课程介绍
《化学工艺学》是化学工程与工艺专业本科生的专业主干课程,是化工类专业必修的专业技术基础课程,本课程是化工过程研究、开发与设计的理论基础,是一门理论性与应用性均较强的课程。教学过程涉及理论教学、实验教学、实习等教学环节,国内高校“化学工艺学”课程(含实验)的总学时均在100以上,“化学工艺学”课程的建设水平在一定程度上反映出各高校化学工程与工艺专业的整体实力。
广州大学《化学工艺学》课程的历史最早可以追溯到学校合并之前,1986年,原广州大学设立轻化工系以来即为专科生开设了本课程,已有二十多年的历史。《化学工艺学》原名《基本有机化工》、《无机化工》、《石油加工工艺》、《精细化工工艺学》等。九十年代,根据国家专业合并的要求,本课程集中原来各门课程的特点,更名为《化学工艺学》,课程内容包括:石油化工、有机化工、无机化工、精细化工及化学工艺学实验等。
《化学工艺学》课程具有良好的前期基础,经过多年的教学研究和教学改革,2001年《精细化工工艺学》被评为校级重点课程,特别是2000年新广州大学的合并成立,学校学科进行了重组合并,使课程组的师资、教学设备等方面得到了极大的充实改善。2002年广州大学开始招收化学工程与工艺专业本科生,《化学工艺学》的课程建设得到更大的发展,近年来本课程在省、市和广州大学教学改革项目资助下,从教学大纲的修订、教材建设、课堂教学、实践教学等方面进行了重点建设。以提高学生的素质水平为中心,教研活动围绕“创新”与“加强实践环节”两个方面开展教研活动,并取得可喜成绩:在近五年来课程组主持和完成了教学教改项目12 项,其中省级和市级各1项,取得了一系列教学成果;获得广东省教学成果二等奖2项,广州市教学成果奖一等奖1项,广州大学教学成果奖一等奖1项、二等奖1项;出版教材6部,发表教改论文15篇,获各种教学表彰23项,取得了明显成效。
在《化学工艺学》课程建设的有力支撑下,广州大学化学化工学院和化学工艺学科,通过多年的积累和发展,学科建设取得了较大的发展。2009年广州大学化学化工学院实验中心被评为国家教育部化学化工实验教学示范中心;2007年化学工艺学科被评为省重点扶持学科;2006年经国务院学位办批准,化学工艺学科获硕士学位授予点;2008年化学工程与工艺专业被评为校级特色专业;2010年化学工程与工艺专业评为省级特色专业;2009年化工实践教学团队被评为校级教学团队;此外本学科承担了大批国家、省、市和地方等科研项目,拥有广州市“绿色能源与催化重点实验室”基地和先进的研究设备,为《化学工艺学》课程的深入实践提供了优越的条件。二十多年来,《化学工艺学》课程为培养符合区域经济社会发展需求的有特色高素质应用型人才做出了重要贡献。
课程大纲
学习目标
化学工艺学的教学目的是培养学生将已学的专业理论知识和专业基础知识与实际生产相结合,以处理实际生产过程问题。教学的主要要求:了解化学工业的特点、原料资源和主要产品。理解化学工艺的共性知识中化工过程的主要效率指标,催化剂的性能及使用。掌握反应过程的物料衡算和热量衡算。理解各种反应过程的反应规律、机理。掌握原料路线的选择,工艺流程的设计,最适宜的操作条件,生产过程所需的各种机械设备的规格、结构和材质,产品的质量控制等内容。化工工艺学不仅要从理论上探讨每个工艺过程的可能性和条件,而且还要找出用最低的能耗和物耗生产出最好的产品的工艺方案。
学习要求
(一)教学日历
广 州 大 学 教 学 进 度 表
(2014—2015 学年第二学期)
课程名称:化学工艺学 学院:化学化工学院 专业:化工121、122 学生人数:88 主讲教师:梁红/林璟 职称:教授/讲师 辅导教师:
教材名称:化学工艺学 出版社:化学工业出版社 作者:米镇涛 总学时数:56 周时数:4 答疑地点和时间:理科南513\105\613\生化楼313 周五
周次 各周主要教学内容 学时数分配 备 注 说 明
讲课 实验(实践)
1(周3) "第一章 绪论
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。
" 2 1.教学进度表的教学内容必须依照教学大纲要求填写,填写至一节课的教学内容。 2.主要教学内容中必须明确讲授的章节、主要教学内容和教学方式。 3.此表在执行过程中,如有变动,事先须经系主任批准,并报教务处备案。 4.本表要求用钢笔(或打印)填写,字迹清楚、工整。 5.填表说明:根据教学大纲填写,本表一式三至四份,于开学后第一周内交教务处一份,学生所属学院及教师所属学院各一份,教师自存一份。
1(周5) "第二章 化学工艺基础
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
" 2
2(周3) "第二章 化学工艺基础
基本要求: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,建立工程概念。
" 2
2(周5) "第三章 烃类热裂解
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;
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。
" 2
3(周3) "第三章 烃类热裂解
基本要求:掌握各个工艺参数和原料性质对裂解产物分布的影响;熟悉不同分离顺序流程及精馏分离的工艺参数。
重点: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。
难点:烃类裂解工艺过程参数选择。
" 2
3(周5) "第三章,基本要求:了解管式裂解炉结构、材料和炉型;掌握裂解气各种净化方法、原理和工艺条件;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。
" 2
4(周3) "第三章,基本要求:不同SRT炉型差异;裂解气的净化方法、原理和工艺条件。
难点:裂解过程的高温、短停留时间和低烃分压的选择和措施。" 2
4(周5) "第三章 烃类热裂解
基本要求: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。
重点:影响规律
" 1 讨论1学时
5(周3) "第四章 芳烃转化
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。
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。
" 2
5(周5) "对第四章的讨论课;第五章 合成气的生产
基本要求:了解合成气的三种生产方法及合成气应用实例。" 1 讨论1学时
6(周3) "第五章 合成气的生产
基本要求:天然气制备合成气原理、催化剂。" 2
6(周5) "第五章 合成气的生产
基本要求:掌握不同生产方法的工艺流程及主要设备。
难点:天然气制备合成气的工艺流程。
" 2
7(周3) "第五章 合成气的生产
基本要求:掌握一氧化碳变换过程。
难点:一氧化碳变换过程。
" 2
7(周5) "第五章 合成气的生产
基本要求:掌握脱硫和脱除二氧化碳的方法和工艺。
重点:脱硫和脱除二氧化碳的方法
" 1 讨论1学时
8(周1) "第6章 加氢与脱氢过程
教学内容:加氢、脱氢反应的一般规律;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;" 2
8(周5) "第6章 加氢与脱氢过程
教学内容:氮加氢制合成气;掌握氮加氢制合成氨的原理、催化剂、工艺流程;" 2
11(周1) "第6章 加氢与脱氢过程
教学内容:甲醇的合成;掌握甲醇合成的原理、催化剂、工艺流程和设备;" 2
11(周4) "第6章 加氢与脱氢过程
教学内容:乙苯脱氢制苯乙烯;正丁烯氧化脱氢制丁二烯。掌握乙苯脱氢制苯乙烯的原理、催化剂、工艺流程;熟悉正丁烯氧化脱氢制丁二烯的原理、工艺流程。" 2
12(周1) "第7章 烃类选择性氧化
教学内容:7.1概述7.2 均相催化氧化;
教学要求:了解氧化过程的特点,分类,重点学习均相催化原理。" 2
12(周4) "第7章 烃类选择性氧化
教学内容:7.2.2 配位催化氧化;7.2.3 烯烃液相环氧化;7.2.4 均相催化氧化过程反应器的类型 7.3 非均相催化氧化 7.3.1 重要的非均相催化氧化反应
7.3.2 非均相催化氧化反应机理 7.3.3 非均相氧化催化剂和反应器
教学要求:了解配位催化氧化原理,重点非均相催化氧化反应机理等。" 2
13(周1) "第7章 烃类选择性氧化
教学内容:7.4 乙烯环氧化制备环氧乙烷
教学要求:了解环氧乙烷的性质,用途,生产方法,重点学习乙烯直接氧化法生产环氧乙烷反应原理,工艺流程和工艺条件等。" 2
13(周4) "第7章 烃类选择性氧化
教学内容:7.5 丙烯氨氧化制丙烯 7.6 芳烃氧化制邻苯二甲酸
教学要求:了解丙烯腈的性质用途工艺概况等,重点学习涉及的化学反应,催化剂,反应机理,影响因数,工艺条件和流程。" 2
14(周1) "第8章 羰基化过程
教学内容:8.1 羰基化概述 8.1.1不饱和化合物的羰化反应 8.1.2甲醇的羰化反应 8.2 羰基化反应的理论基础
教学要求:了解羰基化的概念,学习不饱和化合物的羰化反应种类机理,掌握甲醇的羰化反应理论。" 2
14(周4) "第8章 羰基化过程
8.3 甲醇羰基化合成醋酸 8.3.1甲醇羰基化合成醋酸的基本原理 8.3.2 甲醇羰化反应合成醋酸的工艺流程 8.3.3 甲醇低压羰化反应合成醋酸的优缺点 8.4 丙烯羰基化合成丁醇、辛醇8.4.1 烯烃氢甲酰化反应的基本原理
教学要求:重点掌握甲醇羰基化合成醋酸的基本原理和工艺流程,了解甲醇低压羰化反应合成醋酸的优缺点。" 2
15(周1) "第8章 羰基化过程
教学内容:8.4.2丙烯氢甲酰化合成丁醇、辛醇 8.4.2.2丙烯高压氢甲酰化法合成正丁醛 8.4.2.3丙烯低压氢甲酰化法合成正丁醛 8.5 羰基化反应技术的发展趋势
教学要求:重点掌握丙烯氢甲酰化合成丁醇、辛醇,丙烯高压氢甲酰化法合成正丁醛和丙烯低压氢甲酰化法合成正丁醛。" 2
15(周4) "第9章氯化过程
教学内容:9.1 概述 9.2 氯化烃的主要生产方法 9.3氯乙烯
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。" 2
16(周1) "第9章氯化过程
教学内容:9.4平衡氧氯化生产 氯乙烯9.5 乙烯氧氯化生产氯乙烯工艺
基本要求:掌握平衡氧氯化生产氯乙烯的原理、工艺流程。" 2
16(周4) "第9章氯化过程
9.6 平衡氧氯化法技术进展
基本要求:学习平衡氧氯化法技术进展。"
主讲教师签名:梁红 林璟 系(教研室)主任签名: 2015 年 3 月 2 日 教务处制
(二)教学方式
面授与讨论相结合,多媒体教学与板书相结合。
(三)考核方法
课堂提问、作业、纪律等占30%,期中考核占30%,期末考核占40%。期中和期末考试:形式为笔试。第一方案:基础知识题部分采用闭卷;综合运用题采用开卷。第二方案:一页开卷。试题满分为100分,基本知识题部分占40%,综合运用题60%。试题难易适中,并能全面地考核学生对本门课程的掌握情况。
考核标准
课件浏览100%,客观练习0%,主观练习0%,课内讨论0%,练习允许5次全部重做。
课程内容不断迭代,成绩以当时的课程内容为准,一旦合格,可以申请证书。申请证书后,以结课处理,成绩不再改动
教材教参
1米镇涛. 化学工艺学. 第二版. 北京:化学工业出版社,2006
2吴指南. 基本有机化工工艺学. 第二版. 北京:化学工业出版社,1990
3黄仲九. 房鼎业. 化学工艺学. 北京:高等教育出版社,2001
4 程殿彬. 离子膜法制碱生产技术. 北京:化学工业出版社,1998