化学工艺学_米镇涛_课程教学大纲

教学大纲

中文名称：化学工艺学

英文名称：Chemical Technology

授课专业：化学工程与工艺

学时：48 学分：2.5

相关课程：化工原理 化工热力学 传递过程 反应工程 分离工程

课程内容：

本课程根据化学工业的结构特点，以反应单元为主线组织教学，共介绍了8类主要的反应单元：烃类热裂解、芳烃转化、合成气的生产、加氢过程、脱氢过程、烃类 选择性氧化、羰基化过程和氯化过程。每一个反应单元均介绍典型产品的生产原理（包括主副反应、反应机理、催化剂组成等），工艺条件（包括从热力学和动力学 上分析影响因素和寻找最佳工艺条件）和工艺流程（包括反应器选型、组织原则、生产方法比较及最新进展）。

课程教学内容：

第一章 绪论（2学时）

基本要求：了解化学工艺学的研究内容，化学工业的概况、主要化工原料及产品。

重点：化学工艺与化学工程的关系，主要的化工原料

难点：介绍化学工艺与化学工程研究内容的差别和相互关系，使学生认识到化工工艺在化工生产、科研中的主导地位，激发其学习热情。

第二章 化学工艺基础（2学时）

基本要求：了解主要化工原料及其加工过程；化学工艺学的基本概念。

重点：石油的一次加工和二次加工的工艺和特点；化工过程的主要效率指标；热量衡算和物料衡算

难点：掌握化工生产工艺流程的组织的基本方法，学会分析复杂流程的单程转化率、全程转化率、选择性等效率指标，建立初步的工程概念。

第三章 烃类热裂解 （8学时）

基 本要求：了解烃类热裂解的化学反应及其热力学和动力学特征；掌握烃类裂解的一次反应和二次反应以及对烯烃收率影响规律；掌握各个工艺参数和原料性质对裂解 产物分布的影响；了解管式裂解炉的结构、材料和炉型；掌握裂解气的各种净化方法、原理和工艺条件；熟悉不同分离顺序流程及精馏分离的工艺参数。

重点：不同烃类原料裂解的一般规律及烃类裂解的一次反应和二次反应以及对烯烃收率影响；烃类裂解工艺过程参数选择；各个工艺参数和原料性质对裂解产物分布的影响；不同SRT炉型差异；裂解气的净化方法、原理和工艺条件；不同分离顺序流程及精馏分离塔的操作条件。

难点：烃类裂解工艺过程参数选择；裂解过程的高温、短停留时间和低烃分压的选择和措施。

第四章 芳烃转化（6学时）

基本要求：了解工业芳烃的主要来源及芳烃转化的实际意义；熟悉芳烃转化的主要方法、途径和催化剂；了解C8芳烃的分离原理和方法；熟悉芳烃的主要转化过程的生产方法、原理、工艺流程及主要设备。

重点：芳烃转化的主要反应；芳烃脱烷基、歧化、异构化、烷基化的典型产品生产工艺的原理、工艺流程及工艺参数的选择。

难点：芳烃转化各工艺流程的特点。

第五章 合成气的生产（10学时）

基本要求：了解合成气的三种生产方法及合成气应用实例；掌握不同生产方法的原理、催化剂、工艺流程及主要设备；掌握一氧化碳变换过程；掌握脱硫和脱除二氧化碳的方法和工艺。

重点：天然气制备合成气原理、催化剂、工艺流程及主要设备；一氧化碳变换过程；脱硫和脱除二氧化碳的方法。

难点：天然气制备合成气的工艺流程；一氧化碳变换过程。

第六章 加氢与脱氢过程（8学时）

基 本要求：了解加氢和脱氢反应的类型；熟悉加氢、脱氢反应的一般规律；掌握氮加氢制合成氨的原理、催化剂、工艺流程和设备；掌握甲醇合成的原理、催化剂、工 艺流程和设备；掌握乙苯脱氢制苯乙烯的原理、催化剂、工艺流程和设备；熟悉正丁烯氧化脱氢制丁二烯的原理、工艺流程。

重点：加氢、脱氢反应的一般规律；氮加氢制合成氨的原理、催化剂、工艺流程和设备；甲醇合成的原理、催化剂、工艺流程和设备；乙苯脱氢制苯乙烯的原理、催化剂、工艺流程和设备。

难点：氮加氢制合成氨的工艺流程和工艺参数的选择；乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程和工艺参数的选择。

第七章 烃类的选择性氧化（6学时）

环氧乙烷生产方法、乙烯直接环氧化催化反应机理、乙烯环氧化反应的影响因素、氧气氧化法生产环氧乙烷工艺流程、环氧乙烷生产生产技术新进展

基本要求：了解氧化过程的特点、均相催化氧化和非均相催化氧化；掌握环氧乙烷、丙烯腈、苯酐生产的基本原理，催化反应机理、工艺条件的选择、反应器的结构特点、热量的回收利用。

重点：乙烯直接氧化法生产环氧乙烷工艺流程和工艺参数的选择。

难点：不同氧化法工艺条件的选择和流程组织。

第八章 羰基化过程（3学时）

基本要求：熟悉不饱和化合物及甲醇的羰化反应，了解羰基化反应的理论基础；掌握甲醇羰基化合成醋酸的原理、工艺流程及其优缺点；掌握丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工艺流程；了解羰基化反应技术的发展趋势。

重点：甲醇羰基化合成醋酸的原理、工艺流程；丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工艺流程。

难点：甲醇羰基化合成醋酸的工艺流程和工艺参数的选择。

第九章 氯化过程（3学时）

基本要求：熟悉氯代烃的主要生产方法；了解氯乙烯的性质、用途、生产方法；掌握平衡氧氯化生产氯乙烯的原理、工艺流程和设备；了解平衡氧氯化法技术进展。

重点：平衡氧氯化生产氯乙烯的原理、工艺流程和设备。

难点：平衡氧氯化生产氯乙烯的原理、工艺流程

课程教学的基本要求

本课程的教学环节包括课堂讲授，答疑和期末考试。重点放在分析和讨论典型产品生产工艺的化学反应、分离部分的原理、影响因素、确定工艺条件的依据、反应设 备的结构特点、流程的组织等。同时，对工艺路线、流程的经济技术指标、能量回收利用、副产物的回收利用及废物处理作一定的评价。培养学生理论联系实际的能 力，为其将来从事化工过程的开发、设计、建设和科学管理打下牢固的化学工艺基础。

总评成绩 = 平时（20%）+闭卷考试（80%）。