1、化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)大綱課程名稱：化學(xué)工藝學(xué)/Chemical Engineering Processes 課程類型:專業(yè)課總 學(xué) 時(shí)：54 講課學(xué)時(shí)：54 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0學(xué)分：3適用對(duì)象: 化學(xué)工程與工藝先修課程：化工原理，化工設(shè)備基礎(chǔ)，化學(xué)反應(yīng)工程，化工熱力學(xué)一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù) 化學(xué)工藝學(xué)是研究將各種原料加工成為更有價(jià)值的消費(fèi)品或生產(chǎn)資料的過(guò)程。是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門重要的專業(yè)主干課。化學(xué)工藝學(xué)的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生將已學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，以處理實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程問(wèn)題。它的作用和任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生在化工工藝過(guò)程的理論與實(shí)踐方面建立較為系統(tǒng)的基礎(chǔ)，能較好地應(yīng)用物理、化學(xué)、化

2、工基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題，初步掌握化工工藝過(guò)程開(kāi)發(fā)的基本思路和技巧。為學(xué)生將來(lái)從事化工行業(yè)打下基礎(chǔ)。二、教學(xué)基本要求 化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)的主要要求：使學(xué)生了解化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)、原料資源和主要產(chǎn)品；理解化學(xué)工藝的共性知識(shí)中化工過(guò)程的主要效率指標(biāo)，催化劑的性能及使用；掌握反應(yīng)過(guò)程的物料衡算和熱量衡算。理解各種反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)規(guī)律、機(jī)理；掌握原料路線的選擇，工藝流程的設(shè)計(jì)，最適宜的操作條件，生產(chǎn)過(guò)程所需的各種機(jī)械設(shè)備的規(guī)格、結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，產(chǎn)品的質(zhì)量控制等內(nèi)容。化工工藝學(xué)不僅要從理論上探討每個(gè)工藝過(guò)程的可能性和條件，而且還要找出用最低的能耗和物耗生產(chǎn)出最好的產(chǎn)品的工藝方案。三、教學(xué)內(nèi)容及要求 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)

3、要求1緒論化學(xué)工藝學(xué)的研究范疇；化學(xué)工業(yè)的發(fā)展、地位與作用；現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)特點(diǎn)和發(fā)展方向；化學(xué)工業(yè)的原料資源和主要產(chǎn)品。了解化學(xué)工藝學(xué)的研究?jī)?nèi)容，化學(xué)工業(yè)的概況、主要化工原料及產(chǎn)品。2 化學(xué)工藝基礎(chǔ)原料資源及其加工；化工生產(chǎn)過(guò)程及流程；化工過(guò)程的主要效率指標(biāo)；反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響；催化劑的性能及使用；反應(yīng)過(guò)程的物料衡算和熱量衡算。了解主要化工原料及其加工過(guò)程；化學(xué)工藝學(xué)的基本概念。3 烴類熱裂解熱裂解過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)；裂解過(guò)程的工藝參數(shù)和操作指標(biāo)；管式裂解爐及裂解工藝；裂解氣的預(yù)分餾及凈化；壓縮和制冷系統(tǒng)；乙烯工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。了解烴類熱裂解的化學(xué)反應(yīng)及其熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征；掌握烴類裂

4、解的一次反應(yīng)和二次反應(yīng)以及對(duì)烯烴收率影響規(guī)律；掌握各個(gè)工藝參數(shù)和原料性質(zhì)對(duì)裂解產(chǎn)物分布的影響；了解管式裂解爐的結(jié)構(gòu)、材料和爐型；掌握裂解氣的各種凈化方法、原理和工藝條件；熟悉不同分離順序流程及精餾分離的工藝參數(shù)。 4 芳烴轉(zhuǎn)化過(guò)程芳烴的轉(zhuǎn)化；C8芳烴的分離；芳烴生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展方向。了解工業(yè)芳烴的主要來(lái)源及芳烴轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義；熟悉芳烴轉(zhuǎn)化的主要方法、途徑和催化劑；了解C8芳烴的分離原理和方法；熟悉芳烴的主要轉(zhuǎn)化過(guò)程的生產(chǎn)方法、原理、工藝流程及主要設(shè)備。5 合成氣的生產(chǎn)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容：由煤制合成氣；由天然氣制造合成氣；由渣油制造合成氣；一氧化碳變換過(guò)程；氣體中硫化物和二氧化碳的脫除。了解合成氣的三種生

5、產(chǎn)方法及合成氣應(yīng)用實(shí)例；掌握不同生產(chǎn)方法的原理、催化劑、工藝流程及主要設(shè)備；掌握一氧化碳變換過(guò)程；掌握脫硫和脫除二氧化碳的方法和工藝。6 加氫與脫氫過(guò)程教學(xué)內(nèi)容：加氫、脫氫反應(yīng)的一般規(guī)律；氮加氫制合成氣；甲醇的合成；乙苯脫氫制苯乙烯；正丁烯氧化脫氫制丁二烯。了解加氫和脫氫反應(yīng)的類型；熟悉加氫、脫氫反應(yīng)的一般規(guī)律；掌握氮加氫制合成氨的原理、催化劑、工藝流程和設(shè)備；掌握甲醇合成的原理、催化劑、工藝流程和設(shè)備；掌握乙苯脫氫制苯乙烯的原理、催化劑、工藝流程和設(shè)備；熟悉正丁烯氧化脫氫制丁二烯的原理、工藝流程。7 烴類選擇性氧化教學(xué)內(nèi)容：均相催化氧化；非均相催化氧化；乙烯環(huán)氧化制制環(huán)氧乙烷；丙烯氨氧化制丙

6、烯；芳烴氧化制鄰苯二甲酸；催化氧化技術(shù)進(jìn)展。了解氧化過(guò)程的特點(diǎn)、均相催化氧化和非均相催化氧化；掌握環(huán)氧乙烷、丙烯腈、苯酐生產(chǎn)的基本原理，催化反應(yīng)機(jī)理、工藝條件的選擇、反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、熱量的回收利用。8 羰基化過(guò)程羰基化反應(yīng)的理論基礎(chǔ)；甲醇羰基化合成醋酸；丙烯羰基化合成丁醇、辛醇；羰基化反應(yīng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。熟悉不飽和化合物及甲醇的羰化反應(yīng)，了解羰基化反應(yīng)的理論基礎(chǔ)；掌握甲醇羰基化合成醋酸的原理、工藝流程及其優(yōu)缺點(diǎn)；掌握丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工藝流程；了解羰基化反應(yīng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。9 氯化過(guò)程氯代烴的主要生產(chǎn)方法熟悉氯代烴的主要生產(chǎn)方法；了解氯乙烯的性質(zhì)、用途、生產(chǎn)方法；掌握平衡氧氯化

7、生產(chǎn)氯乙烯的原理、工藝流程和設(shè)備；了解平衡氧氯化法技術(shù)進(jìn)展。10 聚合物生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)聚合物的基本概念；聚合反應(yīng)的理論基礎(chǔ)和聚合方法；聚合物生產(chǎn)工藝掌握聚合物的概念及表征方法；理解聚合反應(yīng)的理論；熟悉聚合方法；了解聚合物的生產(chǎn)工藝；掌握合成橡膠的生產(chǎn)過(guò)程11 生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化學(xué)品發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇；生物柴油的生產(chǎn)；微生物法生產(chǎn)丙烯酰胺；發(fā)酵法生產(chǎn)二元酸；生物法制備1，3丙二醇；生物技術(shù)應(yīng)用于化工產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)熟悉應(yīng)用生物技術(shù)生產(chǎn)化工產(chǎn)品的特點(diǎn)；掌握發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇的技術(shù)；熟悉幾種主要化學(xué)品的生物法制備機(jī)理和工藝；了解生物技術(shù)在化工產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)12 綠色化學(xué)化工概論綠色化學(xué)的基本概念；綠色化學(xué)工

8、藝的途徑和手段；綠色化工過(guò)程實(shí)例掌握了綠色化學(xué)的概念；掌握綠色化學(xué)工藝的途徑和手段；了解主要幾種主要產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)工藝四、課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)1 緒論重點(diǎn)：化學(xué)工藝與化學(xué)工程的關(guān)系，主要的化工原料 難點(diǎn)：介紹化學(xué)工藝與化學(xué)工程研究?jī)?nèi)容的差別和相互關(guān)系，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化工工藝在化工生產(chǎn)、科研中的主導(dǎo)地位，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。2 化學(xué)工藝基礎(chǔ)重點(diǎn)：石油的一次加工和二次加工的工藝和特點(diǎn)；化工過(guò)程的主要效率指標(biāo)；熱量衡算和物料衡算。難點(diǎn)：掌握化工生產(chǎn)工藝流程的組織的基本方法，學(xué)會(huì)分析復(fù)雜流程的單程轉(zhuǎn)化率、全程轉(zhuǎn)化率、選擇性等效率指標(biāo)，建立初步的工程概念。3 烴類熱裂解重點(diǎn)：不同烴類原料裂解的一般規(guī)律及烴類裂解的

9、一次反應(yīng)和二次反應(yīng)以及對(duì)烯烴收率影響；烴類裂解工藝過(guò)程參數(shù)選擇；各個(gè)工藝參數(shù)和原料性質(zhì)對(duì)裂解產(chǎn)物分布的影響；不同SRT爐型差異；裂解氣的凈化方法、原理和工藝條件；不同分離順序流程及精餾分離塔的操作條件。 難點(diǎn)：烴類裂解工藝過(guò)程參數(shù)選擇；裂解過(guò)程的高溫、短停留時(shí)間和低烴分壓的選擇和措施。4 芳烴轉(zhuǎn)化重點(diǎn)：芳烴轉(zhuǎn)化的主要反應(yīng)；芳烴脫烷基、歧化、異構(gòu)化、烷基化的典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的原理、工藝流程及工藝參數(shù)的選擇。 難點(diǎn)：芳烴轉(zhuǎn)化各工藝流程的特點(diǎn)。5 合成氣的生產(chǎn)重點(diǎn)：天然氣制備合成氣原理、催化劑、工藝流程及主要設(shè)備；一氧化碳變換過(guò)程；脫硫和脫除二氧化碳的方法。 難點(diǎn)：天然氣制備合成氣的工藝流程；一氧化

10、碳變換過(guò)程。 6 加氫與脫氫過(guò)程重點(diǎn)：加氫、脫氫反應(yīng)的一般規(guī)律；氮加氫制合成氨的原理、催化劑、工藝流程和設(shè)備；甲醇合成的原理、催化劑、工藝流程和設(shè)備；乙苯脫氫制苯乙烯的原理、催化劑、工藝流程和設(shè)備。 難點(diǎn)：氮加氫制合成氨的工藝流程和工藝參數(shù)的選擇；乙苯脫氫制苯乙烯的工藝流程和工藝參數(shù)的選擇。 7 烴類選擇性氧化重點(diǎn)：乙烯直接氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷工藝流程和工藝參數(shù)的選擇。 難點(diǎn)：不同氧化法工藝條件的選擇和流程組織。8 羰基化過(guò)程重點(diǎn)：甲醇羰基化合成醋酸的原理、工藝流程；丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工藝流程。難點(diǎn)：甲醇羰基化合成醋酸的工藝流程和工藝參數(shù)的選擇。9 氯化過(guò)程重點(diǎn)：平衡氧氯化生產(chǎn)氯乙

11、烯的原理、工藝流程和設(shè)備。難點(diǎn)：平衡氧氯化生產(chǎn)氯乙烯的原理、工藝流程10 聚合物生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)重點(diǎn)：聚合反應(yīng)的理論和聚合方法。難點(diǎn)：聚合物的生產(chǎn)工藝11 生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化學(xué)品重點(diǎn)：生物技術(shù)分類與應(yīng)用；發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇難點(diǎn)：生物技術(shù)生產(chǎn)主要化學(xué)產(chǎn)品的機(jī)理和生產(chǎn)工藝12 綠色化學(xué)化工概論重點(diǎn)：綠色化學(xué)的概念；綠色化學(xué)化學(xué)工藝的途徑和手段難點(diǎn)：綠色化工生產(chǎn)工藝五、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配 教學(xué)內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配章節(jié)主要內(nèi)容講授實(shí)驗(yàn)討論習(xí)題課外其它小計(jì)1緒論22化學(xué)工藝的共性知識(shí)213烴類熱裂解414芳烴轉(zhuǎn)化過(guò)程415合成氣的生產(chǎn)過(guò)程66加氫與脫氫過(guò)程67烴類選擇性氧化618羰基化319電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程和氯化過(guò)程3110聚合物生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)3111生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化學(xué)品4112綠色化學(xué)化工概論3小計(jì)468合計(jì)54六、考核方式考核方式：期末筆試，總評(píng)成績(jī) = 平時(shí)（20%）+閉卷考試（80%）七、教材與教學(xué)參考書教材：