工业化学---大纲.doc

工业化学一、工业化学课程简介 工业化学从化工生产工艺角度出发，运用化工过程的基本原理，阐明近代重要化学品的生产方法、工艺原理、典型流程、关键设备、工艺条件与节能降耗分析的一门化工专业课。通过本门课程学习，要求了解当今化学工业概貌及其发展方向；掌握化工过程的基本原理、典型工艺过程及方法、原理、流程、工艺条件；了解化工生产中的设备材质、安全生产、三废治理等问题。以便在生产与开发研究中开拓思路，触类旁通，灵活运用，不断开发新技术、新工艺、新产品和新设备，降低生产过程中的原料与能源消耗，提高经济效益。二、工业化学课程考核要求第一章绪论考核知识点和考核要求1、了解化学工业的分类、特征和发展史。2、了解化工生产的起始原料、基本原料、中间原料和化工产品的划分情况，熟悉生产过程的主要指标。3、熟悉化工生产过程的主要步骤，以及生产工艺过程的确定和选择原则。4、了解现代化学工业的特点和发展方向。第二章能源资源与煤化工 （一）考核知识点和考核要求1、能源的需求与来源（1）了解国内外能源的需求情况。（2）熟悉能源的种类。（3）了解新能源的种类，以及开发新能源和途径。（4）熟悉能源与环境的关系。2、煤化工（1）了解煤的种类及其特点。（2）熟悉洁净煤技术。（3）熟悉煤的液化方法。（4）了解高、中、低温干馏特点，熟悉高温干馏过程及原理。（5）了解炼焦炉的主要结构。 （二）本章的重点与难点1、重点（1）洁净煤技术的概念和内容。（2）煤的直接液化与间接液化过程；煤间接液化典型流程。（3）煤的干馏过程、煤热解的影响因素。2、难点（1）煤高温干馏过程及产物成分分布。（2）煤的热解过程。第三章合成气 （一）考核知识点和考核要求1、合成气的生产（1）掌握合成气、C1化学的概念。（2）了解合成气的组成和用途。（3）熟悉合成气的生产过程、工艺流程。（4）掌握煤气发生炉中进行的主要化学反应。了解UGI、鲁奇、两段气化炉、温克勒、K-T和德士古煤气化炉的结构和特点。（5）了解天然气及石脑油等轻质烃类蒸汽转化法（二段转化）制合成气的工艺过程，以及主要工艺指标，了解蒸汽转化炉的结构。（6）了解部分氧化法制合成气的工艺过程。2、合成气的净化（1）熟悉常用的几种脱硫方法及其特点，掌握氧化锌脱硫和ADA法脱硫原理。（2）掌握一氧化碳变换过程特点，了解高（中）、低温、耐硫变换催化剂组成及特点。（3）了解脱除二氧化碳的方法，熟悉以碳酸钾为吸收剂的主要脱碳方法。（4）熟悉少量一氧化碳和二氧化碳脱除方法的原理及特点。 3、合成甲醇（1）了解甲醇的用途。（2）掌握甲醇合成原理及工艺过程（3）熟悉联醇法生产甲醇 （二）本章的重点与难点1、重点（1）固定式煤气发生炉内燃料层的分区及制气步骤。（2）鲁奇煤气化炉的结构和特点，气化炉激冷流程；德士古复合化学生产流程。（3）烃类蒸汽转化过程原理与流程（凯洛格法）。（4）常压ADA法脱硫工艺原理与流程。（5）一氧化碳变换反应特点及影响因素；变换催化剂的组成及性能。（6）热碳酸钾法脱碳过程。（7）少量一氧化碳和二氧化碳脱除方法的原理及特点。（8）由合成气制取甲醇反应的特点；甲醇合成的流程；低压法甲醇合成塔结构及温度分布；甲醇的精制。（9）联醇法生产甲醇的工艺与特点。2、难点（1）间歇式制取半水煤气过程的五个阶段。（2）天然气蒸汽转化过程及流程（凯洛格法）。（3）ADA法脱硫液中各组分的作用。（4）一氧化碳变换高低温变换过程的特点及影响因素。（5）当碳酸钾溶液中含有DEA时，脱碳反应过程的控制步骤。（6）甲醇合成反应的影响因素；甲醇合成塔。第四章合成氨 （一）考核知识点和考核要求1、概述（1）了解合成氨工业的发展史。（2）了解合成氨的用途。2、合成氨生产的基本过程（1）熟悉合成氨生产的三个主要步骤。（2）掌握以各种原料生产合成氨原料气的典型过程。3、氨合成的原理（1）掌握合成氨反应特点。（2）掌握高压下化学平衡组成与化学平衡常数的关系。（3）弄清楚平衡氨含量与压力、温度、惰性气体间的关系。（4）了解氨合成反应动力学。（5）了解铁催化剂的组成、结构和特点。4、合成氨的工艺与设备（1）熟悉合成氨工艺流程。（2）了解氨合成塔的结构、特征及材质。（3）熟悉氨合成的工艺操作条件。 （二）本章的重点与难点1、重点（1）天然气蒸汽转化、热法净化制氨过程。（2）高压下氨合反应的平衡常数。（3）铁催化剂活性组成，及助催化剂的作用。（4）凯洛格法氨合成工艺流程。（5）冷管式和冷激式合成塔内气体的流向、换热。（6）氨合成压力、反应温度、惰性气体含量、空速、氨净值。 2、难点（1）氨合成反应原理及影响因素。 （2）凯洛格法氨合成工艺原理及流程。 （3）氨合成塔第五章化肥工业 （一）考核知识点和考核要求1、概述（1）了解化肥的种类和组成。（2）了解化肥的有效成分。（3）理解尿素合成的反应机理。2、氮肥（1）弄清楚尿素合成中的几个因素对合成过程的影响。（2）掌握尿素的生产工艺。 （3）了解其它种类的氮肥。3、磷肥（1）理解过磷酸钙的生产原理。 （2）了解过磷酸钙的工艺条件。（3）熟悉过磷酸钙的生产流程。（4）熟悉磷酸的生产方法和工艺流程。（5）熟悉磷酸铵的生产方法和工艺流程。 4、钾肥（1）掌握氯化钾的生产方法。（2）掌握硫酸钾的生产方法。 5、复混肥料（1）了解复混肥料和配伍的原则和生产方法。 （二）本章的重点与难点（1）掌握尿素的合成原理和影响因素。（2）了解尿素的生产工艺。（3）掌握磷酸钙的反应机理及工艺条件。（4）了解磷酸氢二铵的反应机理。（5）了解氯化钾的生产方法第六章硫酸 （一）考核知识点和考核要求（1）掌握接触法生产硫酸的工艺流程。（2）掌握用硫磺或硫铁矿为原料制二氧化硫气体的过程。（3）熟悉利用二氧化硫通过氧化转化成三氧化硫的工艺过程，（4）了解一转一吸和两转两吸生产工艺。（5）掌握非稳态二氧化硫转化制硫酸的工艺。（6）熟悉利用氨酸法处理硫酸厂尾气的方法。 （二）本章的重点与难点（1）接触法生产硫酸的原理和工艺流程。（2）硫磺或硫铁矿为原料制二氧化硫气体的过程。（3）利用氨酸法处理硫酸厂尾气的方法。第七章纯碱 （一）考核知识点和考核要求（1）掌握氨碱法的工艺流程。 （2）对比氨碱法和联碱法生产纯碱的工艺流程，理解联碱法的优点。（3）理解联碱法的生产原理。（4）熟悉用二氧化碳等原料和氨气反应生成纯碱的工艺过程。（5）理解氯化铵的结晶原理。 （二）本章的重点与难点（1）氨碱法和联碱法生产纯碱的工艺流程及其优缺点。（2）联合制碱法的过程。第八章无机化学矿物加工 （一）考核知识点和考核要求（1）掌握煅烧、焙烧、烧结和熔融的定义。（2）掌握浸取、置换、沉淀和萃取等几种主要分离方法。（3）理解钛白粉的基本性质及硫酸法生产钛白粉的生产原理。（4）了解硫酸法生产钛白粉的工艺流程。 （5）理解电解的定义及法拉利电解定律，掌握实际分解电压、理论分解电压、过电压及电压效率的概念。（6）理论电流效率，电流密度，电能效率的概念（7）理解电解槽的基本原理，熟悉利用隔膜法生产烧碱的工艺过程。（8）理解离子膜电解法的原理，掌握使用该法处理食盐电解的工艺。（9）了解采用膜分离技术进行海水淡化的先进技术。 （二）本章的重点与难点（1）硫酸法生产钛白粉的生产原理及工艺流程。（2）法拉利电解定律，能够理解实际分解电压、理论分解电压、过电压理论、电压效率、电流效率，电流密度及电能效率的概念。（3）电解槽的基本原理及隔膜法生产烧碱的工艺过程。（4）离子膜电解法的原理和使用该法处理食盐电解的工艺。第九章石油炼制 （一）考核知识点和考核要求1、概述（1）了解原油及其组成和原油的一般性质，熟悉原油的馏分组成。（2）熟悉四大类石油产品以及石油的三类加工过程。（3）了解不同的炼油厂类型，熟悉燃料化工型炼油厂加工流程。2、常减压蒸馏（1）熟悉常减压蒸馏工艺流程，区分初馏塔、常压塔、汽提塔和减压塔在流程中的作用。（2）掌握石油精馏塔的工艺特点，比较其与普通精馏塔的不同之处。了解常减压蒸馏设备。（3）熟悉工艺操作条件，了解产品的收率和质量。3、催化裂化（1）了解催化裂化反应的正碳离子机理，熟悉催化裂化主要发生的化学变化和反应深度对产品产率的影响。（2）熟悉催化裂化的分子筛催化剂。（3）熟悉催化裂化工工艺流程，掌握该工艺过程，了解装置型式。4、催化重整（1）熟悉催化重整的主要化学反应及对目的产物的影响，了解该过程使用的催化剂。（2）熟悉催化重整工艺流程，清楚原料预处理和重整之间的关系，能说明重整反应过程的特点。 （二）本章的重点与难点1、重点（1）原油组成和性质、石油产品及加工方法。（2）常减压蒸馏的工艺流程、工艺操作条件、原油蒸馏塔的工艺特点。（3）催化裂化反应、催化剂、工艺过程。（4）催化重整的主要化学反应、催化剂、过程条件、工艺流程。2、难点（1）原油蒸馏塔的工艺特点。 （2）催化裂化主要发生的化学变化和反应深度对产品产率的影响。 （3）催化重整的反应过程及工艺流程。第十章石油化工 （一）考核知识点和考核要求1、烃类裂解（1）掌握烃类裂解的一次反应和二次反应以及其对烯烃收率影响，了解裂解反应机理，掌握不同烃类原料裂解的一般规律。（2）熟悉裂解过程的工艺参数，明确各个工艺参数对裂解产物分布的影响，熟悉裂解原料的物性参数和裂解产品分布。（3）了解管式裂解炉的结构、反应管材料和炉型，根据高温、短停留时间、低烃分压理解不同SRT炉型间的差异。2、裂解气的分离和精制（1）了解工业上裂解气的分离方法。（2）熟悉深冷分离方法，包括气体净化系统、压缩和冷冻系统、精馏分离系统。弄清裂解气的各种净化方法和裂解气分离顺序不同的几种流程。（3）熟悉乙烯塔的操作条件，了解脱甲烷塔和丙烯塔操作条件。3、碳四馏分（1）了解碳四馏分成分、用途及来源。（2）了解甲基叔丁基醚生产过程及典型工艺流程。（3）熟悉丁烯氧化脱氢制取丁二烯的方法，熟悉从碳四馏分中提取丁二烯的萃取精馏法。4、芳烃（1）了解芳烃的来源及应用。（2）熟悉芳烃抽提的环丁砜法，弄清该法特点及工艺操作条件，了解工艺流程。（3）了解甲苯脱甲基制苯的主副反应、催化剂及工艺流程。（4）了解甲苯歧化制苯和二甲苯的反应过程及atoray工艺流程，熟悉芳烃联合装置总流程示意图。 5、绿色化学与化工技术（1）了解绿色产品和绿色能源的特征。（2）熟悉清洁生产、原子经济反应的概念和内容；熟悉清洁生产与末端治理的关系。（3）熟悉清洁生产技术。（4）了解环境友好产品的概念及举例。（5）熟悉化工反应过程的合理评价指标，掌握其计算过程。 （二）本章的重点与难点1、重点（1）烃类裂解过程的一次的反应和二次反应、不同烃类原料裂解的一般规律。（2）裂解工艺过程参数、裂解原料的物性参数。（3）管式裂解炉、深冷分离法、精馏塔。（4）丁二烯的生产过程。（5）芳烃抽提的环丁砜法过程。（6）绿色化学与化工技术。2、难点（1）影响烯烃收率和裂解产物分布的诸因素以及采取的措施。（2）不同SRT炉型的差异及特征。（3）深冷分离的精馏分离过程。第十一章基本有机化工 （一）考核知识点和考核要求1、甲烷系产品（1）了解基本有机化工产品的分类及用途。（2）了解甲烷系主要产品。（3）熟悉甲醇氧化法生产甲醛的过程，弄清银法和铁钼法的主要差别。（4）了解甲烷氯化法生产甲烷氯化物及工艺过程的关键因素。2、乙烯系产品（1）了解乙烯系主要产品。（2）熟悉以乙烯为原料生产氯乙烯的三种工艺过程。（3）了解环氧乙烷的用途，熟悉乙烯直接氧化生产环氧乙烷的过程，弄清为何高选择性的催化剂和温度控制是生产的关键因素。（4）了解由环氧乙烷直接与水化合生成乙二醇的方法。（5）了解乙烯直接水合法生产乙醇工艺过程。（6）了解乙醛生产方法和乙醛的二次产物。（7）了解制取乙酸的生产方法。3、丙烯系产品（1）了解丙烯系主要产品。（2）了解丙烯腈的应用，熟悉丙烯氨氧化生产丙烯腈工艺过程。（3）了解氯醇法生产环氧丙烷过程。（4）了解生产丙酮、丙烯酸的方法。4、碳四系产品（1）了解碳四系主要产品。（2）了解顺丁烯二酸酐的生产方法。（3）了解甲基丙烯酸甲酯的生产方法。5、芳烃系产品（1）了解芳烃系主要产品。（2）熟悉苯乙烯生产过程，包括乙苯生产、乙苯脱氢和苯乙烯精制；熟悉工艺流程。弄清苯液相、气相烷基化的特点和乙苯脱氢反应及催化剂。（3）了解苯酚生产方法。（4）熟悉苯加氢生产环已烷过程及工艺流程，了解环已烷的氧化反应及产物。（5）了解对二甲苯氧化生产对苯二甲酸过程。 （二）本章的重点与难点1、重点（1）甲醇氧化生产甲醛过程及工艺流程（2）以乙烯为原料生产氯乙烯的工艺过程，乙烯氧氯化法的主副反应、控制步骤、反应工艺条件、工艺流程。（3）乙烯与空气或氧气在银催化剂上的反应、乙烯氧化器、乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺流程。（4）丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺过程、反应条件及催化剂。（5）苯的不同烷基化过程的特点、催化剂及工艺流程；乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理、工艺条件及关键技术。（6）苯加氢生产环乙烷反应条件及工艺流程。2、难点（1）乙烯为原料生产氯乙烯的三种工艺过程比较。（2）乙烯直接氧化反应生产环氧乙烷过程及反应温度控制、氧气法与空气法的差别。（3）丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺过程分析。（4）苯乙烯生产过程中主副反应分析、绝热和列管反应器流程比较。第十二章精细化工 （一）考核知识点和考核要求1、概述（1）了解精细化学品含义及品种。（2）了解染料名称及染料分类。（3）了解农药的分类。（4）了解原料药。（5）了解涂料的分类和性能。（6）了解颜料的分类和性能。（7）熟悉表面活性剂的定义和分类，熟悉表面活性剂的性能和作用。（8）熟悉精细化工的特点。（9）了解精细化工发展方向。2、化学单元过程（1）熟悉芳烃