《石油炼制工程Ⅱ》授课教案 院(系):化学化工学院 教研室(系):化工系 课程名称石油炼制工程Ⅱ 课程类别必修课()限选课()公共任选课() 总学时36学分2讲授学时36上机学时0实验学时0 专业 化学工程与工艺 班级 任课教师 职称 石油炼制工程课程选用普通髙等教育“十一五”国家级规划教材、高等院校石油天然气类规划教 材,由中国石油大学徐春明教授和杨朝合教授主编,林世雄教授主审。在教材使用中,根据教学大 纲的要求,结合石油加工和石油化工方向专业课的教学大纲、教学计划和理论学时数,从培养学生 的工程意识和专业能力的总体目标出发,对该教材内容的章节进行了删减,把教学内容分为了解(自 学)、理解和掌握三个层次。在授课过程中对重点和难点进行了适当处理 教学目的 在课堂讲授、学生自学、习题讨论、辅导答疑等教学环节的基础上,使学生掌握炼油厂燃料生 产装置的工艺原理、操作因素和工艺计算,掌握各种炼厂设计图表和手册的应用,并能正确地应用 所学知识分析和解决石油加工工艺过程中的实际问题,为今后从事石油加工领域的科研、生产和设 计等工作奠定坚实的基础。 、教学要求 (1)本课程的教学主要应包括课堂讲授、学生自学、习题讨论、辅导答疑等教学环节; (2)课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法,理论结合实际,引导学生加深对所学知识的理 解和应用,提髙学生学习本课程的兴趣和积极性。注意培养学生提岀问题和解决问题的能力,达到 巩固和深化已学知识,在各相关学科的交叉点上发展和形成牢固的知识网络 (3)要求学生课前预习,课后复习,学会自学的方法,掌握石油加工过程的工艺原理、操作因 素和工艺计算方法,掌握各种炼油化工设计图表和手册的应用: (4)通过本课程的教学,使学生在理解和掌握大纲所要求的知识内容的基础上,能正确地应用 这些知识分析和解决石油加工工艺过程中的实际问题。 、教学重点及难点 (1)石油及其馏分的气-液相平衡,原油精馏塔的工艺特征及工艺计算方法 (2)石油烃类的热反应,焦炭化过程的基本原理和工艺流程; (3)石油烃类催化裂化反应及动力学规律,催化裂化过程反应-再生系统的影响因素、工艺流 程及操作条件,尤其是反应-再生系统的工艺分析 (4)加氢过程的化学反应及动力学规律,加氢过程的影响因素、工艺流程及操作条件; 5)催化重整过程的基本原理,催化重整过程的影响因素及操作条件 6)烷基化过程的基本原理与工艺流程,异构化过程的基本原理与工艺流程 7)轻质油品脱硫醇的主要方法及基本原理
四、教材 《石油炼制工程》(第四版),徐春明,杨朝合,石油工业出版社,2009年9月 五、教学参考书 []《石油加工工艺学》(中册),李淑培,中国石化出版社,1992年1月 [2]《石油化学》,梁文杰,石油大学出版社,1995年3月 3]《炼油工程师手册》,侯芙生,石油工业出版社,1994年10月 [4]《中国炼油技术》(第二版),候祥麟,中国石化出版社,2001年7月 第1次课(2学时) 油蒸馏过程1.1,1.2节 、主要内容 (1)石油蒸馏在炼油化工中的重要地位和作用 (2)石油及其馏分的气-液相平衡计算 三、重点及难点 重点:气-液相平衡的计算方法。 难点:复杂系(石油及其馏分)气-液相平衡的处理方法,三种蒸馏曲线及其相互换算。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)炼油化工厂常见的三种蒸馏形式及其异同 (2)相平衡及相平衡常数的确定; (3)三种蒸馏曲线及其相互换算 五、教授思路及教学方法 (1)由实践到理论,由浅入深。即通过大量的工业生产和实践经验的实例来讲述石油蒸馏在 炼油化工中的重要地位和作用;以已学专业基础课中所介绍的二元和多元系气液相平衡计算处理方 法的复习为基础,引出复杂系的气液相平衡,进一步重点介绍复杂系的气液相平衡,即三种蒸馏曲 线及其相互换算; (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授 (3)重点和难点以先介绍知识点,然后举例解释说明的方法来解决。 第2次课(2学时) 章节 石油蒸馏过程1.3节 主要内容 (1)水蒸汽存在时石油馏分的汽化 (2)饱和水蒸汽存在下油的汽化 (3)油气-水蒸汽混合物的冷凝 三、重点及难点 重点:油-水不互溶体系的特点,体系温度、气化率及气化量的计算 难点:油-水不互溶体系的温度、气化率及气化量的计算。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)油-水不互溶体系相平衡的物理化学基础; (2)水蒸汽和水存在条件下石油馏分的汽化、冷凝现象
(3)分析方法:相律,道尔顿分压定律 五、教授思路及教学方法 (1)由浅入深。即由已学专业基础课中所介绍的相律来介绍在水蒸汽和水存在条件下石油馏分 的汽化、冷凝现象,并通过道尔顿分压定律来介绍并推导过热水蒸汽存在时石油馏分的汽化、饱和 水蒸汽存在下油的汽化和油气-水蒸汽混合物的冷凝等不同情况下油-水不互溶体系的特点,体系温 度、气化率及气化量的计算方法 (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授; 3)重点和难点以先介绍知识点,然后举例解释说明并加以理论推导的方法来解决 第3次课(2学时) 1石油蒸馏过程14节 主要内容 (1)原油常减压蒸馏工艺流程; (2)原油常压精馏塔的工艺特征: (3)分馏精确度。 重点及难点 重点:原油常压精馏塔的工艺特征。 难点:原油常压精馏塔的工艺特征。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)原油常减压蒸馏工艺流程 (2)原油常压精馏塔的工艺特征 (3)分馏精确度 五、教授思路及教学方法 (1)由浅入深,先提岀问题,再逐步解决问题,即由已学专业基础课中所介绍的二元蒸馏为基 础,引出石油蒸馏,再由石油及其馏分的性质特点进一步重点介绍原油精馏塔的工艺特征; (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授 (3)重点和难点以先设立问题,然后逐步解释说明来解决 第4次课(2学时) 章节 石油蒸馏过程14节 主要内容 (1)石油精馏塔的气-液负荷分布; (2)回流方式 (3)操作条件的确定 (4)石油精馏塔的工艺计算。 三、重点及难点 重点:石油精馏塔的气-液负荷分布和操作条件的确定 难点:石油精馏塔的气-液负荷分布规律 要求掌握知识点和分析方法 (1)石油精馏塔的气-液负荷分布规律;
(2)石油精馏的各种回流方式及其应用场合 3)石油精馏塔操作条件的确定: (4)分析方法:热平衡 五、教授思路及教学方法 1)以热平衡为分析手段,通过作石油精馏塔不同塔段隔离体系的热平衡,结合石油及其馏分的 物理化学性质,由浅入深,分析得岀石油精馏塔的气-液负荷分布规律。 (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授; (3)重点和难点以热平衡为基础,经理论推导逐步解决 第5次课(2学时) 1石油蒸馏过程1.5节 主要内容 (1)减压蒸馏的工艺特征; (2)抽真空系统及其工作原理 (3)干式减压蒸馏。 重点及难点 重点:减压蒸馏的工艺特征及抽真空系统。 难点:减压蒸馏的工艺特征,抽真空的极限 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)减压蒸馏的工艺特征(包括润滑油型和燃料型); (2)抽真空系统及其工作原理,抽真空的极限及增压喷射泵; (3)干式减压蒸馏。 五、教授思路及教学方法 (1)在前述石油精馏的工艺特征基础上,通过剖析减压蒸馏的主要日的(减压蒸馏塔操作的基 本要求是“避免分解,尽量深拔”,实现的关键是提高汽化段的真空度),由浅入深,先提出问题, 再逐步解决问题,讲述减压蒸馏的工艺特征。 (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授 (3)重点和难点以前述内容为基础,通过剖析其主要作用和目的、基本要求等,逐步加以解决 第6次课(2学时) 章节 1石油蒸馏过程1.6,1.7节 、主要内容 (1)原油蒸馏流程 (2)原油预处理 三、重点及难点 重点:流程方案的制定及原油脱盐脱水原理。 难点:原油脱盐脱水原理 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)流程方案的制定方法 (2)汽化段数的确定
3)常减压蒸馏的换热流程及确定原则; (4)原油脱盐脱水原理 五、教授思路及教学方法 (1)从经济效益(节能降耗)、资源的综合利用岀发,来介绍原油蒸馏流程方案的制定、汽化 段数的确定、换热流程及确定原则等。从原油含盐含水对炼油过程及其产品质量的危害岀发,来介 绍原油脱盐脱水的原理、设备及流程; (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授; (3)重点和难点以所学基础课内容为基础,通过推导和定性分析逐步加以阐述解决。 第7次课(2学时) 2热加工过程 、主要内容 (1)石油烃类的热反应 (2)焦炭化过程的基本原理和工艺流程 (3)减粘裂化过程的基本原理和工艺流程 (4)其它渣油热转化过程。 三、重点及难点 重点:石油烃类的热反应,焦炭化过程的基本原理和工艺流程 难点:石油烃类的热反应。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)石油烃类的热反应机理和反应类型; (2)各种热加工过程的基本原理和工艺流程 3)通过石油烃类的热反应机理和反应类型来讲解加工过程的基本原理,分析其工艺流程。 五、教授思路及教学方法 (1)首先介绍原料(减压渣油)中各种烃类热反应的反应机理及反应类型,然后再讲解各种热 反应过程的基本原理,产品特点及工艺流程。最后再介绍热反应过程在重质油加工过程中的作用, 发展前景及新的加工工艺; (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授 (3)重点和难点以基本原理为基础,逐步分析加以阐述解决 第8次课(2学时) 3催化裂化3.1~3.3节 主要内容 (1)重质油轻质化的意义和方法,FCC在重质油轻质化中的地位和作用及其发展 (2)催化裂化的原料和产品特点; (3)石油烃类的催化裂化反应 三、重点及难点 重点:催化裂化的原料和产品特点,石油烃类的催化裂化反应。 难点:石油烃类催化裂化反应的正碳离子机理,热力学和动力学特征 四、要求掌握知识点和分析方法
(1)重质油轻质化的方法,FCC在重质油轻质化中的作用和生产目的 (2)FCC的原料范围及评价指标,产品主要特点 (3)FCC的反应类型、烃类的FCC反应机理及热力学特征 五、教授思路及教学方法 (1)从国民经济的需要出发,结合石油资源情况,讲述重质油轻质化的意义和方法,FCC在重 质油轻质化中的地位和作用,进而进一步介绍FCC的原料范围及评价指标,产品的突出特点,最后 重点介绍石油烃类的催化裂化反应类型、机理及热力学特征; (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授 (3)重点和难点以所学有机化学、热力学、反应工程等内容为基础,逐一阐述解决 第9次课(2学时) 章节 3催化裂化3.3节 、主要内容 (1)催化裂化反应的特点 (2)催化裂化反应中的有关概念; (3)影响催化裂化反应的主要因素 三、重点及难点 重点:催化裂化反应的特点,影响催化裂化反应的主要因素。 难点:影响催化裂化反应的主要因素。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)催化裂化反应的特点:非扩散控制的气-固非均相反应,各种烃类的吸附能力和反应速度, 复杂的平行顺序反应 (2)催化裂化反应中的有关概念 (3)影响催化裂化反应的主要因素。 五、教授思路及教学方法 (1)以前述烃类的FCC反应机理为基础,讲述催化裂化反应的动力学特征,重点介绍影响催 化裂化的主要因素,包括反应温度、反应压力、反应时间、回炼比、剂油比等对反应深度、产品分 布和产品质量的影响规律,进而得出调整操作实现生产目的的措施与方法; (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授 (3)重点和难点以所学热力学、反应工程等内容为基础,逐一阐述解决。 第10次课(2学时) 章节 3催化裂化3.4,3.5节 主要内容 (1)催化裂化催化剂; (2)流态化的基本原理 三、重点及难点 重点:裂化催化剂的使用性能,催化剂的稀相输送和密相输送 难点:催化剂的稀相输送和密相输送。 四、要求掌握知识点和分析方法
(1)裂化催化剂的组成和结构、使用性能及类型 (2)流化床的形成、流化域,流化床的基本特征,催化剂的稀相输送和密相输送。 五、教授思路及教学方法 (1)结合对裂化催化剂的使用性能要求,介绍裂化催化剂的结构组成及类型。在介绍流化床的 形成、流态化域及流化床的基本特征等基础知识的基础上,重点介绍稀相输送和密相输送; (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授。 第11次课(2学时) 、章节 3催化裂化3.6~3.8节 主要内容 (1)裂化催化剂的失活与再生; (2)反应-再生系统,主要设备。 三、重点及难点 重点:影响催化剂的失活与再生的主要因素,反应-再生系统的主要设备。 难点:影响再生过程的主要因素分析。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)再生器的物料衡算(由烟气组成计算主风量、烧焦量等) (2)各种因素(再生温度、压力、催化剂藏量、催化剂含碳量等)对再生过程的影响 (3)反-再的结构型式、工艺特点 五、教授思路及教学方法 (1)在介绍催化剂失活原因、再生方法、再生反应及反应热的基础上,介绍对再生器进行物料 衡算的基本方法,进而分析各种因素(再生温度、压力、催化剂藏量、催化剂含碳量等)对再生过 程的影响规律;最后介绍反应再生部分的结构型式及其工艺特点 (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授; (3)重点和难点以烧焦过程的反应动力学方程为基础,逐一阐述解决。 第12次课(2学时) 章节 4催化加氢41,4,2节 主要内容 (1)催化加氢过程概述 (2)催化加氢过程的化学反应 重点及难点 重点:加氢过程化学反应的热力学和动力学规律。 难点:加氢过程化学反应的热力学和动力学规律。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)催化加氢过程的类型以及催化加氢过程在炼油工业中的作用; (2)加氢精制过程化学反应的类型、热力学及动力学规律 (3)加氢裂化过程化学反应的类型、热力学及动力学规律 五、教授思路及教学方法 (1)在介绍催化加氢过程的类型及其在炼油工业中的作用的基础上,重点介绍加氢过程的各种
化学反应及其热力学和动力学规律; (2)采米用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授 (3)重点和难点以实验和工业生产得到的大量图表数据来解释说明,逐一阐述解决。 第13次课(2学时) 、章节 4催化加氢4.3,44节 主要内容 (1)加氢裂化过程催化剂 (2)影响加氢过程的主要因素 重点及难点 重点:影响加氢过程的主要因素分析。 难点:影响加氢过程的主要因素分析。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)加氢裂化催化剂的类型、性能要求及功能调控 (2)各种因素对加氢裂化过程的影响 五、教授思路及教学方法 (1)首先在介绍加氢过程催化剂的作用和组成的基础上,主要讲述对各种加氢催化剂的性能要 求及两种功能的匹配与调控,加氢催化剂的预硫化处理及再生的基本原理与方法。然后,以加氢过 程化学反应及热力学、动力学规律为基础,重点讲解影响加氢过程的各种因素及规律; (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授 (3)重点和难点以加氢裂化过程化学反应及热力学、动力学规律为基础,逐步加以解决。 第14次课(2学时) 章节 4催化加氢4.5~49节 主要内容 (1)加氢过程的工艺流程 (2)渣油加氢技术; (3)加氢过程的工艺计算 (4)加氢反应器及其他高压设备。 、重点及难点 重点:加氢过程的工艺流程及操作条件 难点:加氢过程的工艺流程及操作条件 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)熟悉各种加氢裂化过程的工艺流程 (2)了解加氢过程的工艺计算方法; (3)了解加氢反应器及其他高压设备 五、教授思路及教学方法 1)首先在加氢过程基本原理的基础上重点介绍各种加氢裂化过程的典型工艺流程及特点,然 后简单介绍加氢裂化过程的工艺计算方法,最后简要介绍加氢反应器及其他高压设备 (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授
(3)重点和难点在加氢过程基本原理的基础上通过对实际生产装置的工艺流程图的介绍逐一解 释并加以解决。 第15次课(2学时) 章节 5催化重整5.1,52节 主要内容 (1)概述; (2)催化重整的化学原理。 重点及难点 重点:重整反应的热力学和动力学特征,影响重整反应的主要因素分析。 难点:重整反应的热力学和动力学特征 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)催化重整的化学反应类型 (2)重整反应的热力学和动力学特征 (3)影响重整反应的主要因素分析。 五、教授思路及教学方法 (1)在介绍催化加氢过程的类型及其在炼油工业中的作用的基础上,重点介绍加氢过程的各种 化学反应及其热力学和动力学规律,以及影响重整反应的主要因素分析 (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授 (3)重点和难点以实验和工业生产得到的大量图表数据来解释说明,逐一阐述解决。 第16次课(2学时) 章节 催化重整5.3,5.4节 主要内容 (1)重整催化剂的特性、作用及使用性能; (2)重整催化剂的失活与再生,还原与硫化 (3)催化重整过程的原料预处理 三、重点及难点 重点:重整催化剂的水氯平衡,重整原料的选择。 难点:重整催化剂的水氯平衡。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)重整催化剂的特性 (2)重整催化剂的失活原因与再生方法,还原与硫化的作用和方法 3)重整原料预处理的作用,重整原料的选择依据,以及原料预处理的工艺流程 五、教授思路及教学方法 (1)首先在介绍重整催化剂的特性、作用和组成的基础上,主要讲述重整催化剂的各种失活原 因,生产中保持催化剂水氯平衡的方法以及再生方法,并简要介绍重整催化剂还原与硫化的目的和 方法。然后重点讲述重整原料预处理的作用,重整原料的选择依据,以及原料预处理的工艺流程; (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授
第17次课(2学时) 章节 5催化重整54~5.6节 主要内容 (1)重整反应部分的工艺流程; (2)重整反应器 (3)重整过程的工艺计算。 三、重点及难点 重点:各种类型重整过程的工艺特点 难点:各种类型重整过程的工艺特点 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)固定床重整工艺的工艺流程及特点; (2)移动床重整工艺的工艺流程及特点 (3)了解重整反应器的主要结构 (4)了解重整过程的工艺计算方法。 五、教授思路及教学方法 (1)首先简单介绍催化重整过程的工艺分类,然后重点介绍固定床、移动床及组合床等各种重 整工艺的工艺流程及其工艺特点,最后简单介绍重整反应器的类型及其主要结构,重整过程的工艺 计算方法 (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授; 3)重点和难点在重整过程基本原理的基础上通过对实际生产装置的工艺流程图的介绍逐一解 释并加以解决 第18次课(2学时) 、章节 6高辛烷值组分的生产6.1-64节 主要内容 (1)烯烃叠合过程 (2)烷基化过程 (3)异构化过程 (4)含氧醚的生产 重点及难点 重点:烷基化过程、异构化过程的基本原理与工艺流程 难点:烷基化过程、异构化过程的基本原理。 四、要求掌握知识点和分析方法 (1)烯烃叠合过程的基本原理与工艺流程; (2)烷基化过程的基本原理与工艺流程 (3)异构化过程的基本原理与工艺流程 (4)含氧醚生产的基本原理与工艺流程 五、教授思路及教学方法 (1)在简单介绍高辛烷值组分生产的日的意义的基础上,讲述烯烃叠合过程、烷基化过程、异 构化过程以及含氧醚生产过程的基本原理与工艺流程 (2)采用多媒体图文并茂的教学手段进行讲授