《化学反应过程与设备》课程标准

《化学反应过程与设备》课程标准课程代码：B0201427课程类别：专业核心课授课系（部）：化学工程系学分学时：4学分64学时一、课程定位与作用1.课程的定位《化学反应过程与设备》是高职应用化工技术专业核心课程，是学生深化专业理论学习、培养专业能力和职业素养的专业骨干课程。2.课程的作用本课程对高职应用化工技术专业人才培养，对职业能力和素质的形成具有基础性关键性地位，是工学结合的专业核心课程，对中控操作能力，反应设备的操作维护，异常现象的判断和处理，质量意识，成本意识，节能意识，环保意识，劳动安全卫生意识等职业能力和素质的养成起着重要的支撑作用。3.与其他课程的关系本课程的前导课程有《物理化学》、《化工设备基础》等课程，通过化学动力学，化工设备的结构、工作原理、腐蚀防腐等知识和技能的学习训练，为本门课程的学习打下基础，本课程的后续课程有《无机化工生产技术》、《化工总控操作技术》等，运用本课程所学的知识技能为后续课程做准备。二、课程目标通过本课程的学习，使学生掌握反应器的结构组成、流体在反应器中的流动特征、化学反应的类型和特点、催化剂及工程因素对化学反应的影响等基本知识，具备反应器选型、简单反应器设计计算、反应器的操作和控制等职业能力以及安全、节能、环保、质量、成本等职业素质，为今后的职业生涯打下基础。1.知识目标（1）了解反应器在化学生产中的重要作用；（2）了解反应器的发展趋势；（3）掌握反应器的分类；（4）掌握反应器的基本结构及特点；（5）掌握反应器类型选择方法；（6）掌握均相、非均相反应动力学基本概念；（7）掌握理想流动模型的特点及造成非理想流动的原因；（8）掌握降低反应器返混程度的措施；（9）掌握催化剂基本概念；（10）掌握反应器设计的简单计算；（11）掌握反应器操作工艺参数的控制方法。2、能力目标（1）能根据反应特点和工艺要求选择反应器类型；（2）能对反应器的设计与操作进行简单的优化或改进；（3）能按生产操作规程操作反应单元；（4）能对反应器进行操作参数调节控制；（5）能分析和处理操作反应器过程中出现的常见故障；3、素质目标（1）具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力；（2）具有团队意识和合作精神；（3）具有良好的心理素质和克服困难的能力；（4）具有自主学习新知识、新技术的能力；（5）具有通过各种媒体资源查找所需信息的能力（6）具有独立制订工作计划并实施的能力；（7）具有规范操作、文明操作意识；（8）具有分析问题和解决问题的能力；（9）具有科学思维方法；（10）具有劳动保护与安全生产意识；（11）具有节能减排意识；（12）具有经济成本意识；（13）具有化工生产职业道德；（14）具有“6S”管理意识。三、课程设计1、设计思想教学内容框架：本课程学习内容由三个方面组成，包括反应器选型、反应器设计计算和反应器的操作与控制。总体设计思路：本课程的实施以项目和工作任务为载体，以解决问题为主轴，教师主导，学生主体，在完成项目任务的过程中，培养职业能力和素质，根据项目任务的需要学习相应的理论知识，按照工作过程要求对所学知识进行序化排列，提高教学的有效性和实用性。为切实保障教学目标的达成，学生需要充分利用与本门课程配套的在线资源，理解并掌握有关理论知识。课程开发和学习情境设计。本课程包括反应器选型、反应器设计计算和反应器操作控制三个方面的内容（三大项目），每个项目下面设计若干工作任务，每个工作任务实际上就是一个教学情境，在教学实施中，可根据学期进度安排，在不影响教学目标达成的情况下，选择一定的工作任务安排教学。项目子项目教学情境（工作任务）一、反应器选型（一）釜式反应器选择情境1.2—巯基苯并噻唑生产反应器选择（教师演示）情境2.聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）生产反应器选择（教师引导）情境3.阿托他汀中间体生产反应器选择（学生完成）（二）管式反应器选择情境4.轻油裂解制乙烯反应器选择（教师演示）情境5.环氧乙烷水合制乙二醇反应器选择（学生完成）（三）固定床反应器选择情境6.烃类蒸汽转化反应器选择（教师演示）情境7.氨合成反应器选择（教师引导）情境8.甲醇氧化制甲醛反应器选择（学生完成）（四）流化床反应器选择情境9.石油催化裂化反应器选择（教师演示）情境10.丙烯氨氧化制丙烯腈反应器选择（学生完成）（五）塔式反应器选择情境11.乙烯和苯制乙苯反应器选择（教师演示）情境12.变换气脱碳反应器选择（学生完成）二、反应器设计计算（一）釜式反应器设计计算情境13.间歇釜乙酸丁酯生产反应时间的的计算（教师演示）情境14.间歇釜乙酸丁酯生产反应器体积计算、直径和高度计算（教师引导）情境15.间歇釜式反应器体积和数量的确定，设备之间的平衡（学生完成）情境16.连续釜生产乙酸丁酯反应器体积计算（学生完成）（二）管式反应器设计计算情境17.连续管生产乙酸丁酯反应器体积或管长的计算（教师演示）（三）床层反应器设计计算情境18.石油催化裂化催化剂用量的计算（选，教师演示）（四）反应器设计优化情境19.间歇操作加料方式的确定（教师演示）情境20.反应器组合优化的确定（学生完成）三、反应器的操作与控制（一）釜式反应器的操作控制情境21.间歇釜式反应器生产2—巯基苯并噻唑（二）床层反应器的操作控制情境22.选择性加氢除去低级烯烃中的乙炔情境23.乙丙共聚生产高抗冲击共聚物情境24.氨合成塔的操作控制2、课时分配建议本课程课时为64课时，其中理论教学28课时，实践教学36课时。序号项目（课程单元）学习任务及教学要求参考学时学习任务教学要求理论教学实践教学1反应器选型学习反应器选择方法、反应器的结构组成及特点、化学反应类型及特点、反应器中的流动形态等。以工作任务为载体，通过生产实例，教师演示、教师指导、学生独立完成掌握反应器选择的所需的知识，能选择适合的反应器。18102反应器设计计算学习反应器设计计算的基本内容和基本方程，各种型式和操作方式的反应器动力学计算法，反应器的组合优化方法等。以工作任务为载体，教师演示、教师指导、学生独立完成掌握反应时间、反应器体积、催化剂用量等方面的设计计算，确定反应器加料方式和反应器组合优化。1063反应器的操作控制学习釜式反应器、固定床反应器、流化床反应器等常见反应器的开车、停车操作及温度、压力、料位等重要参数的调节方法，异常情况的判断和处理等。以2—巯基苯并噻唑、选择性加氢除烯烃中的炔烃、氨合成、乙丙共聚生产高抗中级共聚物等实例为载体，通过仿真训练掌握反应器操作与控制方法，培养安全、节能、环保等职业素质。020合计：6428363、课程单元描述课程单元1课程单元名称反应器选型课时数：28理论教学实践教学1810学习目标知识目标1.了解各种结构型式反应器的特点和工业应用；2.掌握反应器的结构及组成；3.掌握物料在反应器中的流动特征；4.理解返混、反应级数、反应活化能等基本概念；5.掌握固体催化剂基本知识；6.掌握化学反应的分类方法；7.掌握化学反应动力学特点；8.掌握反应器选择的方法；9.理解反应条件、反应热效应、催化剂形态和寿命等因素对反应器选择的影响；能力目标1、能根据反应原料、生产条件确定反应类型；2、能分析反应的动力学特点，确定生产过程对温度、浓度、停留时间等参数的要求；3、能根据反应特点、生产要求、催化剂特征确定适宜的反应器结构型式；4、能按规范要求编制反应器选型报告并汇报；5、能在线上线下查阅获取学习资料资源，并进行分析整理；素质目标团队意识和合作精神，良好的心理素质和克服困难的勇气，科学的思维方法等。学习内容1学习二巯基苯并噻唑生产、聚对苯二甲酸乙二醇酯生产、阿托他汀中间体生产、乙烯生产、氨合成、石油催化裂化等生产过程的原料、反应条件、反应原理；2学习釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器、塔式反应器的结构组成及特点；3学习化学反应的分类、特点；4学习反应器的流体流动，固体催化剂基础知识等；5学习反应器的选择方法和依据。教学方法和建议教学方法：案例教学，项目化教学，“练学思拓”训练模式，工作过程系统化序化排列理论教学内容教学建议：1.以实际的产品生产过程设计工作任务，学生按照资讯－决策－计划－实施－检查－评估六步法完成任务，学习知识，培养技能，在老师指导下制定方案、实施方案、最终评估；2.教师应提前准备好学习引导材料，提出学习问题、准备好教学场地和设备。教学条件要求1.课程标准2.授课计划3.授课教案4.教学案例5.项目任务书6.任务指导书学生已有基础化学动力学基础；化工设备的结构和工作原理；化工单元操作知识；节能降耗与环境保护知识；安全生产知识；化工生产成本知识。教师所需执教能力要求反应器选型能力；教学组织和管理能力；教学情境设计能力；分析问题、解决问题、协调能力等。校企双师授课安排建议校内教师授课内容：企业兼职教师授课内容：课程单元2课程单元名称反应器的设计计算课时数：16理论教学实践教学106学习目标知识目标1.掌握反应器设计计算的基本内容和基本方程；2.掌握均相反应动力学计算；3.掌握各种间歇釜式反应器体积、数量、反应时间、直径和高度的设计计算；4.掌握管式反应器体积（或管长）的设计计算；5.掌握釜式反应器体积计算及组合优化方法；6.掌握不同型式反应器的组合优化方法。能力目标1.能进行各种型式反应器的简单设计计算2.能根据生产对物料浓度要求确定适宜的加料方式或反应器型式或组合方式；3.能确定流化床反应器的催化剂用量等；4.能按规范要求编制反应器选型报告并汇报；5.能在线上线下查阅获取学习资料资源，并进行分析整理；素质目标团队意识和合作精神，良好的心理素质和克服困难的勇气，科学的思维方法，工程意识，成本意识等。学习内容1.反应器设计计算的基本内容及基本方程；2.各种型式反应器的动力学计算；3.复杂反应选择性比较；4.常见级数的均相反应动力学；5.反应器的加料方式及组合优化；6.反应器生产能力比较；教学方法和建议教学方法：案例教学，项目化教学，“练学思拓”训练模式，工作过程系统化序化排列理论教学内容教学建议：1.以实际的产品生产过程设计工作任务，学生按照资讯－决策－计划－实施－检查－评估六步法完成任务，学习知识，培养技能，在老师指导下制定方案、实施方案、最终评估；2.教师应提前准备好学习引导材料，提出学习问题、准备好教学场地和设备。教学条件要求1.课程标准2.授课计划3.授课教案4.教学案例5.项目任务书6.任务指导书学生已有基础1.动力学基础；2.管式反应器分类与结构；3.操作知识；4.节能降耗与环境保护知识；5.化工生产成本知识。教师所需执教能力要求反应器设计计算能力；教学组织和管理能力；教学情境设计能力；分析问题、解决问题、协调能力等。校企双师授课安排建议校内教师授课内容：企业兼职教师授课内容：课程单元3课程单元名称反应器操作与控制课时数：20理论教学实践教学020学习目标知识目标1、了解二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物的生产原理和反应条件；2、了解二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物的生产工艺；3、熟悉二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物的操作步骤；4、熟悉二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物生产的主要工艺参数；5、熟悉二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物生产的常见故障；能力目标1、能在仿真平台上进行二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物生产的开车操作、停车操作、正常生产管理；2、能对二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物生产的重要工艺参数进行控制和调节；3、能对二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物生产过程中的异常现象进行分析判断和处理；素质目标质量意识、成本意识、环保意识、节能意识、劳动安全卫生意识，良好的心理素质，克服困难的勇气和信心等。学习内容1.二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物生产的原理、原理、反应条件等；2.二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物生产的工艺流程；3.二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物生产的重要参数；4.二巯基苯并噻唑、选择性加氢除乙炔、氨合成、异丙共聚生产高抗冲击物生产的操作步骤。教学方法和建议教学方法：案例教学，项目化教学，仿真教学，“练学思拓”训练模式，工作过程系统化序化排列理论教学内容教学建议：1.以实际的产品生产过程设计工作任务，学生按照资讯－决策－计划－实施－检查－评估六步法完成任务，学习知识，培养技能，在老师指导下制定方案、实施方案、最终评估；2.教师应提前准备好学习引导材料，提出学习问题、准备好教学场地和设备。教学条件要求1.课程标准2.授课计划3.授课教案4.教学案例5.项目任务书6.任务指导书学生已有基础1.动力学基础；2.反应器的结构组成及特点；3.化工单元仿真基础；4.化工安全意识；5.化工节能降耗与环境保护知识；6.化工生产成本知识。教师所需执教能；力要求反应器操作能力；参数的控制和调节能力教学组织和管理能力；教学情境设计能力；分析问题、解决问题、协调能力等。校企双师授课安排建议校内教师授课内容：企业兼职教师授课内容：四、课程评价（一）《化学反应过程与设备》课程评价及方式说明课程考核采用形成性考核和总结性考核相结合的方式，侧重形成性考核，重视过程学习。学生的成绩评定主要根据理论知识的掌握（为期末总结性考核，占40%）、考勤及课堂表现（占10%），平时作业（占10%），工作任务完成情况（20%），反应器操作仿真实训（占20%）等四方面构成。（二）《化学反应过程与设备》课程过程考核说明1.理论知识的掌握以试卷形式考核，题型包括选择题、判断题、填空题、分析简答题、计算题等；2.考勤及课堂表现依据是平时学生的出勤状况、完成项目任务的参与度、现场问答的正确率；3.平时作业是指每个教学单元中要求学生完成的作业，根据学生完成的质和量评定成绩；4.反应器操作仿真实训是指在仿真实训操作过程中，根据学生掌握的技能情况进行成绩评定。5.工作任务完成情况是指学生分组或独立完成，需要在课堂上展示汇报完成情况的反应器选择和反应器设计计算的训练任务，根据完成质量进行成绩评定。表1：考核标准序号考核项目考核内容比例（%）1形成性考核考勤及课堂表现出勤状况、完成训练任务的参与度、现场问答的正确率10平时作业作业完成的质和量102工作任务完成情况任务完成的质量203总结性考核期末试卷题目完成情况及正确率404反应器操作实训技能评定考核反应器实际操作或仿真实训情况20合计1