化学工艺学课程规范

1、化学工艺学课程规范、课程概况课程号HBX981050课程名称化学工艺学课程英文 名称Chemical Technology总学时数32 学分2讲授 学时实验32学实验时0开课单位理工学院适用专业化工课程类别专业教育课程 -专业核心课修读方式必修先修课程无机化学、有机化学、化工热力学、化学反应工程、化工设备机械基础考核方式课程考核由两分组成：考试成绩和平时成绩。考试占 60%，平时占 40，其 中平时成绩里包含平时出勤 10%和小组汇报 30%，即总成绩（ 100%）=考试（60%）+平时（ 40%）教材及主要 教学参考书化学工艺学精简版，黄仲九、房鼎业 .高等教育出版社 .课程简介化学工艺学是

2、研究由化工原料经化学反应加工成化工产品的一门学科， 其 内容包括实践这种转变的全部化学和物理的措施，诸如生产方法、反应原理、 工艺流程和设备等。 主要讲述单元反应理论， 研究工艺过程， 讲述具体工艺问 题，介绍原料的制备与加工方法，化工产品的性质、用途、市场及发展状况。能力培养任务本课程是化工类专业教学计划中一门专业技术课。 该课程皆在培养掌握生 产过程的理论基础、 了解各工艺过程的组织和进行的原则、 通晓现代化工生产 中所使用的各种设备结构并能进行计算和设计、 解决设计与生产运行中随机出 现的各类问题的工程师。、课程知识、能力体系化学工艺学课程知识（能力）体系序号章节教学内容对应能力总学时要

3、求1第一章 绪论化学工艺学及其研究 内容掌握概念2掌握化学工业的范围和分 类、现状、发展趋势发展方向了解2第二章 化工资源及其 初步加工化学矿硫铁矿、黄铁 矿、赤铁矿等0.2了解煤炭煤炭分类、形 成过程、洗煤、 化工利用0.2了解石油石油的性质、 组成和分类；、 原油的预处理 和常减压蒸 馏；催化裂化 和加氢裂化催 化；重整和芳 烃抽提；延迟 焦化；石油炼 制主要产品 汽、柴油6掌握天然气天然气分类、 组成和加工方 法；可燃冰1了解其他化工资源海洋资源、农 业资源0.1了解3第三章 通用反应单元 工艺氧化乙烯环氧化制 环氧乙烷、丙 烯氨氧化制丙 烯腈4掌握氢化和脱氢氢的来源、氮 加氢制合成 氨

4、、乙苯脱氢 制苯乙烯4掌握电解食盐水电解制 氯气和烧碱1熟悉4第五章 有机化工反应 单元工艺烃类热裂解烃类热裂解原 理、低级烯烃 的制取6掌握氯化乙烯氧氯化制 氯乙烯2熟悉烷基化由异丁烷和烯 烃合成烷基化 汽油1熟悉水解和水合油脂水解制甘 油和脂肪酸1了解羰基合成甲醇低压羰基 化制醋酸1熟悉5第六章 煤化工反应单元工艺煤的干馏干馏概念、煤 干馏产品0.5了解煤的气化气化反应、气 化炉、气化产 品1了解煤制油技术直接液化、间 接液化1了解要求”指学生对知识、能力掌握的熟练程度，填写：了解、熟悉、掌握三、教学内容及基本要求理论教学部分 （ 按章 节顺 序填 写） 学时 ：32章节第 1 章 绪论教

5、学目的 和要求本章要求了解化学工艺学的研究范畴，化学工业的发展、地位和作用，现代 化学工业的特点和发展方向及化学工艺学与化学工业的关系。重点和 难点重点：化学工艺学、化学工程学、化学工业特点及发展方向 难点：无“三基. ”分析基本知识： 化学工艺学研究内容，化学工业特点。基本理论： 无基本方法： 无教学内容与 学时分配教学内容 （2 学时）：1.1 化学工艺学及其研究的内容（ 0.3 学时） 化学工艺学是研究由原料经过化学反应制取化工产品的科学，原料经过 化学反应制取产品，且产品的性质、外形、结构均发生变化，主要研究 利用各种原料生产化工产品的方法、原理、操作条件、工艺流程和设备。1.2 化学

6、工业的范围和分类（ 0.5学时） 原料的选择及原料的预处理 生产方法、反应原理及生产工序的选择与确定 生产所用设备（及其他反应器）的结构、作用和操作 催化剂的选取及使用 其他物料的影响 生产操作条件确定及对实际生产的影响 生产工艺流程的组织、实施和控制 目标产品与副产品的分离，目标产品质量的控制及副产物的利用 生产过程中能量的回收及利用 对生产同种产品不同工艺路线和工艺流程的技术经济的评价与对比 分类：无机化工、有机化工、高分子化工、精细化工、生物化工。1.3 化学工业的现状、特点和发展方向 （0.8学时） 化学工业是我国支柱型的产业；但生产规模小、生产成本高、大型装置 设备自给率低，产品品种

7、少、功能化和差别化率低，环境污染严重，能量消 耗高。1.4 化学工艺学与化学工业的关系（ 0.4 学时）教学方法与 教学手段教学方法：1.采用 “以多媒体教学为主、板书为辅 ”的方式，多种教学手段相互补充，使 课堂教学与实验教学相结合。2.启发引导为主，从重知识目标转向重智能目标上转变。3.线上教学与线下教学相结合， 借助网络等方式搭建师生交流和互动的平台。 教学手段：1.通过多媒体图片和化学工艺学中的小故事了解化学工艺学的定义、内容与 特点。2.通过课堂现场幻灯片演示，目的是避免老师的一言堂，达到 “以学生为本、 师生互动 ”的目的，充分调动学生的学习积极性和主动性，由教师一边带领 学生学习

8、知识点，一边讲解如何找到学习该课程的方法，使学生能够及时进 入该课程的学习状态中。本章思考题无主要 参考资料教 材：黄仲九、房鼎业主编化学工艺学（精编版）高等教育出 版社， 2011辅助教材 ：潘鸿章主编化学工艺学高等教育出版社， 2010 米镇涛主编化学工艺学化学工业出版社， 2006备注无制定者：刘祺凤章节第 2 章 化工资源及其初步加工教学目的 和要求本章要求了解化学工业原料资源情况，如化学矿、煤炭、石油、天然气等原料的初步加工方法和过程，以及化工生产过程及相关流程。重点和难点重点：煤的分类及其初步加工，石油的一次加工和二次加工过程、石油的蒸 馏产品难点：石油的催化裂化、催化重整和芳烃抽

9、提。“三基. ”分析基本知识： 煤炭的分类、汽柴油的标号。基本理论： 石油的一次加工和二次加工基本方法： 石油蒸馏法、四组分分析法教学内容与 学时分配教学内容 （7.5 学时）：2.1 化学矿（ 0.2 学时） 盐矿、硫矿、磷矿、铝土矿、锰矿、钡矿2.2 煤炭（ 0.2学时） 种类和特征、化学组成、选煤和储煤、综合利用2.3 石油（ 6 学时）一、石油的性质、组成和分类（ 0.5 学时） 我国原油特点：油偏重， H/C比偏低，低 S高N，Ni 多V 少，轻馏分 少重馏分多。二、原油的预处理和常减压蒸馏（ 1.5 学时） 电脱盐脱水的原因，工艺原理；常减压蒸馏工艺流程和产品 三、催化裂化和加氢裂

10、化（ 2 学时） 催化裂化的催化剂、反应原理、催化裂化装置、催化裂化产品 四、催化重整和芳烃抽提（ 0.5 学时） 催化重整的目的：旨在生产高辛烷值汽油、或者苯、甲苯以及二甲苯等 化工原料，并副产大量氢气；催化重整涉及到的化学反应、催化剂、工艺流 程图。五、延迟焦化（ 0.5 学时） 延迟焦化的含义和目的，焦化产品，焦化工艺流程 六、石油炼制主要产品 汽、柴油（ 1 学时）2.4 天然气（ 1 学时）一、天然气的分类、组成及加工（ 0.2 学时）二、可燃冰（ 0.8 学时）2.5 其他化工资源（ 0.1 学时）教学方法与 教学手段教学方法：1.采用 “以多媒体教学为主、板书为辅、实例演示 ”的

11、方式，多种教学手段相 互补充，使课堂教学与实验教学相结合。2.启发引导为主，从重知识目标转向重智能目标上转变。3.线上教学与线下教学相结合， 借助网络等方式搭建师生交流和互动的平台。 教学手段：1.通过多媒体图片了解石油的炼制和加工过程。2.通过动画了解汽油机和柴油机工作原理。本章思考题教材 P47，1、2 题主要 参考资料教 材：黄仲九、房鼎业主编化学工艺学（精编版）高等教育出 版社， 2011辅助教材 ：潘鸿章主编化学工艺学高等教育出版社， 2010 米镇涛主编化学工艺学化学工业出版社， 2006备注本章为重点章节，与石油炼制工程这门课相辅相成。章节第 3 章 通用反应单元工艺教学目的 和

12、要求描述化工过程的主要效率指标，反应条件、催化剂对反应的影响以及反应过 程的物料衡算和热量衡算，掌握化学工程与工艺的共性知识。掌握氧化、加 氢、脱氢和电解等通用反应单元工艺过程，特别是具有代表性的工业实例。重点和难点化工过程主要效率指标，反应过程的物料衡算和热量衡算，乙烯氧化制环氧乙烷，合成氨工业，乙苯脱氢制苯乙烯，氯碱工业。“三基. ”分析基本知识： 乙烯氧化制环氧乙烷，合成氨工业，乙苯脱氢制苯乙烯，氯碱工 业。基本理论： 转化率、回收率、原子经济性、选择性、产量基本方法： 物料衡算法、热量衡算法。教学内容与 学时分配教学内容 （9 学时）：3.1 氧化（ 4 学时） 一、概述（ 0.5 学

13、时） 化学工业中氧化反应是一大类重要化学反应，它是生产大宗化工原料和 中间体的重要反应过程。介绍主要含氧的有机化合物，氧化反应类型，氧化反应特点，列管式固 定床反应器和流化床反应器。二、乙烯环氧化制环氧乙烷（ 2 学时） 从产品应用、生产方法、工艺条件的选择、工艺流程、反应设备、新工 艺技术等方面进行介绍。三、丙烯氨氧化制丙烯腈（ 2 学时） 从产品应用、生产方法、工艺条件的选择、工艺流程、反应设备、三废 处理等方面进行介绍。3.2 氢化和脱氢（ 4 学时） 一、概述（ 0.5 学时） 加氢和氢解的概念，脱氢反应类型，加氢反应特点，加氢脱氢催化剂 二、氢的来源（ 1 学时） 水电解制氢、副产氢

14、、煤制氢、由气态烃和轻油转化制氢 三、氮加氢制合成氨（ 1.5 学时） 四、乙苯脱氢制苯乙烯（ 1 学时）3.3 电解（ 1 学时） 一、概述（ 0.3 学时） 二、食盐水电解制氯气和烧碱（ 0.7 学时）教学方法与 教学手段教学方法：1.采用 “以多媒体教学为主、板书为辅、实例演示 ”的方式，多种教学手段相 互补充，使课堂教学与实验教学相结合。2.启发引导为主，从重知识目标转向重智能目标上转变。3.线上教学与线下教学相结合， 借助网络等方式搭建师生交流和互动的平台。 教学手段：1.工业实例较多，通过多媒体展示工业上工艺实现的过程。2.绘制工艺流程图，通过绘制过程讲解各个工艺流程。本章思考题教

15、材 P161，1、4、5 题主要 参考资料教 材：黄仲九、房鼎业主编化学工艺学（精编版）高等教育出 版社， 2011辅助教材 ：潘鸿章主编化学工艺学高等教育出版社， 2010 米镇涛主编化学工艺学化学工业出版社， 2006备注氧化、氢化和脱氢为本章重点，电解工艺作为了解章节第 5 章 有机化工反应单元工艺教学目的 和要求本章内容较多，要求了解烃类热裂解过程的化学反应，裂解过程工艺参数和 操作指标，管式裂解炉，裂解气的预分馏及净化，精馏和分离系统等，要求 要求掌握烯烃的制备方法与工艺；掌握氯化反应的特点与规律，其产品合成 方法与工艺；掌握烷基化反应的主要工业应用实例；了解水解和水合典型工 业实例

16、；掌握不饱和化合物和甲醇的羰化反应，醋酸、丁辛醇的工业生产方 法和工艺。重点和难点烃类热裂解的化学反应，反应规律，机理及反应的热力学和动力学，裂解气 的精馏和分离系统；乙烯氧氯化制氯乙烯工艺；不饱和化合物和甲醇的羰化 反应，甲醇羰基化合成醋酸，丙烯羰基化合成丁辛醇。“三基. ”分析基本知识：烃类热裂解规律、 管式裂解炉、氯化反应特点、 烷基化反应特点。 基本理论： 乙烯工业是衡量一个国家化工发展水平的标准。基本方法： 氯乙烯合成方法、工业乙醇合成方法、醋酸合成方法。教学内容 （ 11学时）：5.1烃类热裂解（ 6 学时）一、概述（ 1 学时） 石油的二次加工过程，石油化工的基础，有机化合物在高

17、温和无催化剂 下，受热分解和缩合生成相对分子质量不同的产品的过程。二、烃类热裂解原理（ 2 学时） 裂解过程分为一次反应和二次反应，反应过程有脱氢，断链，异构化， 脱氧环化，芳构化，脱烷基，聚合，缩合，结焦等。介绍各族烃的裂解反应规律。 烃类裂解过程是十分复杂的化学反应过程，已明确为 “自由基链反应机 理”。三、由烃类热裂解制取低级烯烃（ 3 学时） 裂解原理及产品分布：原料性能的评价指标。 工艺过程参数：温度、压力、停留时间裂解工艺流程及设备： 不同原料的裂解工艺； 裂解设备主要介绍裂解炉， 关键介绍裂解炉的更新换代。如 SRT短停留时炉、 USC 型炉、 LSCC 炉、 MSF 型炉。5.

18、2 氯化（ 2 学时）一、概述（ 0.5 学时） 有机化合物分子中引入一个或几个氯原子的反应，氯化物化学性质比较 活泼，工业上用途广泛。按反应类型分类：取代氯化，加成氯化，氧氯化，氯化物裂解 按促进氯化方式分类：热氯化法，光氯化法，催化氯化法。反应机理二、乙烯氧氯化制氯乙烯（ 1.5 学时） 从产品应用、工艺原理、工艺流程、反应设备、等方面进行介绍。5.3 烷基化（ 1 学时）一、 概述（ 0.5 学时） 利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的氮、氧、碳、硅、硫 等原子上引入烷基 R-或芳烃基的反应。教学内容与学时分配二、 由异丁烷和烯烃合成烷基化汽油（ 0.5 学时） 由异丁烷和烯烃合

19、成烷基化汽油， MTBE 的合成5.4 水解和水合（ 1 学时）一、概述（ 0.5 学时） 水解：无机或有机化合物与水作用起分解反应的过程； 水合：水化，系指将水分子加入反应物分子内的过程。 二、油脂水解制甘油和脂肪酸（ 0.5 学时）油脂（天然油脂的简称） ，是各种脂肪酸甘油酯的总称，水解可得 脂肪酸和甘油，是工业上获取脂肪酸的重要途径。 由于油脂是由多种脂肪酸甘油酯组成的混合物，随油脂种类的不 同，其组成会有很大的差别。因此，油脂水解可以得到以 12 种脂 肪酸为主的多种脂肪酸。5.5 羰基合成（ 1 学时）一、概述（ 0.3 学时） 也称氢甲酰化反应、氢酰化反应，有 CO 参加的络合催化

20、反应 二、甲醇低压羰基化制醋酸（ 0.7 学时） 羰基合成是工业上生产醇，尤其是是高级醇的重要途径。 羰基合成的催化剂：钴和铑催化剂教学方法与 教学手段教学方法：1.采用 “以多媒体教学为主、板书为辅、实例演示 ”的方式，多种教学手段相 互补充，使课堂教学与实验教学相结合。2.启发引导为主，从重知识目标转向重智能目标上转变。3.线上教学与线下教学相结合， 借助网络等方式搭建师生交流和互动的平台。 教学手段：1. 与第二章汽油标号及汽油最理想组分进行比较，说明烷基化汽油的重要 性。2. 通过展示讲解天津大乙烯工程设计说明书，使学生扩宽知识面。本章思考题教材 P263，1-3 题主要 参考资料教

21、材：黄仲九、房鼎业主编化学工艺学（精编版）高等教育出 版社， 2011辅助教材 ：潘鸿章主编化学工艺学高等教育出版社， 2010 米镇涛主编化学工艺学化学工业出版社， 2006备注烃类热裂解为本章重点，需掌握；其他达到熟悉程度。制定者：刘祺凤章节第 6 章 煤化工反应单元工艺教学目的 和要求掌握煤的热加工过程，煤炭气化工艺的分类，气化炉的特点，了解煤的直接液化和间接液化技术，了解煤炭多联产技术。重点和难点煤的低温干馏和高温干馏，煤气化原理及设备，煤制油技术特点。“三基. ”分析基本知识： 煤炭分类、煤炭干馏概念、煤炭气化液化加工产品基本理论： 煤的干馏、煤的气化、煤制油基本方法： 费托合成法、煤炭直接液化法、煤炭间接液化法教学内容与 学时分配教学内容 （2 学时）：6.1煤的干馏（ 0.5学时） 煤的干馏是煤在隔绝空气条件下加热至较高温度时，所发生的一系列物 理变化和化学反应