《化工工艺学》教案Word格式.docx
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课时安排:
2学时
教学课型:
理论课√实验课□习题课□实践课□其它□
题目(教学章、节或主题):
第一章绪论
教学目的要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
教学目的要求:
全面了解化工工艺学的定义,研究内容和方法及化工工艺学在化工生产中的地位和作用
教学内容(注明:
*重点#难点?
疑点):
第一节化工工艺学的定义和范畴
*第二节化工工艺学研究的主要内容和方法
第三节化工工艺学在化工生产中的地位和作用
第四节学习化工工艺学的意义
教学方式、手段、媒介:
以板书为主
板书设计:
左边文本,右边插图
讨论、思考题、作业:
教师姓名:
陈彦职称:
副教授11年8月25日
6学时
上编化工工艺学基础
第一章概论
了解化学工业发展史,化学工业特征与分类,掌握化工装置的操作方式,化工技术开发的研究方法和程序,了解并掌握化工工艺设计和工艺管理,化工技术经济,化工节能的途径,微机在化工生产、开发和设计企业管理中的应用;
教学内容:
第一节化学工业的发展简史
1.古代的化工生产技术和人们对工艺的认识;
*2.近代化学工业的兴起和行业的形成;
*3.现代化工行业的发展和进步;
4.中国近代化学工业发展概略;
5.当代化学工业的发展趋势。
第二节化学工业的行业特征和分类
1.化学工业的行业特征;
*2.化学工业的分类。
第三节化工装置的操作方式
1.连续操作;
2.间歇操作;
3.半连续操作;
4.操作方式的用
第四节化工技术的开发与生产装置建设
1.化工新技术开发概述
2.化工新技术开发的目的和任务;
3.化工新技术的开发的主要内容;
4.化工技术开发研究的方法与程序;
5.化工装置的建设。
第五节应用开发研究
*1.应用开发研究的意义;
2.市场调查对开发新产品新工艺的影响;
3.应用技术的研究服务对技术开发的影响;
4.文献资料和专利提供化工新产品开发与应用技术研究。
第六节化工工艺设计
1.化工工艺设计的内容与要求;
2.产品生产的反应工艺研究和设计;
3.工艺流程设计方案(流程方案的设计)
4.工艺流程方案的量化——初步设计阶段工艺流程设设计的完成计的完成;
5.工艺流程的评估;
6.初步设计阶段的工艺流程图;
6.施工图阶段的工艺流程图(又称P1D,P1图);
7.车间和设备布置设计;
;
8.协调非工艺专业的设计为非工艺专业提供设计条件;
9.三废治理设计。
第七节化工工艺管理
1.工艺操作规程;
2.安全操作规程;
3.全面质量管理;
4.技术管理;
5.标准和计量管理。
第八节化工技术经济
1.技术经济概述;
2.技术经济指标;
3.投资项目的经济评估。
*第九节化工节能
1.化工节能的意义;
2.化工节能的途径。
第十节计算机在化工工艺中的应用
1.化工过程参数的控制(单片机控制参数);
2.微机在化工生产系统中的应用;
3.计算机在化工开发和设计中应用;
4.计算机在企业管理上应用;
*第十一节绿色化工和可持续发展
1.概述;
2.文献上关于绿色化工的概念和术语简介;
3.美国化学会提出的十二项原则;
4.化工可持续发展
本章内容应作为本课程的重点。
第二章原料及原料准备
掌握原料,辅料进入流程的要求。
原料包括固体、气体、液体原料的预处理及催化剂的制备与再生。
第一节原料及原料路线
1.原料在化工中的地位;
2.原料辅料对产品质量的影响;
*3.原料和原料路线对工艺流程的影响;
1.原料进入流程的要求
第二节原料的预处理(原料准备)
1.原料预处理原则;
2.原料预处理方案设计;
3.原料处理流程方案的比较和评比;
第三节固体原料的处理
1.粉碎与团聚;
2.固体与晶体物料的净化与纯化;
3.固体物料干燥;
4.固体物料的输送与加料;
5.固体的混合和混料
6.粉尘防御
第四节气体原料的处理
1.原料气体除尘防雾;
2.气体净化精制;
3.原料气体的干燥;
4.输送与计量;
5.安全卫生。
第五节液体原料的处理
1.纯化与净化;
2.液体原料干燥;
3.液体原料输送与计量;
4.液体原料的混合汽化和预热;
5.安全防御。
第六节催化剂制备
1.活性、选择性和寿命;
2.助催化剂或添加剂;
3.催化剂形态、制备和载体;
4.催化剂加料与出料;
5.再生和处理。
第三章反应过程和过程优化
掌握化学反应过程的分类,各种反应器类型特点和选型原则,掌握主要反应工艺参数的确定、测量和控制及满足工艺参数的流程设计。
第一节反应过程
1.化学反应过程的分类;
2.反应过程的理论问题
第二节反应器的基本研究
1.反应器的基本要求;
2.反应器类型和选型原则;
*3.反应器的开发与放大。
第三节釜式和鼓泡反应器
1.搅拌与混合;
2.釜式反应器的基本特征;
3.釜式反应器;
4.鼓泡反应器和其他气——液反应器的特征和设计
第四节管式反应器
1.管式反应器的特点和应用;
2.管式反应器的设计;
第五节固定床反应器
1.固定床反应器的特点;
2.固定床反应器的基本形式与应用;
3.固定床反应器的数学模型;
4.固定床反应器的计算。
第六节流化床反应器
1.流化床反应器及其基本特点
2.流化床反应器的应用;
3.流化床反应器的主要部件;
4.流化床反应器的设计与放大
第七节生化反应器
1.生化反应器的特征和工艺要求
2.生化反应器的类型;
3.生化反应器的设计
第八节反应的工艺参数与流程
1.主要工艺参数的确定;
2.满足工艺参数的流程设计
3.反应参数的测量和控制
1.反应条件与公用工程
第九节反应器优化
1.反应器最优化的基本概念
2.反应器最优化的模型
反应是化工工艺的重要内容,但考虑到这些内容在《化工反应工程》等课程中已有介绍,因此在讲课中可在总体的高度上展开分析和讨论,讲明化工反应工程的意义、作用和程序等。
第四章产物的分离与提纯
掌握化工分离分类与选型的方法。
了解化工分离设备的工艺计算与设备设计方法。
*第一节产物分离的原则
1.分离方法概述
2.基本原理
3.分离流程的设计
第二节分离与精制技术
1.气固分离和除尘
2.液体分离
3.液体分离与精馏
4.蒸发与结晶
5.干燥
6.吸收与吸附
第三节分离新技术和生化分离
1.离子交换
2.膜分离
3.色谱分离
4.超临界流体萃取和其他萃取分离
5.电泳分离
6.生化分离
7.其他分离方法
分离也是是化工工艺的重要内容,但考虑到这些内容在《分离工程》等课程中已有介绍,因此在讲课中可在总体的高度上展开分析和讨论,讲明化工分离的意义、作用和程序等。
1学时
第五章产品后加工
了解产品后加工工艺和程序
第一节产品后加工概述
第二节产品后加工方案
1.去除微量杂质
2.产品后加工和精细加工方案
*第三节产品包装
1.产品合格检验
2.产品计量和包装
3.储存和运输
第六章三废治理
了解三废治理的原则与主要方法
第一节三废及其治理原则
1.三废的产生及监控
2.三废治理原则
*第二节废水治理
1.废水分析指标
2.废水治理方法与流程
第三节废气治理
1.废气特征与分析
2.废气处理技术
第四节废渣治理及其资源综合利用
1.治理原则与利用
2.混渣的处理与利用
3.无机废渣的处理利用
4.废渣的处理利用
5.固体废物的资源化
1.固体废物的最终处理
第五节化工废弃物的焚烧
1.焚烧总论
2.焚烧工艺与设备
环保也是是化工工艺的重要内容,但考虑到这些内容在《化工环保》等课程中已有介绍,因此在讲课中在总体的高度上展开分析和讨论,讲明化工环保的意义、作用和程序等。
1学时
第七章检测与操作控制
了解检测与操作控制的主要方法与手段
第一节工艺操作参数
1.温度、压力、原料配比、反应时间和操作周期
2.反应转化率、选择性和收率
3.消耗定额
4.进料、出料与循环
第二节操作控制与自动控制
1.操作控制方案
2.自动控制
3.巡视与观测
4.监测
第三节中间分析与现场检测
1.条件控制
2.随时取样和定时取样分析
3.在线分析与报警
4.现场办公检测与显示
5.紧急停车
6.产品检验与合格证
第四节设备切换和维护
1.切换使用与再生
2.设备维护
第五节安全卫生
1.安全措施和应急措施
2.卫生要求
24学时
下编典型化工产品工艺过程介绍
(本章2学时)
介绍各种典型化工产品工艺过程的概念及意义。
*第八章合成氨(本章6学时)
第一节产品概述
第二节合成氨工艺流程简图及工艺流程概述
第三节原料气的制备与净化
第四节氨合成的反应过程和反应工艺
第五节氨的分离流程
第六节液氨贮存及输送
第七节合成氨系统的技术进展
第九章硝酸(本章2学时)
第一节概述
第二节稀硝酸生产过程·
第三节尾气的治理和能量利用
第四节浓硝酸的生产简介
一、由氨直接合成浓硝酸
二、间接法生产浓硝酸简介
第五节硝酸的毒性、安全和贮运
第十章烧碱(本章4学时)
*第二节烧碱生产的工艺流程方框图及流程概念
一、隔膜法生产流程示意方框图及工艺流程
二、离子膜生产烧碱工艺流程方框图及流程
第三节食盐水溶液的制备与净化
一、食盐水溶液的制备
二、盐水的净化·
第四节反应过程和反应工艺
一、电解过程基本定律及电流效率
二、隔膜法电解
三、离子交换膜法电解
第五节产物的分离和精制
一、电解液的蒸发浓缩制液碱
二、固碱制造
三、C12净化和液氯生产
四、H2精制
五、盐酸和干燥HCl
第六节氯碱厂环保措施简介
*第十一章乙烯(本章4学时)
第二节原料
第三节烃类裂解工艺
一、裂解原理
二、、裂解流程
第四节裂解气净化分离
一、裂解气分离概论
二、裂解气分离流程
第五节三废治理和产品后处理
第十三章合成苯酚(本章2学时)
第二节产品工艺流程
一、产品工艺流程方框图
二、工艺流程概述
第三节原料流程
一、异丙苯合成
二、异丙苯的氧化
三、CHP分解
第五节产物的分离
第六节三废治理和技术进步
一、三废治理
二、安全卫生
三、技术进步
第十五章聚氯乙烯(本章3学时)
*第二节产品工艺过程
一、产品的工艺概述
二、工艺流程
第三节原料
第四节反应机理及反应工艺
一、反应机理
二、反应工艺条件
三、聚合反应设备
第五节产品的后处理·
·
第十七章涤纶(本章1学时)
第一节产品概述·
第二节产品的工艺流程
一、流程简述
二、工艺概述
第三节主要原料
第四节聚合反应工艺
一、反应机理和反应方程·
二、反应器
三、聚合流程
四、反应的工艺条件和控制方法
*第五节聚酯(PET)熔融纺丝
一、涤纶
二、PET的熔融纺丝
第六节涤纶发展前景·
第十八章十二烷基苯磺酸钠(本章1学时)
第一节概述·
一、产品概述
二、产品的工艺流程图
三、工艺流程概述
第二节生产工艺过程
总复习讨论(2学时)
10学时
理论课实验课√习题课□实践课□其它□
实验教学内容
通过实验达到对化工过程加深理解的目的
实验一乙苯脱氢制苯乙烯(6学时)
1、实验目的
了解以乙苯为原料,氧化铁系为催化剂,在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
学会稳定工艺操作条件的方法。
2、实验方法
以乙苯为原料,氧化铁系为催化剂,在固定床单管反应器中制备苯乙烯对实验数据进行处理,分别将转化率、选择性及收率对反应温度作出图表,找出最适宜的反应温度区域,并对所得实验结果进行讨论。
(包括曲线图趋势的合理性,误差分析,成败原因等)
3、实验仪器
1–乙苯计量管;
2、4–加料泵;
3–水计量管;
5–混合器;
6–汽化器;
7–反应器;
8–电热夹套;
9、11–冷凝器;
10–分离器;
12–热电偶(即多功能反应实验装置)
4、实验操作方法
(1)反应条件:
汽化温度300℃,脱氢反应温度540~600℃,水:
乙苯=1.5:
1(体积比),相当于乙苯加料0.5毫升/分,蒸馏水0.75毫升/分(50毫升催化剂)
(2)操作步骤
了解并熟悉实验装置及流程,搞清物料走向及加料、出料方法。
接通电源,使汽化器、反应器分别逐步升温至预定的温度,同时打开冷却水。
分别校正蒸馏水和乙苯的流量(0.75毫升/分和0.5毫升/分)
当汽化器温度达到300℃后,反应器温度达400℃左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。
当反应温度升至500℃左右,加入已校正好流量的乙苯,继续升温至540℃使之稳定半小时。
反应开始每隔10~20分钟取一次数据,每个温度至少取两个数据,粗产品从分离器中放入量筒内。
然后用分液漏斗分去水层,称出烃层液重量。
取少量烃层液样品,用气相色谱分析其组成,并计算出各组分的百分含量。
反应结束后,停止加乙苯。
反应温度维持在500℃左右,继续通水蒸汽,进行催化剂的清焦再生,约半小时后停止通水,并降温。
(3)实验记录及计算
1)原始记录
时间
温度,℃
原料流量,ml/10~20分
粗产品,g
尾气
汽化器
反应器
乙苯
水
烃层液
水层
始
终
2)粗产品分析结果
反
应
温
度
℃
乙苯加入量
g
粗产品
苯
甲苯
乙苯
苯乙烯
含量%
重(g)
3)计算结果
乙苯的转化率:
苯乙烯的选择性:
苯乙烯的收率:
实验二 淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂(4学时)
1.实验目的
本实验为化学品合成设计实验,旨在开阔眼界,拓展思路,调动学习的主动性和积极性,提高独立思考、独立分析问题和解决问题的能力。
2.实验原料
由淀粉和丙烯酸接枝共聚而成。
3.实验仪器
反应釜、通氮装置、离心分离机、真空干燥机、不锈钢粉碎机、蒸汽发生器。
4.实验操作方法:
工艺流程:
玉米淀粉—— 丙烯酸硝酸铈铵丙烯酸
水 混合 → 反应 ―→ 蒸发 → 皂化 → 沉析 → 干燥 →成品
N2——―――
将玉米淀粉加水调浆,通氮气1h,加热至80~85℃,并保温30~40min,加入丙烯酸,冷却至25℃~41℃以后,在搅拌下滴加硝酸铈铵溶液,保温2~2.5h,中和后升温至80℃,保温0.5h,将未反应之丙烯酸蒸馏除去,加入NaOH液,皂化一定时间,调PH值在7~7.5,用乙醇沉析、抽滤、真空、粉碎成成品。
- 配套讲稿:
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