化学过程工艺学课标及考标.doc

化 学 过 程 工 艺 学课标及考标四川化工职业技术学院化工系二 0 一一 年 七 月第一部分 自学考试课程标准一课程的性质和任务化学过程工艺学是以化工加工过程当中的共性来组织化工工艺过程的教学内容的化学工艺类专业课程。本课程改变传统的以产品为导向的工艺学过程的框架，转到以加工过程中的相间转移的特点上。既覆盖了较多的发展方向，又简化了原产品工艺学中过于具体的细节。这样可以在一个不长的学习时期内给学生以化学工艺的整体性的印象，涉及较宽的知识广度和适当的知识深度，同时也可将新的技术过程引入到教学中去。对于学生拓展专业范围，强化对反应过程、分离过程、反应动力学、化工热力学等化工基础学科的综合应用具有很大帮助。二课程的功能通过本课程的学习，要求学生能够对固、液、气相间物质的转化过程和工业处理手段有初步的掌握，能通过工艺核心反应过程中相间的变化特点和分离过程的特性来组装流程。并能在学习化工类基础课程的基础上，综合应用热力学分析、动力学分析、物热衡算、工艺分析、流程组装等手段来分析具体的化工过程，为今后解决实际问题时奠定较为扎实的基础。三课程指定用教材及参考书籍教材：刘代俊，蒋文伟，张昭 编著，化学过程工艺学，北京：化学工业出版社，第一版，2005.2参考书籍：1. 陈五平.无机化工工艺学.北京：化学工业出版社，19992朱炳辰主编.化学反应工程.北京：化学工业出版社，2004.13. 朱家骅 叶世超 夏素兰编著.化工原理.北京：科学出版社，2001.9四课程内容及学习要求本课程考试内容主要覆盖指定教材“化学过程工艺学”的以下各章节。第1章的1，2节。第2章的1，2，3，4，5, 6节。第3章的1，2节。 第4章的1，2，3，4，5节。第5章的1，2，3节。 第6章的1，2节。 第7章的1，2，3节。第8章的1，2节。以上列出的内容，是学习和考察的重点，未列出的内容，由学生在课外自学。 本课程内容的学习，分为“了解、理解、掌握”三个层次。各章节具体内容及学习要求如下：第一章：绪论一：学习的目的与要求通过绪论的学习，了解化学工艺的最新进展，以及面临的问题。了解如何用过程工艺的思想来理解化学工业。理解化学工业的进展与新世纪中的发展特点。理解化学过程工艺学的任务。理解化学过程工艺学的研究范畴和工艺学与化学工业的关系。特别注意理解“过程工艺” 的含义。二：课程内容1： 化学工业的新曙光化学工业在世界经济发展中的地位以及发展特点。理解化学工业在国民经济的地位以及现代生物化工、精细化工的崛起和作用2：化学过程工艺学的任务 化学工艺学在本质上是注重过程的科学，传统的化学工艺学侧重对某一类产品的生产过程的分析。而化学过程工艺学重在对化学过程中的一般规律进行概括，因此化学过程工艺学是对化学工艺学的扩展，也是化学工艺学的一个新分支。化学工艺学是研究由化工原料加工成产品的化学生产过程的一门科学。其主要内容包括化工生产的原理、方法、流程和设备。其基础理论包含了反应工程、传递过程、单元操作、化工热力学、系统工程等若干分支理论。第二章 化学工业的资源一：学习的目的和要求本章的内容主要是简单介绍化学工业的各种资源，主要包括矿产、石油、天然气、生物资源、海洋资源。在本章关于资源内容的介绍当中也是以不同的相来组织教材编写和讲述。通过本章的学习，要求掌握目前化学工业所利用的各种资源，以及一般矿产，天然气，石油资源的开采方法。二：课程内容1：化学矿的分类不溶性矿的开采方法主要以磷矿为例，讲述不溶性矿的开采方法，以及表征矿产质量的各项指标。水溶性矿的开采方法以钾矿和卤水的采集为例，讲述水溶性矿物的开采方法。另外，以煤炭的开采为例，来描述煤的开采方法和成矿原理，以及煤质量的表征。2：石油和天然气的开采石油和天然气的开采方法3：生物资源和海洋资源的利用第三章：固体化学矿的粗加工以及液固相间的化工过程一：学习目的与要求通过本章的学习，要求掌握液固两相处理的一般规律和工艺流程，掌握固体物料的粉碎和分离设备以及原理。并能使用相图进行分析，拟定出分离路线。重点掌握磷矿石酸解过程工艺分析与组装。结合结晶相图来分析组装流程，重点掌握二水法和半水法生产磷酸的路线选择原理。并能综合利用所学的动力学知识来分析生产过程当中的具体问题。二：课程内容1：液固两相处理过程的一般规律，包括液固两相过程处理的总括流程，以及固体矿物的一般利用方法和流程2：磷矿石的酸解过程工艺分析与组装该章节是本章的一个重点，在液固相宏观反应的机理上，主要包括磷矿石制磷酸的一般原则流程以及相关分析所利用的结晶学、热力学等基础知识，深刻理解磷矿石生产磷酸过程的原理和流程组装。第四章：液相中的化工处理过程一：学习目的与要求通过本章的学习，要求掌握液相过程中反应和分离的一般特点。了解通用性的一般液相工艺形式。掌握均相和非均相的液相化工过程的一般特点。通过氯乙烯悬浮聚合工艺的学习，掌握非均相化工过程的特点。通过离子膜电渗析法制烧碱工艺，掌握液相工艺中膜耦合过程，通过稀土提纯工艺掌握液相萃取的一般过程和设备。二：课程内容1：液相处理过程的一般规律，包括液相过程化学反应和分离的一般特点，掌握液相均相和非均相反应器的一般形式和流动模型。2：通用性的液相工艺形式，以DOP/DBP的液相催化合成为例，讲述液相过程的一般形式3：以氯乙烯的悬浮聚合工艺为例，讲述非均相液相体系化工过程的一般特点和工艺。4：以离子膜制烧碱为例，讲述利用膜来耦合化学生产和分离过程。5：以稀土的提纯为例，讲述液相萃取过程以及萃取过程中萃取技术的确定方法和工艺流程。简单介绍现代萃取技术的发展和萃取器的进展。第五章：气固相体系的物相转化与化学加工一：学习目的与要求通过本章的学习，要求掌握气固相过程中反应和分离的一般特点。了解通用性的一般气固相工艺形式。掌握催化和非催化的气固相化工过程的一般特点。通过煤气化工艺的学习，掌握煤气化的具体工艺设备，并能推及气固相非催化反应。通过合成氨工艺的学习，掌握合成氨工艺的原理、工艺以及重要设备的选型。并能融会贯通到一般的气固相催化反应。二：课程内容1：气固相化学反应的一般特点，具体到气固相非催化过程的缩芯模型，控制步骤，本征化学动力学，固体在气体当中的流动状态，气固相分离的方法和特点。2：以煤的气化为例，讲述气固相非催化反应。3：气固相催化反应的反应步骤，动力学影响因素。4：以合成氨工艺为例子，具体讲述气固相催化反应。第六章：气液相系统中的物质转化与化学加工一：学习目的与要求通过本章的学习，要求掌握气液相过程中化学反应过程以及产品加工和分离技术，掌握气液相反应的共性和一般特点，掌握气液相反应的一般步骤，能根据具体的不同反应步骤来选择气液接触式反应器。掌握现有一般的汽液相分离原理、技术和设备。通过烃类裂解的学习，掌握热量衡算的一般方法。二：课程内容1：气液相反应的一般特点和步骤以及控制步骤，根据不同反应步骤选择气液相接触器。2：以烃类的裂解为例子，讲述气液反应的一般规律。并讲述热量衡算。3：以烃类的裂解为例子，讲述气体分离净化原理，工艺过程。第七章：气液固三相中的化工过程一：学习目的与要求要求能在融会贯通前几章的基础上，理解气液固三相反应的核心问题是反应器的问题。掌握气液固三相反应的流型。通过学习磷铵工艺，能通过磷铵的化学过程热力学分析和热力学相图分析，进行磷铵工艺的组装，掌握磷酸一铵的普遍生产工艺。并能在此基础上，掌握一般的气液固三相工艺流程的分析和一般组装。了解以磷铵作媒介的烟气脱硫工艺。二：课程内容1：气液固三相反应的一般规律。2：气液固三相中颗粒的宏观反应机理以及流型。3：气液固三相过程产品以及原料的分离。4：以磷铵生产过程为例子，讲述磷铵生产的化学反应原理、影响因素、相图分析对磷铵生产过程的影响以及操作条件和工艺的确定。掌握料浆法磷铵工艺的主要流程和设备。重点讲述磷铵反应的造粒机。了解液体磷铵工艺。5：了解以磷铵为介质的烟气脱硫工艺。第八章：固相过程与高温合成一：学习目的与要求本章介绍了固相物料之间直接反应的一般方法，简单介绍了固相反应的一般机理。以及影响固相反应的主要因素，并叙述了固相反应的几种工业实现形式。介绍了钛酸钡的工业生产流程以及操作特点和要求，简单介绍了钛酸钡的新工艺进展。以黄磷为例介绍了回收溢出气体的高温过程。二：课程内容1：固相过程的一般规律及反应原理。2：固相过程的化学反应的主要影响因素。3：固相反应过程的几种工业实现形式。4：钛酸钡的生产工艺流程和操作特点，以及钛酸钡的新工艺进展。5：黄磷的生产工艺回收溢出气体的高温过程，简单介绍了生产过程的电炉制磷流程与设备系统。6：热法磷酸的工艺新进展。五.自学方法指导 （1）本课标指定的教材“化学过程工艺学”为主要基础教材，学生必须按课标要求认真学习，掌握化工过程基本原理，物质转移，分离过程。自学为主，与教师讲授相结合。 （2）本课标指定的参考书籍不要求每本必读，学习过程中可作为深入系统理解教材中内容的补充和拓展，为正确理解化学反应工程的知识体系，可有的放矢地参阅参考书籍。第二部分 自学考试考标一考核知识点考核知识点是指学习本课程，在各章节中必须学到的基本原理、工艺过程、相间转移、重要设备和流程组装等，也就是学习了本课程应达到的最基本要求，是化学过程工艺学的起点层面知识。凡是知识点中的内容，在考核中占0.80.9的比重。二各章考点及要求第一章：绪论一：考核知识点1：化学工业的发展特点。2：化学过程工艺学的主要任务是什么，主要从过程工艺的方向来理解 。3： 什么是过程工艺，主要要求学生理解制造产品的中间过程是我们关注的对象。 二：考核要求1：本书的特点是分析相的变化来指导实际过程的工艺问题，要求加强理解用相变化来指导生产过程的思想方法。2：过程工艺的主要任务是解决产品生产过程的问题。一切都是以实现生产产品的过程为中心，是典型的过程科学。第二章 化学工业的资源一：考核知识点1：化学矿中的不溶性矿化学矿从相态来分类，分为不溶性矿和可溶性矿。这里要求了解一般不溶性矿的一般开采工艺。以及磷矿的特性和地质分布，要求掌握利用磷矿的介微观特征参数来评价磷矿的质量标准和依据。2：水溶性矿了解水溶性矿的一般开采方法和一般的水溶性矿。3：煤了解煤的成矿机理和煤的分类。以及煤的组成和用途4: 石油 天然气了解石油、天然气的成矿原理，用途以及开采方法。5：生物资源和海洋资源了解生物资源和海洋资源的意义和前景二：考核要求1：掌握：磷矿的评价标准主要掌握晶胞参数、二氧化碳指数、化学成分、晶粒尺寸、比表面积、分型特性等对磷矿利用特性的影响以及掌握磷矿的宏观质量评价标准以及磷矿石各项评价指标的具体意义。2：掌握固体矿、液体矿一般的开采工艺以及固体矿粉碎工艺路线和一般粉碎设备。以及一般选矿工艺和设备，要求能够针对不同的矿产物料拟定出不同的粉碎和选矿流程。第三章：固体化学矿的粗加工以及液固相间的化工过程一：考核知识点1：化学矿中的选矿工艺掌握各种选矿的原理和手段。2：化学矿中的粉碎方法及设备掌握根据不同粒度要求来选择不同粉碎设备和组装粉碎流程。3：磷酸生产工艺重点掌握磷酸生产的原理、方法。掌握利用结晶相图来分析组装磷酸生产流程，重点掌握半水法和二水法流程工艺和主要设备。重点掌握液固相系统的宏观反应机理，深刻理解缩芯模型这个概念以及一般的液固相反应的5个步骤。二：考核要求1：掌握：固体选矿的原理及普遍设备。2：掌握：利用结晶相图来拟定工艺流程的方法，重点掌握磷酸生产过程当中硫酸钙的结晶形态对工艺过程的影响。二水法和半水法磷酸生产过程的流程分析，以及相关原理。3：掌握：液固相反应的宏观机理以及缩芯模型。第四章：液相中的化工处理过程一：考核知识点1：掌握液相中的各种流型以及液体反应中均相和非均相的概念。全混流，平推流反应釜的应用和特点。2：液体非均相反应的特点，滴内扩散，滴外扩散的过程和衡量标准。3：DOP/DBP生产工艺路线，氯乙烯生产工艺路线，烧碱的离子膜工艺。4: 萃取级数的确定和计算二：考核要求1：掌握：液相间歇和连续操作时，不同竞争反应动力学的优化原理及办法。2：掌握：离子膜的原理及作用。3：掌握：反应级数的确定。第五章：气固相体系的物相转化与化学加工一：考核知识点1：气固相反应的缩芯模型。2：气固相催化反应的反应步骤。3：气固相悬浮体系的流动状态。4：气固相分离的设备。5：煤气化的一般工艺设备，以及固定床和流动床的概念。6：合成氨工艺的一般工艺路线和主要设备，包括气态烃蒸汽转化的化学原理和工艺要求。7：甲烷蒸汽转化的动力学以及利用析炭动力学和热力学来分析操作要点。8：两段转化的原理，利用氨合成的热力学分析来确定操作要点和操作条件的选择。二：考核要求1：掌握：气固相缩芯反应的模型。2：掌握：固体在气体中的状态。3：掌握：固定床和流动床的概念。4：掌握：烃类蒸汽转化的原理和原料配比。5：掌握：蒸汽转化的具体操作步骤及原理。6：掌握：氨合成的操作条件和原理分析。第六章：气液相系统中的物质转化与化学加工一：考核知识点1：掌握气液相反应的的各种流型以及气液相反应的步骤和控制步骤。2：热量衡算的应用。3：气体分离净化原理、工艺过程及设备。二：考核要求1：掌握：气液相反应的一般步骤和控制步骤，以及应采取什么样的工艺流程2：掌握：气液相间的流动状态3：掌握：气液相催化和非催化反应器的一般特点以及主要设备。4：掌握：烃类裂解的工艺和重要设备5：掌握：热量衡算。第七章：气液固三相中的化工过程一：考核知识点1：掌握气液固三相反应的的各种流型以及气液固三相反应的一般规律及产品分离特点。2：MAP 、DAP生产工艺当相图的应用，以及具体的生产工艺和设备。二：考核要求1：掌握气液固三相反应的的各种流型以及气液固三相反应的宏观反应机理。2：悬浮床中的各种流动形态以及具体工业应用。3：MAP 、DAP生产工艺当相图的应用，能根据相图确定操作区间，以及确定操作条件。具体的生产工艺和设备。第八章：固相过程与高温合成一：考核知识点1：通过氧化钡和二氧化钛的二元相图，能确定配制钛酸钡烧块工艺条件。2：固相反应的适宜温度等操作条件的确定原理。3：黄磷生产过程中的原料配比依据。4：窑法磷酸的生产工艺和原理。二：考核要求1：掌握固相反应的主要影响因素和一般规律。2：了解黄磷和磷酸的生产工艺及操作主要条件和原料配比的确定原理。3：钛酸钡的生产工艺和操作主要条件。三.本课程的考试题型及题量说明 本课程考试试题分为五种题型：（1）第一大题为填空题，考查本课程的基础知识点。每空0.5分，20个空，共计10分。（2）第二大题为判断选择，考查本课程需要理解和掌握的知识点。每题2分，10个小题，共计20分。（3）第三大题为问答题。考查本课程中所涉及化工过程的基本原理，相间转移，相图分析，流程组装等，为文字说理的问答题。每题10分，4个小题，共计40分。（4）第四大题为计算题，可分为两题，每题定为10分，2个小题，共计20分。可考查物热衡算、萃取级数确定等。