《化学工艺学》教学大纲

《化学工艺学》课程教学大纲《化学工艺学》课程教学大纲课程编号：总学时：48H学分：3基本面向：化学工程与工艺类本科生所属单位（教研室、实验室）：一、本课程的目的、性质及任务本课程的主要任务是研究化工单元操作及反应过程的基本原理、典型设备的构造及工艺尺寸的计算，以及一些典型的化学生产工艺。

现在的时代是一个化学与物理、生物等基础学科相互交叉的时代，同时也是化学工程学科与其它应用学科相互渗透获得共同发展的时代。

通过本门课程学习，培养学生应用已学过的基础理论解决工程实际问题的能力，要求了解当今化学工业概貌及其发展方向；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。

以便在生产与开发研究工作中开拓思路，触类旁通，灵活运用，不断开发应用新技术、新工艺、新产品和新设备，降低生产过程中的原料与能源消耗，提高经济效益，更好地满足社会需要。

学生在具有化学反应，化工热力学，化工原理，结构化学，计算机算法等基础上，综合运用所学到的知识，掌握化工产品分析的逆向思维，即掌握对于分子结构和功能内在关系，更多地采用计算化学、颗粒学，流变学，表面科学、传递学来进行分子设计的一般规律，提出未来产品的新性质和新工艺参数，以较优较快较省地开发出新产品。

同时能够了解学科发展趋势，增强科学研究与技术开发的能力。

二、本课程的基本要求教材以化工流程中物相的转化与分离特点为主线,实际上是以物料的加工特点为主线，并考虑了用化学工程学的观点对特点的概括，总体上将涵盖无机化工、有机化工、精细化工、生物化工等专业方向上的内容，同时重视基础理论和新技术的发展。

因此在教学安排上，除了绪论和第一章外，每一章首先介绍这一类处理过程的一般规律和基本特点；其次介绍核心过程的热力学和动力学方面的关键问题，以确定主要的工艺条件以及关键设备；然后讨论围绕这一核心过程所必需的其它反应和分离过程；最后对全过程进行分析、比较和评估。

《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。

教学大纲是指为教学目标的实现提供指导和规范的文件，它对教学内容、教学方法、教学要求等进行全面的规划和安排。

本文将详细介绍《化工工艺学》教学大纲的内容，分为引言概述、正文内容和总结三部分。

引言概述：化工工艺学是化学工程专业的核心课程之一，旨在培养学生的工艺设计和控制能力，使其能够熟练掌握化工生产过程的基本原理和技术方法。

《化工工艺学》教学大纲为教师提供了教学的指导方针和参考标准，有效提升教学质量和教学效果。

正文内容：一、基础知识与理论1.化工工艺学概述a.化工工艺学的定义和发展历程b.化工工艺学的基本概念和原理2.化工工艺学相关知识a.物质转化与反应动力学b.质量平衡和能量平衡c.流体流动与输送d.传热与传质3.化工工艺学的经济性评价a.生产成本的计算与分析b.利润与投资回报率的评估c.经济性指标的计算和比较二、工艺流程与设计1.工艺流程的基本要素a.原料准备和处理b.反应器的选择与设计c.分离和纯化技术2.化工工艺流程的优化a.工艺流程的改进和优化技术b.节能与减排的措施c.安全与环保要求3.工艺设备与控制a.工艺设备的选型和设计b.工厂自动化控制系统的应用c.工艺操作与控制策略三、工艺模拟与优化1.工艺模拟的基本原理a.工艺模拟的定义和目的b.工艺模拟的模型建立方法c.模拟软件的选择与应用2.工艺优化的方法与技术a.整体工艺优化的数学模型的建立b.优化算法的选择与应用c.工艺优化的案例分析四、工艺安全与环保1.安全生产管理与控制a.安全生产管理的基本原理和组织机构b.安全生产控制的技术手段和方法2.工艺环保与减排措施a.废水废气的处理与回收利用技术b.固废的处理与处置技术c.绿色工艺与可持续发展五、案例分析与实验教学1.典型工艺流程的案例分析a.化工产品的生产工艺与流程b.工艺缺陷与问题分析2.实验教学与实习a.实验教学内容和实验方法b.实习环节的安排和要求总结：《化工工艺学》教学大纲的编制旨在全面培养学生的工艺设计和控制能力，让学生掌握化工生产过程的基本原理和技术方法。

化学工艺学课程教案课次12课时2课型（请打V）理论课V讨论课口实验课口习题课口其他口授课题目（教学章、节或主题）：第5章芳烃转化过程5.1概述；5.2芳烃的转化；5.3 C8芳烃的分离教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1. 了解芳烃的来源与生产技术2. 掌握芳烃的烷基化、脱烷基化、烷基转移；3. 掌握C8芳烃单体的分离。

教学重点及难点：重点：芳烃的烷基化、烷基转移及C8芳烃单体的分离难点：芳烃的脱烷基化与烷基化、芳烃的转化与烷基转移、C8芳烃的异构化。

教学基本内容方法及手段教学过程5.1概述芳烃是含苯环结构的碳氢化合物的总称。

芳烃中的“三苯”（苯、甲苯、二甲苯，简称BTX ）是化学工业的基础原料，具有重要地位。

芳烃可直接作为溶剂使用；芳烃的衍生物广泛用于生产合成生产合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及各种精细化学品。

因此，芳烃生产的发展对国民经济的发展、人民生活水平的提高和国防工业的巩固发展起着极为重要的作用。

5.1.1芳烃的来源与生产技术来源：煤焦化芳烃和石油芳烃。

5.1.1.1焦化芳烃生产煤干馏T粗煤气T初冷、净化、冷却、洗油吸收、蒸馏脱吸T粗苯。

5.1.1.2石油芳烃生产石油芳烃来源于两种加工过程：其一为石油馏分的催化重整油；另一种烃裂解副产的裂解汽油。

以石脑油和裂解汽油为原料生产芳烃的过程可分为反应、分离和转化三部分。

讲解烷基芳烃分子中与苯环直接相连的烷基在一定的条件下可以被脱去，此类反应称芳烃的脱烷基化。

521.1芳烃的脱烷基化方法(1)烷基芳烃催化脱烷基在催化裂化的条件下可以发生脱烷基反应生成苯和烯烃。

特点：①强吸热反应；②烷基愈大愈容易脱去，具体规律为叔丁基〉异丙基〉乙基> 甲基；③不适用于甲苯脱甲基制苯(2)烷基芳烃催化氧化脱烷基»C n H 2n+1+(3/2) nO +nCO 特点：①以甲苯为例，选择性70%②氧化催化剂如铀酸铋；③氧化深度难控，选择性低，未工业化(3)烷基芳烃加氢脱烷基特点：①工业上广泛用于甲苯脱甲基制苯；②临氢条件下，有利于抑制焦炭生成；③存在深度加氢副反应。

四川大学《化学工艺学》教学大纲一、课程信息课程名称：化学工艺学，Chemical Process Technology学时：34学时学分：2学分适用专业：适用于化学工程与工艺、环境工程、材料工程、冶金工程、食品工程、制药工程、生物工程、轻工专业开课单位：化工学院化学工艺教研室二、课程性质、任务和目的课程性质：专业核心课程，对于短学时可作为选修专业基础课；适用年级为四年级。

任务和目的：在化学工程与工艺专业中设置“化学工艺学”必修课，是根据“夯实基础拓宽专业”的精神，其任务是使学生在具有化学反应，化工热力学，化工原理等基础上，综合运用所学到的知识，掌握化工工艺的分析和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。

目的是让学生初步掌握有效地组织工艺流程的方法, 科学地确定系统操作条件，以实现工艺系统高效平稳运转, 达到较优的技术经济目标。

同时能够了解学科发展趋势，增强科学研究与技术开发的能力。

在此基础上学生可选修其它更有专门特色的课程，如精细化工、生物化工、磷化工、材料化工等。

三、教学基本要求教材以化工流程中物相的转化与分离特点为主线, 实际上是以物料的加工特点为主线，并考虑了用化学工程学的观点对特点的概括，总体上将涵盖无机化工、有机化工、精细化工、环境化工等专业方向上的内容，同时重视基础理论和新技术的发展。

因此在教学安排上，除了绪论和第一章外，每一章首先介绍这一类处理过程的一般规律和基本特点；其次分别举例介绍核心过程的热力学和动力学方面的关键问题，以确定主要的工艺条件以及关键设备，讨论围绕这一核心过程所必需的其它反应和分离过程。

并适当对过程的能耗与经济性进行分析与评估。

本课程在教学的处理上应突出对工艺过程总体的掌握, 同时对主要局部进行分析, 再联系全局进行综合优化，这种方式较为乎合学生的一般思维习惯，能够从全局到局部过程形成较为清晰的概念。

《化学工艺学》教学大纲课程编码：一、课程的性质、任务及适用专业（一）课程的性质《化学工艺学》是化工类专业本科生的一门必修的专业课。

它是根据化学、物理和其它科学的成就，来研究综合利用各种原料生产化工产品的方法原理、操作条件、流程和设备，以创立技术上先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科。

（二）教学任务本学科的教学任务是通过本课程的学习，使学生了解化学工艺学所涉及范畴，掌握典型化工产品的生产原理及工艺过程，熟悉化工产品生产工艺设计的基础知识。

（三）适用专业化学工程与工艺专业二、课程教学基本内容、基本要求及学时分配（一）基本内容第一章绪论1.1化学工艺学的研究范畴1.2化学工业的特点及作用1.3化工原料、资源及其初步加工1.4化工过程通用术语1.5反应主要条件对反应平衡和反应结果的影响1.6催化剂的作用和使用重点：化学工艺学的研究范畴。

反应条件对反应平衡和反应结果的影响。

第二章电化学反应过程2.1电化学在无机和有机合成中的应用2.2电解过程的理论基础2.3氯碱工艺重点：电解过程的理论基础；离子膜法制碱。

第三章烃类热裂解3.1热裂解过程的化学反应3.2热裂解过程的工艺参数和操作指标3.3管式裂解炉及裂解工艺过程3.4裂解气的预分馏及净化3.5压缩和制冷系统3.6裂解气的精馏分离系统3.7乙烯工业的发展趋势重点：热裂解过程的化学反应；热裂解过程的工艺参数和操作指标；裂解气的精馏分离系统。

难点：分离流程的组织。

第四章芳烃转化过程4.1芳烃的来源与生产方法4.2芳烃转化反应的特点4.3芳烃的烷基化4.4芳烃生产技术发展方向重点：芳烃转化反应的特点；芳烃的乙基化生产乙苯工艺。

难点：乙苯生产工艺流程组织。

第五章催化加氢5.1加氢反应的类型5.2加氢反应的一般规律5.3 一氧化碳加氢合成甲醇重点：加氢反应的一般规律；一氧化碳加氢合成甲醇。

第六章催化脱氢6.1脱氢反应的类型6.2脱氢反应的一般规律6.3乙苯催化脱氢合成苯乙烯重点：脱氢反应的一般规律；乙苯催化脱氢合成苯乙烯。

《化学工艺学》课程教学大纲课程名称：化学工艺学课程类别：专业选修课适用专业：化学专业考核方式：考查总学时、学分： 32 学时 2 学分其中实验学时： 0 学时一、课程教学目的通过对本课程的学习，可使学生了解化工生产中各类重要反应单元及具有代表性产品的生产工艺。

学习过程中对于典型反应过程，要求理解并掌握工艺原理、选定工艺条件的依据、流程的组织和特点、各类反应设备的结构特点和优缺点等，了解能量回收利用方法、副产物回收利用等。

本课程旨在培养学生的化工工艺意识、工程观点和实际分析、解决问题的能力。

二、课程教学要求第1章绪论了解基本有机化学工业生产的任务及其在国民经济中的重要地位；基本有机化学工业的四种原料；基本有机化学工业的主要产品。

第2章原料资源及其加工了解无机化学矿及其加工、石油及其加工、天然气及其加工、煤及其加工、生物质及其加工、再生资源的开发利用、空气和水。

第3章烃类热裂解熟练掌握热裂解过程的化学反应与反应机理：烃类热裂解的一次反应；烃类热裂解的二次反应；烃类热裂解反应机理与动力学。

熟练掌握烃类管式炉裂解生产乙烯：原料烃组成对裂解结果的影响；操作条件的影响；管式反应器的改进与急冷器。

掌握裂解气的净化与分离：概述；酸性气体的脱除；脱水与脱炔；裂解气的压缩。

熟练掌握裂解气的深冷分离：顺式分离流程；优化分离流程的组织原则；乙烯分离的三种流程及其比较；脱甲烷塔及操作条件；能量的综合利用。

第4章芳烃的转化了解芳烃的来源；芳烃的供需和芳烃间的相互转化。

掌握芳烃转化反应的化学过程：主要转化反应及其反应机理；催化剂。

熟练掌握芳烃的歧化和烷基转移：甲苯歧化的化学过程；工业生产方法；掌握C8芳烃的分离和异构化：C8芳烃的分离；C8芳烃的异构化。

熟练掌握芳烃的烷基化：概述；烷基化方法。

会芳烃的脱烷基化：方法简介；甲苯加氢脱烷基制苯。

第5章合成气的生产过程了解合成气的生产方法和合成气的应用。

掌握由煤、天然气和渣油制合成气的工艺原理、工艺条件、工艺流程和主要设备；熟练掌握一氧化碳变换过程的工艺原理、工艺条件、工艺流程和主要设备；了解合成气的净化方法。