《化工工艺学》课程教案
《化工工艺学》教案检测和操作控制
《化工工艺学》教案检测和操作控制第一章：绪论1.1 教学目标了解化工工艺学的基本概念和发展历程。
理解化工工艺学在化工行业中的重要性。
掌握化工工艺学的基本研究内容和应用领域。
1.2 教学内容化工工艺学的定义和发展历程。
化工工艺学的研究内容和方法。
化工工艺学在化工行业中的应用领域。
1.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学。
引导学生积极参与讨论和提问。
1.4 教学评估通过课堂讨论和提问了解学生对化工工艺学的基本概念的理解。
通过作业和练习检查学生对化工工艺学应用领域的掌握情况。
第二章：化工过程及其检测2.1 教学目标理解化工过程的基本概念和分类。
掌握化工过程中常用的检测方法和原理。
学会选择合适的检测方法并进行操作。
2.2 教学内容化工过程的定义和分类。
化工过程中常用的检测方法，如温度、压力、流量、液位等。
检测方法的原理和操作步骤。
2.3 教学方法采用讲授和实验操作相结合的方式进行教学。
引导学生通过实验实践来加深对检测方法的理解。
2.4 教学评估通过实验操作评估学生对检测方法的掌握情况。
通过作业和练习检查学生对检测原理的理解。
第三章：化工过程控制与优化3.1 教学目标理解化工过程控制的基本概念和目的。
掌握化工过程控制的基本原理和方法。
学会进行化工过程优化和调整。
3.2 教学内容化工过程控制的基本概念和目的。
化工过程控制的基本原理，如PID控制、模糊控制等。
化工过程优化和调整的方法和步骤。
3.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学。
引导学生通过案例分析来加深对化工过程控制的理解。
3.4 教学评估通过案例分析和讨论评估学生对化工过程控制的掌握情况。
通过作业和练习检查学生对化工过程优化和调整的方法的理解。
第四章：化工安全与环保4.1 教学目标了解化工安全的重要性。
掌握化工安全的基本知识和措施。
理解化工环保的基本概念和原则。
4.2 教学内容化工安全的基本知识和措施，如防火、防爆、防毒等。
化工工艺学课程教案
化⼯⼯艺学课程教案百度⽂库?让每个⼈平等地捉升⼝我2014学年第2学期函授13化学⼯程（专升本）专业《化⼯⼯艺学》课程教案4课时/次共10次40课时教师：________________教研室：______________百度⽂库?让每个⼈平等地捉升⼝我§ 1 第⼀章合成氨原料⽓的制备教学⽬的：掌握优质固体燃料⽓化、⽓态炷蒸汽转化、重汕部分氧化等不同原料制⽓过程的基本原理：原料和⼯艺路线：主要设备和⼯艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使⽤条件。
教学重点：优质固体燃料⽓化、⽓态炷蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制⽓过程。
教学难点：消耗定额的计算和催化剂的使⽤条件。
新课内容：第⼀节固体燃料⽓化法⼀、槪述固体燃料（煤、焦炭或⽔煤浆）⽓化：⽤氧或含氧⽓化剂对其进⾏热加⼯，使碳转变为可姻性⽓体的过程。
⽓化所得的可燃⽓体称为煤⽓，进⾏⽓化的设备称为煤⽓发⽣炉。
⼆、基本概念1、煤的固定碳；固体燃料煤除去灰分、挥发分、硫分和⽔分以外，其余的可燃物质称为固定碳。
2、煤的发热值：指1公⽄煤在完全燃烧时所放出的热量。
3、标煤：低位发热值为7000kcal/kg的燃料4.空⽓煤⽓：以空⽓作为⽓化⽽⽣成的煤⽓其中含有⼤量的氮（50%以上）及⼀定量的⼀氧化碳和少量的⼆氧化碳和氢⽓。
5?混合煤⽓（发⽣炉煤⽓）：以空⽓和适量的蒸汽的混合物为⽓化剂⽣成的煤⽓，其发热量⽐空⽓煤⽓为⾼。
在⼯业上这种煤⽓⼀般作燃料⽤。
6. ⽔煤⽓：以蒸汽作为⽓化剂⽽⽣成的煤⽓，英中氢及⼀氧化碳的含疑⾼在85%以上，⽽氮含量较低。
7. 半⽔煤⽓：以蒸汽加适疑的空⽓或富氧空⽓同时作为⽓化剂所创得的煤⽓或适当加有发⽣炉煤⽓的⽔煤⽓，其含氮量为21—22%。
三、⽓化对煤质的基本要求（1）保持⾼温和南⽓化剂流速（2）使燃料层各处间⼀截⽽的⽓流速度和温度分布均匀。
这两个条件的获得，除了与炉⼦结构（如加料、排渣等装置）的完善程度有关外，采⽤的燃料性质也具有重⼤影响。
化工工艺学课程教案
百度文库•让每个人平等地捉升口我2014学年第2学期函授13化学工程（专升本）专业《化工工艺学》课程教案4课时/次共10次40课时教师：________________教研室：______________百度文库•让每个人平等地捉升口我§ 1 第一章合成氨原料气的制备教学目的：掌握优质固体燃料气化、气态炷蒸汽转化、重汕部分氧化等不同原料制气过程的基本原理：原料和工艺路线：主要设备和工艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使用条件。
教学重点：优质固体燃料气化、气态炷蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程。
教学难点：消耗定额的计算和催化剂的使用条件。
新课内容：第一节固体燃料气化法一、槪述固体燃料（煤、焦炭或水煤浆）气化：用氧或含氧气化剂对其进行热加工，使碳转变为可姻性气体的过程。
气化所得的可燃气体称为煤气，进行气化的设备称为煤气发生炉。
二、基本概念1、煤的固定碳；固体燃料煤除去灰分、挥发分、硫分和水分以外，其余的可燃物质称为固定碳。
2、煤的发热值：指1公斤煤在完全燃烧时所放出的热量。
3、标煤：低位发热值为7000kcal/kg的燃料4.空气煤气：以空气作为气化而生成的煤气其中含有大量的氮（50%以上）及一定量的一氧化碳和少量的二氧化碳和氢气。
5•混合煤气（发生炉煤气）：以空气和适量的蒸汽的混合物为气化剂生成的煤气，其发热量比空气煤气为高。
在工业上这种煤气一般作燃料用。
6. 水煤气：以蒸汽作为气化剂而生成的煤气，英中氢及一氧化碳的含疑高在85%以上，而氮含量较低。
7. 半水煤气：以蒸汽加适疑的空气或富氧空气同时作为气化剂所创得的煤气或适当加有发生炉煤气的水煤气，其含氮量为21—22%。
三、气化对煤质的基本要求（1）保持高温和南气化剂流速（2）使燃料层各处间一截而的气流速度和温度分布均匀。
这两个条件的获得，除了与炉子结构（如加料、排渣等装置）的完善程度有关外，采用的燃料性质也具有重大影响。
1水分：＜5%2挥发份：＜6%煤中所含挥发分量和煤的碳化程度有关，含量少的可至I 一2%,多的可达40%以上。
化工工艺课程教学设计
《化工工艺学》课程整体教学设计（2014～ 2015学年第1学期）课属院系：化工新材料工程学院课程代码： 1101107制定人：傅丽制定时间： 2014.09山东理工职业学院一、课程信息（一）管理信息课程名称：化工工艺学课程代码: 1102025课属院系：化工新材料工程学院制定者：傅丽批准人: 靳庆华（二）基本信息学分： 6 学时96 教学对象应用化工技术专业大二学生课程属性：专业拓展课程课程类型理论+实践课先修课程：化工制图、无机化学、分析化学、化工单元操作后续课程：二、教学对象分析《化工工艺学》面向应用化工技术专业大二学生开设。
大二学生思维较活跃，精力充沛，求知欲强，动手能力强，已掌握必要的基础化学、高等数学、化工单元操作等知识基础，并具有一定的逻辑思维和分析能力，对于《化工工艺学》的理论学习任务有一定优势；但同时仍存在少数学生基础不牢，学习积极主动性差的现象。
针对这一特殊学情，我们在教学设计中本着“必须够用”的原则将理论推导简化，以设备操作为主，将理论知识与实践技术有机融合，提高学生的学习积极性，达到培养技能型人才的教学效果。
三、课程设计指导思想本课程以“工学结合，能力为本”的职业教育理念为指导，以工作工程为主线，融岗位能力要求和职业资格标准为一体，突破学科体系模式，以典型化工工艺为载体，将相关的管理技术、设备维护、工艺操作和工艺平价合理整合。
校企合作共同构建教学内容体系，突出高职教育的职业性和开放性。
本课程采用综合化、项目化的设计方法，结合对企业需求的调研，将教学内容划分为9个项目。
每个项目均采用了理论实践一体化的思路，工学结合，力求体现“做中学，学中做”的教学理念。
本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。
在内容组织形式上强调学生的主体性，在每个任务实施时，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在开始就知道学习的任务和要求，利用学生在任务驱动下自主学习，自我实践。
化工工艺学教案-精品课程
化工工艺学教案第 1 次课 2 学时课目、课题绪论教学目的和要求1、了解《化工工艺学》课程的发展、性质、地位和作用；2、了解化学工业的发展史、范畴、分类和特点；3、熟练掌握化工过程的物料衡算中的三个基本概念；4、了解化学工艺学的发展方向和国内外化学工业发展的现状。
重点难点重点：化学工艺学的任务、特点以及三个基本概念：转化率、收率和选择性教学内容教学方法教学手段师生互动时间分配板书设计教学内容：一、本课程的性质、地位和内容……………………………………0.5学时二、概述化学工业的发展，现状，分类……………………………0.5学时三、概念、任务、三个基本概念……………………………………0.5学时1、转化率2、收率3、选择性四、化学工业的发展方向……………………………………………0.5学时五、本课程的学习方法教学方法、手段、师生互动：板书采用总题双栏设计，左栏为主要内容，要求学生作笔记，右栏为课外补充的知识点以扩大信息量，重点难点突出用彩色笔书写。
作业布置课后阅读主要参考资料1、黄仲九《化学工艺学概论》2、林世雄《石油炼制工程》上册3、廖巧丽、米镇涛《化学工艺学》课后自我总结分析1、化工工艺课属于化工的专业课，是与实际紧密相连的课程，实际的经验十分重要，可以让学生对该课充满兴趣，要用大量化工操作的实例吸引学生。
2、提出总体学习的要求和该课的学习方法，不能死记硬背，要活学活用。
教案（课时备课）第 2 次课 2 学时课目、课题化工资源及其初步加工教学目的和要求1、了解我国化学矿资源的分布、产量、特点与应用；2、熟练掌握煤资源的来源、储藏量与加工方法；3、掌握天然气资源的分类，现状分布与主要用途。
重点难点重点：煤化工的应用，现代新兴的煤资源加工方法。
教学内容教学方法教学手段师生互动时间分配板书设计教学内容：ξ2 化工资源及其初步加工……………………………………2学时2-1 化学矿1、分布与产量2、用途与特点2-2 煤资源1、定义2、分类特点2-2 煤资源加工方法2-3 天然气天然气干气、湿气主要用途：用燃料（西气东输）教学方法、手段、师生互动：采用幻灯与板书相结合教学，重点难点用板书突出教学，课堂教师提问和学生自主提问的方式。
《化工工艺学》教案检测和操作控制
《化工工艺学》教案检测和操作控制一、教学目标1. 了解化工工艺过程中常用的检测方法和操作控制原理。
2. 掌握温度、压力、流量、液位等基本参数的检测和控制技术。
3. 学会使用自动化控制系统和仪表进行化工过程的监控与调整。
4. 能够分析并解决化工生产过程中的检测和控制问题。
二、教学内容1. 化工工艺过程中的检测方法及仪表温度检测仪表：热电阻、热电偶等压力检测仪表：弹簧管压力表、压力传感器等流量检测仪表：电磁流量计、质量流量计等液位检测仪表：超声波液位计、雷达液位计等2. 自动化控制系统及仪表简单控制系统的组成及原理控制器类型：比例-积分-微分（PID）控制器等执行器类型：电动执行器、气动执行器等自动化控制系统在化工工艺中的应用案例3. 操作控制技术化工过程的稳定性分析控制参数的优化与调整故障诊断与处理三、教学方法1. 采用多媒体教学，结合实物图片、示意图和动画，增强学生对检测仪表和控制系统的直观认识。
2. 案例分析：选取具有代表性的化工生产过程，分析其检测和操作控制方法。
3. 课堂讨论：引导学生积极参与课堂讨论，提高分析和解决问题的能力。
4. 实验操作：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作，加深对检测和控制技术的理解。
四、教学评估1. 课堂提问：检查学生对基本概念和原理的理解。
2. 案例分析报告：评估学生对实际问题的分析能力。
3. 实验报告：评估学生的动手操作能力和对实验结果的分析能力。
4. 期末考试：全面测试学生对教学内容的掌握程度。
五、教学资源1. 教材：《化工工艺学》相关章节。
2. 课件：PowerPoint或其他演示软件制作的课件。
3. 实验设备：温度、压力、流量、液位等检测仪表及自动化控制系统的实验装置。
4. 参考资料：相关学术论文、技术手册、企业案例等。
六、教学活动安排1. 课时：本章节共计4课时（每课时45分钟）。
2. 教学活动安排：第1课时：介绍化工工艺过程中的检测方法和自动化控制系统的基本原理。
化工专业《化工工艺学》教学大纲
《化工工艺学》教学大纲课程编码：0412101404课程名称：化工工艺学学时/学分：56/3.5先修课程：《化工原理》、《化学反应工程》、《化工热力学》适用专业：化学工程与工艺开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是化学工程与工艺专业的专业必修课。
本课程主要是从化工生产的工艺角度出发，运用化工过程的基本原理，阐明化工工艺的基本概念和基本理论。
2．课程任务：本课程的任务是通过分析和讨论生产工艺中反应、分离部分的工艺原理、影响因素、确定工艺条件的依据、反应设备的结构特点、流程的组织，使学生掌握化工生产与开发研究工作中的基本方法，对化工生产更加深入的了解，培养学生理论联系实际、应用已学过的基础理论解决实际工程问题的能力。
二、课程教学基本要求通过对本课程的学习，要求学生掌握合成氨、尿素、甲醇等化工产品生产过程的工艺原理、操作条件(工艺参数)的确定，熟悉有关工艺流程以及主要设备结构；了解当今化学工业的概貌及发展方向，了解化工生产中的设备材质、安全生产、三废治理等问题。
使学生获得基本的化学工艺知识，培养理论联系实际的能力，为其将来从事化工过程的开发、设计、建设和科学管理建立化工工艺基础。
成绩考核形式：期末成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（作业、期中考试等）（30%)。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1.教学基本要求掌握化学工业的分类和特点，掌握各类化工资源的加工利用。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学，要求学生熟悉化工生产的基本过程和化工资源，掌握合成氨、尿素和甲醇生产的基本过程。
3.教学重点和难点教学重点是化工过程的主要效率指标，石油及其加工利用。
教学难点是石油的几种不同的一次加工方法。
4.教学内容（1）概述主要知识点：化学工艺学研究范畴；化学工业的发展历史及其在人类社会中的作用；现代化学工业的特点和发展方向；化学工业的原料资源和主要产品；化工过程的主要效率指标。
化工工艺学教案
化工工艺学教案（无机部分）学院、系：化学与制药工程学院任课教师：赵风云授课专业：化学工程与工艺课程学分：课程总学时：64课程周学时： 42008年 9月 2日合成氨教学进程周次上课方式学时章节及主要内容备注1 讲授 2第一章绪论一、化学工程与化学工艺二、氨的发现与制取三、合成氨的原料四、氨的生产工艺分类五、氨生产技术的发展六、氨合成工业的发展方向七、氨的性质和用途多媒体2 讲授 4第二章原料气的制取第一节煤气化制取氨合成气的基本原理第二节、煤气化的工业方法第三节、间歇制气过程及工艺条件第四节、煤气化工艺流程及存在的问题第五节、水煤浆加压气化制气技术第六节灰熔聚流化床制气技术第七节烃类蒸汽转化法7 讲授 4第三章硫化物的脱除第一节脱硫概述第二节湿式氧化法脱硫第三节对苯二酚氨水液相催化法第四节栲胶法脱硫第五节脱硫主要设备第六节干法脱硫8 讲授 4第四章一氧化碳变换第一节一氧化碳变换的基本原理第二节变换催化剂第三节工艺流程主要设备第五节多段变换炉温度曲线第六节变换系统的热能回收9 讲授 3第五章二氧化碳的脱碳第一节二氧化碳的脱除概述第二节氨水中和法脱除二氧化碳第三节热碳酸钾法脱除二氧化碳第四节主要设备第五节 NHD脱碳6 讲授 4第六章原料气的精制第—节铜氨液洗涤法第二节第—节甲烷化法第三节深冷分离法8 讲授 4第七章：氨合成第—节氨合成原理及热力学基础第二节氨合成催化剂第三节氨合成工艺条件第四节氨的分离及氨合成流程第五节主要设备9 讲授 2 第八章：尿素生产简介第九章烧碱生产简介河北科技大学教案用纸上次课复习：本次课题（或教材章节题目）：第一章绪论教学要求：了解氨的生产发展历程和氨的性质及用途，掌握气态烃蒸汽转化法制取合成氨原料气的原理、工艺条件的制定原则。
重点：1、氨的性质，氨合成工业的发展：单系列、大型化、生产规模、生产能力、劳动强度。
2、气态烃蒸汽转化法的原理、工艺条件、主要设备。
难点：1、氨与空气或氧的混合物在一定浓度范围能够发生爆炸，有饱和水蒸气存在时，氨-空气混合物的爆炸界限较窄。
化工工艺学课程设计书
化工工艺学课程设计书一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握化工工艺学的基本概念、原理和方法，培养学生运用化工原理分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：•掌握化工工艺学的基本概念、原理和常用工艺流程。
•了解不同类型的化工反应器及其操作条件优化。
•熟悉化工过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒原理。
•学习化工过程中的物质传递、热量传递和压力传递的基本原理。
2.技能目标：•能够运用化工原理分析和解决实际问题，如设计简单的化工流程、计算反应器参数等。
•具备化工过程模拟和优化能力，能够使用相关软件进行工艺模拟。
•具备实验操作能力，能够进行化工实验并分析实验数据。
3.情感态度价值观目标：•培养学生对化工行业的兴趣和热情，提高学生对化工工艺学的认识和理解。
•培养学生团队合作意识和沟通能力，提高学生解决实际问题的能力。
•培养学生对科学研究的热情和追求，提高学生对科学探索的态度和价值观。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.化工工艺学基本概念和原理：包括化工工艺学的定义、分类和基本原理，化工过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒原理。
2.化工反应器及其操作条件优化：包括不同类型的化工反应器及其特点，反应器操作条件的优化方法。
3.物质传递：包括质量传递的基本原理、传递速率和阻力的概念，以及物质传递过程中的各种因素对传递速率的影响。
4.热量传递：包括热量传递的基本原理、传递速率和阻力的概念，以及热量传递过程中的各种因素对传递速率的影响。
5.压力传递：包括压力传递的基本原理、传递速率和阻力的概念，以及压力传递过程中的各种因素对传递速率的影响。
6.化工实验：进行化工实验操作，收集和分析实验数据，验证和巩固所学的理论知识。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解和演示，向学生传授化工工艺学的基本概念、原理和方法。
《化工工艺学》教案第3章 反应过程和过程优化
第三章反应过程和过程优化第一节反应过程化学工业生产过程包括物理过程和化学反应过程，其中化学反应过程往往是生产过程关键。
反应过程进行的条件对原料的预处理提出了一定的要求，反应进行的结果决定了反应产物的分离与提纯任务和未反应物的回收利用。
一个产品的反应过程的改变将引起整个生产流程的改变。
因此，反应过程是化工生产全局中起关键作用的部分。
化学反应过程的分类1．按化学反应的特性分类按照反应机理的不同，可以将化学反应分为简单反应和复杂反应两大类。
同一组反应物只生成一种特定生成物的反应叫简单反应，它不存在反应选择性问题。
复杂反应是指由一组特定反应物同时或接续进行几个反应的反应过程。
复杂反应的形式很多，主要有平行反应、连串反应、平行一连串反应和共轭反应等。
根据反应的可逆与否，化学反应可分为可逆反应和不可逆反应两类。
不可逆反应能进行到底，反应物几乎全部转变为产物。
可逆反应则受化学平衡的限制，反应只能进行到一定程度，反应产物需要分离和提纯，未反应物应该回收和循环使用。
从化学动力学的角度，可按反应分子数和反应级数区分化学反应。
有单分子反应、双分子反应和个别的三分子反应；有零级反应、一级反应、二级反应和分数级反应等。
根据反应过程的热效应，化学反应可分为吸热反应和放热反应两大类。
由于两类反应热特性不同，所以，反应过程要求的温度条件完全不同，使用的反应器类型也不同。
按反应物系的相态，可将化学反应分为均相反应和非均相反应。
前者指反应组分(包括反应物、产物和催化剂)在反应过程中始终处于同一相态的反应；后者是指反应组分在反左过程中处于两相或三相状态的反应。
2．按反应过程进行的条件分类．按照过程的温度条件可将反应过程划分为等温过程、绝热过程和非绝热变温过程。
由于反应过程总是伴随着一定的热量变化，并且反应器和外界常有热交换和热损失，所以严格等温过程和绝热过程都是不存在的。
如果装置在保温良好的情况下操作，那么过程接近绝热。
在某些场合，又分为低温、常温和高温过程。
化工工艺学-《化工工艺学》课程教学大纲
《化工工艺学》课程教学大纲课程编号：课程名称：化工工艺学/Chemical Technology学时/学分：48/3适用专业：化学工程与工艺先修课程：有机化学，无机化学，化工原理，物理化学，化工热力学，分离工程，反应工程。
开课学院：化学工程学院化学工程系一、课程的性质、目的和任务本课程是化学工程与工艺专业本科生的必修课和骨干专业课。
本课程从化工生产的工艺角度出发，运用化工过程的基本原理，阐明化工工艺的基本概念和基本理论，介绍典型产品的生产方法与工艺原理、典型流程与关键设备、工艺条件与节能降耗分析。
通过本课程学习，培养学生应用已学过的基础理论解决实际工程问题的能力，使学生了解当今化学工业概貌极其发展方向；掌握化工过程的基本原理，典型工艺过程的方法、原理、流程及工艺条件；了解化工生产中的设备材质、安全生产、三废治理等问题。
以便学生在以后的生产与开发研究工作中开拓思路、触类旁通、灵活应用，并初步具备开发新技术、新工艺、新产品和新设备的能力，以降低生产过程中的物料消耗和能量消耗，提高经济效益，更好地满足社会需要。
二、本课程的教学内容、基本要求及学时分配课程在分析讲解常用反应单元工艺原理的基础上，侧重典型化工资源的加工或典型化工产品的生产过程。
学生通过掌握反应单元工艺的基本原理，掌握安排化工生产过程的方法。
重点讲解化工资源的加工或化工产品生产过程中的反应特性以及由此引发的生产方法、工艺流程和工艺条件；难点在于如何引导学生开拓思维，统筹考虑能量综合利用、三废治理及后续产品的生产过程。
（一）教学内容1. 绪论化学工业的范围和分类；化学工业的现状和发展方向；化工工艺学与化学工业、化学工艺、化学工程、工业催化等学科的关系；化学工艺学在化学工程和工艺专业中的地位。
2. 化工资源及其初步加工煤的概述、组成和结构，烟煤和无烟煤的综合利用；石油的性质、组成和分类，原油的预处理和常减压蒸馏，改善汽油辛烷值和安定性的方法，石油的催化裂化和加氢裂化，催化重整和芳烃抽提，延迟焦化。
《化工工艺学》教案检测和操作控制
《化工工艺学》教案检测和操作控制一、教学目标：1. 了解化工工艺过程中检测和操作控制的基本概念。
2. 掌握常用的检测方法和操作控制原理。
3. 能够运用检测和操作控制知识解决实际化工生产中的问题。
二、教学内容：1. 检测和操作控制的基本概念检测的定义和作用操作控制的概念和分类2. 常用检测方法物理检测方法（如温度、压力、流量等）化学检测方法（如pH值、成分分析等）生物检测方法（如生物传感器等）3. 操作控制原理开环控制和闭环控制PID控制原理先进控制策略（如自适应控制、神经网络控制等）三、教学方法：1. 讲授法：讲解检测和操作控制的基本概念、常用检测方法和操作控制原理。
2. 案例分析法：分析实际化工生产中的检测和操作控制案例，让学生更好地理解和应用知识。
3. 互动教学法：引导学生提问和讨论，提高学生的参与度和积极性。
四、教学准备：1. 教案、PPT和相关文献资料。
2. 实验室设备或模拟软件，用于演示和实践检测和操作控制方法。
五、教学评价：1. 课堂问答：评估学生对检测和操作控制基本概念的理解。
2. 案例分析报告：评估学生运用检测和操作控制知识解决实际问题的能力。
3. 期末考试：包括选择题、填空题、计算题和简答题，全面评估学生对知识的掌握程度。
六、教学活动安排：1. 检测和操作控制的基本概念（2课时）讲解检测的定义和作用介绍操作控制的概念和分类2. 常用检测方法（3课时）物理检测方法（如温度、压力、流量等）化学检测方法（如pH值、成分分析等）生物检测方法（如生物传感器等）3. 操作控制原理（2课时）开环控制和闭环控制PID控制原理先进控制策略（如自适应控制、神经网络控制等）4. 案例分析与讨论（2课时）分析实际化工生产中的检测和操作控制案例学生提问和讨论5. 实验室实践（2课时）使用实验室设备或模拟软件进行检测和操作控制实践学生操作和观察实验结果七、教学注意事项：1. 确保学生掌握检测和操作控制的基本概念。
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2014 学年第 2 学期函授 13化学工程（专升本）专业《化工工艺学》课程教案4课时/次共10次 40课时教师：教研室：§1 第一章合成氨原料气的制备教学目的：掌握优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程的基本原理；原料和工艺路线；主要设备和工艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使用条件。
教学重点：优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程。
教学难点：消耗定额的计算和催化剂的使用条件。
新课内容：第一节固体燃料气化法一、概述固体燃料（煤、焦炭或水煤浆）气化：用氧或含氧气化剂对其进行热加工，使碳转变为可燃性气体的过程。
气化所得的可燃气体称为煤气，进行气化的设备称为煤气发生炉。
二、基本概念1、煤的固定碳；固体燃料煤除去灰分、挥发分、硫分和水分以外，其余的可燃物质称为固定碳。
2、煤的发热值：指1公斤煤在完全燃烧时所放出的热量。
3、标煤：低位发热值为7000kcal/kg的燃料4．空气煤气：以空气作为气化而生成的煤气其中含有大量的氮(50％以上)及一定量的一氧化碳和少量的二氧化碳和氢气。
5．混合煤气(发生炉煤气)：以空气和适量的蒸汽的混合物为气化剂生成的煤气，其发热量比空气煤气为高。
在工业上这种煤气一般作燃料用。
6．水煤气：以蒸汽作为气化剂而生成的煤气，其中氢及—氧化碳的含量高在85％以上，而氮含量较低。
7．半水煤气：以蒸汽加适量的空气或富氧空气同时作为气化剂所创得的煤气或适当加有发生炉煤气的水煤气，其含氮量为21—22％。
三、气化对煤质的基本要求(1)保持高温和南气化剂流速(2)使燃料层各处间一截而的气流速度和温度分布均匀。
这两个条件的获得，除了与炉子结构(如加料、排渣等装置)的完善程度有关外，采用的燃料性质也具有重大影响。
1水分：<５％2挥发份：<６％煤中所含挥发分量和煤的碳化程度有关，含量少的可至I一2％，多的可达40％以上。
它的含量依下列次序递减：泥煤褐煤烟煤无烟煤焦炭3灰份：15-20％灰分中主要组分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙和氧化镁等无机物质。
这些物质的含量对灰熔点有决定性影响。
4硫分：<1.5g/m3煤中的硫分在气化过程中，转化为含硫的气体，不仅对金属有腐蚀作用，而且会使催化剂中毒。
在合成氨生产系统中，根据流程的特点，对含硫量有一定的要求，并应在气体净化过程中将其脱除。
5灰熔点：>1250℃6机械强度和热稳定性机械强度是指它的抗破碎力。
煤的机械强度决定于煤的岩相组成、矿物质的含量、分布及碳此的程度。
燃料的热稳定性是指燃料在受高温后粉碎的程度。
燃料之所以受热后不稳定，主要是由于下述三个原因；（1）在燃料层准备阶段(即干燥和干馏时)，释出水分和有机物的过程中，燃料裂碎。
（2）燃料中的碳酸盐受热分解为二氧化碳。
(3)燃料受热时，内外温度差大，以及由于夹石等膨胀系数不同而碎裂。
7燃料的成渣性能燃料的成渣性能是指燃料在气化时是否易于烧结成渣。
8、粘结性粘结性是煤在高温下干馏粘结的性能。
9、燃料粒度 25—100mm入炉燃料粒度大小和粒度范围，影晌气化时的质交换和热交换条件。
四、煤气化的基本原理C＋O2+3.76N2=CO2 +3.76N2C＋H2O=CO+H2第二节烃类蒸汽转化一、烃类蒸汽转化的原料气态烃包括天然气、油田气、炼厂气、焦炉气及裂化气等；液态烃包括原油、轻油和重油。
其中除原油、天然气和油田气是地下药藏的天然矿外，其余皆为石油炼制工业、炼焦工业和基本有机合成工业的产品。
二、合成氨对原料气的要求（1）氢氮比3：1 （2）甲烷含量小于0.5% （3）有害物质少三、化学反应及化学平衡在蒸汽转化过程中，各种烃类主要进行如下反应：甲烷蒸汽转化反应：四、工艺条件(1)水碳比，表示转化操作所用的工艺蒸汽量。
在约定条件下，水碳比愈高，甲烷平衡含量愈低。
(2)温度烃类蒸汽转化是吸热的可逆反应，温度增加，甲烷平衡含量下降。
反应温度每降低10℃，甲烷平衡含量约增加1-1.3％(3)压力烃类蒸汽转化为体积增大的可逆反应，增加压力，甲烷平衡含量也随之增大。
（4）二段转化的空气量：加入空气量的多少，可从二段炉出口温度上反映出来，但不能它来控制炉温和出口甲烷含量的手段。
因为空气量的加入有合成反应的氢氮比决定。
（5）二段出口甲烷含量：二段炉出口残余甲烷每降低0.1％，合成氨产量可增加1.1-1.4％。
一般控制在0.2-0.4％。
五、反应机理（反应的微观步骤）五、催化剂甲烷蒸汽转化是吸热的可逆反应，提高温度对化学平衡和反应速度均有利。
但无催化剂存在时，温度1000℃反应速度还很低。
因此，需要采用催化剂以加快反应速度。
由于烃类蒸汽转化是在高温下进行的，并存在着析炭问题，因此，除了要求催化剂有高活性和高强度外，还要求有较好的耐热性和抗析炭性。
1．催化剂的组成(1)活性组分和促进剂 (2)镍催化剂的载体2．催化剂的还原转化催化剂大都是以氧化镍形式提供的，使用前必须还原成为具有活性的金屑镍，其反应为3．催化剂的中毒与再生当原料气中含有硫化物、砷化物、氯化物等杂质时，都会使催化剂中毒而失去活性。
催化剂中毒分为暂时性中毒和永久性中毒。
六、工艺流程九、主要设备一段转化炉：二段转化炉第三节重油部分氧化一、工艺条件1.温度：一般认为甲烷与蒸汽及蒸汽的转化反应是重油气化的控制步骤。
反应方程为：CH4+H2O→CO+3H2C+H2O→CO+H2热力学分析：均为可逆吸热反应，提高温度可提高甲烷与碳黑的平衡转化率。
动力学分析：提高温度有利于提高甲烷和碳黑的转化反应速率。
国内T<1300 ℃①保护炉衬和喷嘴②O2消耗指标（T提高，氧耗增加）2.压力：重油气化是体积增大的反应，从热力学角度看，提高压力是不利的。
但是提高压力反应物含量增加，对加速反应也是有利的。
加压气化的优点：①随着压力的提高，气化炉生产强度成比例的增大，从而可缩小设备容积。
②节省动力（节省3/4的动力）。
③加压气化有利于清楚炭黑④加压气化对下游工序的脱S和脱C也是有利的3.氧油比（m3O2/Kg重油）：氧油比对重油气化有决定性影响，耗氧又是主要经济指标。
因此，氧油比是控制生产的主要条件之一。
4.蒸汽/油比：重油部分氧化过程加入蒸汽，不仅是作为氧化剂与各种烃类进行反应，而且还可以起到缓冲炉温和抑制炭黑生成的作用。
加入量的多少，生产中用蒸汽油比的大小来表示。
原料油中杂质的影响①含硫量的影响计算表明，含硫量增加时，干气及有效气体产量下降。
硫不仅消耗H2及CO生成H2S和COS，而且也增加下游净化工序的负荷并加剧设备和管道的腐蚀。
②原料油中C/H比的影响当炭黑最终返回到原料油中时，C/H比将提高。
此时，干气、有效气体产量下降，CO 含量提高，H2含量下降。
而用轻质原料油则相反。
③原料油中水含量的影响二、工艺流程1. 由四个部分组成：（1）原料油和气化剂（O2+H2O)的预热（2）高温下部分氧化（3）出口高温合成气的热能回收（4）碳黑的消除与回收2. 根据热能回收方式不同：（1）德士古（Texaco) 激冷流程（2）谢尔(Shell) 废热锅炉流程○1德士古（Texaco) 激冷流程激冷流程的特点：工艺流程简单，无废热锅炉，设备紧凑，操作方便，热能利用完全，可比废热锅炉流程在更高的压力下气化。
不足之处是高温热能未能产生高压蒸汽，要求原料油含硫量低，一般规定S<1％，否则需用耐硫变换催化剂。
○2谢尔(Shell) 废热锅炉流程废热锅炉流程的特点：利用高温热能产出高压蒸汽，对原料重油含硫量无限制，下游工序可采取先脱硫后变换的流程。
不足之处是废热锅炉结构复杂，材料及制作要求高，故目前工业上气化压力限于6MPa以下。
○3石脑油萃取炭黑流程三、主要设备1.气化炉○1顶部设置喷嘴○2上部为燃烧室○3下部为激冷室○4激冷环是下降管的水分配器，是气化炉最易损坏的部件。
○5严重结渣问题2.喷嘴（1）重油气化对喷嘴的要求：雾化好、气化反应好、寿命长、动力省（2）喷嘴的结构及型式结构：○1原料重油和气化剂通道○2内外喷头及调节机构○3冷却水套本课小结：本章主要讲授了优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程的基本原理；原料和工艺路线；主要设备和工艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使用条件。
§2 第二章合成氨原料气的净化教学目的：掌握原料气的脱硫、一氧化碳变换、脱碳和精炼过程的基本原理，工艺流程确定；工艺参数和主要设备的选择；净化系统各种催化剂的应用条件和方法。
教学重点：原料气的脱硫、一氧化碳变换、脱碳和精炼过程的基本原理，工艺流程确定。
教学难点：净化系统各种催化剂的应用条件和方法。
新课内容：第一节原料气的脱硫一、干法脱硫钴钼加氢—氧化锌法：原理在有机硫加氢反应的同时还有烯烃加氢生成饱和烃，有机氮化物在一定程度上转化成氨和烃的副反应。
此外，当原料气中有氧存在时，发生脱氧反应；有一氧化碳、二氧化碳存在时，发生甲烷化反应；有一氧化碳、水蒸气同时存在时发生一氧化碳变换反应；一氧化碳含量很高时还可发生歧化反应，生成的碳以炭黑的形式沉积在催化剂上。
上述的加氢反应是放热反应，副反应也是强烈的放热反应。
为避免超温应尽量减少副反应的发生。
在使用钴钼催化剂时，要求原料气中一氧化碳含量应小于3．5％，二氧化碳含量应小于1.5％。
其他操作条件为：温度350一430ºC，压力o．7—7．oMPa，气态烃空速500-2000h-1。
二、湿脱硫法湿式氧化法脱硫包含两个过程：—是脱硫液中的吸收剂将原料气中的硫化氢吸收；二是吸收剂溶液中的硫化氢的氧化以及吸收剂的再生。
(一)吸收的基本原理与吸收剂的选择吸收剂应为碱性物质，使硫化氢的吸收平衡向右移动用碳酸钠水溶液或氨水等作吸收剂。
(二)再生的基本原理与催化剂的选择碱性吸收剂只能将原料气中的硫化氢吸收到溶液中，不能使硫化氢氧化为单质硫。
因此，需借助其他物质来实现。
通常是在溶液中添加催化剂作为载氧体，氧化态的催化剂将硫化氢氧化成为单质硫，其自身呈还原态。
还原态催化剂在再生时被空气中的氧氧化后恢复氧化能力，如此循环使用。
此过程可示意为：显然，选择适宜的载氧催化剂是湿式氧化法的关键。
这个载氧催化剂必须既能氧化硫化氢又能被空气中的氧所氧化。
第二节一氧化碳变换一、变换的基本原理化学平衡但是，由于变换所用催化剂对反应(4—1)具有良好的选择性，从而抑制其他反应的发生。
因此，在进行平衡组成计算时，仅考虑反应(4—1)的平衡关系。
二、变换催化剂1、对催化剂的要求（1）活性好（2）活性温度低（3）较好的选择性（4）催化剂对毒物灵敏性小、机械强度高、耐热性好、使用寿命长、价格低廉及原料易得等2、中变催化剂：铁系（1）催化剂的组成（2）催化剂的主要特性（3）还原与钝化3、低变催化剂：铜系（1）催化剂的组成（2）催化剂的主要特性（3）还原与钝化3、耐硫变换催化剂钴钼系催化剂是当前耐硫变换催化剂的主流，催化剂中钴钼以氧化态存在，使用前必须进行硫化，使氧化钴、氧化钼完全转化为活性组分硫化钴、硫化钼。