《化学工艺学》课程教学大纲 课程名称:化学工艺学 课程类别:专业选修课 适用专业:化学专业 考核方式:考查 总学时、学分:32学时2学分 其中实验学时:0学时 一、课程教学目的 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。 二、课程教学要求 第1章绪论 了解基本有机化学工业生产的任务及其在国民经济中的重要地 位;基本有机化学工业的四种原料:基本有机化学工业的主要产品。 第2章原料资源及其加工 了解无机化学矿及其加工、石油及其加工、天然气及其加工、煤 及其加工、生物质及其加工、再生资源的开发利用、空气和水。 第3章烃类热裂解 熟练掌握热裂解过程的化学反应与反应机理:烃类热裂解的一次 反应;烃类热裂解的二次反应;烃类热裂解反应机理与动力学。 熟练掌握烃类管式炉裂解生产乙烯:原料烃组成对裂解结果的影响:
《化学工艺学》课程教学大纲 课程名称:化学工艺学 课程类别:专业选修课 适用专业:化学专业 考核方式:考查 总学时、学分: 32 学时 2 学分 其中实验学时: 0 学时 一、课程教学目的 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。 二、课程教学要求 第 1 章 绪论 了解基本有机化学工业生产的任务及其在国民经济中的重要地 位;基本有机化学工业的四种原料;基本有机化学工业的主要产品。 第 2 章 原料资源及其加工 了解无机化学矿及其加工、石油及其加工、天然气及其加工、煤 及其加工、生物质及其加工、再生资源的开发利用、空气和水。 第 3 章 烃类热裂解 熟练掌握热裂解过程的化学反应与反应机理:烃类热裂解的一次 反应;烃类热裂解的二次反应;烃类热裂解反应机理与动力学。 熟练掌握烃类管式炉裂解生产乙烯:原料烃组成对裂解结果的影响;
操作条件的影响:管式反应器的改进与急冷器。 掌握裂解气的净化与分离:概述;酸性气体的脱除;脱水与脱炔; 裂解气的压缩。 熟练掌握裂解气的深冷分离:顺式分离流程;优化分离流程的组 织原则;乙烯分离的三种流程及其比较;脱甲烷塔及操作条件:能量 的综合利用。 第4章芳烃的转化 了解芳烃的来源:芳烃的供需和芳烃间的相互转化。 掌握芳烃转化反应的化学过程:主要转化反应及其反应机理;催 化剂。熟练掌握芳烃的歧化和烷基转移:甲苯歧化的化学过程:工业 生产方法:掌握C8芳烃的分离和异构化:C8芳烃的分离:C8芳烃的 异构化。熟练掌握芳烃的烷基化:概述:烷基化方法。会芳烃的脱烷 基化:方法简介;甲苯加氢脱烷基制苯。 第5章合成气的生产过程 了解合成气的生产方法和合成气的应用。掌握由煤、天然气和渣 油制合成气的工艺原理、工艺条件、工艺流程和主要设备:熟练掌握 一氧化碳变换过程的工艺原理、工艺条件、工艺流程和主要设备;了 解合成气的净化方法。 第6章加氢与脱氢过程 了解催化加氢和脱氢的反应类型和催化加氢和脱氢的反应的一 般规律。 熟练掌握氮加氢合成氨、一氧化碳加氢合成甲醇的热力学分析:
操作条件的影响;管式反应器的改进与急冷器。 掌握裂解气的净化与分离:概述;酸性气体的脱除;脱水与脱炔; 裂解气的压缩。 熟练掌握裂解气的深冷分离:顺式分离流程;优化分离流程的组 织原则;乙烯分离的三种流程及其比较;脱甲烷塔及操作条件;能量 的综合利用。 第 4 章 芳烃的转化 了解芳烃的来源;芳烃的供需和芳烃间的相互转化。 掌握芳烃转化反应的化学过程:主要转化反应及其反应机理;催 化剂。熟练掌握芳烃的歧化和烷基转移:甲苯歧化的化学过程;工业 生产方法;掌握 C8 芳烃的分离和异构化:C8 芳烃的分离;C8 芳烃的 异构化。熟练掌握芳烃的烷基化:概述;烷基化方法。会芳烃的脱烷 基化:方法简介;甲苯加氢脱烷基制苯。 第 5 章 合成气的生产过程 了解合成气的生产方法和合成气的应用。掌握由煤、天然气和渣 油制合成气的工艺原理、工艺条件、工艺流程和主要设备;熟练掌握 一氧化碳变换过程的工艺原理、工艺条件、工艺流程和主要设备;了 解合成气的净化方法。 第 6 章 加氢与脱氢过程 了解催化加氢和脱氢的反应类型和催化加氢和脱氢的反应的一 般规律。 熟练掌握氮加氢合成氨、一氧化碳加氢合成甲醇的热力学分析;
催化剂及反应条件;合成反应器的结构和工艺流程。 掌握烃类催化脱氢反应的化学:热力学、主要副反应、催化剂、 动力学及工艺参数的影响。熟练掌握乙苯催化脱氢合成苯乙烯:苯乙 烯的性质、用途及合成方法简介、乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流 程。熟练掌握烃类的氧化脱氢:氧化脱氢反应简介;正丁烯氧化脱氢 合成丁二烯。 三、先修课程 无机化学、有机化学、物理化学、化学工程基础。 四、课程教学重、难点 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。 五、课程教学方法与教学手段 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、课程教学内容 第一章绪论(2学时) 1.教学内容 (1)化学工艺学的研究范畴:
催化剂及反应条件;合成反应器的结构和工艺流程。 掌握烃类催化脱氢反应的化学:热力学、主要副反应、催化剂、 动力学及工艺参数的影响。熟练掌握乙苯催化脱氢合成苯乙烯:苯乙 烯的性质、用途及合成方法简介、乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流 程。熟练掌握烃类的氧化脱氢:氧化脱氢反应简介;正丁烯氧化脱氢 合成丁二烯。 三、先修课程 无机化学、有机化学、物理化学、化学工程基础。 四、课程教学重、难点 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。 五、课程教学方法与教学手段 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、课程教学内容 第一章 绪 论(2 学时) 1.教学内容 (1) 化学工艺学的研究范畴;
(2)化学工业的发展历史及其在人类社会中的作用: (3)现代化学工业的特点和发展方向: (4)化学工业的原料资源和主要产品。 2.重、难点提示 (1)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: (2)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。 第二章化学工艺的共性知识(8学时) 1.教学内容 (1)化学工业原料资源及其加工利用: (2)化工生产过程及流程: (3)化工过程的主要效率指标: (4)反应条件对化学平衡和反应速率影响: (⑤)催化剂的性能及使用: (6)反应过程的物料衡算基础。 2.重、难点提示 (1)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: (2)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。 第三章烃类热裂解(8学时) 1.教学内容 (1)热裂解过程的化学反应: (2)裂解过程的工艺参数和操作指标: (3)管式裂解炉及裂解工艺过程: (4)裂解气的预分馏及净化:
(2) 化学工业的发展历史及其在人类社会中的作用; (3) 现代化学工业的特点和发展方向; (4) 化学工业的原料资源和主要产品。 2.重、难点提示 (1) 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; (2) 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。 第二章 化学工艺的共性知识(8 学时) 1.教学内容 (1) 化学工业原料资源及其加工利用; (2) 化工生产过程及流程; (3) 化工过程的主要效率指标; (4) 反应条件对化学平衡和反应速率影响; (5) 催化剂的性能及使用; (6) 反应过程的物料衡算基础。 2.重、难点提示 (1) 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; (2) 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。 第三章 烃类热裂解(8 学时) 1.教学内容 (1) 热裂解过程的化学反应; (2) 裂解过程的工艺参数和操作指标; (3) 管式裂解炉及裂解工艺过程; (4) 裂解气的预分馏及净化;
(5)裂解气的压缩: (6)裂解气的精馏分离系统。 2.重、难点提示 (1)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: (2)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。 第四章芳烃转化过程(4学时) 1.教学内容 (1)概述: (2)芳烃的转化: (3)C8芳烃的分离。 2.重、难点提示 ()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: (2)难点:脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应。 第五章合成气的生产过程(6学时) 1.教学内容 (1)气一固催化反应的本征动力学: (2)催化剂颗粒中的扩散: (3)催化剂的失活: (4)非催化气一固相反应动力学: (⑤)气一液相反应过程的宏观动力学。 2.重、难点提示 (1)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: (2)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。 第六章加氢与脱氢过程(4学时)
(5) 裂解气的压缩; (6) 裂解气的精馏分离系统。 2.重、难点提示 (1) 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; (2) 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。 第四章 芳烃转化过程(4 学时) 1.教学内容 (1) 概述; (2) 芳烃的转化; (3) C8 芳烃的分离。 2.重、难点提示 (1) 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; (2) 难点:脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应。 第五章 合成气的生产过程(6 学时) 1.教学内容 (1) 气—固催化反应的本征动力学; (2) 催化剂颗粒中的扩散; (3) 催化剂的失活; (4) 非催化气—固相反应动力学; (5) 气—液相反应过程的宏观动力学。 2.重、难点提示 (1) 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; (2) 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。 第六章 加氢与脱氢过程(4 学时)
1.教学内容 (1)概述: (2)合成氨: (3)乙苯脱氢制苯乙烯。 2.重、难点提示 ()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: (2)难点:加氢、脱氢反应的类型以及一般规律、合成气精制原理。 七、学时分配 教学环节 章目 教学内容 理论教学学时 实验教学学时 一 绪论 2 二 化学工艺的共性知识 8 三 烃类热裂解 8 四 芳烃转化过程 4 五 合成气的生产过程 6 六 加氢和脱氢过程 总计 32 八、课程考核方式 1.考核方式: 本课程的考核方式为考试(开卷)。 2.成绩构成 课程成绩由期末考试和平时成绩组成,成绩按百分制计算。 九、选用教材和参考书目 [1]《化学工艺学》(第二版),米镇涛编,化学工业出版社,2006年: [2]《化学工艺学》(第三版),黄仲九编,高等教育出版社,2016年: [3]《基本有机化工工艺学》(修订版),吴指南编,高等教育出版社,2003年: [4]《化学过程工艺学》(第二版),刘代俊编,化学工业出版社,2014年:
1.教学内容 (1) 概述; (2) 合成氨; (3) 乙苯脱氢制苯乙烯。 2.重、难点提示 (1) 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; (2) 难点:加氢、脱氢反应的类型以及一般规律、合成气精制原理。 七、学时分配 章目 教学内容 教学环节 理论教学学时 实验教学学时 一 绪论 2 二 化学工艺的共性知识 8 三 烃类热裂解 8 四 芳烃转化过程 4 五 合成气的生产过程 6 六 加氢和脱氢过程 4 总计 32 八、课程考核方式 1.考核方式: 本课程的考核方式为考试(开卷)。 2.成绩构成 课程成绩由期末考试和平时成绩组成,成绩按百分制计算。 九、选用教材和参考书目 [1]《化学工艺学》(第二版),米镇涛编,化学工业出版社,2006 年; [2]《化学工艺学》(第三版),黄仲九编,高等教育出版社,2016 年; [3]《基本有机化工工艺学》(修订版),吴指南编,高等教育出版社,2003 年; [4]《化学过程工艺学》(第二版),刘代俊编,化学工业出版社,2014 年;
[5]《化学工艺学》,闫福安编,化学工业出版社,2014年
[5]《化学工艺学》,闫福安编,化学工业出版社,2014 年