化工工艺学第五章教材
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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。
第一章绪论1化工生产的起始原料主要有矿物资源,生物资源,空气和水四类。
2化学工业中,设备投资所占比例最大的是产品提纯设备。
3一个化学生产过程,可分为原料预处理,化学反应,产品分离与精制三个步骤。
4天然气主要由甲烷,乙烷,丙烷和丁烷组成。
第二章化学工艺基础1用原油炼制燃料油,一次加工时,原油首先经过的加工设备是常压塔。
2常压蒸馏和减压蒸馏是对石油的一次加工。
3汽油品质最重要的指标是辛烷值。
4在石油催化裂化中,正碳离子中最容易断裂的键是β键。
5石油一次加工过程的主要任务是将原油分离成不同沸点范围的馏分,所用的设备是常压蒸馏塔,减压蒸馏塔。
6常,减压蒸馏塔获得的产品都是混合物。
7原油经过初馏塔,从初馏塔塔顶蒸出的轻汽油,也称石脑油。
8原油在蒸馏前,一般经过脱盐脱水处理。
第三章烃类热裂解1石油中所含烃类有烷烃,环烷烃和芳香烃。
2石油裂解制取乙烯等所用的反应器是管式裂解炉。
3按顺序深冷分离法分离裂解气,裂解气首先进入的设备(塔)是甲烷塔。
4烃类热裂解的后续深冷分离工序之前,要进行裂解气的净化,主要包括:脱除酸性气体,脱水和脱炔三步。
5工业上控制石油深度的措施是控制停留时间。
6裂解气分离的工艺采用用深冷分离法,其中甲烷塔技术含量最高。
7裂解原料的含氢量越高,裂解产物中乙烯收率越高。
第四章芳烃转化过程1工业上已用于苯烷基化工艺的催化剂是酸性催化剂。
第五章合成气的生产过程1合成气的CO变换的主要目的是使CO变成CO2便于除去。
2通过CO变换可产生更多氢气和降低CO含量.3干法脱硫中,能把大部分有机硫转化为无机硫的方法是钴—钼加氢法。
4合成气净化过程中的脱碳是指去除CO25为了脱除合成气中极少的残渣,最适合的脱硫法措施是氯化锌法。
第六章加氢与脱氢过程1可使合成氨催化剂永久性中毒的是二氧化硫。
2N2与H2合成氨所用的催化剂是Fe3O4。
3用于氨合成的熔铁催化剂,必须升温还原活化。
4不论是脱氢反应或是断链反应,都是热效应很大的吸热反应。
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》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》课程教学大纲制定人:张红教学团队审核人:门勇开课学院审核人:饶品华课程名称:化工工艺学/ Chemical Engineering Technology课程代码:040399适用层次(本/专科):本科学时:32 学分:2 讲课学时:32 上机/实验等学时:0 考核方式:考查先修课程:物理化学、化工原理、有机合成单元反应适用专业:化学工程与工艺专业教材:朱志庆.化工工艺学.北京;化学工业出版社,2011.主要参考书:1. 薛荣书.化工工艺学.重庆:重庆大学出版社,2004.2. 陈五平.无机化工工艺学.北京:化学工业出版社,2004.3. 林玉波.合成氨生产工艺.北京:化学工业出版社,2006.4. 韩冬冰.化工工艺学.北京:中国石化出版社,2011.5.黄仲九.化学工艺学.北京:高等教育出版社,2001.一、本课程在课程体系中的定位培养学生的化工工艺过程生产技术创新能力。
二、教学目标1.培养学生建立独立设计,独立思考、解决问题的意识。
2.培养学生从典型化工生产工艺中,总结规律、开拓创新,建立技术创新的能力。
3.培养学生具备将新型化工生产技术、产品、工艺管理融会贯通的素质。
三、教学效果通过本课程的学习,学生可具备:1.化工生产独立设计,独立思考、解决问题的意识。
2.从典型化工生产工艺中,总结规律、开拓创新,建立技术创新的能力。
3.了解基本化工生产工艺通用规律。
4.掌握运用Auto CAD、Aspen等软件,进行工艺流程绘图的能力。
5.具备将新型化工生产技术、产品、工艺管理融会贯通的素质。
6.结合实际化工生产,建立节能、环保可持续发展理念。
五、教学内容和基本要求第一章绪论教学内容:本课程的性质、地位和内容;概述化学工业的发展,现状,分类;概念、任务、三个基本概念;化学工业的发展方向;本课程的学习方法。
教学要求: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。
《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。