化学工艺学课程教学大纲

英文名称：Chemical Process Technology             课程编码：18000208

学    时：48                        学    分：3

课程性质：必修                                 课程类别：专业课

先修课程：有机化学、物理化学、化工原理、化工设备机械基础、催化原理、化工热力学、化学反应工程

开课学期：第七学期

适用专业：化学工程与工艺

一、课程教学目标

通过本课程的学习，使学生具备下列能力：

1、要求学生从化工生产工艺角度出发，应用化工过程的基本原理，通过对典型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、节能降耗和安全、环保等进行分析，建立起工艺思维方式和工程观念，培养学生分析和解决化工过程中实际问题的能力；

2、要求学生掌握化工过程的基本原理，典型工艺过程的生产方法、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、三废治理及综合利用等问题，培养学生能够在保证安全、清洁生产的前提下对工艺路线、流程进行技术经济评价，对节能降耗、副产物的回收利用及废物处理等提出优化途径；在此基础上，能够对化工专业领域内的新工艺、新原料、新产品等进行技术分析和比较，有效应用技术经济分析方法。

二、课程教学目标与毕业要求的对应关系

毕业要求	关联程度	毕业要求的指标点	本课程的 教学目标
2. 问题分析	M	2.3能结合化学工程与工艺专业的基础知识和基本原理，对化工生产中的产品、过程、安全与环保、能量利用、公用工程、系统优化及组合等复杂工程问题进行解决方案筛选与评价。	1
3.设计/开发解决方案	H	3.3了解新产品、新工艺、新技术和新设备的发展动态，具有创新精神，能在设计方案中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，体现创新意识。	2

三、课程的基本内容

1、绪论

教学目标：

1）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；

2）了解基本有机化学工业的四种原料；

3）了解基本有机化学工业的主要产品。

本章主要内容：化学工艺学的研究范畴；化学工业的发展、地位与作用；现代化学工业的特点和发展方向；化学工业的原料与主要产品。

2、原料资源及其加工

教学目标：

1）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。

本章主要内容：无机化学矿及其加工；石油、天然气、煤、生物质及其加工；再生资源的开发利用；空气和水的利用情况。

3、烃类热裂解

教学目标：

1） 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；

2） 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；

3） 掌握裂解气的净化与分离：酸性气体的脱除；脱水与脱炔；裂解气的压缩；

4） 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。

本章主要内容： 烃类热裂解过程的化学反应主要有哪些；裂解过程工艺参数和操作指标；管式裂解炉及裂解工艺过程；裂解气的预分馏和净化工艺；压缩和制冷系统，裂解气的精馏分离系统。

4、芳烃转化过程

教学目标：

1） 了解芳烃的来源；芳烃的供需和芳烃间的相互转化；

2） 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；

3） 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；

4） 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；

5） 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。

本章主要内容：芳烃的来源及芳烃在工业生产中的利用情况；芳烃转化情况；C8芳烃的分离方法有哪些；芳烃生产技术发展方向。

5、合成气的生产过程

教学目标：

1） 了解合成气的生产方法和合成气的应用；

2） 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；

3） 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；

4） 了解合成气的净化方法。

本章主要内容：合成气的生产方法和应用情况；由煤、天然气、渣油制合成气；一氧化碳的变化过程；气体中硫化物和二氧化碳的脱除。

6、加氢与脱氢过程

教学目标：

1） 了解催化加氢和脱氢的反应类型和催化加氢和脱氢的反应的一般规律；

2） 熟练掌握氮加氢合成氨、一氧化碳加氢合成甲醇的热力学分析；催化剂及反应条件；合成反应器的结构和工艺流程；

3） 掌握烃类催化脱氢反应的化学：热力学、主要副反应、催化剂、动力学及工艺参数的影响；

4） 熟练掌握乙苯催化脱氢合成苯乙烯：苯乙烯的性质、用途及合成方法简介、乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程；熟练掌握烃类的氧化脱氢：氧化脱氢反应简介；正丁烯氧化脱氢合成丁二烯。

本章主要内容：加氢和脱氢的反应类型有哪些；加氢、脱氢反应的一般规律；加氢产品示例：氮加氢制合成氨，甲醇的合成；脱氢产品示例：乙苯脱氢制苯乙烯，正丁烯氧化脱氢制丁二烯。

四、教学安排

学时分配如下表所示。

 

 

五、教学方法

课程实施启发与讨论式教学方法，具体如下：

（1）教学中多引入化工产品实例，让学生对所学内容获得感性认知；

（2）精心安排和组织课堂教学的教案、讨论、作业等，培养学生的思维能力，帮助学生消化理解所学内容。

1.课堂讲授

（1）采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。

（2）在教学过程中采用电子教案，PPT课件，多媒体教学与传统板书、动画等教学相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。

（3）理论教学与工程实践相结合，引导学生应用数学、物理、自然科学和工程科学的基本原理，对典型化工产品进行分析，培养其识别、表达和解决化工类专业相关工程问题的思维方法和实践能力。

（4）课内讨论和课外答疑相结合，每周至少一次进行答疑。

2.课程中心

利用课程资源中心（超星学习通），围绕课程各章节教学重点难点内容，除布置一定数量的课后作业外，还设置了核心知识点讨论题目、课程学习资料等相关学习内容，充分发挥学生的自主性，以学生为中心，培养学生的学习能力和创新能力。

六、教学目标达成度评价

1、 教学目标1的达成度通过期末考试考评。

2、教学目标2的达成度通过超星平台（作业、阅读、讨论）考评。

七、成绩评定

课程成绩由超星平台成绩（作业占15%+阅读10%+课堂互动15%）和期末考试成绩组合而成。具体要求及成绩评定方法如下：

1、作业：15%。主要考核各章节知识点的掌握程度。

2、课堂互动：15%。主要根据在超星平台讨论、回答问题等。

3、阅读：主要是案例分析资料为主，以典型化工产品为中心，通过相关资料，了解一些应用实例，增强学生分析问题、解决问题的能力。

4、期末考试成绩：60%。主要考核对整门课程知识点的掌握程度。

八、课程教材及主要参考书

    1、建议教材

[1] 米镇涛. 化学工艺学(第二版). 北京: 化学工业出版社, 2005年

    2、主要参考书

[1] 刘晓勤. 化学工艺学. 北京: 化学工业出版社, 2013年

[2] 黄仲九, 房鼎业. 化学工艺学. 北京: 高等教育出版社, 2003年

九、附件

附1：评分标准

附2：考核过程

 

制定人：齐平

审定人：赵永华

批准人：张震斌

二〇一七年七月 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附件1．评分标准

（1）平时作业成绩评分标准

按百分制评分，总评后折算成相应分数。

化学工艺学平时作业成绩评分标准表

（2）期末考试

闭卷考试，按照测试的答案或要求，按百分制评分，总评后折算成相应分数。

化学工艺学期末成绩评分标准表

附件2考核过程

1. 超星平台（作业）

章节教学结束后，给学生布置作业，检验学生对所学知识的掌握程度，加深和巩固讲过的基本理论知识，培养学生良好的学习态度，树立良好的职业道德和规范，提高学生自我学习的意识和能力。（支撑毕业要求指标点2.3）

2. 超星平台（课堂讨论、阅读）

主要是案例分析资料为主，以典型化工产品为中心，通过相关资料，了解一些应用实例，增强学生分析问题、解决问题的能力。（对应课程目标2；支撑毕业要求指标点3.3）

3. 考试

考试采用笔试方式，试题类型：填空、选择、回答问题、论述、读流程回答问题。