化学工艺学 教学大纲

1、化学工艺学Chemical Technology【学分】2 【学时】32 【性质】专业选修 【实验】 0（一）授课对象四年制本科过程装备与控制工程专业。（二）课程的性质和地位本课程是过程装备与控制工程专业的专业选修课程。化学工艺学是研究由化工原料加工成化工产品的生产过程的一门科学，内容包括生产方法、基本原理、工艺流程和主要设备等。化学工艺学的教学目的是培养学生将已学的专业理论知识和专业基础知识与实际生产相结合，以处理实际生产过程问题。它的作用和任务是培养学生在化工工艺过程的理论与实践方面建立较为系统的基础知识，能较好地应用物理、化学、化工基础知识来分析和解决实际问题，初步掌握化工工艺过程开发的

2、基本思路和技巧。为学生将来从事化工行业打下基础。通过本课程的学习，要求学生学会运用化学反应、化工热力学、动力学等基本理论知识，具体分析各类典型的反应过程，掌握化工工艺流程组织的一般规律，认识化学加工工业的共性特征，培养综合应用相关基础科学知识，处理化学工业实际问题的能力。（三）课程的教学目标通过本课程的学习学生应达到如下教学目标：1掌握如下基本知识化学工业的特点、原料资源和主要产品。2掌握如下基本理论及方法（1）化工过程的主要效率指标；（2）催化剂的性能及使用；（3）反应过程的物料衡算和热量衡算；（4）各种反应过程的反应规律、机理； （5）原料路线的选择；（6）工艺流程的设计；（7）最适宜的操

3、作条件的选择。3掌握如下基本技能（1）要求学生掌握化工过程带控制点的工艺流程图的绘制；（2）设计工艺路线的技能等。（四）课程相关能力培养1掌握文献信息查询及获取的基本方法，具有运用过程装备与控制工程学科专业知识分析复杂工程问题，提炼并解决工程实际问题的基本能力，掌握专业领域实验研究的基本技能（G2）;2具有安全意识、环保意识和可持续性发展意识，具有保证过程装备安全可靠性的基本知识和能力（G7）。（五）教学内容本课程根据化学工业的结构特点，以反应单元为主线组织教学，介绍了烃类热裂解、芳烃转化、合成气的生产、加氢过程、脱氢过程、烃类选择性氧化、羰基化过程等生产技术。每一个反应单元均介绍典型产品的生

4、产原理（包括主副反应、反应机理、催化剂组成等），工艺条件（包括从热力学和动力学上分析影响因素和寻找最佳工艺条件）和工艺流程（包括反应器选型、组织原则、生产方法比较及最新进展）。1绪论（G7）（1）化学工艺学的研究范畴；（2）化学工业的发展、地位与作用；（3）现代化学工业特点和发展方向；（4）化学工业的原料资源和主要产品。重点：化学工艺与化学工程的关系，主要的化工原料。 难点：介绍化学工艺与化学工程研究内容的差别和相互关系，使学生认识到化工工艺在化工生产、科研中的主导地位，激发其学习热情。2化学工艺基础（G2，G7）（1） 原料资源及其加工；（2） 化工生产过程及流程；（3） 化工过程的主要效率

5、指标；（4） 反应条件对化学平衡和反应速率的影响；（5）催化剂的性能及使用；（6）反应过程的物料衡算和热量衡算。重点：石油的一次加工和二次加工的工艺和特点；化工过程的主要效率指标；热量衡算和物料衡算。 难点：掌握化工生产工艺流程的组织的基本方法，学会分析复杂流程的单程转化率、全程转化率、选择性等效率指标，建立初步的工程概念。3烃类热裂解（G2，G7）（1）热裂解过程的化学反应；（2）裂解过程的工艺参数和操作指标；（3）管式裂解炉及裂解工艺过程；（4）裂解气的预分馏及净化；（5）裂解气的精馏分离系统；（6）乙烯工业的发展趋势。重点：不同烃类原料裂解的一般规律及烃类裂解的一次反应和二次反应以及对烯

6、烃收率影响；烃类裂解工艺过程参数选择；各个工艺参数和原料性质对裂解产物分布的影响；不同SRT炉型差异；裂解气的净化方法、原理和工艺条件；不同分离顺序流程及精馏分离塔的操作条件。 难点：烃类裂解工艺过程参数选择；裂解过程的高温、短停留时间和低烃分压的选择和措施。4芳烃转化过程（G2，G7）（1）芳烃的转化；（2）C8芳烃的分离；（3）芳烃生产技术发展方向。重点：芳烃转化的主要反应；芳烃脱烷基、歧化、异构化、烷基化的典型产品生产工艺的原理、工艺流程及工艺参数的选择。 难点：芳烃转化各工艺流程的特点。5合成气的生产过程（G2，G7）（1）由煤制合成气；（2）由天然气制造合成气；（3）由渣油制造合成气

7、；（4）一氧化碳变换过程；（5）气体中硫化物和二氧化碳的脱除。重点：天然气制备合成气原理、催化剂、工艺流程及主要设备；一氧化碳变换过程；脱硫和脱除二氧化碳的方法。 难点：天然气制备合成气的工艺流程。6加氢与脱氢过程（G2，G7）（1）加氢、脱氢反应的一般规律；（2）氮加氢制合成气；（3）甲醇的合成；（4）乙苯脱氢制苯乙烯；（5）正丁烯氧化脱氢制丁二烯。重点：加氢、脱氢反应的一般规律；氮加氢制合成氨的原理、催化剂、工艺流程和设备；甲醇合成的原理、催化剂、工艺流程和设备；乙苯脱氢制苯乙烯的原理、催化剂、工艺流程和设备。 难点：氮加氢制合成氨的工艺流程和工艺参数的选择；乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程和工

8、艺参数的选择。7烃类选择性氧化（G2，G7）（1）均相催化氧化；（2）非均相催化氧化；（3）乙烯环氧化制环氧乙烷；（4）丙烯氨氧化制丙烯；（5）芳烃氧化制邻苯二甲酸；（6）催化氧化技术进展。重点：乙烯直接氧化法生产环氧乙烷工艺流程和工艺参数的选择。 难点：不同氧化法工艺条件的选择和流程组织。8羰基化过程（G2，G7）（1）羰基化反应的理论基础；（2）甲醇羰基化合成醋酸；（3）丙烯羰基化合成丁醇、辛醇；（4）羰基化反应技术的发展趋势。 重点：甲醇羰基化合成醋酸的原理、工艺流程；丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工艺流程。难点：甲醇羰基化合成醋酸的工艺流程和工艺参数的选择。（六）教学实践环节安排1合

9、成气生产工段开车、停车、正常生产操作仿真练习；2加氢与脱氢过程开车、停车、正常生产操作仿真练习。（七）教学方式与习题要求本课程采用启发式与讨论式结合的教学方法，应充分利用多媒体课件以及实物教具等教学手段。为巩固基本概念、基本理论，使学生灵活掌握所学知识，活跃学习气氛，增强学习兴趣，在教学中应适当安排习题课与课堂讨论。每章应布置一定数量的习题，习题出自教材。（八）考核办法按上课出勤率，平时作业，期末课堂测试三种形式对学生进行考核，学生的最终成绩以五级制记分，评定分为优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。具体评定标准如下：优秀：出勤率95% 以上，平时作业都按时完成且正确率在95% 以上，期末课

10、堂测试分数在95分以上；良好：出勤率90% 以上，平时作业都按时完成且正确率在85% 以上，期末课堂测试分数在85分以上；中等：出勤率85% 以上，平时作业不能按时完成次数不能超过1次，且正确率在75% 以上，期末课堂测试分数在75分以上；及格：出勤率80% 以上，平时作业不能按时完成次数不能超过3次，且正确率在65% 以上，期末课堂测试分数在65分以上；不及格：若不能满足上述等级的要求，则评定为不及格。（九）推荐教材或讲义及主要参考书1米镇涛主编：化学工艺学，化学工业出版社，2006年；2崔英德主编：实用化工工艺学，化学工业出版社，2002年；3黄仲九，房鼎业主编：化学工艺学，高等教育出版社，