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。

3. 通用反应单元工艺

氧化：分类、特点和氧化剂，作用物分子结构和氧化难易的关系，反应热的合理利用。

二氧化硫催化氧化制硫酸：接触法，催化氧化工艺过程分析，硫铁矿制酸工艺流程，转化器，三废治理，硫酸生产工艺技术进展。

乙烯环氧化制环氧乙烷：直接氧化法产物分析和工艺条件，催化剂活性的表达方式，催化氧化机理，直接氧化法工艺流程，氧化反应器，环氧乙烷生产车间的安全问题，还氧乙烷生产中的新工艺和新技术。

4. 氢化和脱氢

氢化和脱氢：氢化的基本概念，氢化反应特性和催化剂，加氢反应器，工业应用；脱氢反应特性，脱氢反应催化剂。

氢的来源：气态烃和轻油转化制氢，水电解制氢，副产氢的回收，煤制氢，生物质产氢。氮加氢制合成氨：反应原理，工艺条件的选择，工艺流程的评析，排放气中氢的回收技术。乙苯脱氢制苯乙烯：工艺原理，内外扩散过程影响的判断，脱氢液的分离和精制，脱氢反应器的改进。

5. 无机化工反应单元工艺

焙烧：焙烧的分类与工业应用，影响焙烧速率的因素。

煅烧：煅烧的工业应用，偏钛酸的煅烧。

烧结：钙镁磷肥的生产原理，生产工艺。

浸取：基本概念，典型的浸取过程。

复分解：复分解反应过程原理与工业应用，复分解法生产硝酸钾。

6. 有机化工反应单元工艺

烃类热裂解：概述，烃类热裂解原理，由烃类热裂解制低级烯烃和芳烃。

7. 煤化工反应单元工艺

煤干馏：概述，煤的热分解，煤的低温干馏，煤的高温干馏，高温炼焦的发展，焦化产品的回收、加工和焦炉煤气的处理流程。

煤的气化：概述，煤气化原理，气化工艺，煤气化技术的应用。

煤的液化：概述，煤加氢液化的原理，煤加氢液化的工艺，煤加氢液化的影响因素，煤直接液化新技术的开发；煤的间接液化概述，费托合成，甲醇转化制汽油。

煤化产品的深度加工：炼焦煤气的分离和利用，煤焦油的深度加工，煤的炭素制品。

8. 精细化工反应单元工艺

精细化工概述，磺化，重氮化和偶合反应，硝化反应及实例，酯化反应及实例，缩合反应及实例。

9. 高分子化工反应单元工艺

绪论，聚合原理，聚合物的改性，聚合反应实施方法，典型的高分子合成工艺。

（二）课程的基本要求

1．掌握下列反应单元工艺的原理

催化裂化、加氢裂化、催化重整、芳烃抽提、延迟焦化、氧化、氢化、脱氢、焙烧、煅烧、烧结、浸取、复分解、烃类热裂解、煤的干馏和煤的气化、磺化、重氮化和偶合反应、硝化反应、酯化反应、缩合反应、聚合反应。

2．掌握下列生产的基本原理和流程

二氧化化硫催化氧化制硫酸、乙烯环氧化制环氧乙烷、氮加氢制合成氨、乙苯脱氢制苯乙烯、偏钛酸的煅烧、钙镁磷肥的生产、复分解法生产硝酸钾、烃类热裂解制低级烯烃和芳烃、新型煤化工技术、典型的高分子合成工艺

（三）学时分配

（四）课程内容的重点、难点

1. 绪论

重点：化学工业的分类、现状和发展方向，

难点：化工工艺学与化学工艺、化学工程、工业催化等学科的关系。

2. 化工资源及其初步加工

重点：烟煤和无烟煤的综合利用，原油的常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化和催化重整

难点：改善汽油辛烷值和安定性的方法，芳烃抽提和延迟焦化。

3. 通用反应单元工艺

重点：氧化反应热的合理利用，硫铁矿制酸工艺流程和三废治理；乙烯环氧化制环氧乙烷工艺流程。

难点：作用物分子结构和氧化难易的关系，接触法氧化工艺过程分析；乙烯环氧化制环氧乙烷机理，氧化反应器。

4. 氢化和脱氢

重点：加/脱氢反应特性，氮加氢制合成氨以及乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程和工艺条件

难点：加/脱氢反应器，内外扩散过程影响的判断，排放气中氢的回收技术。

5. 无机化工反应单元工艺

重点：化学矿物加工成产品的一般生产流程，焙烧、煅烧、烧结、浸取和复分解的过程原理与工业应用。

难点：复分解反应过程的原理。

6. 有机化工反应单元工艺

重点：烃类热裂解过程的化学反应：烃类热裂解反应，由烃类热裂解制低级烯烃和芳烃。难点：烃类热裂解的反应机理

7. 煤化工反应单元工艺

重点：煤的干馏、气化和液化原理、工艺及其应用，炼焦煤气的分离和利用。

难点：焦化产品的回收、加工和焦炉煤气的处理流程，煤直接液化新技术的开发，煤焦油的深度加工。

8. 精细化工反应单元工艺

重点：磺化，重氮化和偶合反应，硝化反应及实例，酯化反应及实例，缩合反应及实例。难点：重氮化和偶合反应。

9. 高分子化工反应单元工艺

重点：典型的高分子合成工艺。

难点：聚合物的改性和聚合反应实施方法

三、本课程改革与特色

本课程融合了无机化工工艺学、有机化工工艺学和煤化工工艺学等多门课程，目的是既能减