《重质油化学》课程教学大纲

《重质油化学》教学大纲一、课程基本信息课程名称重质油化学HeavyOilChemistry课程编码CHM228211020开课院部化学工程学院课程团队石油化学教学团队学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时32适用专业本研一体化班（化学化工类）授课语言中文先修课程无机及分析化学（2-1）、无机及分析化学实验（2-1）、无机及分析化学（2-2）、无机及分析化学实验（2-2）、有机化学、有机化学实验、物理化学（2-1）、物理化学实验（2-1）、物理化学（2-2）、物理化学实验（2-2）、仪器分析、仪器分析实验课程简介（必修）重质油化学是化学化工类专业的选修专业课。重质油化学课程偏重于讲述重质油的组成性质、化学结构，以及各种重质油加工工艺的化学原理，培养学生从化学基础理论的基础上，去理解重质油和重质油的加工过程。Heavyoilchemistryisanelectiveprofessionalcourseforspecialtiesrelatedtochemistryandchemicalengineeringwhichstressontheconstitution,characteristics,andchemicalstructuresofheavyoil,andchemicalprinciplesofvariousprocessingtechnologiesforheavyoilaswell.Thiscourseaimsattrainingstudentstounderstandheavyoilanditsprocessingtechnologiesonthebasicleveloftheoreticchemistry.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：掌握石油的化学组成及其分离方法、分析方法。是2M2目标2：掌握重质油的物理性质、化学组成、分离方法、化学结构、以及重质油的胶体结构和胶体稳定性。是3M3目标3：掌握重油热转化、催化裂化与加氢转化的基本原理。是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第1章第1章石油的化学组成本章重点难点：不同类型的石油化学组成的特点、石油中胶质与沥青质的组成特性、石油胶体化学的特点。1.1原油的一般性质、元素组成、馏分组成和分类。原油的基础知识。1.2石油的烃类组成。石油烃类组成的表示方法；石油天然气的单体烃组成、汽油馏分的单体烃组成与族组成、煤柴油馏分的烃族组成、减压渣油的族组成、减压馏分与减压渣油的结构族组成等基础知识。1.3石油中的含硫化合物。硫在石油及其各馏分中的分布及存在形态。1.4石油中的含氮化合物。氮在石油及其各馏分中的分布及存在形态。1.5石油中的含氧化合物。石油中酸性含氧化合物的分布状况、石油中含氧化合物的组成、石油酸的性质及其利用。1.6石油中的微量元素。石油中微量元素的组成及其分布、石油中微量元素的存在形态。1.7石油中的胶状沥青状物质。胶质与沥青质的元素组成、平均相对分子质量及结构特征、石油胶体分散体系。M110讲授、讨论10课后作业、汇报2第2章第2章石油化学组成的分离和分析方法本章重点难点：气相色谱与液相色谱的基本原理及其在石油组成分析中的应用。2.1精密分馏、分子蒸馏。精密分馏的特点、分子蒸馏的基本原理及其应用。2.2气相色谱。气相色谱的基本原理、气相色谱仪、气相色谱法在石油工业中的应用。2.3液相及超临界流体色谱法。液固吸附色谱基本原理及其在石油分析中的应用、离子交换色谱法、凝胶渗透色谱法、分配及键合相色谱法、高效液相色谱法、超临界流体色谱法。2.4元素分析方法。碳和氢含量的测定、硫含量的测定、氮含量的测定、氧含量的测定、微量元素含量的测定。2.5由物理性质关联化学组成的方法。用苯胺点法测定汽油馏分的族组成、用n-d-M(折射率-密度-相对分子质量)法测定减压馏分的结构族组成、用密度法测定重油的结构族组成。2.6近代物理分析方法。红外光谱法、核磁共振波谱法、质谱法的基本原理及其在石油组成分析中的应用。M16讲授、讨论6课后作业、汇报3第3章第3章重质油化学组成本章重点难点：重质油资源特点、元素组成特点、族组成分离原理、化学结构特点，重质油胶体结构的超分子层次、作用力及稳定性。1.1重质油及其资源情况。重质油的概念、资源量。1.2重质油基本性质。密度、黏度、凝点、残炭、金属、硫氮含量。1.3重质油元素组成。氢和碳的含量，H/C原子比与芳香环系缩合程度、重质油及重质油加工难度的关系，杂原子含量。1.4重质油族组成。族的概念、四组分概念。1.5重质油结构族组成。平均分子、结构单元及结构单元表征参数。1.6重质油的化学组成与结构。轻质油和重质油组成区别、四组分（饱和分、芳香分、胶质、沥青质）的平均结构参数、以及重质油的含硫结构、含氮结构、含氧结构和微量元素。1.7重质油的胶体结构。重质油胶体结构的概念、超分子结构、形成胶体结构的分子间相互作用、重质油胶体结构的稳定性。M24讲授、讨论4课后作业、汇报4第4章第4章重质油热转化化学本章重点难点：重质油热转化化学原理、工艺和中间相化学原理。2.1重质油热转化工艺及热转化反应。主要热转化工艺为减黏裂化和焦化，热转化反应包括烷烃的断链反应和脱氢反应，环烷烃的短侧链反应和环烷环断裂反应，芳香烃的断侧链反应、脱烷基反应、侧链脱氢反应和脱氢缩合反应，烯烃的断链反应、脱氢反应、歧化反应、二烯合成反应和芳构化反应。2.2重质油热转化反应历程。重质油烃类热解反应历程包括自由基链反应历程、自由基非链反应历程、分子反应历程。2.3重质油热转化过程中的中间相化学。中间相概念，基于中间相沥青的碳材料类型，中间相形成的传统理论、微域构筑理论、颗粒基本单元构筑理论，中间相沥青制备工艺及其共性分析。M34讲授、讨论4课后作业、汇报5第5章第5章重质油催化裂化化学本章重点难点：重质油催化裂化化学原理和工艺。3.1重质油催化裂化的意义。重催对汽油产品数量和质量的影响。3.2重质油催化裂化催化剂。催化剂酸性来源、酸强度、酸密度、热稳定性、水热稳定性、抗重金属污染的能力、氢转移活性、孔径分布、催化剂组成。3.3重质油催化裂化反应。催化裂化反应过程，主要反应，催化裂化过程的活化能特点，催化裂化反应机理，气固相催化反应过程的7个步骤、平行连串反应及活化能大小排序。3.4重质油催化裂化过程综合控制。最大量生产汽油、丙烯与丁烯、乙烯的条件变化，提高汽油辛烷值措施、抑制生焦的措施。M34讲授、讨论4课后作业、汇报6第6章第6章重质油加氢转化化学本章重点难点：重质油加氢转化化学原理和工艺。4.1重质油加氢工艺概述和加氢反应。重油加氢工艺分类，渣油原料的分级和加工工艺选择，氢气在渣油中的溶解度，固定床加氢工艺特点、工艺条件、操作性能以及原料和产品特点，沸腾床（膨胀床）加氢工艺，移动床加氢工艺，加氢反应、加氢转化反应机理。4.2重质油加氢催化剂。加氢催化剂组成和作用，加氢脱金属催化剂和加氢脱硫氮催化剂的影响因素，催化剂失活原因和寿命。4.3重质油悬浮床加氢裂化工艺。悬浮床加氢裂化工艺及进展，分散型催化剂类型，分散型催化剂作用机理，分散型催化剂和氢气存在下重油加氢裂化机理和抑焦机理。M34讲授、讨论4课后作业、汇报四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1课后作业1.每章布置1~5道题目，平均每章课1道题以上综合题。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对重质油化学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。20%2课堂考勤随机点名、刷卡点名等。10%3课题汇报对与课程内容相关的课题进行分组讨论，并进行口头或PPT汇报小组研究成果。20%4结课报告针对课程所探讨的内容，选择一个方向，形成研究前沿的综述报告。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1课后作业20%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案比较准确C-按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、存在少量错误D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱，存在大量错误2M1课堂考勤10%A-全勤B-缺勤1次C-缺勤2-3次D-缺勤3次以上3M1课题汇报20%A-汇报内容丰富且有一定深度，表达能力强;B-汇报内容比较丰富，表达能力比较强；C-汇报内容一般，表达能力一般；D-汇报内容有误，表达含糊不清4M1结课报告50%A-选题合理，资料查阅全面，报告撰写思路清晰，能够很好地提出自己的看法B-选题合理，资料查阅全面，总结比较全面，缺乏自己的观点C-选题符合要求，资料查阅较少D-选题不符合要求，逻辑混乱。5M2课后作业20%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案比较准确C-按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、存在少量错误D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱，存在大量错误6M2课堂考勤10%A-全勤B-缺勤1次C-缺勤2-3次D-缺勤3次以上7M2课题汇报10%A-汇报内容丰富且有一定深度，表达能力强;B-汇报内容比较丰富，表达能力比较强；C-汇报内容一般，表达能力一般；D-汇报内容有误，表达含糊不清8M2结课报告50%A-选题合理，资料查阅全面，报告撰写思路清晰，能够很好地提出自己的看法B-选题合理，资料查阅全面，总结比较全面，缺乏自己的观点C-选题符合要求，资料查阅较少D-选题不符合要求，逻辑混乱。9M3课后作业20%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案比较准确C-按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、存在少量错误D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱，存在大量错误10M3课堂考勤10%A-全勤B-缺勤1次C-缺勤2-3次D-缺勤3次以上11M3课题汇报20%A-汇报内容丰富且有一定深度，表达能力强;B-汇报内容比较丰富，表达能力比较强；C-汇报内容一般，表达能力一般；D-汇报内容有误，表达含糊不清12M3结课报告50%A-选题合理，资料查阅全面，报告撰写思路清晰，能够很好地提出自己的看法B-选题合理，资