《化学工艺学》教学大纲.doc

化学工艺学教学大纲课程名称：化学工艺学/Chemical Engineering Processes 课程类型:专业课总 学 时：54 讲课学时：54 实验学时：0学分：3适用对象: 化学工程与工艺先修课程：化工原理，化工设备基础，化学反应工程，化工热力学一、课程性质、目的和任务 化学工艺学是研究将各种原料加工成为更有价值的消费品或生产资料的过程。是化学工程与工艺专业的一门重要的专业主干课。化学工艺学的教学目的是培养学生将已学的专业理论知识和专业基础知识与实际生产相结合，以处理实际生产过程问题。它的作用和任务是培养学生在化工工艺过程的理论与实践方面建立较为系统的基础，能较好地应用物理、化学、化工基础知识来分析和解决实际问题，初步掌握化工工艺过程开发的基本思路和技巧。为学生将来从事化工行业打下基础。二、教学基本要求 化学工艺学教学的主要要求：使学生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；掌握反应过程的物料衡算和热量衡算。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。化工工艺学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。三、教学内容及要求 教学内容教学要求1绪论化学工艺学的研究范畴；化学工业的发展、地位与作用；现代化学工业特点和发展方向；化学工业的原料资源和主要产品。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。2 化学工艺基础原料资源及其加工；化工生产过程及流程；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。了解主要化工原料及其加工过程；化学工艺学的基本概念。3 烃类热裂解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；裂解气的预分馏及净化；压缩和制冷系统；乙烯工业的发展趋势。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。 4 芳烃转化过程芳烃的转化；C8芳烃的分离；芳烃生产技术发展方向。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。5 合成气的生产过程教学内容：由煤制合成气；由天然气制造合成气；由渣油制造合成气；一氧化碳变换过程；气体中硫化物和二氧化碳的脱除。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。6 加氢与脱氢过程教学内容：加氢、脱氢反应的一般规律；氮加氢制合成气；甲醇的合成；乙苯脱氢制苯乙烯；正丁烯氧化脱氢制丁二烯。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。7 烃类选择性氧化教学内容：均相催化氧化；非均相催化氧化；乙烯环氧化制制环氧乙烷；丙烯氨氧化制丙烯；芳烃氧化制邻苯二甲酸；催化氧化技术进展。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、苯酐生产的基本原理，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。8 羰基化过程羰基化反应的理论基础；甲醇羰基化合成醋酸；丙烯羰基化合成丁醇、辛醇；羰基化反应技术的发展趋势。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。9 氯化过程氯代烃的主要生产方法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。10 聚合物生产工艺基础聚合物的基本概念；聚合反应的理论基础和聚合方法；聚合物生产工艺掌握聚合物的概念及表征方法；理解聚合反应的理论；熟悉聚合方法；了解聚合物的生产工艺；掌握合成橡胶的生产过程11 生物技术生产大宗化学品发酵法生产乙醇；生物柴油的生产；微生物法生产丙烯酰胺；发酵法生产二元酸；生物法制备1，3丙二醇；生物技术应用于化工产品生产发展趋势熟悉应用生物技术生产化工产品的特点；掌握发酵法生产乙醇的技术；熟悉几种主要化学品的生物法制备机理和工艺；了解生物技术在化工产品生产发展趋势12 绿色化学化工概论绿色化学的基本概念；绿色化学工艺的途径和手段；绿色化工过程实例掌握了绿色化学的概念；掌握绿色化学工艺的途径和手段；了解主要几种主要产品的绿色生产工艺四、课程的重点和难点1 绪论重点：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。2 化学工艺基础重点：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。3 烃类热裂解重点：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；不同SRT炉型差异；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。4 芳烃转化重点：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。5 合成气的生产重点：天然气制备合成气原理、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：天然气制备合成气的工艺流程；一氧化碳变换过程。 6 加氢与脱氢过程重点：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；甲醇合成的原理、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。 7 烃类选择性氧化重点：乙烯直接氧化法生产环氧乙烷工艺流程和工艺参数的选择。 难点：不同氧化法工艺条件的选择和流程组织。8 羰基化过程重点：甲醇羰基化合成醋酸的原理、工艺流程；丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工艺流程。难点：甲醇羰基化合成醋酸的工艺流程和工艺参数的选择。9 氯化过程重点：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10 聚合物生产工艺基础重点：聚合反应的理论和聚合方法。难点：聚合物的生产工艺11 生物技术生产大宗化学品重点：生物技术分类与应用；发酵法生产乙醇难点：生物技术生产主要化学产品的机理和生产工艺12 绿色化学化工概论重点：绿色化学的概念；绿色化学化学工艺的途径和手段难点：绿色化工生产工艺五、各教学环节学时分配 教学内容各教学环节学时分配章节主要内容讲授实验讨论习题课外其它小计1绪论22化学工艺的共性知识213烃类热裂解414芳烃转化过程415合成气的生产过程66加氢与脱氢过程67烃类选择性氧化618羰基化319电化学反应过程和氯化过程3110聚合物生产工艺基础3111生物技术生产大宗化学品4112绿色化学化工概论3小计468合计54六、考核方式考核方式：期末笔试，总评成绩 = 平时（20%）+闭卷考试（80%）七、教材与教学参考书教材：