《化学工艺学》课程教学大纲 Chemical Technology

化学工艺学课程教学大纲课程名称：化学工艺学/ChemicalTechnology课程代码：04131005课程类型：（基础/必修）总学时数：32学分：2先修课程：物理化学，有机化学，化工原理，化工热力学开课单位：生物与化学工程学院适用专业：化学工程与工艺一、课程的性质、目的和任务本课程为双语课程，是化学工程与工艺专业学生必修的专业课，是在学生学习了物理化学、有机化学、化工原理、化工热力学课程的基础上学习的课程。通过本课程的学习，使学生能系统地掌握典型化学工业过程的工艺原理、影响因素、确定工艺条件的依据、典型反应设备的结构特点和典型工艺流程；同时使学生对工艺路线、流程的技术经济指标、能量回收利用、副产品的回收与利用及废物处理有一定的了解。通过本课程的学习，培养和提高学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力，为其将来从事化工过程开发、设计、建设和科学管理打下坚实的专业基础。二、教学内容及教学基本要求1.绪论（Exordium）了解化学工艺学的研究内容，化学工业的发展、地位、作用：了解现代化学工业的特点及发展方向，主要化工原料及产品；了解本课程的性质及任务。Knowing research contentof chemical technology,and development,position and effects of thechemical industry. Knowing characteristics and developing direction of the modern chemical industry, andmain material resource and main products. Knowing the nature and the task of this course2.化学工艺基础（Foundationofchemicaltechnology）了解主要化工原料及其加工过程，化工生产过程及工艺流程；理解反应条件对化学平衡和反应速率的影响：掌握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。Knowingmainchemicalrawmaterialsandprocessing,chemicalproductionprocessandprocessflowUnderstanding the influence of reaction conditions on chemical equilibrium and reaction rate.Knowingexactly the technology and characteristics of the primary processing and secondary processing of the crudeoil,andmainefficiencyindexofchemicalprocess3.烃类热裂解（Thermalcrackingofhydrocarbon）了解烃类热裂解的化学反应及其热力学和动力学特征；理解烃类裂解反应机理；掌握烃类裂解的一次反应和二次反应；掌握裂解过程的工艺参数和操作指标：掌握管式裂解炉及裂解工艺过程；掌握裂解气的预分馏及净化；掌握裂解气的精馏分离系统及分离流程。Knowing thechemical reaction of thermal cracking of hydrocarbon and the characteristics of thethermodynamics and kinetics.Understanding reaction mechanism of hydrocarbon cracking.Knowingexactly primary reactions and secondary reactions of hydrocarbon cracking,and technological parametersand operation indexes of cracking process, and tube cracking furnace and cracking technology process, and-1-

- 1 - 化学工艺学课程教学大纲 课程名称：化学工艺学/ Chemical Technology 课程代码：04131005 课程类型：（基础/必修） 总学时数：32 学 分：2 先修课程：物理化学，有机化学，化工原理，化工热力学 开课单位：生物与化学工程学院 适用专业：化学工程与工艺 一、课程的性质、目的和任务 本课程为双语课程，是化学工程与工艺专业学生必修的专业课，是在学生学习了物理化学、有 机化学、化工原理、化工热力学课程的基础上学习的课程。通过本课程的学习，使学生能系统地掌 握典型化学工业过程的工艺原理、影响因素、确定工艺条件的依据、典型反应设备的结构特点和典 型工艺流程；同时使学生对工艺路线、流程的技术经济指标、能量回收利用、副产品的回收与利用 及废物处理有一定的了解。通过本课程的学习，培养和提高学生的自学能力、分析问题和解决问题 的能力，为其将来从事化工过程开发、设计、建设和科学管理打下坚实的专业基础。 二、教学内容及教学基本要求 1．绪论（Exordium） 了解化学工艺学的研究内容，化学工业的发展、地位、作用；了解现代化学工业的特点及发展 方向，主要化工原料及产品；了解本课程的性质及任务。 Knowing research content of chemical technology, and development, position and effects of the chemical industry. Knowing characteristics and developing direction of the modern chemical industry, and main material resource and main products. Knowing the nature and the task of this course. 2．化学工艺基础（Foundation of chemical technology） 了解主要化工原料及其加工过程，化工生产过程及工艺流程；理解反应条件对化学平衡和反应 速率的影响；掌握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。 Knowing main chemical raw materials and processing, chemical production process and process flow. Understanding the influence of reaction conditions on chemical equilibrium and reaction rate. Knowing exactly the technology and characteristics of the primary processing and secondary processing of the crude oil, and main efficiency index of chemical process. 3．烃类热裂解（Thermal cracking of hydrocarbon） 了解烃类热裂解的化学反应及其热力学和动力学特征；理解烃类裂解反应机理；掌握烃类裂解 的一次反应和二次反应；掌握裂解过程的工艺参数和操作指标；掌握管式裂解炉及裂解工艺过程； 掌握裂解气的预分馏及净化；掌握裂解气的精馏分离系统及分离流程。 Knowing the chemical reaction of thermal cracking of hydrocarbon and the characteristics of the thermodynamics and kinetics. Understanding reaction mechanism of hydrocarbon cracking. Knowing exactly primary reactions and secondary reactions of hydrocarbon cracking, and technological parameters and operation indexes of cracking process, and tube cracking furnace and cracking technology process, and

pre-fractionation and purification of cracked gas,and rectification separation system of cracked gas andseparationflow.4.芳烃转化过程（Aromatictransformationprocess）了解芳烃的来源和生产方法：理解C：芳烃的分离原理和方法：掌握芳烃转化的主要反应（脱烷基、歧化、异构化、烷基化、烷基转移反应）及典型产品生产原理和工艺流程。Knowingthe source and the production methodsof the aromatics.Understanding the separationprincipleand methods of Cg aromatics.Knowing exactly themain reactions of the aromatic transformation(dealkylation,disproportionation,isomerization, alkylation, transalkylation,ect.),and theproductionprinciple and process flow of the typical products.5.合成气的生产过程（Productionprocessofsyngas）了解合成气的生产方法及合成气应用实例，了解气体中硫化物和二氧化碳的脱除方法：理解煤、油渣制合成气原理、工艺流程及主要设备；掌握天然气制备合成气原理、催化剂、工艺流程及主要设备；掌握一氧化碳变换过程原理、催化剂、工艺流程及主要设备。Knowing the production methods of syngas and the examples of syngas application, and removalmethods of sulfide and carbon dioxide from gas. Understanding the principle, process flow and mainequipments of the syngas preparation from the coal or oil residue.Knowing exactly the principle, catalysts,process flow and main equipments of the syngas preparation from the natural gas.Knowing exactly theprinciple,catalysts,processflowandmainequipmentofCO shiftprocess.6.加氢与脱氢过程（Hydrogenation anddehydrogenation process）了解加氢和脱氢反应的类型，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。正丁烯氧化脱氢制丁二烯的原理、工艺流程。Knowing the reaction types and general rules of hydrogenation and dehydrogenation Knowingexactlythereactionprinciple,catalysts,processflowandequipments of synthetic ammoniapreparationbynitrogen hydrogenation, and the reaction principle, catalysts, process flow and equipments of the methanolsynthesis,and thereaction principle,catalysts,processflowand equipmentsof the styrenepreparationfromethylbenzene dehydrogenation, and the reaction principle and process flow of the butadiene preparation byn-butene oxidativedehydrogenation7.烃类的选择性氧化（Selectiveoxidationofhydrocarbon）了解氧化过程的特点、氧化剂的选择：理解均相催化氧化和非均相催化氧化特点、类型、工艺条件：掌握环氧乙烷、丙烯睛、苯酐生产的基本原理和催化反应机理，以及其工艺条件的选择、反应器的结构特点。Knowingthe characteristics of oxidation process and the selection of theoxidants.Understanding thecharacteristics,the types, the process conditions of the homogeneous catalytic oxidation and heterogeneouscatalytic oxidation.Knowing exactly the basic principle and catalytic reaction mechanism of the ethyleneepoxy, the acrylonitrile, and the phthalic anhydride production, and the selection of process conditions andstructure characteristics ofthe reactors8.羰基化过程（Carbonylationprocess）了解不饱和化合物的羰基化反应，了解羰基化反应技术的发展趋势：掌握羰基化反应催化剂，掌握甲醇羰基化合成醋酸的原理、工艺流程；掌握丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工艺流程。Knowing the carbonylation reactions of unsaturated compounds, and the development trend ofcarbonylation reaction technology.Knowing exactly the catalysts of the carbonylation reactions, and theprinciple and process flow of acetic acid synthesis by methanol carbonylation,and the principle andprocess flow of butanol, octanol synthesis by propene carbonylation.-2-

- 2 - pre-fractionation and purification of cracked gas, and rectification separation system of cracked gas and separation flow. 4．芳烃转化过程（Aromatic transformation process） 了解芳烃的来源和生产方法；理解 C8 芳烃的分离原理和方法；掌握芳烃转化的主要反应（脱烷 基、歧化、异构化、烷基化、烷基转移反应）及典型产品生产原理和工艺流程。 Knowing the source and the production methods of the aromatics. Understanding the separation principle and methods of C8 aromatics. Knowing exactly the main reactions of the aromatic transformation (dealkylation, disproportionation, isomerization, alkylation, transalkylation, ect.), and the production principle and process flow of the typical products. 5．合成气的生产过程（Production process of syngas） 了解合成气的生产方法及合成气应用实例，了解气体中硫化物和二氧化碳的脱除方法；理解煤、 油渣制合成气原理、工艺流程及主要设备；掌握天然气制备合成气原理、催化剂、工艺流程及主要 设备；掌握一氧化碳变换过程原理、催化剂、工艺流程及主要设备。 Knowing the production methods of syngas and the examples of syngas application, and removal methods of sulfide and carbon dioxide from gas. Understanding the principle, process flow and main equipments of the syngas preparation from the coal or oil residue. Knowing exactly the principle, catalysts, process flow and main equipments of the syngas preparation from the natural gas. Knowing exactly the principle, catalysts, process flow and main equipment of CO shift process. 6．加氢与脱氢过程（Hydrogenation and dehydrogenation process） 了解加氢和脱氢反应的类型，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。正丁烯氧化脱氢制丁二烯的原理、工艺流程。 Knowing the reaction types and general rules of hydrogenation and dehydrogenation. Knowing exactly the reaction principle, catalysts, process flow and equipments of synthetic ammonia preparation by nitrogen hydrogenation, and the reaction principle, catalysts, process flow and equipments of the methanol synthesis, and the reaction principle, catalysts, process flow and equipments of the styrene preparation from ethylbenzene dehydrogenation, and the reaction principle and process flow of the butadiene preparation by n-butene oxidative dehydrogenation. 7．烃类的选择性氧化（Selective oxidation of hydrocarbon） 了解氧化过程的特点、氧化剂的选择；理解均相催化氧化和非均相催化氧化特点、类型、工艺 条件；掌握环氧乙烷、丙烯腈、苯酐生产的基本原理和催化反应机理，以及其工艺条件的选择、反 应器的结构特点。 Knowing the characteristics of oxidation process and the selection of the oxidants. Understanding the characteristics, the types, the process conditions of the homogeneous catalytic oxidation and heterogeneous catalytic oxidation. Knowing exactly the basic principle and catalytic reaction mechanism of the ethylene epoxy, the acrylonitrile, and the phthalic anhydride production, and the selection of process conditions and structure characteristics of the reactors. 8．羰基化过程（Carbonylation process） 了解不饱和化合物的羰基化反应，了解羰基化反应技术的发展趋势；掌握羰基化反应催化剂， 掌握甲醇羰基化合成醋酸的原理、工艺流程；掌握丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的原理、工艺流程。 Knowing the carbonylation reactions of unsaturated compounds, and the development trend of carbonylation reaction technology. Knowing exactly the catalysts of the carbonylation reactions, and the principle and process flow of acetic acid synthesis by methanol carbonylation, and the principle and process flow of butanol, octanol synthesis by propene carbonylation

9.氯化过程（Chlorinationprocess）了解氯代烃的主要生产方法；理解氯乙烯的性质、用途、生产方法：掌握平衡氧氯化法生产氯乙烯的原理、工艺条件和工艺流程。Knowing the main production methods of the chlorohydrocarbons. Understanding the properties, useand production methods of vinyl chloride. Knowing exactly the principle, process conditions and processflowof vinyl chlorideproductionby equilibriumoxychlorinationmethod三、学时分配表序课程内容讲课学时号11绪论(Exordium)22化学工艺基础（Foundationofchemicaltechnology）38烃类热裂解（Thermalcrackingofhydrocarbon）45芳烃转化（Aromatictransformationprocess）55合成气的生产过程（Productionprocessofsyngas）5加氢与脱氢过程（Hydrogenationanddehydrogenation6process)73烃类的选择性氧化（Selectiveoxidationofhydrocarbon）82羰炭基化过程（Carbonylationprocess)91氯化过程（Chlorinationprocess）32合计四、课程考核方法及要求1.考核方式：考试（√）：考查（）期末考试为（）卷2.成绩评定：计分制：百分制（V）；五级分制（）：两级分制（）总评成绩构成：平时考核（30）%；中期考核（0）%：期末考核（70）%平时成绩构成：考勤考纪（5）%：作业（20）%；其他（5）%五、建议教材及参考资料建议教材：1.JacobA.Moulijn,MichielMakkeeetc.,《ChemicalProcessTechnology》,JOHNWILEY&SONS,Ltd.,20012.米镇涛主编，《化学工艺学》，化学工业出版社，2006年版参考资料：1.黄仲九，房鼎业主编，《化学工艺学》，高等教育出版社，2008年版2.吴指南等主编，《基本有机化工工艺学》，化学工业出版社，1990年版六、大纲说明以课堂教学方式为主，采用多媒体辅助教学手段，采用课外研讨式教学和企业现场教学等教学方式进行教学改革：课堂教学中，采用双语教学，中、英文讲授各占50%，全英语习题与练习加深学生对专业知识和专业英语的理解。通过对典型工业化学工业过程的工艺路线、流程的技术经济指标、能量回收利用、副产品的回- 3 -

- 3 - 9．氯化过程（Chlorination process） 了解氯代烃的主要生产方法；理解氯乙烯的性质、用途、生产方法；掌握平衡氧氯化法生产氯 乙烯的原理、工艺条件和工艺流程。 Knowing the main production methods of the chlorohydrocarbons. Understanding the properties, use and production methods of vinyl chloride. Knowing exactly the principle, process conditions and process flow of vinyl chloride production by equilibrium oxychlorination method. 三、学时分配表 序 号 课程内容 讲课学时 1 绪论 (Exordium) 1 2 化学工艺基础 (Foundation of chemical technology) 2 3 烃类热裂解 (Thermal cracking of hydrocarbon) 8 4 芳烃转化 (Aromatic transformation process) 5 5 合成气的生产过程 (Production process of syngas) 5 6 加氢与脱氢过程 (Hydrogenation and dehydrogenation process) 5 7 烃类的选择性氧化 (Selective oxidation of hydrocarbon) 3 8 羰基化过程 (Carbonylation process) 2 9 氯化过程 (Chlorination process) 1 合计 32 四、课程考核方法及要求 1．考核方式：考试（√）；考查（ ）期末考试为（ ）卷 2．成绩评定： 计分制：百分制（√）；五级分制（）；两级分制（） 总评成绩构成：平时考核（30）％；中期考核（0）％；期末考核（70）％ 平时成绩构成：考勤考纪（5）％；作业（20）％；其他（5）％ 五、建议教材及参考资料 建议教材： 1．Jacob A. Moulijn, Michiel Makkee etc.，《Chemical Process Technology》，JOHN WILEY & SONS, Ltd.，2001 2．米镇涛主编，《化学工艺学》，化学工业出版社，2006 年版 参考资料： 1．黄仲九，房鼎业主编，《化学工艺学》，高等教育出版社，2008 年版 2．吴指南等主编，《基本有机化工工艺学》，化学工业出版社，1990 年版 六、大纲说明 以课堂教学方式为主，采用多媒体辅助教学手段，采用课外研讨式教学和企业现场教学等教学 方式进行教学改革；课堂教学中，采用双语教学，中、英文讲授各占 50%，全英语习题与练习加深 学生对专业知识和专业英语的理解。 通过对典型工业化学工业过程的工艺路线、流程的技术经济指标、能量回收利用、副产品的回

收与利用及废物处理等知识的学习，增强学生筛选最优生产工艺路线、工艺参数确定和模拟优化等能力，增强废物利用和环境保护意识：使学生具备工程技术应用能力和创新能力，能够参与生产及运作系统的设计，并具有运行和维护能力。通过课外研讨式教学和企业现场教学等教学方式，培养学生的自学能力、认识问题和解决问题的能力，团队合作能力：通过双语授课、全英语习题与练习强化学生对化学工艺中专业英语读写能力，增强学生国际交流能力。执笔人：杨瑞芹审核人：王士财审批人：杨瑞芹-4

- 4 - 收与利用及废物处理等知识的学习，增强学生筛选最优生产工艺路线、工艺参数确定和模拟优化等 能力，增强废物利用和环境保护意识；使学生具备工程技术应用能力和创新能力，能够参与生产及 运作系统的设计，并具有运行和维护能力。通过课外研讨式教学和企业现场教学等教学方式，培养 学生的自学能力、认识问题和解决问题的能力，团队合作能力；通过双语授课、全英语习题与练习 强化学生对化学工艺中专业英语读写能力，增强学生国际交流能力。 执笔人：杨瑞芹 审核人：王士财 审批人：杨瑞芹

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