化工反应单元工艺、煤化工和精细化工反应单元工艺及各种典型反应的应用实例等。

三、课程学时分配表

四、教学内容及基本要求

第1部分绪论

总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0

具体内容:

1) 本课程的性质、地位和内容；

2) 概述化学工业的发展，现状，分类；概念、任务、三个基本概念；

3) 化学工业的发展方向；

4) 本课程的学习方法。

重点:

化工工艺学的任务、特点及基本概念

难点:

转化率、收率和选择性

第2部分化工原料及其初步加工

具体内容:

1) 化工资源及其初步加工；

2) 化学矿；

3) 煤资源；

4) 石油资源加工与利用；

5) 天然气及其他化工资源。

重点:

煤化工的应用，现代新兴的煤资源加工方法；石油炼制最常见的五套加工装置流程、原理、主要设备构造；石油产品的评价方法、指标，催化重整原理。

难点:

煤化工的应用，现代新兴的煤资源加工方法；石油炼制最常见的五套加工装置流程、原理、主要设备构造。

第3部分通用反应单元工艺

总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0

具体内容:

氧化包括氧化反应过程的共同特点、种类；乙烯环氧化制环氧乙烷特征反应；非均相气固相反应器；烯丙基型氧化～丙烯氨氧化合成丙烯晴；乙烯均相络合催化剂乙醛；氢化与脱氢单元工艺；乙苯脱氢制苯乙烯典型脱氢工艺；电解。

重点:

氧化反应过程的共同特点；氧化反应装置安全问题如何解决；如何确定乙烯的环氧化反应生产工艺条件、原料中杂质的影响；丙烯氨氧化合成丙烯晴反应器的型式；气液均相反应器结构、特点；加氢反应器的绘制；掌握催化脱氢反应的原理、工艺条件的确定以及脱氢反应器的选择和绘制。

难点:

掌握热点的产生、危害、解决办法；绘制流化床、固定列管式反应器的详细结构图；乙烯均相络合催化剂乙醛反应机理；加氢反应催化剂的选择和制备以及催化剂的中毒机理。

第4部分基本有机化工产品典型生产工艺

总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0

具体内容:

1) 烃类热裂解；

2) 烃类热裂解原理；

3) 烃类热裂解的热力学、动力学分析；

4) 烃类热裂解工艺及原理流程；

5) 乙烯能量利用、复叠制冷；

6) 氯化；

7) 烃类的取代氯化原理。

重点:

烃类热裂解的五个重要工艺组成的原理、作用；应用热力学和动力学的理论去分析烃类热裂解的生产工艺条件；烃类热裂解工艺流程框图；分离目的、分离方法和步骤、乙烯能量利用、复叠制冷；掌握烃类氯化的反应机理。

难点:

应用热力学和动力学的理论去分析烃类热裂解的生产工艺条件；氯化的反应机理

第5部分精细有机化工产品典型生产工艺