2015第一学期专业课课程大纲之化工工艺.doc

化工工艺 Chemical Technology【课程编号】XZ27322【课程类别】专业限选课【学分数】3.5【先修课程】化工原理、化工热力学、分离过程、反应工程【学时数】64【编写日期】2010.5.15【适用专业】化学工程与工艺 一、教学目的、任务化工工艺是化工类专业极为重要的专业课之一。在学完基础课和专业基础课后，如何运用所学的理论知识，解决化工过程中的实际问题，真正做到学以致用，则是本课程的主要任务。化工工艺以典型的基本有机化工和基本无机化工产品为主导，阐述化工反应原理，评价工艺流程，筛选工艺条件，进行工艺计算。意在加强基础理论，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。因此，对于化工类专业的学生学习和掌握有关化工工艺学的知识是十分必要的。二、课程教学的基本要求掌握各类反应单元的理论知识，如：化学过程的主副反应、反应过程的热力学分析、动力学分析、催化反应理论等。各类反应单元工艺流程的组织、生产工艺条件的确定，典型设备结构的介绍、工艺流程的叙述。了解各类反应单元发展进展及化工过程技术经济方面的知识。三、教学内容和学时分配（一）第1章绪论 2学时主要内容：化学工艺学的研究范畴；化学工业的发展、地位与作用；现代化学工业的特点和发展方向；化学工业的原料资源和主要产品；本教材的主要内容和特点。教学要求：了解化学工艺学的研究内容，化学工业的概况、主要化工原料及产品。 重点：化学工艺与化学工程的关系，主要的化工原料 难点：介绍化学工艺与化学工程研究内容的差别和相互关系，使学生认识到化工工艺在化工生产、科研中的主导地位，激发其学习热情。（二）第2章 化学工艺的共性知识 4学时主要内容：原料资源及其加工利用；化工过程的主要效率指标；反应条件对化学平衡和反应速率的影响；催化剂的性能及使用；反应过程的物料衡算和热量衡算。教学要求：了解主要化工原料及其加工过程；化学工艺学的基本概念。 重点：石油的一次加工和二次加工的工艺和特点；化工过程的主要效率指标；热量衡算和物料衡算。难点：掌握化工生产工艺流程的组织的基本方法，学会分析复杂流程的单程转化率、全程转化率、选择性等效率指标，建立初步的工程概念。（三）第三章 烃类热裂解 8学时主要内容：热裂解过程的化学反应；裂解过程的工艺参数和操作指标；管式裂解炉及裂解工艺过程；裂解气的预分馏及净化；压缩和制冷系统；裂解气的精馏分离系统；乙烯工业的发展趋势教学要求：了解烃类热裂解的化学反应及其热力学和动力学特征；掌握烃类裂解的一次反应和二次反应以及对烯烃收率影响规律；掌握各个工艺参数和原料性质对裂解产物分布的影响；了解管式裂解炉的结构、材料和炉型；掌握裂解气的各种净化方法、原理和工艺条件；熟悉不同分离顺序流程及精馏分离的工艺参数。重点：不同烃类原料裂解的一般规律及烃类裂解的一次反应和二次反应以及对烯烃收率影响；烃类裂解工艺过程参数选择；各个工艺参数和原料性质对裂解产物分布的影响；裂解气的净化方法、原理和工艺条件；不同分离顺序流程及精馏分离塔的操作条件。 难点：烃类裂解工艺过程参数选择；裂解过程的高温、短停留时间和低烃分压的选择和措施。（四）第四章 芳烃转化过程 8学时主要内容：概述；芳烃转化； C8 芳烃的分离；芳烃生产技术发展方向。教学要求：了解工业芳烃的主要来源及芳烃转化的实际意义；熟悉芳烃转化的主要方法、途径和催化剂；了解C8芳烃的分离原理和方法；熟悉芳烃的主要转化过程的生产方法、原理、工艺流程及主要设备。 重点：芳烃转化的主要反应；芳烃脱烷基、歧化、异构化、烷基化的典型产品生产工艺的原理、工艺流程及工艺参数的选择。 难点：芳烃转化各工艺流程的特点。（五）第五章：合成气的生产过程 10学时主要内容：概述；由煤制合成气；由天然气制造合成气；由渣油制合成气。教学要求：了解合成气的三种生产方法及合成气应用实例；掌握不同生产方法的原理、催化剂、工艺流程及主要设备；掌握一氧化碳变换过程；掌握脱硫和脱除二氧化碳的方法和工艺。重点：天然气制备合成气及煤制合成气原理、催化剂、工艺流程及主要设备；一氧化碳变换过程；脱硫和脱除二氧化碳的方法。 难点：天然气制备合成气及煤制合成气的工艺流程；一氧化碳变换过程。（六）第六章：加氢与脱氢过程 12学时主要内容：概述；加氢、脱氢反应的一般规律；氮加氢制合成氨；甲醇的合成；乙苯脱氢制苯乙烯。教学要求：了解加氢和脱氢反应的类型；熟悉加氢、脱氢反应的一般规律；掌握氮加氢制合成氨的原理、催化剂、工艺流程和设备；掌握甲醇合成的原理、催化剂、工艺流程和设备；掌握乙苯脱氢制苯乙烯的原理、催化剂、工艺流程和设备；熟悉正丁烯氧化脱氢制丁二烯的原理、工艺流程。 重点：加氢、脱氢反应的一般规律；氮加氢制合成氨的原理、催化剂、工艺流程和设备；乙苯脱氢制苯乙烯的原理、催化剂、工艺流程和设备。 难点：氮加氢制合成氨的工艺流程和工艺参数的选择；乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程和工艺参数的选择。(七) 第七章 烃类的选择性氧化 10学时主要内容：概述、均相催化氧化、非均相催化氧化、乙烯环氧化制环氧乙烷、丙烯氨氧化制丙烯腈教学要求：了解氧化过程的特点、均相催化氧化和非均相催化氧化；掌握环氧乙烷、丙烯腈、的基本原理，催化反应机理、工艺条件的选择、反应器的结构特点、热量的回收利用。 重点：丙烯氨氧化制丙烯腈的原理、催化剂、工艺流程和设备工艺流程和工艺参数的选择。 难点：丙烯氨氧化制丙烯腈工艺条件的选择和工艺参数的选择。 （八）第八章 羰基化过程 6学时主要内容：概述、羰基化反应的理论基础、甲醇羰化合成醋酸、丙烯羰基化合成丁醇、辛醇、羰基化反应技术的发展趋势教学要求：熟悉不饱和化合物及甲醇的羰化反应，了解羰基化反应的理论基础；掌握甲醇羰基化合成醋酸的原理、工艺流程及其优缺点；掌握丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工艺流程；了解羰基化反应技术的发展趋势。 重点：丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工艺流程。 难点：丙烯羰基化合成丁醇、辛醇流程和工艺参数的选择。 （九）第九章 氯化过程 4学时主要内容：概述、氯代烃的主要生产方法、氯乙烯、平衡氧氯化生产氯乙烯教学要求：熟悉氯代烃的主要生产方法；了解氯乙烯的性质、用途、生产方法；掌握平衡氧氯化生产氯乙烯的原理、工艺流程和设备；了解平衡氧氯化法技术进展。重点：平衡氧氯化生产氯乙烯的原理、工艺流程和设备。难点：平衡氧氯化生产氯乙烯的原理、工艺流程。四、教学重点、难点及教学方法教学重点、难点放在围绕产品分析和讨论生产工艺中反应、分离部分的工艺原理、影响因素、确定工艺条件的依据、反应设备的结构特点、流程的组织等。同时，对工艺路线、流程的经济技术指标、能量回收利用、副产物的回收利用以及废物处理作一定的论述。通过加强基础、面向实际、引导思维、启发创新，使学生掌握广博的化学工艺知识，培养理论联系实际的能力，为其将来从事化工过程的开发、设计、建设和科学管理打下牢固的化学工艺基础。教学方法以教师讲授为主，启发式授课。五、考核方式及成绩评定方式课堂练习和专题讨论 (30%) ，笔试 (70%) 。六、教材及参考书目教 材:米镇涛主编化工工艺学北京：化学工业出版社，2006.3 参考书:1 、廖巧丽，米镇涛主编，化学工艺学，化学工业出版社， 20012 、吴指南主编，基本有机化工工艺学，化学工业出版社， 19923 、张成芳编，合成氨工艺与节能，华东化工学院出版社， 19884 、皱仁钧，石油化工裂解原理与技术，化学工业出版社， 19855 、王松汉等编著，乙烯装置技术，中国石化出版社， 19946 、穆赫列诺夫主编，化工工艺计算，化学工业出版社， 19857 、 Harold A. Wittcoff, Bryan G. Reuben, Jeffrey S. Plotkin, “Industrial Organic Chemicals”, 20048 、 Jacob A. Moulijn, Michiel Makkee, Annelies Van Diepen, “Chemical Process Technology”, Wiley, 20019 、 Roel Prins, Gorge C.A.Sc