第0章化学反应过程与设备介绍

课程整体介绍《化学反应过程与设备》主讲教师：张聪Contents目录010203课程性质与任务教学方法课程内容设计04成绩评定&参考书目01课程性质与任务1.课程性质与任务

《化学反应过程与设备》属理论+实践的B类课程，应用化工技术专业必修课、核心课。本课程主要任务是典型设备和典型反应器的选择、设计和操控能力，具备典型反应器的操作与维护能力。典型化工设备的操作与控制是从事化工生产操作岗位所需具备的核心岗位能力，具有很强的实践性和应用性。另外，本课程基于真实工业产品的生产过程，融合了化工总控工等岗位技能培养和获取职业资格证书需要的理论知识和实践技能，重点强化同学们工业反应器识别和选型、安全操作和故障处理的能力。课程性质1.课程性质与任务课程性质课程体系1.课程性质与任务

依据化工总控工（中级）国家职业标准，毕业生从事的职业岗位主要包括：化工生产装置操作与维护、产品质量控制与检验、生产调度及管理等岗位，对应典型工作岗位进行职业能力分析，最后得到对应的核心课程，如下表：职业能力分析或者岗位工作要求分析典型工作岗位职业能力相关知识对应课程1.化工生产装置操作与维护1.设备操作与调控、装置巡检能力；2.设备、仪表的使用、维护、保养能力；3.岗位开停车操作、运行工艺优化能力；4.生产异常现象判断处理能力。1.设备、仪表的操作步骤、注意事项和相关知识；2.岗位的开停车操作方法；3.生产控制参数的调节方法；4.中控分析基本知识；5.物料衡算知识；6.岗位常见事故的原因分析知识。化工原理化工设备基础化工仪表与自动控制技术化工安全技术表1工作岗位、职业能力和对应专业核心课程分析表1.课程性质与任务典型工作岗位职业能力相关知识对应课程2.化工生产工艺运行控制1.原料预处理过程工艺运行控制能力；2.反应过程运行控制能力；3.物料输送过程控制能力；4.传热过程控制能力；5.粗品精制过程工艺运行控制能力；6.主控室装置监控及操作能力；7.安全、环保设施使用能力；8.生产异常现象判断处理能力。1.“三传一反”相关知识；2.工艺、设备操作知识；3.生产安全相关知识；4.岗位常见事故的原因分析知识。化工原理化学反应过程与设备化工安全技术化工单元操作实训化工单元仿真实训化工工艺仿真实训3.基层生产技术管理1.开停车方案制定能力；2.工艺改造及设备操作优化能力；3.技术应用能力与管理能力；4.安全生产过程技术指导、组织管理能力；5.分析、判断和处理异常生产事故能力；6.新产品、新工艺、新技术和新设备研究、开发和设计的基本能力。1.单元、工艺的设计和操作相关知识；2.生产控制参数的调节方法；3.岗位常见事故的原因分析知识和处理方法；4.生产安全相关知识；5.管理知识。化工安全技术化学反应过程与设备化工单元仿真实训化工工艺仿真实训化工生产技术素质提升课1.课程性质与任务序号课程名称课程类别学时学分学习内容难易级别1无机化学专业基础483化学反应速率及化学平衡。溶液基础知识。配合物、原子结构、元素化合物知识。较简单2分析化学专业基础322定量分析误差、数据处理、定量分析结果的表示方法。滴定分析法计算、酸碱滴定法、水溶液中的酸碱组分的pH、缓冲溶液、溶液配制。四大滴定分析方法。中等难度3有机化学专业基础483有机物进行分类、命名、结构特点及性质。有机混合物的分离与提纯方法。典型有机物合成方法与路线、检测与鉴别方法。有机物的安全生产、储运与使用。较难4物理化学专业基础322热力学定律；界面化学；电化学；化学动力学较难表2应用化工技术专业课程难易分析表应用化工专业课程体系的分析1.课程性质与任务序号课程名称课程类别学时学分学习内容难易级别5化工设备基础专业核心322化学工业中常用容器及设备的结构特点及设计原理，化工材料的选材方法、压力容器及其零部件的设计原理、常见化工设备的构造及设计方法，简要介绍当代化工设备机械设计的新进展。较简单6化工原理专业核心644以流体输送、传热、吸收、蒸馏等单元操作为研究对象，以传递过程原理和研究方法为主线，研究各个物理加工过程的基本规律、典型设备的设计方法、化工过程的操作和调节原理。较难7化学反应过程与设备专业核心483以典型反应器的设计、选择与操作为切入点，重点围绕着釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器的设计与选择为主，能完成典型反应器的操作与控制。较难8化工识图与绘图专业核心483机械制图的基本知识和基本技能、轴测图、组合体的绘制与识读、机件常用的表达方法、标准件及常用件、零件图的画法与识读、装配图识读、化工设备生产的工艺流程与识读。较简单9化工仪表与自动控制技术专业核心483化工自动控制系统的认识，压力、液位、流量、温度自动控制系统设计与实践，复杂控制系统的设计与实践较难1.课程性质与任务序号课程名称课程类别学时学分学习内容难易级别10化工单元操作实训专业核心483流体输送综合实训、传热综合实训、干燥综合实训、二氧化碳吸收实训、管路拆装实训、萃取综合实训和精馏综合实训。较简单11化工生产技术专业核心483纯碱生产、离子膜烧碱生产、聚氯乙烯生产、氯化聚乙烯生产、甲醇生产、苯乙烯生产、乙醛氧化制醋酸等7个典型海洋化工产品生产项目。中等难度12化工单元仿真实训专业核心483换热器、灌区、吸收解吸、间歇釜、加热炉等典型化工单元操作开停车及事故处理等操作实训任务。中等难度13化工工艺仿真实训专业核心483常减压精馏、氯乙烯聚合、丙烯酸甲酯、乙醛氧化制醋酸等典型生产工艺的冷态开车、稳态运行、正常停车及异常现象的分析及事故处理等化工设备操作与工艺控制。中等难度14化工安全技术专业核心322不同类型化学危险物质防火、防爆、防毒及相应救护要领。不同介质化工设备检修方法及置换、吹扫、抽堵、盲板和清洗等实践技术。正确运用化工安全相关知识和技术，进行仓贮、运输及生产各环节岗位操作及管理。较简单1.课程性质与任务课程性质反应过程与设备的重要性任何化学品的生产，都离不开三个阶段：原料预处理、化学反应、产品精制。化学反应是化工生产过程的核心。2012-2017资源建设阶段2011年进行课程体系优化重组2009年更名化学反应过程与设备2006年开设化学反应工程整合重组，设定教学情景侧重反应器训练侧重工程能力的训练历史沿革建设课程优质核心资源1.课程性质与任务课程性质本课程的研究目的（1）设计最优化：由给定的生产任务，确定反应器的型式和适宜的尺寸及其相应的操作条件。（2）操作最优化：在反应器投产运行之后，还必须根据各种因素和条件的变化作相应的修正，以使它仍能处于最优的条件下操作。投产运行之后投产运行前（1）能根据反应特点和工艺要求选择反应器类；（2）能正确分析流体在反应器中的流动形态；（3）能依据反应特点正确选择反应器；（4）能进行均相反应器的有关计算；（5）能熟练操作常见反应器；（6）能及时发现反应器运行中遇到的故障并正确排除；（7）初步具备应用工程技术观点分析和解决反应器操作中常见问题的能力；（8）初步具备优化反应过程的能力。123（1）了解均相、非均相反应的基本原理；（2）掌握影响均相、非均相反应过程的因素；（3）掌握常见反应器的结构、特点；（4）掌握均相反应器的基本计算方法；（5）掌握常见反应器的操作要点。化学反应过程与设备知识目标技能目标（1）形成获取信息的素质与能力（图书、企业内部资料、网络资源等）；（2）逐步形成综合分析问题的素质与能力；（4）形成学生团队合作意识，具备良好的职业道德；（5）具备一定的工程方法论、工程能力及技术经济理念；（6）具备环境保护和安全生产意识。态度目标课程任务及目标1.课程性质与任务02教学方法011.讲授叙述、描绘、解释、推论2.任务驱动4.体验式学习预先设定教学项目，化工馆开展体验学习（化工馆中基于氯乙烯聚合釜生产线上的典型设备），课堂展示讨论3.仿真模拟和线上学习在线网络平台开展翻转课堂，线上、线下学习相结合。040302在进行项目化教学方案设计之前，课程组首先深入企业，进行了岗位工作分析，全面了解就业岗位对毕业生能力的要求，以明确本课程在培养学生的相关能力和知识方面的要点，保证教学内容的实用性和项目设计的针对性。通过企业调研，确定了乙酸丁酯、乙醛氧化制乙酸、乙苯脱氢制苯乙烯等反应器的操作与控制等6个项目、18个子项目。每个子项目事先给出设定的任务和要求。2.教学方法03课程内容设计1.绪论（课程介绍）2.釜式反应器的操作与控制3.管式反应器的操作与控制4.固定床反应器的操作与控制5.流化床反应器的操作与控制6.鼓泡塔反应器的操作与控制7.填料塔反应器的操作与控制共32课时，1-16周3.课程内容设计（1）乙酸丁酯反应器型式的选择（2）确定乙酸丁酯反应器的材质和结构（3）确定釜式反应器换热器、冷热源（4）选择乙酸丁酯反应器的搅拌装置（5）反应釜工艺设计计算（6）釜式反应器操作与控制教学内容1.绪论（课程介绍）2.釜式反应器的操作与控制3.管式反应器的操作与控制4.固定床反应器的操作与控制5.流化床反应器的操作与控制6.鼓泡塔反应器的操作与控制7.填料塔反应器的操作与控制3.课程内容设计（1）乙二醇生产反应器的选择（2）管式反应器工艺设计计算（3）均相反应器的优化教学内容共32课时，1-16周2.釜式反应器的操作与控制3.管式反应器的操作与控制4.固定床反应器的操作与控制5.流化床反应器的操作与控制6.鼓泡塔反应器的操作与控制7.填料塔反应器的操作与控制3.课程内容设计（1）乙苯脱氢反应器的选择（2）固定床反应器的操作与控制教学内容1.绪论（课程介绍）共32课时，1-16周2.釜式反应器的操作与控制3.管式反应器的操作与控制4.固定床反应器的操作与控制5.流化床反应器的操作与控制6.鼓泡塔反应器的操作与控制7.填料塔反应器的操作与控制3.课程内容设计（1）10万吨的丙烯腈生产反应器的选型（2）流化床反应器的操作与控制教学内容1.绪论（课程介绍）共32课时，1-16周2.釜式反应器的操作与控制3.管式反应器的操作与控制4.固定床反应器的操作与控制5.流化床反应器的操作与控制6.鼓泡塔反应器的操作与控制7.填料塔反应器的操作与控制3.课程内容设计（1）10万吨/年乙醛氧化反应工艺反应器选型（2）鼓泡塔反应器的操作与控制教学内容1.绪论（课程介绍）共32课时，1-16周2.釜式反应器的操作与控制3.管式反应器的操作与控制4.固定床反应器的操作与控制5.流化床反应器的操作与控制6.鼓泡塔反应器的操作与控制7.填料塔反应器的操作与控制3.课程内容设计（1）二氧化碳吸收反应工艺方案、吸收反应器选型（2）填料塔反应器的操作与控制教学内容1.绪论（课程介绍）共32课时，1-16周2.釜式反应器的操作与控制3.管式反应器的操作与控制4.固定床反应器的操作与控制5.流化床反应器的操作与控制6.鼓泡塔反应器的操作与控制7.填料塔反应器的操作与控制3.课程内容设计1.绪论（课程介绍）第一章、第二章第三章第四章共32课时，1-16周04成绩评定&参考资料考核方案设计考核内容考核周次考核方式所占比例考核评价标准（百分制）主要考核点态度考核第1-16周考勤10每次迟到扣2分、早退扣2分、旷课扣4分；因病因事请假缺课时数超过本课程总学时数1/3，取消本课程考核资格，课程总评成绩为缺考；学习态度项目考核第1-16周互动40根据互动和过程性作业完成情况评分学习能力、分析与解决问题的能力结课考核第17周笔试50综合考核本课程，详见评分标准上述知识、技能和态度目标备注1.考核方式包括（考勤、口试、笔试、实验实操、答辩、提交作品、成果展示等）；2.每项考核内容请按“百分制”记录并录入CRP系，总评成绩按照等级分制生成。多元化评价学生的学习成绩，过程考核与结课考核相结合，过程考核重点考查“三本”、出勤、作业完成情况和课堂表现等。结课考核重点考查学生综合分析问题、解决问题的能力。总评成绩=过程性考核（50%）+结课考核（50%）。具体考核方案请见下方表格。4.成绩评定&参考资料陈炳和主编的《化学反应过程与设备》第三版（化学工业出版社）作为备课参考教材；同时参考周波主编的《化学过程与技术》第二版（高等教育出版社）。根据形势发展，适时补充相关内容，重点补充化学反应与设备的最新研究进展等内容，提供PPT活页，更多学习内容传到学习通。参考教材4.成绩评定&参考资料（1）体验式学习资源依托已建成的化工馆，开发用于体验式学习、翻转学习的微课程，丰富化工馆体验式学习资源，校企共建故障设备展区、典型阀门、泵展区等。（2）网络资源http://2009/templates/2/Index.aspx?courseid=64/hep/portal/courseId_491/foreweb/foreweb.aspx

参考的课程资源化工仿真实训室化工馆化工总控实训室4.成绩评定&参考资料校外实习环境单位名称实训项目（岗位）可接纳人数青岛海湾化学有限公司氯碱化工反应器操控、DCS控制40青岛惠城环保科技有限公司催化剂生产反应器控制、DCS中控40中石化青岛炼油化工有限公司精馏塔、常减压精馏、重整反应器操控20中石化青岛石油化工有限公司聚合反应釜、三联合生产设备操控。20万华化学集团股份有限公司异氰酸酯合成塔开停车控制。30青岛丽东化工有限公司二甲苯合成塔操作、DCS中控20青岛海湾精细化工有限公司精细化工中间体的操作与维护20潍坊润丰化工有限公司农化产