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化工工艺学
第6次开课
开课时间: 2025年03月11日 ~ 2025年06月01日
学时安排: 6学时每周
进行至第8周,共12周 已有 208 人参加
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课程详情
课程评价(41)
spContent=本课程依托国家级一流学科和国家级一流本科专业,是化学工程与工艺专业核心课程。自2007年,先后被评为上海市精品课程和上海市一流本科课程,并获得了十多项的省部级及校级教学成果奖。由教学团队编写的《化工工艺学》(第一版)获2012年度中国石油与化学工业优秀教材一等奖,同时入选“高等院校化学工程与工艺专业教学指导委员会推荐教材”和“十二五普通高等教育本科国家级规划教材”,第二版获2021年中国石油和化学工业优秀教材一等奖。 本课程理论性强,与工程实践结合紧密。其研究内容包括重要化工产品、石油和煤炭资源的能源化工生产工艺现状,学生通过学习能系统了解化工原料及其初步加工、无机化工产品典型生产工艺、基本有机化工产品典型生产工艺、精细有机化工产品典型生产工艺以及化工生产与环境保护等几方面,为化工专业的大学生以及进一步从事化工生产方向的学习和工作人员打下理论基础。
本课程依托国家级一流学科和国家级一流本科专业,是化学工程与工艺专业核心课程。自2007年,先后被评为上海市精品课程和上海市一流本科课程,并获得了十多项的省部级及校级教学成果奖。由教学团队编写的《化工工艺学》(第一版)获2012年度中国石油与化学工业优秀教材一等奖,同时入选“高等院校化学工程与工艺专业教学指导委员会推荐教材”和“十二五普通高等教育本科国家级规划教材”,第二版获2021年中国石油和化学工业优秀教材一等奖。 本课程理论性强,与工程实践结合紧密。其研究内容包括重要化工产品、石油和煤炭资源的能源化工生产工艺现状,学生通过学习能系统了解化工原料及其初步加工、无机化工产品典型生产工艺、基本有机化工产品典型生产工艺、精细有机化工产品典型生产工艺以及化工生产与环境保护等几方面,为化工专业的大学生以及进一步从事化工生产方向的学习和工作人员打下理论基础。
—— 课程团队
课程概述

       华东理工大学化工工艺课程是上海市精品课程、上海市一流本科课程。由教学团队编著的《化工工艺学》教材累计已出3版,第一版获2012年度中国石油与化学工业优秀教材一等奖,同时被选为“高等院校化学工程与工艺专业教学指导委员会推荐教材”和“十二五普通高等教育本科国家级规划教材”,第二版获2021年中国石油和化学工业优秀教材一等奖。

       本课程共8章,第一章全面阐述化学工业在国民经济发展中的地位;第二章介绍以煤和石油为原料经过初步加工获得现代化工产品主要原料来源;第三~六章介绍典型化工产品的生产,包括原料加工、工艺流程、产品纯化等,并提供丰富的生产实际案例;第七章通过化工工艺计算教学,强化培养学生的工艺计算能力;第八章介绍化工生产与环境保护的关系,阐述最新化学工业的发展模式,追求原子经济性,实现或接近废物“零排放”。

        随着化学工业的快速发展及化工工艺学在工程实际领域中的重要地位,新工艺不断开发,化工工艺知识急剧增长。作为高等院校化学工程与工艺专业的学生,通过该课程的学习,可为今后从事化工生产和设计等工作提供必须的基础知识和工作技能。

授课目标

         依据“国内一流、国际知名、特色鲜明、多学科高水平研究型大学”的学校办学定位,基于化学工程与工艺专业对本课程需实现的能力达成方面的要求,从学习者角度出发设计涵盖工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、环境和可持续发展等4方面的课程目标:(1)能根据工艺条件的分析与确定,探讨工艺流程的组织与构架,包括反应器的选择,产品与副产品以及未转化的原料的分离;(2)能根据反应特点和分离要求,选择合适的反应器和分离设备,以实现最合理的工艺流程,生产出质高价廉的产品;(3)能够针对特定的产品生产过程进行物料衡算和热量衡算,为进行反应器设备和过程的设计优化提供基础数据;(4)具备安全、环保、风险、责任意识;具备实验室安全知识与技能;了解绿色化工基本内涵以及工程问题的社会影响。

课程大纲
绪论
课时目标:学习目标:1.了解现代化学工业在国民经济中的地位与作用;2.了解化学工业主要产品的分类及发展方向;3.了解化工工艺学的研究对象与内容;4.掌握化工产品生产的原则、工艺流程和化工工艺流程的评价体系;5.了解本课程的性质和主要学习内容,掌握本课程的学习方法,为以后各章的学习做好必要的准备。
1.1 现代化学工业的地位与作用
1.2 现代化学工业主要产品分类
1.3 现代化学工业的发展方向
1.4 化工工艺学的研究对象与内容
1.5 化工产品生产的原则工艺流程
1.6 化工产品生产工艺流程的评价体系
化工原料及其初步加工
课时目标:学习目标:1.了解化工原料的主要来源和初步加工方法;2.掌握由煤转变为基础化工原料的加工方法,包括煤的干馏、煤的气化和煤的液化;3.掌握石油加工过程中典型的生产工艺,包括常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化和催化重整的生产目的和主要产品;4.了解天然气的化工利用;5.了解化学矿物的初步加工过程。
2.1 煤及其初步加工
2.2 石油及其初步加工
2.3 天然气及其初步加工
2.4 化学矿物及其初步加工
2.5 生物质资源及其初步加工
无机化工产品典型生产工艺
课时目标:学习目标:1.了解氨的性质和用途,掌握以煤为原料的氨合成气的生产和净化、氨的合成原理、工艺条件和工艺流程,了解氨合成塔的基本结构和操作条件;2.了解硫酸的性质、用途及生产原料,掌握接触法生产硫酸的工艺过程;3.了解纯碱的性质和用途,掌握侯氏制碱法的原理和工艺流程;4.掌握离子交换膜法电解食盐水制氯气和烧碱的基本原理、电解槽的结构和工艺流 程,了解离子交换膜法生产工艺过程。
3.1 合成氨
3.2 硫酸
3.3 纯碱
3.4 烧碱与氯气
基本有机化工产品典型生产工艺
课时目标:学习目标:1.掌握烃类热裂解反应的一般规律,学会用反应动力学和热力学的分析方法得出有利于烃类热裂解制乙烯的工艺条件,掌握原料烃组成对裂解结果的影响规律,管式裂解炉的主要炉型及其特点,热裂解工艺流程,裂解气中所含各种杂质的净化方法及原理,了解裂解气压缩的目的、裂解气顺序分离流程及前加氢与后加氢工艺流程的优缺点;2.了解催化氧化反应的分类、特点及在化学工业中的应用,催化氧化反应的基本原理和催化剂的作用,掌握乙烯环氧化制环氧乙烷、乙烯络合催化氧化制乙醛、丙烯氨氧化制丙烯腈的基本原理、操作条件和工艺流程,掌握气-液相反应器、气-固相反应器和流化床反应器的结构与性能;3.了解催化加氢和脱氢反应的特点、催化剂的选择,掌握一氧化碳催化加氢合成甲醇反应的工艺流程和操作条件,掌握乙苯催化脱氢制苯乙烯反应的基本原理、等温和绝热反应器的工艺流程,并掌握径向反应器在气-固相反应中的应用;4.了解烷基化反应的特点、主要产品及在工业生产中的应用;5.了解羰基化反应的分类及特点,掌握甲醇低压羰基化制醋酸的工艺流程和操作条件;6.了解氯化反应的分类、特点及在工业生产中的应用,掌握平衡型氧氯化法生产氯乙烯的基本原理,乙烯液相氯化反应、乙烯氧氯化反应和二氯乙烷裂解反应工艺流程和操作条件。
4.1 烃类裂解
4.2 选择性氧化
4.3 加氢与脱氢
4.4 烷基化
4.5 羰基化
4.6 氯化
精细有机化工产品典型生产工艺
课时目标:学习目标:1.学习精细化学品的相关知识,了解精细有机化工及产品的特点和应用领域;2.学习和了解精细有机化工中重要单元反应;3.掌握磺化反应的基本原理,十二烷基苯磺酸钠的生产工艺条件与工艺流程;4.了解硝化反应的特点及硝化剂的分类与选择,了解硝基苯的生产过程;5.了解酯化反应的类型,掌握邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺。
5.1 概述
5.2 磺化
5.3 硝化
5.4 酯化
聚合物产品典型生产工艺
课时目标:学习目标:1.了解高分子化合物的分类、聚合物的结构、用途和合成方法;2.掌握聚合反应的原理、聚合物的改性方法;3.掌握聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯的生产工艺;4.了解聚碳酸酯的生产方法。
6.1 概述
6.2 聚合反应的理论基础
6.3 典型产品合成工艺
化工工艺计算
课时目标:学习目标:1.了解化工工艺过程的特征、构成与分类,化工工艺计算的内容和作用;2.掌握物流变量的温度、压力、组成、流量的表示方法,熟练掌握化工工艺学中的基本概念;3.熟练掌握物料与能量守恒定律的一般表达式;4.掌握物料衡算和热量衡算的主要步骤,根据化工过程特点选择计算基准,掌握一定的解题技巧;5.掌握一般反应过程和具有循环过程的总物料衡算、组分衡算和元素衡算的方法。
7.1 概述
7.2 物料衡算
7.3 热量衡算
化工生产与环境保护
课时目标:学习目标:1.了解化学工业中“三废”的危害与处理方法;2.了解原子经济性的基本概念、循环经济的基本思想;3.了解绿色化工工艺的发展及原理、清洁生产的含义。
8.1 废气的处理
8.2 废水的处理
8.3 固体废弃物的处理
8.4 绿色化工工艺及进展
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预备知识


推荐先修课程:

《化工原理》、《化工热力学》、《化学反应工程》、《分离工程》、《物理化学》等。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

推荐教材:

[1] 薛为岚,朱志庆,唐黎华.《化工工艺学》(第三版)化学工业出版社. 2022.

参考教材:

[1] 廖巧丽米镇涛主编化学工艺学化学工业出版社, 2001.

[2] 吴指南主编基本有机化工工艺学化学工业出版社, 1992.

[3] 张成芳编合成氨工艺与节能华东化工学院出版社, 1988.

[4] 仁鋆石油化工裂解原理与技术化学工业出版社, 1985.

[5] 王松汉等编著乙烯装置技术中国石化出版社, 1994.

[6] Harold A. Wittcoff, Bryan G. Reuben, Jeffrey S. Plotkin. Industrial Organic Chemicals, 2004.

[7] Jacob A. Moulijn, Michiel Makkee, Annelies Van Diepen. Chemical ProcessTechnology, Wiley, 2001.

[8] Roel Prins, Gorge C.A. Schuit. Chemistry and Chemical Engineering of Catalytic Processs, 1980.

[9].  Andreas Jess, Peter Wasserscheid. Chemical Technology: An Integral Textbook. First edition, Mar 2013, 888 pages, ISBN: 978-3-527-30446-2, Wiley.

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