课程编号：
课程类型：专业课
所属教研室：化学工程与工艺教研室
总学时：
学分数：
考核对象：化学工程与工艺 专业
执笔者：范荣玉
编写日期：2012年3月
一、课程性质与考试目的
化学工艺学是研究将各种原料加工成为更有价值的消费品或生产资料的过程，是化学工程与工艺专业的一门重要的专业主干课。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。它的作用和任务是培养学生在化工工艺过程的理论与实践方面建立较为系统的基础，能较好地应用物理、化学、化工基础知识来分析和解决实际问题，初步掌握化工工艺过程开发的基本思路和技巧。
通过本课程的教学和考试，要求学生学会运用化学反应、化工热力学、动力学等基本理论知识，具体分析各类典型的反应过程，掌握化工工艺流程组织的一般规律，认识化学加工工业的共性特征，培养综合应用相关基础科学知识, 处理化学工业实际问题的能力，为学生将来从事化工行业打下基础。
二、考试内容及要求
根据化学工业的特点，课程从化工生产工艺角度出发，运用化工过程的基本原理，阐明化工工艺的基本概念和基本理论，介绍典型基本化工工艺的生产方法与工艺原理、典型流程与关键设备、工艺条件与节能降耗分析，主要包括以下三方面内容：
(1)各类反应单元的理论知识，如：化学过程的主副反应、反应过程的热力学分析、动力学分析、催化反应理论等。
(2)各类反应单元工艺流程的组织、生产工艺条件的确定，典型设备结构的介绍、工艺流程的叙述。
(3)各类反应单元发展进展及化工过程技术经济方面的知识。
第一章 概论
【本章重点】化工原料及主要产品，物料衡算和热量衡算。
1、考试内容：
化学工业的分类，化学工业的特点；天然气及其加工产物；石油及其加工产物；煤及其加工产物；可再生资源的化工应用；物料衡算（直接法、元素平衡法、联系物料法、循环物流），热量衡算（主要方法和步骤、物理变化过程焓变的计算举例、气相连续反应过程的热衡）。
2、考核要求：
(1) 了解化学工艺学的基本概念，化学工艺学的研究内容；
(2)了解主要化工原料及其加工过程；
(3)掌握物料衡算（直接法、元素平衡法、联系物料法、循环物流），热量衡算（主要方法和步骤、连续反应过程的热量衡算）。
第二章 合成气
【本章重点】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。
1、考试内容：
由煤制合成气； 由天然气制造合成气； 由渣油制造合成气； 一氧化碳变换过程；气体中硫化物和二氧化碳的脱除。
2、考核要求：
(1)了解合成气的三种生产方法及合成气应用实例；
(2)掌握不同生产方法的原理、催化剂、工艺流程及主要设备；
(3)掌握一氧化碳变换过程；
(4)掌握脱硫和脱除二氧化碳的方法和工艺。
第三章 合成气衍生产品
【本章重点】氨合成反应的热力学，催化剂，工艺条件选择，氨合成塔的结构；尿素合成的基本原理、适宜条件及工艺条件选择；费托合成的应用。
1、考试内容：
氨合成反应热力学和动力学，氨合成催化剂，氨合成工艺条件的选择，氨合成工艺流程，氨合成塔。
尿素的性质、用途、生产方法及生产原料， 尿素合成的基本原理、工艺条件、工艺流程、尿素合成塔的结构及操作控制，未反应物的分离与回收（减压加热法、二氧化碳气提法），尿素溶液的加工，典型尿素生产方法的对比评述及尿素生产技术的改进方向。
费托合成的基本原理，费托合成反应器类型，费托合成工业生产。
2、考核要求：
(1) 掌握氨合成反应的基本原理及氨合成工艺条件、工艺流程分析；
(2)氨合成催化剂的组成、还原；
(3)氨合成过程的能量分析及氨合成系统基本的物料衡算和热量衡算；
(4)理解氨合成塔的结构特点；氨合成塔床层温度的分析及典型冷管式氨合成塔的分析。
(5)掌握氨与二氧化碳合成尿素的基本原理和工艺条件的选择及工艺流程；减压加热法及二氧化碳气提法分离与回收的基本原理和工艺条件的选择。
(6)理解尿素合成塔的结构特点与操作控制分析；减压加热法及二氧化碳气提法分离与回收的工艺流程；尿素溶液蒸发的基本原理和工艺条件的选择。
(7)了解尿素的生产方法，尿素溶液加工的工艺流程以及尿素生产工艺的改进方向。
(8)了解费托合成的应用；理解费托合成的化学反应；了解费托合成的催化剂、反应器、费托合成的选择性。
第四章 无机大宗化学品
【本章重点】硫铁矿的焙烧，二氧化硫催化氧化及三氧化硫吸收；氨碱法制纯碱的原理及工艺过程；联合法制纯碱和氯化铵的原理及工艺；氨催化氧化的基本原理，一氧化氮氧化和氮氧化物的吸收；隔膜电解法、离子膜电解法制烧碱的原理及过程。
1、考试内容：
二氧化硫炉气的制造、炉气的净化与干燥； 二氧化硫的催化氧化；三氧化硫的吸收及主要设备结构原理；各工序工艺流程、工艺操作条件。
氨碱法生产纯碱各工序的过程原理、工艺条件、设备结构、工艺流程、操作要点；联合制碱法相图分析、氯化铵的结晶原理；制碱与制铵过程的工艺条件：温度、压力、母液成分；联合制碱法的工艺流程。
氨接触氧化、一氧化氮的氧化、氮氧化物吸收；稀硝酸生产工艺流程、主要设备结构、各工序的操作要求；硝酸尾气处理。
电解法生产烧碱简介、氯碱工业的特点、氯碱工业生产的基本过程； 电解过程的基本定律、电流效率、槽电压及电压效率；隔膜法电解的基本原理；离子交换膜法的特点、制碱原理、离子交换膜的性能和种类、离子交换膜电解槽、技术经济指标；盐水的制备与电解产品的后加工。
2、考核要求：
(1) 掌握硫铁矿焙烧的基本原理；炉气净化和干燥的原理及工艺流程；二氧化硫催化氧化的基本原理、工艺条件的选择及工艺流程；三氧化硫吸收工艺条件的选择及工艺流程。
(2)理解沸腾焙烧的工艺条件选择及工艺流程；沸腾焙烧炉及二氧化硫转化器的基本结构；二氧化硫转化器的操作分析。
(3)了解硫酸的性质、生产方法三氧化硫吸收尾气的处理方法。
(4)掌握石灰石煅烧、盐水的制备和精制、盐水氨化、氨盐水碳酸化、重碱过滤和煅烧、氨回收过程原理、工艺条件、工艺流程；
(5)理解各工序主要设备的结构原理、操作要点和不正常现象处理；理解石灰石煅烧、重碱段烧及氨回收过程的物料衡算和热量衡算过程；
(6)掌握联合法生产纯碱与氯化铵的基本原理；
(6)理解制碱与制铵过程的工艺条件，联合制碱的工艺流程；了解氨碱法的缺点，联合制碱法的优点;
(7)掌握氨催化氧化的基本原理和工艺条件的选择。
(8)理解一氧化氮氧化和氮氧化物吸收的基本原理氨氧化炉的基本结构。
(9)了解稀硝酸生产的工艺流程和尾气的治理方案以及浓硝酸的生产。
(10)掌握隔膜电解法、离子膜电解法制烧碱的原理，电解槽的结构和工艺流程；
(11)理解电解法的基本理论；了解烧碱的性质、用途。
第五章 石油炼制
【本章重点】常减压蒸馏的工艺操作条件；催化裂化的催化剂和工艺过程；催化重整反应原理、催化剂及工艺参数。
1、考试内容：
石油的性质、组成和分类，关键馏分特性分类法；原油加工方法及炼油厂类型；常减压蒸馏生产工艺原理、工艺流程、工艺条件及产品；催化裂化的生产目的、工艺原理、催化剂、工艺流程、设备、工艺条件及产品构成；催化重整的生产目的、化学原理、催化剂、工艺流程、工艺条件及产品构成。
2、考核要求：
(1)了解石油的一般性质和组成；了解原油的加工方法及炼厂气类型；
(2)了解原油常压蒸馏和减压蒸馏的区别和作用；掌握原油的预处理和精馏；掌握常减压蒸馏工艺过程及操作条件；掌握原油蒸馏馏分分布及其用途。
(3)掌握催化裂化的特点、反应、催化剂和工艺流程；
(4)了解加氢裂化和精制6、掌握润滑油的使用性能和一般生产流程；
(5)了解催化重整的化学反应，催化重整催化剂的组成和要求；
(6)掌握重整过程操作因素和流程。
第六章 烃类裂解及裂解气分离
【本章重点】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其对烯烃收率影响；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。
1、考试内容：
热裂解过程的化学反应；热力学和动力学分析；裂解过程的工艺参数和操作指标；管式裂解炉及裂解工艺；裂解气的预分馏及净化；压缩和制冷系统。
2、考核要求：
(1)了解不同烃类原料裂解的一般规律；
(2)掌握烃类裂解的一次反应和二次反应以及其对烯烃收率影响；
(3)掌握各个工艺参数和原料性质对裂解产物分布的影响；
(4)了解管式裂解炉的结构、材料和炉型；
(5)掌握裂解气的各种净化方法、原理和工艺条件；
(6)熟悉不同分离顺序流程及精馏分离的工艺参数。
第七章 烯烃为原料的化学品
【本章重点】氧化反应的特点；乙烯直接氧化法生产环氧乙烷工艺流程；乙烯氧氯化制氯乙烯工艺原理、平衡氧氯化法的生产流程及反应器；丙烯氨氧化反应及工艺参数。
1、考试内容：
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。
常用氯化方法；氯化反应的分类，反应促进方式；1,2-二氯乙烷和氯乙烯的生产方法、原理、工艺过程及主要设备。
丙烯腈的性质、用途，特点；丙烯氨氧化的原理（化学反应、副反应、催化剂、催化机理和反应动力学）、丙烯氨氧化工艺条件的选择（原料纯度和配比，反应温度，反应压力，接触时间和空速）；丙烯腈生产工艺流程（丙烯腈的合成，产品、副产品回收、分离，产品、副产品精制）；丙烯腈生产中废水和废气处理。
2、考核要求：
(1)了解氧化过程的特点、均相催化氧化和非均相催化氧化；
(2)了解环氧乙烷生产方法，掌握环氧乙烷的生产原理、催化剂性能特点、生产工艺条件及乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺流程；
(3)熟悉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、生产过程的选择性和稳定性。
(4)了解常用氯化方法，熟悉氯乙烯的生产方法、原理、工艺过程及主要设备（乙炔法、乙烯氧氯化法）
(5)了解丙烯腈的生产方法，掌握丙烯氨氧化主副反应及工艺流程，所用催化剂构成，分析工艺参数对反应的影响。
第八章 芳烃为原料的化学品
【本章重点】芳烃抽提过程，所用溶剂；芳烃转化的主要反应；芳烃烷基化的主要方法和途径；乙苯脱氢反应的基本原理和工艺过程。
1、考试内容：
芳烃抽提的过程，所用溶剂；芳烃抽提的影响因素；苯乙烯的用途、生产方法、原理、工艺条件、工艺过程及主要设备；乙苯脱氢工艺的改进；异丙苯法生产苯酚和和丙酮的原理、工艺条件、工艺过程。
2、考核要求：
(1)了解工业芳烃的主要来源及芳烃转化的实际意义；
(2)掌握环丁砜法抽提芳烃的生产方法、原理、工艺过程；
(3)熟悉芳烃转化的主要方法、途径和催化剂；
(4)熟悉芳烃的烷基化制烷基苯的用途、生产方法、原理、工艺过程及主要设备；
(5)了解苯乙烯的基本性质、生产新技术；
(6)掌握催化脱氢制苯乙烯的化学原理、催化剂构成、工艺条件、工艺流程。
(7)了解异丙苯法生产苯酚和和丙酮的原理、工艺条件、工艺过程。
第九章 绿色化学化工概论
【本章重点】绿色化工的实质和意义。
1、考试内容：
绿色化学化工的定义及特点，绿色化工过程，绿色化学原则； 绿色化学工艺的途径。
2、考核要求：
(1)了解绿色化工的概念和意义；
(2)了解原子经济性概念及绿色化学原则；
(3)了解绿色化工实现的途径和方法；
(4)了解过氧化氢、环氧丙烷、环己酮肟等产品绿色化工工艺及研究进展。
三、考试方式及试题类型：
1、考试方法：闭卷 笔试
2、考试时间：120分钟
3、题目类型：
(1)填空题: 一般来说有填写内容较少，而且十分准确，并具有答案的唯一性特点。用这类题目进行考试的目的，主要是考查学生对一些最基本的知识能否做到少而精地理解、掌握和记忆。
(2)选择题: 是从一个问题的若干个答案中选出正确的答案。这类题目是把正确答案与相近的答案或似是而非的答案并列，它具有简单、明确、客观的特点。它是既容易得分，又容易丢分的题目。这类题目不需要学生在复习时死记硬背，但对基本结论要理解准确。用这类题目进行考试的目的，主要是考查学生对基本知识理解的准确程度。
(3)判断题：它实质上与选择题相似，主要是给一些正确或错误命题，让学生指出哪个是正确的，哪个是错误的。它也具有简单、明确、客观的特点，也是容易得分和丢分的题目。用这类题目进行考试，也是考查学生对基本知识掌握的程度。
(4)简答题：属于中型题目，主要是要求学生简要地回答出一些基本原理。用这类题目进行考试，主要是考查学生对基本原理理解和掌握的程度。
(5)综合应用题（计算、应用与分析）:这类题目具有包括内容多、广、活的特点，用这类题目进行考试，主要是考查学生对所学的基本概念、基本原理的全面理解、综合分析和运用所学知识分析解决具体问题的能力。计算中要求根据相关定律、定理和公式，对所给出的数值或量进行数字运算，得出正确答案，考查学生基本的计算技能以及一定的推理判断能力和逻辑思维能力等。
4、题型大约比例：填空题占20%、选择题占15%、判断题占10%，简答题20%，综合应用题（计算、应用与分析）占35%。
5、记分方式：综合成绩按100分制记；其中期末考试占60%，平时成绩占40%。
四、教材及参考书：
使用教材：
刘晓勤.化学工艺学.北京：化学工业出版社，2010.
参考书：
[1] 黄仲九，房鼎业.化学工艺学．北京：化学工业出版社，2006.
[2] 米镇涛.化学工艺学.北京：化学工业出版社，2006.
[3] 韩冬冰.化工工艺学.北京：中国石化出版社，2008.
[4] 曾之平，王扶明.化工工艺学．北京：化学工业出版社，2000.