27057 化工工藝學

高綱1094江蘇省高等教育自學考試大綱27057　　化工工藝學　　　　　　　　　　　　　　　南京工業大學編江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室一、課程性質及其設置目的與要求（一）課程性質和特點《化工工藝學》課程是我省高等教育自學考試化工工藝專業（專科段）的一門重要的專業課程。本課程從化工生產工藝角度出發，運用化工過程的基本原理，介紹典型產品的生產方法與原理、流程組織、關鍵設備、操作條件、節能降耗分析以及介紹生產中的設備材質、安全技術、三廢治理等問題。通過本門課程學習，使應考者獲得較多的化工工藝知識，培養應用已學過的基礎理論解決工程實際問題的能力，為從事化工過程的生產、開發、設計、和管理打下牢固的化工工藝基礎。（二）本課程的基本要求本課程使用教材共分為九章。本課程的教學與學習的重點放在分析和討論生產工藝中反應、分離部分的工藝原理、影響因素、確定工藝條件的依據、關鍵設備的結構特點、流程的組織比較等。同時，對不同工藝路線和流程的經濟技術指標、能量回收、副產物的綜合利用及廢物處理作一定的論述。（三）本課程與相關課程的聯系化工工藝學在化學工程與工藝專業課程體系中是一門重要的專業課，覆蓋的專業課程內容較多，它的先修專業基礎課為化工原理、物理化學、化工熱力學等，與其平行講授的專業課為分離過程、反應工程等。上述課程可以幫助我們更好地掌握化工工藝學的原理、方法和應用。二、課程內容與考核目標第一章 合成氨原料氣的制備（一）課程內容本章介紹了制取合成氣的固體燃料氣化方法和烴類蒸氣轉化方法，內容涉及固體燃料氣化的基本原理、制取半水煤氣的工業方法、甲烷蒸氣轉化反應熱力學、動力學和催化劑、甲烷蒸氣轉化工業生產方法。（二）學習要求通過本章的學習，了解煤氣的種類、組成和用途。掌握以煤和甲烷為原料制氣的方法和工藝路線；制氣過程的主要沒備；催化劑的組成及使用。（三）考核知識點和考核要求1、領會：煤氣的種類、組成和用途；不同類型的氣化爐及特點；了解蒸氣轉化爐的結構。2、掌握：以煤和甲烷為原料制氣的工藝路線；甲烷蒸汽轉化過程的轉化爐；轉化催化劑的組成和使用條件。3、熟練掌握：固體燃料氣化、氣態烴蒸氣轉化制氣過程的基本原理；工藝條件的選擇以及主要工藝指標。第二章 合成氨原料氣的凈化（一）課程內容本章介紹了原料氣的干法和濕法脫硫過程、一氧化碳變換的基本原理和工藝流程、脫除二氧化碳的物理和化學吸收法、原料氣最終凈化的甲烷化法和液氮洗滌法。（二）學習要求本章學習原料氣的干法和濕法脫硫、一氧化碳的變換、脫除二氧化碳的物理和化學吸收法、原料氣最終凈化的甲烷化法和液氮洗滌法等，了解上述過程的概況和在原料氣凈化中的作用，掌握過程的原理和特點、影響因素、操作條件、工藝流程和主要設備。（三）考核知識點和考核要求1、領會：了解脫除二氧化碳的方法，常用的幾種脫硫方法及其特點，高（中）、低溫、耐硫變換及甲烷化催化劑組成及特點；液氮洗滌的原理及工藝過程分析。2、掌握：掌握氧化鋅和ADA法脫硫方法；以碳酸鉀為吸收劑的脫碳方法；原料氣凈化反應機理；凈化系統各種催化劑的應用條件和方法。3、熟練掌握：原料氣的脫硫、一氧化碳變換(高變和低變）、脫碳和精制過程的基本原理、工藝流程確定、工藝參數和主要設備的選擇。第三章 氨的合成（一）課程內容本章介紹了氨合成反應的熱力學和動力學、氨合成的催化劑、工藝條件的選擇、氨的分離、氨合成工藝流程和氨合成塔等。（二）學習要求通過本章的學習，了解合成氨過程的發展現狀，掌握氨合成反應的基本原理、反應影響因素及操作條件的確定、氨合成催化劑的組成、特點及作用，分析比較不同的氨合成工藝流程，掌握氨合成塔的結構特點及最適宜溫度分布。（三）考核知識點和考核要求1、領會：氨合成過程發展現狀，氨合成反應動力學方程，排放氣回收處理方法。2、掌握：氨合成反應機理及反應特點；高壓下化學平衡組成與化學平衡常數的關系；鐵催化劑的組成、特點及作用；合成工藝流程的類型和比較分析；氨合成反應熱的回收方式；氨合成塔的型式及材質。3、熟練掌握：氨合成反應熱力學、本征動力學方程在工業上的應用及其影響因素；平衡氨含量與壓力、溫度、惰性氣體間的關系。氨合成塔的結構特點及最適宜溫度分布；氨合成的工藝操作條件。第四章 烴類熱裂解（一）課程內容本章介紹了烴類熱裂解生產低碳烯烴和芳烴的生產過程，內容涉及熱裂解過程的化學反應與反應機理，重點討論了烴類管式爐裂解生產乙烯的原料烴組成對裂解結果的影響、操作條件對裂解結果的影響、管式爐裂解生產乙烯的工藝流程、乙烯生產技術展望等。（二）學習要求通過本章的學習，了解乙烯、丙烯和丁二烯的主要用途、烴類熱裂解原料的來源、烴類裂解反應的機理。掌握不同烴類的裂解反應規律和對裂解產品分布的影響、操作條件對裂解結果的影響、不同SRT爐型與高溫、短停留時間和低烴分壓之間的關系以及烴類裂解工藝流程。認識烴類熱裂解過程與現代石油化工的關系。（三）考核知識點和考核要求1、領會：乙烯、丙烯和丁二烯的主要用途；烴類熱裂解的原料；裂解反應機理；烴類熱裂解過程的一次反應和二次反應含義；烴類熱裂解過程結焦與生碳的區別；裂解氣的急冷與裂解爐清焦；乙烯生產技術展望。2、掌握：烴類裂解的一次反應和二次反應對烯烴收率影響；一次反應的反應動力學方程；動力學裂解深度函數KSF對裂解產物分布的影響；管式裂解爐的主要爐型及其特點；裂解過程的工藝參數，烴類裂解工藝流程；管式爐裂解法的優缺點。3、熟練掌握：各族烴的熱裂解反應規律；裂解原料的物性參數對裂解產品分布的影響；工藝參數對裂解產物分布的影響；不同SRT爐型與高溫、短停留時間和低烴分壓間的關系。第五章 裂解氣的凈化與分離（一）課程內容本章介紹了裂解氣的凈化與分離方法，內容涉及裂解氣的組成和分離目的、裂解氣的凈化與壓縮、裂解氣分離方法和裂解氣深冷分離流程等。（二）學習要求通過本章的學習，了解裂解氣的凈化與分離方法，包括氣體凈化系統、壓縮和冷凍系統、精餾分離系統。掌握裂解氣的各種凈化方法和裂解氣分離順序不同的幾種流程、深冷加壓條件下精餾操作的影響因素和條件。（三）考核知識點和考核要求1、領會：工業上裂解氣的分離方法、裂解氣及其組成、脫甲烷系統的改進、裂解氣前脫乙烷深冷分離流程和前脫丙烷深冷分離流程。2、掌握：深冷分離方法的原理；裂解氣加壓分離的目的；制冷基本原理；脫甲烷塔、乙烯塔、丙烯塔的作用和特點以及脫甲烷塔和丙烯塔操作條件。3、熟練掌握：裂解氣所含雜質的各種凈化方法；裂解氣順序分離流程；深冷分離過程中影響乙烯收率的因素分析；乙烯塔的操作條件和影響因素。第六章 催化加氫（一）課程內容本章介紹了催化加氫反應類型及加氫反應在化學工業中的應用、催化加氫反應中氫的來源，尤其是介紹了催化加氫反應的基本原理和—氧化碳加氫合成甲醇過程。（二）學習要求通過本章的學習，了解催化加氫反應的類型、應用及氫的來源；了解反應催化劑的選擇、甲醇下游產品的開發與應用。掌握催化加氫反應的熱力學分析和動力學分析；掌握一氧化碳催化加氫合成甲醇的基本原理、工藝流程、操作條件的選擇、反應器的結構與材質。（三）考核知識點和考核要求1、領會：催化加氫反應的應用；催化加氫反應的類型及氫的來源；甲醇下游產品的開發與應用；催化加氫反應的催化劑及甲醇合成催化劑的選擇。2、掌握：催化加氫反應的熱力學和動力學分析；催化加氫反應物結構與反應速度的關系、催化加氫的反應條件。3、熟練掌握：甲醇合成反應機理及熱力學分析；一氧化碳催化加氫合成甲醇的工藝流程、工藝條件對甲醇合成反應的影響；反應器的結構與材質。第七章 催化脫氫和氧化脫氫（一）課程內容本章介紹了催化脫氫反應和氧化脫氫反應的類型及工業應用、烴類催化脫氫反應的基本原理、乙苯催化脫氫生產苯乙烯過程。（二）學習要求通過本章的學習，了解催化脫氫和氧化脫氫在反應類型及其在化學工業中的應用、乙苯生產苯乙烯的主要工藝路線。掌握烴類催化脫氫反應的基本原理、乙苯催化脫氫生產苯乙烯過程原理及工藝流程、操作條件對乙苯脫氫反應效果的影響。（三）考核知識點和考核要求1、領會：催化脫氫和氧化脫氫反應類型及其在化學工業中的應用；苯乙烯的性質、用途和主要生產方法。2、掌握：催化脫氫反應的熱力學分析、動力學分析及反應條件、反應過程及催化劑；乙苯脫氫催化劑組成和性能；乙苯催化脫氫的反應機理、熱力學分析和動力學分析。3、熟練掌握：乙苯催化脫氫反應等溫反應器和絕熱反應器的工藝流程；操作條件對乙苯脫氫反應的影響；苯乙烯精制單塔流程的特點。第八章　催化氧化（一）課程內容本章介紹了催化氧化反應在有機化學工業中的地位、催化氧化反應的分類、催化氧化反應過程的共性以及氧化劑的選擇；介紹了均相催化氧化反應、非均相催化氧化反應的類型、特點及工業應用；介紹了丙烯氨氧化生產丙烯腈、乙醛液相氧化制醋酸的工業生產過程。（二）學習要求通過本章的學習，了解催化氧化反應的分類、共性知識、催化劑及催化氧化反應在化學工業中的應用；掌握催化氧化反應的特點及安全技術問題、乙醛液相氧化制醋酸的工藝流程和操作條件的選擇；丙烯氨氧化制丙烯腈的工藝流程和操作條件的選擇。（三）考核知識點和考核要求1、領會：催化氧化反應的分類及催化氧化反應在化學工業中的應用。2、掌握：催化氧化反應的特點及催化氧化反應的安全技術問題；催化氧化反應的基本原理；催化氧化反應的催化劑成分、作用及選擇。3、熟練掌握：乙醛液相氧化制醋酸的工藝流程和操作條件的選擇；丙烯氨氧化制丙烯腈的工藝流程和操作條件的選擇。第九章 鹵化（一）課程內容本章介紹了鹵代烴的應用領域、烴類主要的氯化方法和氟化方法、烴的取代氯化、不飽和烴的加成氯化和烴的氧氯化反應，介紹了乙烯平衡氧氯化法生產氯乙烯的過程。（二）學習要求通過本章的學習，了解烴類主要的氯化方法和氟化方法、主要的氯代烴、氟代烴品種、性質、用途以及生產方法，掌握乙烯加成氯化、乙烯氧氯化和二氯乙烷裂解反應過程、飽和烴熱氯化反應機理，掌握平衡氧氯化法制氯乙烯的反應原理及工藝流程、操作參數的確定。（三）考核知識點和考核要求1、領會：主要的氯代烴、氟代烴品種，性質，用途以及生產方法。2、掌握：烴類主要的氯化方法和氟化方法；乙烯加成氯化、乙烯氧氯化和二氯乙烷裂解反應過程；飽和烴熱氯化反應機理；3、熟練掌握：平衡氧氯化法制氯乙烯的反應過程、原理及工藝流程、工藝參數對反應的影響。三、有關說明和實施要求（一）關于“課程內容與考核目標”中有關提法的說明在大綱的考核要求中，提出了“領會”、“掌握”、“熟練掌握”等三個能力層次的要求，它們的含義是：1、領會：要求應考者能夠記憶規定的有關知識點的主要內容，并能夠領會和理解規定的有關知識點的內涵與外延，熟悉其內容要點和它們之間的區別與聯系，并能根據考核的不同要求，作出正確的解釋、說明和闡述。2、掌握：要求應考者掌握有關的知識點，正確理解和記憶相關內容的原理、方法步驟等。3、重點掌握：要求應考者必須掌握的課程中的核心內容和重要知識點。（二）自學教材本課程使用教材為：《化工工藝學》，曾之平、王扶明主編，化學工業出版社，2000年。（三）關于命題和考試的若干規定1、本大綱各章所提到的考核要求中，各條細目都是考試的內容，試題覆蓋每章，適當突出重點章節，加大重點內容的覆蓋密度。2、試卷對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“領會”20%，“掌握”40%，“熟練掌握”為40%。3、試題難易程度為四檔：易、較易、較難、難，這四檔在各份試卷中所占的比例約為2：3：3：2。4、本課程考試試卷可能采用的題型有：名詞解釋、單項選擇題、改錯題、填空題及問答題等類型（見附錄題型示例）。5、考試方式為閉卷筆試，評分采用百分制，60分為及格。附錄 題型舉例一、選擇題如：（　）不是一氧化碳變換反應的特點。Ａ．可逆吸熱反應　　　　　　　　　Ｂ．反應前后無體積變化　Ｃ．增大蒸汽比例可降低CO的濃度　Ｄ．壓力大小與平衡無關二、填空題如：用作為乙苯脫氫反應稀釋劑的優點很多，對于催化劑來說可以抑制結焦并促進消碳。三、名詞解釋如：半水煤氣四、改錯題如：在合成氨生產中，對于氨合成塔的設計通常考慮使其外筒承受高溫，內件承受高壓。五、問答題或論述題如：合成氨反應為什么存在最適宜溫度？何為最適宜溫度？