化学工艺学教案2(化工12本)-胡江良
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化学反应工程课程教案
2、内扩散影响的消除
基本原则:改变催化剂粒度,缩短扩散距离,减小内扩散阻力。
当催化剂粒度(尺寸)的变化对反应动力学不产生影响时,即可认为消除了内扩散的影响
实验测定:在恒定条件下(反应器入口气体组成、温度和停留时间等)
本征动力学测试的基本要求
(1)反应气体需高度净化,严格控制有害杂质含量
(2)测试用反应器应严格控温(等温或绝热)
(3)根据物系特性,选取适宜分析和流量计量方法
(4)严格消除内、外扩散过程的影响
4.4.2 本征动力学测试常见的反应器。
《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》教学大纲课程编号0103102 化工工艺学 总学时 56Chemical Engineering Technology 学分 3.5课程性质: 专业基础课开课学期学时分配:第7学期,每周4学时适用专业及层次: 化学工程与工艺本、专科先行课程:物理化学、化工原理后续课程: 专业实验、毕业实习、毕业设计推荐参考书:1.吴指南 基本有机化工工艺学 北京 化工出版社,20002.曾之平 王扶明 化工工艺学 北京 化工出版社,19973.浙江大学等 化学工艺学(面向21世纪) 北京 高教出版社 20034. 黄仲九等.化学工艺学.高等教育出版社,20015. 曹钢主编.异丙苯法生产苯酚丙酮.化学工业出版社,19836. 陈向前.烷基苯生产和应用.中国石化出版社,19947. 冯元琦主编.甲醇生产操作问答.化学工业出版社,2000年5月一. 课程的作用和任务本课程为"化学工程与工艺"本科专业的必修课。
通过本课程的学习,培养学生将所学基础课和专业基础课中的理论知识与本课程的各种知识贯通起来的综合应用能力;培养学生化工过程技术经济的观念和对绿色化工的追求;培养学生分析和解决实际化工过程问题的能力。
根据化学工业的特点,本课程重点选讲:概述、烃类热裂解、催化脱氢和氧化脱氢、催化氧化、氯化、合成氨原料气的制备、净化、氨的合成等章节。
讲授内容重点是本学科最新的进展,各类反应单元的基本规律和特点,讨论各类有代表性产品的生产工艺以及有关的特殊分离方法。
并举一反三,要求学生自学本课程的其他章节,加深对本教材其他章节内容的理解和掌握。
从化工生产工艺角度出发,运用化工过程的基本原理,阐明基本有机化工工艺的基本概念和基本理论,介绍典型基本有机化工工艺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;掌握基本有机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。
化学反应工程课程教案
反应时间∙
(反应区
(
)
)
为了求取活化能E ,可再选若干温度,作同样的实验,得到各温度下的等温、恒容均相反应的实验数据,并据此求出相应的k 值。
故以ln k 对1/T 作图,将得到一条直线,其斜率即为-E /R ,可求得可将n 次实验所求得k 和与之相对应的1/T 取平均值作为最后结果。
1-1 等温条件下进行醋酸 (A)和丁醇(B)的醋化反应: COOH+C 4H 9OH=CH 3COOC 4H 9+H 2O
醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和1.16kmolm -3。
测得不同时间下醋酸转化量如表所示。
试求反应的速率方程。
解:由于题目中给的数据均是醋酸转化率较低时的数据,可以忽略逆
t/hr 0 1 2 3 4 5 6 7 醋酸转化量 /kmol.m -3
0 1.636 2.732 3.662 4.525 5.405 6.086 6.833。
化学工艺学课程教案
温、杂质含量符合分离要求。
深冷分离任务就是根据裂解气中各低碳烃相
对挥发度的不同,用精馏的方法逐一进行分离,最后获得纯度符合要求的
乙烯和丙烯产品。
图为顺序深冷分离流程
4.5 乙烯工业的发展趋势(自学)
⑴乙烯建设规模继续向大型化发展
⑵生产技术的研究开发
①ALCET技术,②膜分离技术,③催化精馏加氢技术
⑶抑制裂解炉结焦技术
①使用涂覆技术降低炉管结焦;②使用结焦抑制剂预防炉管结焦。
作业、讨论题、思考题:
一、简答
(1)烃类的热裂解过程的特点?
(2)裂解气急冷的方法?
(3)如何判断裂解炉和急冷换热器是否需要清焦?
(4)裂解气分离主要方法?
(5)乙烯工业的发展趋势?
参考资料(含参考书、文献等)
《化学工艺学》(第三版),潘鸿章主编高等教育出版社2010年出版;
《化学工艺学》(第三版),黄仲九,房鼎业,浙江大学著,高等教育出版社 2008年出版。
教学反思:。
化工工艺学--教学大纲《化工工艺学》课程教学大纲一、编写说明(一)本课程的性质、地位和作用“化工工艺学”是化学工程与工艺专业的专业必修课。
该课程主要介绍无机化工工艺,包括合成氨、硫酸、硝酸、纯碱、烧碱的生产基本原理、工艺过程以及与过程涉及的设备等。
该课程从化工生产的工艺角度出发,介绍典型产品的生产方法、工艺原理、流程、关键设备、工艺条件与节能降耗分析等,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。
其任务是使学生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、煤化工、石油化工、材料化工等。
(二)教学基本要求该课程内容包括典型无机化工产品的工艺实例,涵盖了原料的处理和准备、反应过程和工艺参数确定、反应器选择、产物的分离过程和产品后加工等内容。
本课程在教学上突出对工艺过程总体的掌握,强调工艺的综合分析优化。
通过该课程的学习要求学生掌握化工工艺过程的理论,掌握有代表性的化工过程的物理化学原理、过程热力学特征、动力学特征、催化剂应用、工艺设计要求等,使学生对基本化学工业典型过程的共性和特性有比较深入的了解,并具有综合应用所学理论知识对工业化实际化工过程进行分析的能力。
(三)课程教学方法与手段将教学方法应与教学内容有机地结合起来,采用多媒体教学辅助教学。
(四)实践环节另外单独开设化学工程与工艺实验课程。
(五)教学时数分配表(六)本课程与其它课程的联系学习本课程必须具备物理化学、化工热力学、化工原理、化工设备基础、化工制图等课程的基本知识和理论。
(七)教材与主要参考书1.谭世语、薛荣书,化工工艺学,重庆大学出版社,2009年2.韩冬冰等,化工工艺学,中国石化出版社,2004年 3.邓建强,化工工艺学,北京大学出版社,2009年 4.徐绍平,化工工艺学,大连理工大学出版社,2004年 5.黄仲九,化学工艺学(第二版),高教出版社6.房鼎业乐清华李福清主编,化学工程与工艺专业实验,化学工业出版社,2000年7.青岛科技大学化工学院化工实验中心编,化学工程与工艺专业实验,2003年(八)说明成绩考核:该课程闭卷考试,考试成绩占70%,实验成绩占20%,平时成绩占10%。
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。
化工工艺学教学大纲一、课程背景《化工工艺学》是化学工程学科的重要基础课程之一,是培养学生掌握化工领域重要理论、方法和工具的核心课程。
该课程旨在深入探究化工工艺的基本原理和方法,培养学生综合应用工程学、化学和数学等学科知识,解决实际工程问题的能力,为学生日后从事化工相关工作打下坚实的理论和实践基础。
二、课程目的本课程旨在:1.系统讲解化工工艺的基本原理和方法;2.培养学生具备分析和设计化工工艺的能力;3.促进学生综合运用化学、数学、物理和工程学等学科知识解决实际化工工艺中遇到的问题;4.提高学生对于化工工艺的认识和理解,激发学生对于化工工艺的兴趣和探究欲望。
三、课程内容本课程主要包括以下几个方面的内容:1.化工工艺学基础知识:化学反应动力学、过程热力学、传热传质基本原理;2.物理化学基础:物理化学平衡及其应用、化学反应反应平衡及其应用、化学反应的热力学原理;3.化工工艺基本设计:反应器、搅拌器、流程图、压缩机、分离塔、设备及仪器选型、反应器的热力学计算、换热器的计算;4.化工工艺过程的仿真与优化:化工工艺模拟软件、化工工艺仿真建模与计算、化工工艺优化的一般方法和措施。
四、教学方法本课程的教学方法主要包括以下几点:1.讲授:通过教师的示范、解释及演示等方式进行学科讲解,深入讲解化工工艺学的基本原理和方法; 2.实验:通过实验教学,加深学生对化工工艺学原理和方法的理解,提高学生的分析和解决化工工艺问题的能力; 3.设计:培养学生分析和设计化工工艺的能力,通过设计化工工艺流程和设备的实践,提高学生的应用能力。
五、教学评估1.平时考核:考查学生对于课程内容的掌握及应用能力;2.期末考试:考查学生针对化工工艺不同阶段的设计及分析能力;3.实验考核:考查学生准备实验、实验操作及分析实验数据的能力。
六、参考教材1.林卫平等,《化工原理》,化学工业出版社;2.徐翔等,《化工过程模拟及优化》,化学工业出版社; 3.贾克斯,《化工原理与计算方法》,化学工业出版社; 4.邹卫华,《化工过程概论》,清华大学出版社。
《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。
化学工艺学课程教案
⑵、湿气:用作热裂化制低级烯烃原料或民用燃料。
目前天然气化工用途主要用于生产合成氨的原料气、合成甲醇原料气、制备羰基合成的合成气和裂解生产有机化工原料。
具体用途如下图1。
】
图1 天然气的化工用途
2.1.3生物质及其加工利用
生物质:泛指农、林、牧、副、渔业的产品及其废弃物(壳、芯、杆、糠、渣)等,不同于化石燃料,生物质是可再生资源。
生物质不但可以直接燃烧利用,还可以通过化学或生物化学的方法转变为基础化学品或中间产物。
如:①糠醛的生产,②乙醇的生产,③丙二醇的生产。
2.1.4其他资源开发利用
再生资源的开发利用,废塑料制成液体燃料,其他再生资源开发利用】
,空气和水。
化工生产过程及流程
2.2.1化工生产过程
定义:化工生产从原料开始制成目的产物要经过一系列物理的或化学的加工处理步骤,这一系列加工处理步骤总称化工生产过程。
化工生产过程包括的步骤:(1)原料预处理——达到所需状态和规格,(2)化学反应——反应类型、反应器,(3)产品的分离与精制——得到符合规格的产品回收利用副产物。
2.2.2化工生产工艺流程
化工工艺流程图多采用图示方法表达,称为化工工艺流程图,按用途。