《化工基础》课程教学大纲

第页《化工基础》课程教学大纲课程编号：20911015总学时数：48总学分数：3课程性质：专业必修课适用专业：化学一、课程的任务和基本要求：《化工基础》课程综合利用物理、化学以及经济技术观点系统阐述主要化工过程的原理、设备和过程最优化。课程包括传递过程、化学反应工程、化工工艺等几个部分的内容。根据化学专业的培养目标，《化工基础》课程的任务是：使学生熟悉化工生产中所涉及的基本原理和典型设备，以及它们在化工生产中的应用；加强理论与实际的联系，了解物理、物理化学规律在化工生产中的应用，以及这些规律对设备选择、操作条件优化、生产流程确定等所起的重要作用。使学生认识化工生产中分析和解决问题的途径和方法。使学生树立强烈的工程意识，用工程观点指导化学科学研究。课程基本要求：1．掌握流体流动型态，流体流动边界层，柏努利方程，对流传热机理，吸收双膜理论，气液相平衡和操作线方程式等基本概念、基本理论和它们的应用。掌握传热、传质以及动量传递的统一性和内在联系，以便在理论和实践上都能灵活应用。2．了解主要化工设备的主要性能，联系化工过程的原理和基本的认图知识来理解。3．掌握流体流动阻力、传热面积、理论塔板数等基本问题的计算方法。4．掌握理想反应器的操作特点、反应器型式及投料方式的确定方法。5．掌握典型工艺的生产过程优化条件选择，以确定原则流程的方法。二、基本内容和要求：第一章绪论1．1化学工业的范围1．2化工生产的特点1．3实验室研究与工业生产的区别1．4本课程的内容1．5学习本课程的目的要求学生掌握化学工业的范围，化学实验与化工生产的差异，化工生产过程的共性，明确课程的内容和目的。第二章流体流动2．1流体流动的基本概念2．2流体稳态流动时的衡算2．3实际流体的流动2．4流体在圆管内流动时的阻力计算2．5液体输送机械2．6气体输送和压缩机械要求学生掌握伯努利方程的应用，实际流体的流动型态、流速测定和流动阻力计算，掌握剪应力、边界层等基本概念。第三章传热过程3．1概述3．2传导传热3．3对流传热3．4热交换的计算3．5热交换器要求学生掌握傅立叶定律，稳态传导传热计算，对流传热过程分析，热交换的计算。第四章吸收4．1概述4．2吸收的相平衡4．3吸收速率4．4填料吸收塔的计算4．5填料塔要求学生掌握吸收的原理，吸收的相平衡关系，吸收速率计算，填料吸收塔传质单元数、传质单元高度的计算。第五章精馏5．1蒸馏原理5．2简单蒸馏5．3连续精馏5．4连续精馏理论塔板数的计算5．5精馏塔要求学生掌握蒸馏和精馏的原理，简单蒸馏的计算，连续精馏理论塔板数的计算，掌握回流比、操作线、相平衡及能耗等概念。第六章化学反应动力学6．1动力学基本概念6．2一级反应与二级反应6．3间歇搅拌釜式反应器6．4非等容过程要求学生掌握反应速率、动力学表达、温度效应、浓度效应等基本概念，掌握一级、二级、零级简单反应的动力学变化规律。第七章理想反应器7．1平推流反应器7．2全混流反应器7．4多釜串联反应器要求学生掌握间歇搅拌釜式反应器、平推流反应器、全混流反应器的操作特点，并进行相互比较。第八章温度和浓度对反应的影响8．1返混及其对简单反应的影响8．2自催化反应8．3浓度对复杂反应的影响8．4温度对复杂反应的影响8．5反应器的热稳定性原理要求学生掌握简单反应的和复杂反应的概念，效率因子的概念，返混的概念，温度效应分析和浓度效应分析，能够根据动力学方程设计合理的投料方式和进行温度、浓度影响趋势的分析。第九章逗留时间分布与流动模型9．1逗留时间分布概念9．2逗留时间分布的表示方法9．3理想流动模型要求学生掌握逗留时间分布的含义和实验测试方法，平推流反应器和全混流反应器的停留时间分布变化曲线和停留时间分布数字特征。掌握根据实际反应器的停留时间分布曲线建立流动模型，并进行简单计算。第十章多相反应过程10．1气固催化反应过程的特点10．2气固催化反应的外扩散过程10．3气固催化反应的内扩散过程10．4化学反应器的选择要求学生掌握气固催化反应过程的特点，分析气固催化反应的扩散过程，掌握扩散影响程度的判别方法。第十一章硫酸工艺学11．1概述11．2原料路线和接触法生产的原则流程11．3二氧化硫催化氧化过程11．4造气过程11．5净化过程11．6成酸过程11．7生产全流程11．8生产中的某些技术经济问题11．9硫酸生产技术展望要求学生掌握硫酸生产的原料路线和接触法生产的原则流程，掌握二氧化硫催化氧化过程的动力学特征，分析造气过程、净化过程、成酸过程中的某些技术经济问题。第十二章合成氨工艺学12．1概述12．2氨合成的热力学基础12．3氨合成动力学12．4氨的合成和分离12．5原料气的生产12．6原料气的净化12．7氨合成全流程12．8技术经济分析和综合利用要求学生掌握氨合成的热力学基础，氨合成动力学特征，分析氨的合成和分离、原料气的生产、原料气的净化中的某些技术经济问题。第十三章氯碱工业13．1概述13．2析出电压13．3食盐水电解反应的主要优化目标13．4电解方法13．5工艺条件13．6电解槽13．7后处理13．8合成氯化氢要求学生掌握食盐水电解反应的主要优化目标，分析电解工艺条件、电解槽操作过程。第十四章石油化工14．1概述14．2常减压蒸馏14．3催化裂化14．4裂解14．5氯乙烯的生产14．6氯乙烯的聚合要求学生掌握石油化工的概念范围，分析石油常减压蒸馏、催化裂化、裂解过程的特点。三、实践环节和要求：本课程不同于理论型基础课，应加强感性认识和实践教学。有条件的可进行工业见习、现场教学等。讲授部分也可辅以自学和课堂讨论。下学期有一门独立的实验课程与之配套。四、教学时数分配：理论：48实验：上机：其它：教学内容学时分配教学内容学时分配第一章绪论2第八章温度和浓度对反应的影响3第二章流体流动8第九章逗留时间分布与流动模型4第三章传热过程8第十章多相反应过程3第四章吸收5第十一章硫酸工艺学1第五章精馏5第十二章合成氨工艺学1第六章化学反应动力学2第十三章氯碱工业工艺学机动第七章理想反应器5第十四章石油化工1合计48五、其它项目（含课外学时内容）：无六、有关说明：1、教学和考核方式：本课程属：考试课考核方式：闭卷2、习题：本课程以课堂讲授为主，课后布置一定量的习题以巩固所学内容。3、能力培养要求：要求学生掌握化工基础的基本知识和基本理论，掌握化工问题处理的基本方法，了解化工设备的基本型式和操作方法，具有综合分析化工过程中复杂问题的能力，具有创新精神和强烈的工程意识。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：物理化学A(二)后续课程和教学环节：化工基础