《化工工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、能源化工工藝學(xué)課程實施大綱1. 教學(xué)理念圍繞本專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才這一根本培養(yǎng)目標(biāo)，在以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，工程實踐能力和創(chuàng)新能力為根本的前提下，本課程遵循理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用的原則，在教學(xué)過程中使學(xué)生在有限的教學(xué)中學(xué)到能源化工工藝學(xué)的精髓。能源化工工藝學(xué)作為一門核心專業(yè)課，有其自身的特點，針對本科教學(xué)要求，在教學(xué)中結(jié)合典型工藝，完整的教授基本知識和基本理論，并在課時允許時，介紹行業(yè)中的先進(jìn)技術(shù)和研究發(fā)展成果，進(jìn)一步拓寬視野，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。在課程實施過程中，采用多種教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性，以期達(dá)到良好的教學(xué)效果。2課程介紹2.1 課程

2、的性質(zhì)本課程是專業(yè)必修課，是該專業(yè)主干專業(yè)課之一。本課程從化工生產(chǎn)的角度出發(fā)，運用化工過程的基本原理，闡明化工工藝的基本概念和基本理論，介紹典型化工產(chǎn)品或過程的工藝原理、原則流程、關(guān)鍵設(shè)備、工藝條件與節(jié)能降耗分析。通過本課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)過的基礎(chǔ)理論解決工程實際問題的能力，使學(xué)生了解當(dāng)今化學(xué)工業(yè)概貌及其發(fā)展方向；掌握化工過程的基本原理，典型工藝過程的方法、原理、流程及工藝條件；了解化工生產(chǎn)中的設(shè)備材質(zhì)、安全生產(chǎn)、三廢治理等問題。2.2 課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用該課程是在本專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程之后開設(shè)的專業(yè)課，是要求有相關(guān)專業(yè)知識的提前下學(xué)習(xí)的一門課程。本課程的目

3、標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點和解決工程實際問題的能力，具有運用工程圖表的能力以及運用技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點分析、解決工程實際問題的初步能力本課程是研究和指導(dǎo)化工生產(chǎn)的學(xué)科，所以化工工藝與化學(xué)工程的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起，相互依存，相互促進(jìn)。任何化工企業(yè)都離不開懂化工工藝的技術(shù)人員。由此可見能源化工工藝學(xué)在化工生產(chǎn)中的地位和作用。2.3 課程的歷史與文化傳統(tǒng)現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的起源自18世紀(jì)開始，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展出能源化工工藝學(xué)這門學(xué)科。能源化工工藝學(xué)是在化學(xué)、物理和其他科學(xué)成就的基礎(chǔ)上，研究綜合利用各種原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的原理、方法、流程和設(shè)備的一本學(xué)科。化學(xué)工業(yè)的蓬勃發(fā)展是在19世紀(jì)末開始，能源化工工藝學(xué)也在同

4、時得到迅猛發(fā)展，在這100多年的時間里，化工工藝學(xué)一直在指導(dǎo)化工生產(chǎn)，并由化工生產(chǎn)實踐不斷促進(jìn)化工工藝的進(jìn)步。2.4 課程的前沿及發(fā)展趨勢能源化工工藝學(xué)是指研究運用各種學(xué)科的知識，經(jīng)濟(jì)地、先進(jìn)地將各種原材料生產(chǎn)出化工產(chǎn)品的技術(shù)、過程與方法，是化工產(chǎn)品生產(chǎn)的工程技術(shù)、訣竅和藝術(shù)。現(xiàn)代化工發(fā)展主要在以下幾方面：開發(fā)新技術(shù)、縮短新技術(shù)新工藝工業(yè)化周期，加快產(chǎn)品更新升級；最充分、徹底地利用原料；大力發(fā)展綠色化工；化工過程要高效、節(jié)能、智能化；實施廢物再生工程。這也是目前化工工藝研究的主要方向。2.5 課程與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)系化學(xué)工業(yè)是國家的重要經(jīng)濟(jì)支柱之一，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展水平代表著一個國家的經(jīng)濟(jì)水平，

5、而化工工藝學(xué)是為化學(xué)工業(yè)提供技術(shù)發(fā)展的。所以，本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的必修課?；さ陌l(fā)展需要依賴化工人才的培養(yǎng)，本課程是化工人才培養(yǎng)中必須的一門課程。2.6 課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問題本課程需要重視的是化工生產(chǎn)中的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，這是化工生產(chǎn)的核心所在，但更要注重綠色化工的發(fā)展，化工產(chǎn)品在給人類帶來各種便利好處的同時，對生態(tài)環(huán)境也有不利影響。在教學(xué)過程中必須強(qiáng)調(diào)三廢處理在生產(chǎn)中的重要性，重視人與自然的和諧相處。不可為了追求經(jīng)濟(jì)利益而犧牲環(huán)境，給社會發(fā)展和人民健康帶來不利影響。2.7 學(xué)習(xí)本課程的必要性（1）培養(yǎng)學(xué)生工藝全局概念。之前的課程都是針對個別設(shè)備或過程的，此課程是對之前專業(yè)

6、知識的串聯(lián)。（2）工藝學(xué)是指導(dǎo)和研究化工生產(chǎn)的學(xué)科，是培養(yǎng)應(yīng)用型化工技術(shù)人才必不可缺的課程。3教師簡介4先修課程高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、分離工程、反應(yīng)工程等5課程目標(biāo)5.1 知識與技能方面通過這門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握生產(chǎn)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、生產(chǎn)方法、工藝過程、主要設(shè)備及操作；并針對工藝的實際使用情況，相關(guān)介紹工藝過程中產(chǎn)生的廢水，廢氣的基本處理方法，對生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和能量的回收加以評價。本課程的目的是增強(qiáng)學(xué)生的工藝觀點，經(jīng)濟(jì)觀點，培養(yǎng)學(xué)生工藝分析的初步能力1. 通過本課程知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，從化工生產(chǎn)工藝角度出發(fā)，運用化工過程的基本原理，闡明化工工藝的基本概念和基本理論

7、，介紹典型化工工藝的生產(chǎn)方法與工藝原理、典型流程與關(guān)鍵設(shè)備、工藝條件與節(jié)能降耗分析；2. 通過本門課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)過的基礎(chǔ)理論解決工程實際問題的能力，要求了解當(dāng)今化學(xué)工業(yè)概貌及其發(fā)展方向；掌握化工過程的基本原理，典型工藝過程的方法、原理、流程、及工藝條件；了解化工生產(chǎn)中的設(shè)備材質(zhì)、安全生產(chǎn)、三廢治理等問題；3. 通過本課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨立工作能力，能根據(jù)所處理問題的需要，尋找、閱讀有關(guān)手冊、參考書、文獻(xiàn)資料并理解其內(nèi)容。5.2 過程與方法方面本課程教學(xué)過程中，將授課、討論、作業(yè)、實踐、考核、教材與教學(xué)等各環(huán)節(jié)作為一個整體考慮，充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)手段和教學(xué)方式，形成傳

8、統(tǒng)教學(xué)方式與現(xiàn)代化教學(xué)方式相結(jié)合的多層次教學(xué)體系。該課程除了講授化工產(chǎn)品生產(chǎn)的基本概念、基礎(chǔ)知識、原料來源、處理方法和主要產(chǎn)品外，重點選取幾個典型的生產(chǎn)工藝進(jìn)行學(xué)習(xí)、突出本課程在實際生產(chǎn)、研究過程的實用性。通過多個生產(chǎn)工藝實例講授，化工產(chǎn)品生產(chǎn)常用的主要反應(yīng)特性貫穿在具體工藝中加以學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生“舉一反三、融會貫通”的能力。教學(xué)中注重靈活機(jī)動、精講多練的多種方法結(jié)合，并根據(jù)需要持續(xù)不斷地調(diào)整各環(huán)節(jié)教學(xué)的主、次、輕、重，調(diào)整講授和實踐練習(xí)的比例，調(diào)整課程內(nèi)容順序，達(dá)到學(xué)生更容易理解之目的。5.3 情感、態(tài)度與價值觀方面該課程堅持學(xué)習(xí)先進(jìn)的教育理論，以積極向上的情感、態(tài)度和價值觀為教育方向，以轉(zhuǎn)變

9、教育思想、更新教育觀念為先導(dǎo)，吸取國內(nèi)外同行的先進(jìn)經(jīng)驗，持續(xù)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和課程體系深層次的改革，不斷完善現(xiàn)有教學(xué)體系，再據(jù)實踐效果進(jìn)行修訂，使之更適合學(xué)生的要求，形成一套滿足時代需求的課程體系。遵循針對性、有效性原則，堅持三個“貼近”貼近學(xué)生、貼近實際應(yīng)用和貼近學(xué)科專業(yè)，使學(xué)生加深對課程理論知識的理解，并把這種領(lǐng)悟用來指導(dǎo)自己的實踐，如此循環(huán)互動，使這門課程促進(jìn)學(xué)生能力素質(zhì)提升的作用落到實處。6課程內(nèi)容第一章 緒論1. 重點：化學(xué)工業(yè)的地位和作用；現(xiàn)代化工發(fā)展趨勢；化工基本概念；化工工藝范疇和作用2. 知識點：化學(xué)工業(yè)特點和分類；化工工藝學(xué)內(nèi)容，化工過程主要效率指標(biāo)；化工節(jié)能2.1 化學(xué)工業(yè)發(fā)

10、展?fàn)顩r與趨勢，主要有化學(xué)工業(yè)地位與作用、現(xiàn)代化工特點、化學(xué)工業(yè)發(fā)展趨勢，化工原料與主要產(chǎn)品分類2.2 化學(xué)工藝學(xué)范疇與作用，主要內(nèi)容：化工工藝學(xué)研究內(nèi)容，研究方法，地位和作用2.3 化工基本概念，主要內(nèi)容：操作方式，化工過程主要效率概念，化工工藝管理，化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)，化工節(jié)能2.4 化工原料準(zhǔn)備，主要內(nèi)容：固體原料處理，液體原料處理，氣體原料處理，催化劑處理3. 學(xué)時安排（參考）2學(xué)時第二章 基本化工原料與初步加工1. 重點：無機(jī)化工原料和有機(jī)化工原料的加工處理，無機(jī)化工和有機(jī)化工主要產(chǎn)品類2. 知識點：化學(xué)礦和化學(xué)礦處理，天然氣、煤和石油的化學(xué)處理，基本化工產(chǎn)品2.1 無機(jī)化學(xué)礦的加工利用，主

11、要內(nèi)容：化學(xué)礦品種，礦石精選，礦石粉碎，礦石熱加工，礦石濕加工2.2 合成氨、無機(jī)酸堿、化肥，主要內(nèi)容：合成氨簡介，無機(jī)酸堿簡介，化肥簡介2.3 基本有機(jī)化工原料和利用，主要內(nèi)容：天然氣及其化工產(chǎn)物，石油及其加工產(chǎn)物，煤及其加工產(chǎn)物3. 學(xué)時安排（參考）2學(xué)時第三章 基本無機(jī)化工1. 重點：合成氨生產(chǎn)原理與生產(chǎn)工藝，尿素生產(chǎn)原理與生產(chǎn)工藝，硫酸生產(chǎn)原理與生產(chǎn)工藝2. 知識點：合成氨，尿素，硫酸2.1 合成氨：烴類蒸汽轉(zhuǎn)化，變換，脫硫，脫碳，原料氣最終凈化，氨合成2.2 尿素：化肥基本知識，尿素的合成，未反應(yīng)分離回收，蒸發(fā)濃縮，造粒2.3 硫酸：配礦，焙燒，二氧化硫氧化，除塵與凈化，吸收3 學(xué)時

12、安排（參考）12學(xué)時，2.1節(jié)6學(xué)時，2.2節(jié)4學(xué)時，2.3節(jié)2學(xué)時第四章 基本有機(jī)化工1. 重點：烴類熱裂解反應(yīng)機(jī)理與生產(chǎn)2 知識點：烴類熱裂解，裂解原料，工藝條件，裂解爐，裂解氣分離，能量綜合利用，裂解氣分離系統(tǒng)評價指標(biāo)、芳烴概述、芳烴來源、芳烴供需與相互轉(zhuǎn)化、芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)、芳烴歧化和烷基轉(zhuǎn)移、C8芳烴分離與異構(gòu)化、芳烴烷基化、芳烴脫烷基化2.1 烴類熱裂解，裂解原料，工藝條件，裂解爐，裂解氣分離，能量綜合利用，裂解氣分離系統(tǒng)評價指標(biāo)2.2 芳烴概述、芳烴來源、芳烴供需與相互轉(zhuǎn)化、芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)、芳烴歧化和烷基轉(zhuǎn)移、C8芳烴分離與異構(gòu)化、芳烴烷基化、芳烴脫烷基化3 學(xué)時安排（參考）8學(xué)時，2

13、.1節(jié)6學(xué)時，2.2節(jié)2學(xué)時第五章 煤化工1. 重點：煤氣化的基本原理、氣化爐的基本原理2 知識點：固定（移動）床氣化法、流化（沸騰）床氣化法、氣流床氣化法3 學(xué)時安排（參考）6學(xué)時習(xí)題、復(fù)習(xí)2學(xué)時7課程實施化工工藝學(xué)課程在教學(xué)實施過程中，每2個課時為一個教學(xué)單元，共16個教學(xué)單元，總計32個課時，以下為每個教學(xué)單元的課程實施安排表，包括教學(xué)日期、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）、教學(xué)方法、教學(xué)過程、作業(yè)安排及相關(guān)閱讀材料，請同學(xué)們仔細(xì)閱讀。教學(xué)單元一上課次數(shù)第一次日期課時2教學(xué)目標(biāo)化工工藝學(xué)的基礎(chǔ)知識，對化工工藝學(xué)特點與學(xué)習(xí)方法予以說明，讓學(xué)生明確在本課程要學(xué)習(xí)培養(yǎng)的能力。教學(xué)內(nèi)容（1）化

14、學(xué)工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢（2）化工工藝學(xué)的范疇和作用（3）化工基本概念（4）化工原料準(zhǔn)備教學(xué)方法課堂講授、實例分析、課堂討論教學(xué)過程1. 化學(xué)工藝學(xué)的研究范疇和任務(wù)化學(xué)工業(yè)(chemical industry)：又稱化學(xué)加工工業(yè)，泛指生產(chǎn)過程中化學(xué)方法占主要地位的制造工業(yè)，又可以詳細(xì)表述為運用化學(xué)工藝、化學(xué)工程及設(shè)備，通過各種化工單元操作，高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和安全地將原料生產(chǎn)成化工產(chǎn)品的特定生產(chǎn)部門?；瘜W(xué)工藝(chemical technology)：即是化工生產(chǎn)技術(shù)，是指將各種原料主要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過程，包括實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的全部化學(xué)的和物理的措施?；瘜W(xué)工藝學(xué)：是根據(jù)化學(xué)、物理和

15、其他科學(xué)的成就，來研究綜合利用各種原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的方法原理、操作條件、流程和設(shè)備，以創(chuàng)立技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、生產(chǎn)上安全的化工生產(chǎn)工藝的學(xué)科?；瘜W(xué)工藝學(xué)的研究范疇：一般包括原料的選擇和預(yù)處理；生產(chǎn)方法的選擇及方法原理；設(shè)備（反應(yīng)器和其他）的作用、結(jié)構(gòu)和操作；催化劑的選擇和使用；其他物料的影響；操作條件的影響和選定；流程組織；生產(chǎn)控制；產(chǎn)品規(guī)格和副產(chǎn)物的分離與利用；能量的回收和利用；對不同工藝路線和流程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評比等問題?；瘜W(xué)工程（chemical engineering）：為適應(yīng)化學(xué)工藝的需要，以化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合化學(xué)工業(yè)和其他過程工業(yè)生產(chǎn)的共同規(guī)律，用以指導(dǎo)化工裝置的放大、設(shè)

16、計和生產(chǎn)操作的工程學(xué)科，稱化學(xué)工程?；瘜W(xué)工程學(xué)：主要研究化學(xué)工業(yè)和其他過程工業(yè)生產(chǎn)中所進(jìn)行的化學(xué)過程和物理過程的共同規(guī)律，它的一個重要任務(wù)就是研究有關(guān)工程因素對過程和裝置的效應(yīng)，特別是放大中的效應(yīng)。化學(xué)工藝與化學(xué)工程相配合，可以解決化工過程開發(fā)、裝置設(shè)計、流程組織、操作原理及方法等方面的問題；此外，解決化工生產(chǎn)實際中的問題也需要這兩門學(xué)科的理論指導(dǎo)?；瘜W(xué)工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了這兩門學(xué)科的不斷發(fā)展和完善，它們反過來能更加促進(jìn)化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)展和提高。2. 化學(xué)工業(yè)的歷史、現(xiàn)狀及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用化學(xué)工業(yè)的歷史和現(xiàn)狀化學(xué)工業(yè)是應(yīng)人類生活和生產(chǎn)的需要發(fā)展起來的，化工生產(chǎn)的發(fā)展推動了社會的發(fā)展。（1）世界化

17、學(xué)工業(yè)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀發(fā)展史：1.生產(chǎn)生活必需品2.應(yīng)對戰(zhàn)爭（2）我國的化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用（1）發(fā)展農(nóng)業(yè)的支柱（2）工業(yè)革命的助手（3）戰(zhàn)勝疾病的武器（4）改善人類生活的手段3.現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特點和發(fā)展方向現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特點：（1）原料、生產(chǎn)方法和產(chǎn)品的多樣性與復(fù)雜性（2）多學(xué)科合作、生產(chǎn)技術(shù)密集、化學(xué)工業(yè)裝備復(fù)雜、技術(shù)密集，屬于高度自動化和機(jī)械化的生產(chǎn)部門，并進(jìn)一步朝著智能化發(fā)展。（3）高能耗、高風(fēng)險、高投入、高利潤化學(xué)工業(yè)發(fā)展的方向：21世紀(jì)，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢是：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精細(xì)化和功能化；生產(chǎn)裝置的微型化和柔性化；生產(chǎn)過程綠色化和高科技化；市場經(jīng)營國際化、信息化。另外，化工

18、過程的高效、節(jié)能、智能化及廢棄物的再生利用也都是未來化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢。課外作業(yè)化學(xué)工程與化工工藝之間關(guān)系教學(xué)單元二上課次數(shù)第二次日期課時2教學(xué)目標(biāo)化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用教學(xué)內(nèi)容1.了解無機(jī)化學(xué)礦及其加工方法2.掌握天然氣及其加工方法教學(xué)方法課堂講授、實例分析、課堂討論、自主學(xué)習(xí)法教學(xué)過程原料是化工產(chǎn)品生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，種類繁多，用途廣泛?；ぴ细鶕?jù)物質(zhì)來源可分為無機(jī)原料和有機(jī)原料兩大類。一、無機(jī)化學(xué)礦及其加工我國化學(xué)礦產(chǎn)資源豐富，已經(jīng)形成了一個比較完整的礦石加工利用工業(yè)體系，生產(chǎn)的化學(xué)肥料和無機(jī)化工產(chǎn)品品種齊全。提高礦石資源的綜合利用，實施科學(xué)的礦床開發(fā)技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)效益必將會大大提高。

19、由于我國磷礦、硫鐵礦及硼礦的儲量居世界前列且產(chǎn)量很大。二、天然氣及其加工利用天然氣是埋藏在地下的古生物經(jīng)過億萬年高溫和高壓等作用形成的可燃性的氣體，是一種無色無毒、熱值高、燃燒穩(wěn)定、潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源。天然氣的主要成分是甲烷，另有少量乙烷、丙烷、丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮以及微量惰性氣體。天然氣的分類和組成，埋藏在地下的可燃性氣體?？蓡为毚嬖?，或與石油和煤伴生。與石油伴生的稱為油田伴生氣（油田氣）；與煤田伴生的稱為煤田伴生氣（煤層氣）。1.天然氣的劃分：、干氣：主要成分是CH4，其次是C2H6，C3H8和C4H10，含有少量C5以上重組分，還有CO2、N2、H2S和NH3等。加壓

20、沒有液體產(chǎn)生，天然氣井和煤田伴生氣屬于干氣。、濕氣：主要成分為甲烷和乙烷等低碳烷烴，還含有輕汽油。稍加壓縮就有液體汽油析出。油田伴生氣屬于濕氣。2.天然氣用途：、干氣：用于合成氨和甲醇生產(chǎn)。其熱值高也是較好燃料。、濕氣：用作熱裂化制低級烯烴原料或民用燃料。目前天然氣化工用途主要用于生產(chǎn)合成氨的原料氣、合成甲醇原料氣、制備羰基合成的合成氣和裂解生產(chǎn)有機(jī)化工原料。三、煤及其加工利用煤是自熱界中儲備最豐富的化石燃料，它是由含碳與氫的多種結(jié)構(gòu)的大分子有機(jī)物和少量硅、鋁、鈣、鎂等無機(jī)礦物質(zhì)組成。根據(jù)成煤過程時間的不同，可將煤分為泥煤、褐煤、煙煤、無煙煤等。煤的化學(xué)加工方法：煤的干餾（高溫和低溫）、煤的氣

21、化、煤的液化（直接和間接）。煤氣化是今后發(fā)展煤化工的主要途徑。四、石油及其加工利用油中所含的化合物大致可分為烴類、非烴類、膠紙和瀝青三大類。由碳和氫化合形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分，約占95%-99%；含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害，在石油中應(yīng)盡量除去。 不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結(jié)構(gòu)和所占比例相差很大，但主要屬于烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴三類。石油加工方法：原油一般不能直接使用，需要進(jìn)行一次加工和二次加工，加工后可提高其利用率。（1）一次加工一次加工方法主要包括常壓蒸餾和減壓蒸餾。蒸餾是一種利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的差別（沸點不同）進(jìn)行分離的方法，是一種沒有化學(xué)反應(yīng)的傳質(zhì)、傳熱物理過

22、程，主要設(shè)備是蒸餾塔。減壓蒸餾操作是為了避免在高溫下重組分的分解（裂解）。根據(jù)目的不同，常減壓蒸餾流程分為燃料型、燃料-潤滑油型和燃料-化工型-潤滑油型三種。（2）二次加工（為了生產(chǎn)更多的燃料和化工原料，需要對各個餾分油進(jìn)行二次加工）原料經(jīng)過常減壓蒸餾只能切割成幾個餾分，生產(chǎn)的燃料品種數(shù)量有限，不能滿足需求，而且直接作為化工原料使用的也只是塔頂出來的氣體。常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂化、催化加氫裂化和烴類熱裂解四種。五、生物質(zhì)及其加工利用生物質(zhì)：泛指農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)的產(chǎn)品及其廢棄物（殼、芯、桿、糠、渣）等，不同于化石燃料，生物質(zhì)是可再生資源。生物質(zhì)不但可以直接燃燒利用，還可以通

23、過化學(xué)或生物化學(xué)的方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)化學(xué)品或中間產(chǎn)物。如：糠醛的生產(chǎn)，乙醇的生產(chǎn)，丙二醇的生產(chǎn)。課外作業(yè)1、石油餾分據(jù)沸程可分為哪幾類？2、常用的石油加工方法有哪些？教學(xué)單元三上課次數(shù)第三次日期課時2教學(xué)目標(biāo)合成氨-粗原料氣的制備掌握蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)的獨立反應(yīng)，掌握轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡常數(shù)的求取方法與平衡組成計算，了解獨立碳數(shù)的計算方法，掌握工藝參數(shù)溫度、壓力、水碳比對轉(zhuǎn)化平衡組成的影響。了解轉(zhuǎn)化催化劑所處工況、催化劑組成、毒物等教學(xué)內(nèi)容1.烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法分類和原料氣組成要求2.烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)3.獨立反應(yīng)數(shù)和反應(yīng)常數(shù)4.工藝參數(shù)對轉(zhuǎn)化系統(tǒng)平衡組成的影響5.轉(zhuǎn)化催化劑基本情況6.析碳與消碳7.轉(zhuǎn)化深度的概念8

24、.轉(zhuǎn)化的分段9.轉(zhuǎn)化壓力、溫度、水碳比、空速的確定10.轉(zhuǎn)化工藝流程與熱能回收11.了解一段轉(zhuǎn)化爐、二段轉(zhuǎn)化爐教學(xué)方法教師講授、分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)過程1.講授的方式指出烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制合成氨粗原料氣的總體方法和氣體組成要求2.簡單復(fù)習(xí)物理化學(xué)中關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)生成焓的定義以及獨立反應(yīng)數(shù)的定義，逐步講解烴類蒸汽轉(zhuǎn)化系統(tǒng)幾十個反應(yīng)中，以甲烷代表天然氣，以轉(zhuǎn)化和變換兩個反應(yīng)代表整個轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。3.根據(jù)獨立反應(yīng)引入平衡常數(shù)的概念，指出其意義，給出平衡常數(shù)的求取方法。提問：為何平衡常數(shù)求取可忽略壓力影響？4.利用一定條件下的平衡常數(shù)值，推導(dǎo)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)平衡組成計算。計算平衡組成是在一定的工藝參數(shù)下，工藝參數(shù)

25、的改變影響到平衡組成，由PPT中的具體圖來說明各參數(shù)的影響。在此可設(shè)課堂討論，讓學(xué)生更深入的理解工藝參數(shù)的改變對轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響。5.簡單介紹催化劑與析碳消碳問題，如果時間允許，引入工廠實例，結(jié)合生產(chǎn)來講授。6.由轉(zhuǎn)化深度要求可知剩余甲烷干基含量要低于0.5%，對應(yīng)的工藝參數(shù)轉(zhuǎn)化溫度要達(dá)到1000以上，目前的金屬材料難以承受如此高溫，受設(shè)備限制，必須分段，并且還要考慮N2的加入，以及N2加入的經(jīng)濟(jì)成本。逐步分析說明為什么轉(zhuǎn)化要分為兩段進(jìn)行。7.轉(zhuǎn)化工業(yè)生產(chǎn)的工藝參數(shù)，分別講解壓力、溫度、水碳比、空間速率的確定原則，從有利有弊兩方面進(jìn)行分析，得出適宜的工藝條件范圍。在講解中適當(dāng)抽問。8.熱能回收是

26、該工序最重要的部分，就Keollgg流程中熱能回收利用進(jìn)行詳細(xì)的講解，并用數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)分析。同時就轉(zhuǎn)化對全廠能耗和生產(chǎn)成本的影響進(jìn)行課堂討論。9.一段轉(zhuǎn)化爐的爐型、爐管、對流段等進(jìn)行講解與優(yōu)缺點比較，二段爐基本結(jié)構(gòu)講解。課外作業(yè)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化過程所需反應(yīng)熱如何在工業(yè)中提供？為什么轉(zhuǎn)化爐的對流段要設(shè)置許多換熱器？轉(zhuǎn)化氣的顯熱是如何回收利用的？教學(xué)單元四上課次數(shù)第四次日期課時2教學(xué)目標(biāo)1.掌握CO變換原理2.掌握變換工藝參數(shù)溫度的確定3.掌握不同的變換工藝流程4.掌握脫硫方法分類，濕法脫硫和干法脫硫的優(yōu)缺點5.理解氧化還原法濕法脫硫的脫硫劑選擇依據(jù)推導(dǎo)6.掌握脫碳原理，理解物理法與化學(xué)法7.理解甲

27、烷化原理教學(xué)內(nèi)容1.變換反應(yīng)原理，熱力學(xué)分析和動力學(xué)分析2.變換催化劑，有中變催化劑、低變催化劑、耐硫變換催化劑3.變換工藝條件，主要是變換溫度4.變換流程5.脫硫方法分類，濕法脫硫與干法脫硫的適用場合6.濕法脫硫中氧化還原法的催化劑選擇推導(dǎo)7.脫碳方法中物理吸收和化學(xué)吸收的比較8.ZnO法脫硫9.甲烷化脫碳教學(xué)方法教師講授、分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)過程1.從變換工序的重要作用開始，講授變換類型與變換后CO之間的關(guān)系2.從熱力學(xué)和動力學(xué)分析變換反應(yīng)，課堂討論平衡變換率和實際變換率的不同點變換催化劑介紹3.總體介紹粗原料氣凈化一章中各凈化工序的作用，凈化在合成氨工業(yè)的重要性講授硫化物種類和

28、性質(zhì)，在各種合成氨原料中的含量4.用圖表的方式顯示和講解脫硫的各種方法，與這些方法的分類，各自特點。講解濕法脫硫和干法脫硫的優(yōu)缺點和適用場合，在實際生產(chǎn)中如何選用脫硫方法。以舉例和課堂討論的方式進(jìn)行5.氧化還原法的催化劑選擇，采用能斯特方程來進(jìn)行推導(dǎo)6.濕法脫硫類方法中選改良ADA法進(jìn)行介紹，介紹其吸收原理、吸收和再生工藝參數(shù)、工藝流程7.干法脫硫類方法選ZnO法進(jìn)行介紹，介紹其脫硫反應(yīng)原理、工藝參數(shù)和工藝流程8.物理吸收與化學(xué)吸收是重點與難點，板書，一條條比較，條理理清?？蛇m當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)物理化學(xué)課的相關(guān)內(nèi)容9.介紹典型的化學(xué)吸收法，熱碳酸鉀法，主要介紹吸收原理、吸收工藝條件、工藝流程，并對

29、腐蝕和起泡原因進(jìn)行詳細(xì)分析，并介紹工業(yè)應(yīng)對方法10.物理吸收的一般性問題進(jìn)行介紹，著重講授吸收溶液循環(huán)量的計算，為方便理解，適當(dāng)復(fù)習(xí)化工原理上的相關(guān)內(nèi)容。11.指出原料氣最終凈化的目的是脫除少量的碳氧化合物，并說明其原因。討論可采用的方法，并介紹目前工業(yè)上采用的3種方法，分別說明每種方法的適用范圍和應(yīng)用條件，就其中典型的應(yīng)用廣泛的甲烷化法進(jìn)行介紹課外作業(yè)1、影響一氧化碳變換反應(yīng)的平衡和速度的因素有哪些？如何影響？2、為什么變換需要分段進(jìn)行？段數(shù)的選定依據(jù)是什么？有哪些形式的反應(yīng)器？教學(xué)單元五上課次數(shù)第五次日期課時2教學(xué)目標(biāo)1.了解合成氨反應(yīng)特點2.理解采用逸度取代壓力的反應(yīng)平衡常數(shù)的求取3.掌

30、握工藝參數(shù)對平衡氨含量的影響4.了解氨合成催化劑的組成、毒物等5.掌握合成工藝參數(shù)的確定6.掌握氨合成循環(huán)回路流程組成7.了解幾種典型的氨合成工藝流程8.了解合成塔要求和塔型教學(xué)內(nèi)容1.氨合成反應(yīng)是可逆放熱體積縮小的反應(yīng)，其平衡轉(zhuǎn)化率低2.以逸度表示的反應(yīng)平衡常數(shù)的求取3.影響平衡氨含量的工藝參數(shù)有氫氮比、溫度、壓力和惰性氣體4.合成催化劑的組成，促進(jìn)劑分為結(jié)構(gòu)型和電子型，催化劑毒物5.工藝參數(shù)溫度、壓力、空速、入口氨含量、惰性氣體含量的確定6.氨合成循環(huán)回路流程的組成7.典型的合成工藝流程8.排放氣回收的3種方法9.合成塔結(jié)構(gòu)構(gòu)成，內(nèi)件和外筒的作用教學(xué)方法教師講授、分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)

31、教學(xué)過程1.對氫氮氣的制取和凈化簡單總結(jié)后，進(jìn)入氨合成部分的講授。2.列出合成反應(yīng)方程式，對其特點進(jìn)行介紹3.從熱力學(xué)平衡角度對氨合成進(jìn)行分析。對合成平衡常數(shù)與之前的各工序涉及的平衡常數(shù)進(jìn)行比較，課堂討論合成平衡常數(shù)的不同之處，介紹求取和查閱平衡常數(shù)的方法和資料。4.從平衡組成計算可找到影響平衡氨含量的工藝參數(shù)，從計算式得出有4個，即P、T、yi、r，分別對這些影響因素進(jìn)行分析，得出提高平衡氨含量的結(jié)論，是在高壓、低溫、低惰氣含量。5.催化劑組成介紹，氧化和還原介紹，毒物介紹，在做這些介紹時，可結(jié)合前面已經(jīng)講過的與此有密切聯(lián)系的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生建立全局觀念。6.從熱力學(xué)和動力學(xué)兩方面分析，結(jié)合經(jīng)

32、濟(jì)性原則，討論各個工藝參數(shù)的確定。7.復(fù)習(xí)氨合成熱力學(xué)，指出因氨含量低，為提高原料利用率，必須分氨后將氫氮氣繼續(xù)反應(yīng)利用。由此引出分氨方法，比較兩種方法的優(yōu)缺點，討論目前常采用的液氨分離法。8.重點討論組成氨合成循環(huán)回路的構(gòu)成部分，分析每部分的作用，采用課堂討論方式加深理解。9.介紹幾種典型工藝流程，分別介紹流程，并分析其優(yōu)缺點。10.介紹流程時涉及的排放氣包括放空氣和馳放氣，介紹其回收方法，比較各種方法的優(yōu)缺點。11.合成塔分類，可根據(jù)降溫方式，也可根據(jù)氣體流動方向來劃分。課外作業(yè)1 為什么氨合成工序的平衡組成計算與之前工序的平衡組成計算方法不同？2 影響氨合成的平衡組成因素中，哪些是可調(diào)因

33、素？教學(xué)單元六上課次數(shù)第六次日期課時2教學(xué)目標(biāo)掌握尿素的基本性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容1.尿素的物理性質(zhì)2.尿素的化學(xué)性質(zhì)3.尿素生產(chǎn)的工業(yè)發(fā)展教學(xué)方法教師講授、分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)過程1.尿素的物理性質(zhì)2.尿素的化學(xué)性質(zhì)3.尿素生產(chǎn)的工業(yè)發(fā)展課外作業(yè)無教學(xué)單元七上課次數(shù)第七次日期課時2教學(xué)目標(biāo)掌握尿素的生產(chǎn)原理教學(xué)內(nèi)容1.尿素生產(chǎn)基本原理2.尿素合成的工藝條件3.尿素合成工藝流程教學(xué)方法教師講授、分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)過程1.尿素生產(chǎn)基本原理2.尿素合成的工藝條件3.尿素合成工藝流程課外作業(yè)無教學(xué)單元八上課次數(shù)第八次日期課時2教學(xué)目標(biāo)1.掌握硫鐵礦沸騰焙燒、爐氣的凈化及干燥原理；2.主要

34、工藝條件及典型工藝流程；3.二氧化硫催化氧化的化學(xué)平衡及動力學(xué)。教學(xué)內(nèi)容1.接觸法生產(chǎn)硫酸的原理2.二氧化硫爐氣的制造及凈化3.二氧化硫的催化氧化4.三氧化硫吸收及尾氣處理教學(xué)方法教師講授、分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)過程1.接觸法生產(chǎn)硫酸的原理2.二氧化硫爐氣的制造及凈化3.二氧化硫的催化氧化4.三氧化硫吸收及尾氣處理課外作業(yè)無教學(xué)單元九上課次數(shù)第九次日期課時2教學(xué)目標(biāo)烴類熱裂解過程的化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)機(jī)理教學(xué)內(nèi)容1.理解烴類裂解一次反應(yīng)與二次反應(yīng)的區(qū)別2.掌握各族烴類熱裂解的反應(yīng)規(guī)律教學(xué)方法課堂講授、實例分析、課堂討論、自主學(xué)習(xí)法教學(xué)過程一、烴類熱裂解烴類熱裂解是指以石油系（包括天然氣、煉廠

35、氣、石腦油、柴油等）烴類為原料，利用石油烴在高溫下不穩(wěn)定、易分解的性質(zhì)，在隔絕空氣和高溫條件下使大分子的烴類發(fā)生斷裂和脫氫等反應(yīng)，以制取低級烴的過程。烴類熱裂解的主要目的是生產(chǎn)乙烯，同時可得到丙烯、丁二烯以及苯、二甲苯等產(chǎn)品。烴類熱解乙烯的生產(chǎn)工藝主要有原料的熱裂解和裂解產(chǎn)物的分離精制兩部分組成。一次反應(yīng)是指原料烴（主要是烷烴和環(huán)烷烴）經(jīng)熱解生成乙烯和丙烯等低級烯烴的反應(yīng)；二次反應(yīng)是指一次反應(yīng)的產(chǎn)物乙烯、丙烯等低分子烯烴進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)生成多種產(chǎn)物，直至最后生成焦或炭。一次反應(yīng)是希望發(fā)生的，二次反應(yīng)的發(fā)生不僅多消耗原料，降低烯烴的收率，還增加各種阻力，嚴(yán)重時還會阻塞設(shè)備、管道，造成停工停產(chǎn)，對裂

36、解操作和穩(wěn)定生成都帶來不利的影響，所以要設(shè)法阻止其發(fā)生。二、各族烴類熱裂解的反應(yīng)規(guī)律烷烴：正構(gòu)烷烴有利于生成乙烯、丙烯。環(huán)烷烴：易于生成芳烴。烯烴：裂解為乙烯和丙烯等低級烯烴。芳烴：有側(cè)鏈的芳烴主要是側(cè)鏈逐步斷裂及脫氫，無側(cè)鏈的芳烴基本上不易裂解為烯烴。各類烴熱裂解的難易順序可歸納為：異構(gòu)烷烴正構(gòu)烷烴環(huán)烷烴（C6C5） 芳烴。課外作業(yè)（1）烴類熱裂解的主要目的？（2）各族烴類裂解的反應(yīng)規(guī)律？教學(xué)單元十上課次數(shù)第十次日期課時2教學(xué)目標(biāo)1.了解烴類裂解反應(yīng)機(jī)理和動力學(xué)；2.理解裂解原料的特性參數(shù)；3.理解烴類熱裂解工藝條件。教學(xué)內(nèi)容1.烴類裂解反應(yīng)機(jī)理和動力學(xué)；2.裂解原料的特性參數(shù)；3.烴類熱裂

37、解工藝條件。教學(xué)方法課堂講授、實例分析、課堂討論、自主學(xué)習(xí)教學(xué)過程一、烴類熱裂解的反應(yīng)機(jī)理烴類裂解過程是一個十分復(fù)雜的反應(yīng)過程，其反應(yīng)機(jī)理目前有兩種觀點：一是分子反應(yīng)機(jī)理，一是自由基反應(yīng)機(jī)理。但研究表明，裂解時發(fā)生的基元反應(yīng)大部分為基元反應(yīng)。自由基反應(yīng)，烴類裂解過程包括鏈引發(fā)反應(yīng)、鏈增長反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)三個階段。鏈引發(fā)反應(yīng)是自由基的產(chǎn)生過程；鏈增長反應(yīng)是自由基的轉(zhuǎn)變過程，在這個過程中一種自由基的消失伴隨著另一種自由基的產(chǎn)生，反應(yīng)前后均保持著自由基的存在；鏈終止是自由基消亡生成分子的過程。二、烴類裂解的反應(yīng)動力學(xué)烴類裂解時，一次反應(yīng)的反應(yīng)速率基本上可作為一級反應(yīng)動力學(xué)處理：烴類裂解時的主反應(yīng)可按

38、一級反應(yīng)處理。三、裂解原料的特性參數(shù)（1）組成：裂解原料油中各種烴，按其結(jié)構(gòu)可以分為四大族，即鏈烷烴族（P）、烯烴族（O）、環(huán)烷烴族（N）、芳香族（A）。這四大族的族組成以PONA值（各族烴的質(zhì)量百分含量）來表示。 在管式裂解爐裂解條件下，原料越輕，乙烯收率越高。四、烴類裂解工藝條件（1）裂解溫度：750-900（2）停留時間：取決于容器容積、裂解管面積、管長。停留時間是指裂解原料由進(jìn)入裂解管到離開裂解輻射管所經(jīng)過的時間，即反應(yīng)原料在反應(yīng)管中的停留時間。（3）烴分壓：降低裂解壓力對增產(chǎn)乙烯的一次反應(yīng)有利。工業(yè)上常采用的辦法是在裂解原料氣中添加稀釋劑以降低烴分壓。一般采用蒸氣為稀釋劑。 總之，石

39、油烴熱裂解的操作條件宜采用高溫、短停留時間、低烴分壓，產(chǎn)生的裂解氣要迅速離開反應(yīng)區(qū)。課外作業(yè)（1）裂解原料的特性參數(shù)主要有那些？（2）石油烴熱裂解的操作條件？教學(xué)單元十一上課次數(shù)第十一次日期課時2教學(xué)目標(biāo)1.熟悉烴類的裂解過程的特點；2.了解裂解爐的發(fā)展歷程；3.理解裂解氣的急冷方法教學(xué)內(nèi)容烴類裂解過程的特點SRT型管式爐的特點裂解爐的優(yōu)化及改進(jìn)措施裂解氣的急冷方法教學(xué)方法課堂講授、實例分析、課堂討論教學(xué)過程一、烴類的熱裂解過程特點：烴類熱裂解是吸熱反應(yīng)；烴類熱裂解需在高溫下進(jìn)行，反應(yīng)溫度一般在750以上；為了避免烴類熱裂解過程中二次反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)停留時間很短，一般在0.051s之間；烴熱裂解

40、反應(yīng)是分子數(shù)增加的反應(yīng)，烴低壓有利于原料分子向產(chǎn)物分子的反應(yīng)平衡方向移動；裂解反應(yīng)產(chǎn)物是復(fù)雜的混合物，除了裂解氣和液態(tài)烴之外，尚有固體產(chǎn)物焦生成。熱裂解工藝要實現(xiàn)在短時間內(nèi)將原料迅速加熱到所需溫度，并供給大量裂解反應(yīng)所需的熱量等要求，關(guān)于在于采用合適的裂解方法和選擇先進(jìn)的裂解設(shè)備。裂解供熱方式有直接供熱和間接供熱兩類。到目前為止，間接供熱的管式裂解法仍然是世界各國廣泛采用的方法。管式裂解技術(shù)的反應(yīng)設(shè)備是裂解爐，它是乙烯裝置的核心，又是挖掘節(jié)能潛力的關(guān)鍵設(shè)備。二、烴類管式裂解爐1、20世紀(jì)40年代美國首先建立了管式裂解爐裂解乙烯的工業(yè)裝置；2、20世紀(jì)50年找到了高溫短停留時間的技術(shù)措施，可以大

41、幅提高乙烯收率；3、60年代初期 SRT-型爐（短停留時間裂解爐） 雙輻射立管 實現(xiàn)了高溫、短停留時間4、60年代中期 SRT-型爐 分叉變徑爐管 降低烴分壓5、70年代中期 SRT-型爐 材質(zhì) 爐內(nèi)管排增加 提高熱強(qiáng)度 提高生產(chǎn) 能力6、80年代 SRT-、型爐 多分支變徑管 帶內(nèi)翅片2程 停留時間縮短 降低管內(nèi)熱阻 延長清焦周期三、裂解氣的急冷、急熱換熱器 從裂解爐出來的裂解氣含有烯烴和大量蒸氣，溫度為727927。烯烴反應(yīng)性很強(qiáng)，若任它們在高溫下長時間停留，仍會繼續(xù)發(fā)生二次反應(yīng)，引起結(jié)焦、烯烴收率下降及生成經(jīng)濟(jì)價值不高的副產(chǎn)物，因此需要將裂解爐出口高溫裂解氣盡快冷卻，以終止其裂解反應(yīng)。裂

42、解氣的急冷急冷的方法有兩種：一種是直接急冷，一種是間接急冷。（1）直接急冷 根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，直接急冷可分為水直接急冷和油直接急冷。（2）間接急冷 高溫裂解氣溫度在800900左右，在急冷降溫過程中要釋放出大量熱，是一個可利用的熱源，為此可用換熱器進(jìn)行間接急冷，回收部分熱量發(fā)生蒸氣，以提高裂解爐的熱效率，降低成本。用此目的換熱器稱為急冷換熱器。急冷換熱器急冷換熱器是裂解氣和高壓水經(jīng)列管式換熱器間接換熱并使裂解氣驟冷的重要設(shè)備，也是裂解裝置中五大關(guān)鍵設(shè)備之一（裂解爐、急冷換熱器、裂解氣壓縮機(jī)、乙烯壓縮機(jī)和丙烯壓縮機(jī)），它使裂解氣在極短的時間（0.010.1S）內(nèi)溫度從800下降至露點附近。為了

43、減少結(jié)焦，一、在增大裂解氣在急冷換熱器中的線速度，以避免返混使停留時間過長，造成二次反應(yīng)；二是必須控制急冷換熱器出口溫度，要求裂解氣在急冷換熱器中冷卻溫度不低于露點，如果冷卻到露點以下，在急冷換熱器管壁上形成緩慢流動的液膜，既影響傳熱，又因停留時間過長發(fā)生二次反應(yīng)而結(jié)焦。四、裂解氣的預(yù)分餾與裂解工藝流程 （1）裂解氣的預(yù)分餾 裂解氣出口溫度很高（800900左右），高溫裂解氣經(jīng)急冷換熱冷卻，再經(jīng)油急冷器進(jìn)一步冷卻后，溫度可降至200300。將急冷后的裂解氣進(jìn)一步冷卻至常溫，并在冷卻過程中分餾出裂解氣中的重要組分（如燃料油、裂解汽油、水分等），這個環(huán)節(jié)稱裂解氣的預(yù)分餾。裂解氣的預(yù)分餾的作用（）盡

44、可能降低裂解氣的溫度，從而保證裂解氣壓縮機(jī)的正常運轉(zhuǎn)，并降低裂解氣壓縮機(jī)的功耗。（）回收裂解氣中稀釋蒸氣以冷凝水的形式分離回收，用以再發(fā)生稀釋蒸氣，從而大大減少污水排放量。（）盡可能分留出裂解氣中的重要組分，減少進(jìn)入壓縮系統(tǒng)的進(jìn)料負(fù)荷。（）回收裂解氣的低能位熱量。預(yù)分餾工藝過程 根據(jù)裂解原料不同而不同。（2）裂解工藝流程裂解工藝流程包括原料油和預(yù)熱系統(tǒng)、裂解和高壓蒸汽系統(tǒng)、急冷油和燃料油系統(tǒng)、急冷水和稀釋蒸氣系統(tǒng)，不包括壓縮、深冷分離系統(tǒng)。（3）烴類熱解的副產(chǎn)物烴類熱裂解在預(yù)分餾階段出來的副產(chǎn)物有裂解汽油和裂解燃料油兩類。裂解汽油 烴類裂解副產(chǎn)的裂解氣包括C5至沸點204以下的所有裂解副產(chǎn)物，

45、作為乙烯裝置的副產(chǎn)品。裂解燃料油 烴類裂解副產(chǎn)的裂解燃料油是指沸點在200以上的重要組分，其中200360的餾分稱為裂解輕質(zhì)燃料油，沸點在360以上的餾分稱為裂解重質(zhì)燃料油。五、裂解氣的凈化裂解氣中含有少量的H2S、CO2、H2O、C2H2、CO等氣體雜質(zhì)。其來源主要有三個方面：一是原料帶入；二是裂解反應(yīng)過程中生成；三是裂解氣處理過程引入。1 酸性氣體的脫除裂解氣中的酸性氣體主要有CO2、H2S和其他氣態(tài)硫化物。采用的方法主要有堿洗法脫除酸性氣體和乙醇胺法脫除酸性氣體。2 脫水裂解氣的水分中帶入低溫分離系統(tǒng)會造成設(shè)備和管道堵塞。除水分在低溫下結(jié)冰造成凍堵外，在加壓和低溫條件下水分尚可與烴類生產(chǎn)

46、白色結(jié)晶的水合物，這些水合物也會在設(shè)備和管道內(nèi)積累而造成堵塞現(xiàn)象，因而需要進(jìn)行干燥脫水處理。目前廣泛采用的是分子篩脫水法。3 炔烴和CO的脫除為了保證聚合催化劑的使用壽命，聚合級乙烯要嚴(yán)格限制乙炔的含量。CO會使加氫脫炔催化劑中毒，要求CO含量在乙烯產(chǎn)品中的含量低于cm3/m3。炔烴和CO的脫除方法：甲烷化法脫CO，其反應(yīng)如下：CO+3H2CH4+H2O催化加氫脫炔：就是將裂解氣中乙炔加氫成為乙烯或乙烷，由此到達(dá)脫除乙炔的目的。六、裂解氣的深冷分離流程經(jīng)壓縮、制冷和凈化過程，為裂解氣深冷分離創(chuàng)造了條件高壓、低溫、雜質(zhì)含量符合分離要求。深冷分離任務(wù)就是根據(jù)裂解氣中各低碳烴相對揮發(fā)度的不同，用精餾

47、的方法逐一進(jìn)行分離，最后獲得純度符合要求的乙烯和丙烯產(chǎn)品。課外作業(yè)（1）烴類的熱裂解過程的特點？（2）裂解氣急冷的方法？教學(xué)單元十二上課次數(shù)第十二次日期課時2教學(xué)目標(biāo)掌握芳烴轉(zhuǎn)化方法教學(xué)內(nèi)容1. 了解芳烴的來源與生產(chǎn)技術(shù)2. 掌握芳烴的烷基化、脫烷基化、烷基轉(zhuǎn)移、歧化教學(xué)方法課堂講授、實例分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)過程一、芳烴的來源與生產(chǎn)技術(shù)來源：煤焦化芳烴和石油芳烴。1、焦化芳烴生產(chǎn)煤干餾粗煤氣初冷、凈化、冷卻、洗油吸收、蒸餾脫吸粗苯。2、石油芳烴生產(chǎn)石油芳烴來源于兩種加工過程：其一為石油餾分的催化重整油；另一種烴裂解副產(chǎn)的裂解汽油。以石腦油和裂解汽油為原料生產(chǎn)芳烴的過程可分為反應(yīng)、分離

48、和轉(zhuǎn)化三部分。二、裂解汽油生產(chǎn)芳烴裂解汽油中的芳烴與重整生成油中的芳烴在組成上有較大差別，從裂解汽油中獲取芳烴的工藝過程由裂解汽油預(yù)處理和裂解汽油加氫精制兩部分組成。裂解汽油預(yù)處理裂解汽油加氫精制 裂解汽油中含大量的二烯烴、單烯烴，因此裂解汽油的穩(wěn)定性極差，在受到熱和光的作用下很易氧化并聚合生成稱為膠質(zhì)的膠黏物質(zhì)，在加熱條件下二烯烴更易聚合。這些膠質(zhì)在生產(chǎn)芳烴的后加工過程中極易結(jié)焦和析碳。既影響過程的操作，又影響最終所得芳烴的質(zhì)量。目前普遍采用兩段催化加氫精制工藝。第一段是低溫液相加氫，其目的使易生膠的二烯烴轉(zhuǎn)化為單烯烴，烯基芳烴轉(zhuǎn)化為烷基芳烴。采用貴重金屬鈀為主要活性組分，并以氧化鋁為載體。

49、第二段高溫氣相加氫，使單烯烴加氫成飽和烴，硫化物、氮化物等有害雜質(zhì)加氫裂解為相應(yīng)的烴和H2S、NH3等除去。催化劑普遍采用非貴重金屬鈷-鉬系列。氫烴芳構(gòu)化與重芳烴輕質(zhì)化三、芳烴餾分的分離不論是從裂解汽油還是從重整汽油得到的含芳烴餾分都是由芳烴和非芳烴構(gòu)成的混合物，同碳數(shù)的芳烴和非芳烴沸點非常接近，有的還形成共費物，用一般的精餾方法難以將它們分離。通常采用溶劑萃取法和萃取蒸餾法。溶劑萃取溶劑萃取分離是利用一種或一種以上的溶劑（萃取劑）對芳烴和非芳烴選擇溶劑分離出芳烴。芳烴萃取過程在塔式設(shè)備中連續(xù)進(jìn)行，原料從塔的中部加入，溶劑從塔的上部加入，溶劑自上而下流動，與原料逆流接觸，實現(xiàn)萃取分離的目的。萃

50、取蒸餾萃取蒸餾是利用極性溶劑與烴類混合時能降低烴類蒸氣壓，使混合物處沸點提高的原理設(shè)計的工藝過程，此種效應(yīng)對芳烴的影響最大，對環(huán)烷烴的影響次之，對烷烴的影響最小，這樣有利于芳烴和非芳烴的分離。四、芳烴的轉(zhuǎn)化不同來源的各種芳烴餾分組成不同，能得到的各種芳烴的產(chǎn)量也不同。因此，如僅從這些來源獲得各種芳烴，必然會發(fā)生供需不平衡的矛盾。開發(fā)了芳烴的轉(zhuǎn)化工藝，可根據(jù)市場需求調(diào)節(jié)各種芳烴的產(chǎn)量。 已開發(fā)成功并在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)主要有C8芳烴的異構(gòu)化、甲苯的歧化和C9芳烴烷基的轉(zhuǎn)移、芳烴的烷基化、烷基芳烴的脫烷基化等。四、C8芳烴的分離C8芳烴的組成由于C8芳烴各異構(gòu)體的沸點很接近，難于采用一般

51、精餾的方法進(jìn)行分離。尤其是對二甲苯和間二甲苯的分離更為困難。C8芳烴單體的分離鄰二甲苯和乙苯的分離（1）鄰二甲苯的分離C8芳烴中鄰二甲苯的沸點最高，與關(guān)鍵組分間二甲苯的沸點相差5.3，可以用精餾法分離，產(chǎn)品純度為98-99.6。（2）乙苯的分離C8芳烴中乙苯的沸點最低，與關(guān)鍵組分對二甲苯的沸點僅差2.2，可以用精餾法分離，但較困難。工業(yè)上采用三塔串連可得到純度在99.6以上的乙苯。其他方法有絡(luò)合萃取法如日本三菱瓦斯化學(xué)公司的Pomex法以及吸附法如美國UOP公司的Ebex法。對、間二甲苯的分離由于對二甲苯與間二甲苯的沸點只有0.75，難于采用精餾方法進(jìn)行分離。目前工業(yè)上分離對二甲苯的方法主要有

52、：深冷結(jié)晶分離法、絡(luò)合萃取分離法和吸附分離法三種。A、深冷結(jié)晶分離法該法50年代已工業(yè)化，技術(shù)較成熟。C8芳烴深度冷卻至-60-75時，熔點最高的對二甲苯首先被結(jié)晶出來。在對二甲苯結(jié)晶過程中，晶體內(nèi)不可避免地包含一部分C8芳烴混合物，影響了對二甲苯的純度，為提高對二甲苯純度，工業(yè)上多采用二段結(jié)晶工藝。第一階段結(jié)晶，對二甲苯純度約為8590，但可以得到最大的對二甲苯回收率；第二階段是將第一階段分出的對二甲苯進(jìn)行重結(jié)晶，得到對二甲苯的純度可達(dá)99.299.5。B、絡(luò)合萃取分離法利用一些化合物與二甲苯異構(gòu)體形成絡(luò)合物的特性可以達(dá)到分離各異構(gòu)體的目的。絡(luò)合分離法中最成功的工業(yè)實例是日本三菱瓦斯化學(xué)公司

53、發(fā)展的MGCC法。此法是有效分離間二甲苯的唯一工業(yè)化方法，同時也使其他C8芳烴分離過程大為簡化。C8芳烴四個異構(gòu)體與HF共存于一個系統(tǒng)時，形成兩個互相分離的液層：上層為烴層，下層為HF層。當(dāng)加入BF3后，發(fā)生下列反應(yīng)而生成在HF中溶解度大的絡(luò)合物。式中X代表二甲苯。由于間二甲苯堿度最大，所形成的MXHBF4絡(luò)合物的穩(wěn)定性最大，故在系統(tǒng)中能發(fā)生如下置換反應(yīng)。式中MX、PX、OX分別代表間、對、鄰二甲苯。絡(luò)合物置換的結(jié)果，HFBF3層中的間二甲苯濃度越來越高，烴層中的間二甲苯濃度越來越低，從而達(dá)到選擇分離的目的。該法的特點是將二甲苯中含量4050的間二甲苯首先除去，使乙苯濃度提高，這不僅可以降低乙

54、苯分離塔的塔徑、回流比和操作費用，而且還可以提高單程收率。其主要缺點是HF有毒，且有強(qiáng)腐蝕性。C、吸附分離法吸附分離是利用固體吸附劑吸附二甲苯各異構(gòu)體的能力不同進(jìn)行的一種分離方法。吸附分離首先由美國UOP公司解決了三個關(guān)鍵問題而實現(xiàn)了工業(yè)化。一是研制成功一種對各種二甲苯異構(gòu)體有較高選擇性吸附的固體吸附劑；二是研制成功以24通道旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)行切換操作的模擬移動床技術(shù)；三是選到一種與對二甲苯有相同吸附親和力的脫附劑。吸附分離比結(jié)晶分離有較多的優(yōu)點，工藝過程簡單，單程回收率達(dá)98，生產(chǎn)成本較低，已取代深冷分離，成為一種廣泛采用的二甲苯分離技術(shù)。五、芳烴生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向芳烴在化工原料中占有十分重要的地位

55、，其生產(chǎn)技術(shù)受到廣泛重視。芳烴生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展主要有以下幾個方面：1、擴(kuò)大芳烴的來源。繼續(xù)提高催化重整和乙烯裂解技術(shù)，增產(chǎn)更多的芳烴，大力發(fā)展芳烴其他來源。2、工藝革新，提高技術(shù)水平。研發(fā)更好的催化劑。催化劑的選擇性能提高反應(yīng)的選擇性，大大減少甚至能消除生產(chǎn)裝置的物料內(nèi)循環(huán)，能降低費用。3、產(chǎn)品新用途促進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整，二甲苯是生產(chǎn)聚酯的重要原料，增加二甲苯的用途，對芳烴生產(chǎn)的產(chǎn)品構(gòu)成、加工流程和生產(chǎn)工藝都產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。4、化學(xué)工程技術(shù)發(fā)揮重要的作用?；すこ碳夹g(shù)的發(fā)展對生產(chǎn)芳烴組化合物的影響十分重大。5、新老技術(shù)共同開發(fā)。課外作業(yè)（1）芳烴的主要來源？（2）芳烴的轉(zhuǎn)化反應(yīng)主要有那些？教學(xué)單元十

56、三上課次數(shù)第十三次日期課時2教學(xué)目標(biāo)了解現(xiàn)代煤化工教學(xué)內(nèi)容1 煤炭在能源中的地位2 煤炭的組成、分類和分布3 現(xiàn)代煤化工項目概述4 現(xiàn)代煤化工技術(shù)簡介5 現(xiàn)代煤化工存在的問題教學(xué)方法學(xué)生講授、教師分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)過程一、煤炭在能源中的地位煤炭是世界上儲量分布最廣的化石能源。分布在世界76個國家和地區(qū)。WEC認(rèn)為，在2020年以前，世界一次能源供應(yīng)仍將以化石能源為主，其中煤炭主要用于發(fā)電、燃料和化工，世界電力的45%50%由燃煤電站提供。預(yù)計20年后，隨著油、氣資源的減少，煤液化技術(shù)和潔凈煤技術(shù)的發(fā)展，煤炭將再次成為世界主要能源。二、中國能源結(jié)構(gòu)2014年1月，國土資源部發(fā)布全國煤

57、炭資源潛力評價報告顯示，中國2000米以內(nèi)煤炭資源總量為5.9萬億噸，其中探獲煤炭資源儲量2.02萬億噸，預(yù)測資源量3.88萬億噸。我國 “富煤、貧油、少氣”的能源結(jié)構(gòu)特點決定了煤炭資源將在很長一段時間內(nèi)作為能源主體被開發(fā)和利用。從中國的能源資源條件和能源安全方面考慮，應(yīng)立足于發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，通過煤代油、煤制氣、煤制烯烴等現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，降低對石油的依賴，減少能源和戰(zhàn)略風(fēng)險。三、煤的組成、分類和分布煤是植物遺體經(jīng)過復(fù)雜的生物、地球化學(xué)，物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)變而成的。煤主要由有機(jī)物和無機(jī)物構(gòu)成，有機(jī)物主要含C、H、O、N、S等5個元素。無機(jī)物為125種礦物質(zhì)，伴生Hg、As、F、Cl、Cr、Cu

58、、Pb、Mo和Ni等元素。四、現(xiàn)代煤化工項目概述突破傳統(tǒng)的行業(yè)界限，由單一的產(chǎn)品向多聯(lián)產(chǎn)的模式發(fā)展，采用多項現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)組合，對煤炭進(jìn)行綜合利用，最大限度地提高能源利用率，潔凈無害化、環(huán)境友好。在鼓勵引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上，積極功課關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)。提出以現(xiàn)金煤氣化技術(shù)為基礎(chǔ)的煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣、煤制乙二醇、煤制芳烴、低階煤提質(zhì)等項目為代表的現(xiàn)代煤化工示范工程。強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)政策，規(guī)范發(fā)展，審慎支持。課外作業(yè)無教學(xué)單元十四上課次數(shù)第十四次日期課時2教學(xué)目標(biāo)掌握煤氣化的相關(guān)知識教學(xué)內(nèi)容1 煤氣化的基本原理2 氣化爐的基本原理教學(xué)方法學(xué)生講授、教師分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)過程一、煤氣化的基本原

59、理自熱式煤的水蒸氣氣化外熱式煤的水蒸氣氣化煤的加氫氣化煤的水蒸氣氣化和加氫氣化相結(jié)合制造代用天然氣煤的水蒸氣氣化和甲烷化相結(jié)合制造代用天然氣二、氣化爐的基本原理 固定床氣流速度不致使固體顆粒的相，位置發(fā)生變化，即固體顆粒處于固定狀態(tài)，床層高度基本上維持不變。 流化床氣流速度提高，固體顆粒全部浮動起來，但是仍留在床層中不被流體帶出。 氣流床進(jìn)一步提高流速，固體顆粒不能繼續(xù)留在床層中，開始被流體帶出容器外，固體顆粒的分散流動與氣體質(zhì)點的流動類似。課外作業(yè)無教學(xué)單元十五上課次數(shù)第十五次日期課時2教學(xué)目標(biāo)了解固定（移動）床氣化法、流化（沸騰）床氣化法、氣流床氣化法教學(xué)內(nèi)容1 固定（移動）床氣化法2 流

60、化（沸騰）床氣化法3 氣流床氣化法4 煤的氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電教學(xué)方法學(xué)生講授、教師分析、課堂討論、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)過程一、固定（移動）床氣化法以煤或焦炭為原料，以空氣和水蒸氣為氣化劑，通入發(fā)生爐內(nèi)制得的煤氣為發(fā)生爐煤氣（CO、H2、N2）。理想的發(fā)生爐煤氣的組成取決于這兩個反應(yīng)的熱平衡條件，即滿足放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的熱效應(yīng)衡等的條件。實際上制取混合發(fā)生爐煤氣，不可避免有許多熱損失，水蒸氣分解和CO2還原進(jìn)行不完全，使實際的煤氣組成、氣化效率與理論計算值有顯著差異。二、流化（沸騰）床氣化法直接使用小顆粒碎煤（010mm）為原料，并可利用褐煤等高灰劣質(zhì)煤。它又稱為沸騰床氣化，把氣化劑（蒸氣和富氧空氣或