《有机化工工艺学》课程实施大纲.docx

有机化工工艺学课程实施大纲.教学理念L1关注学生的发展11.2 关注教学的有效性11.3 关注教学的策略11.4 关注教学价值观.课程介绍21.5 课程的性质222课程在学科专业结构中的地位、作用22.3 课程的前沿及发展趋势22.4 学习本课程的必要性3.教师简介错误!未定义书签。3.1 教师的职称、学历错误!未定义书签。3.2 教育背景错误!未定义书签。33研究方向错误!未定义书签。4 .先修课程4.课程目标45-1知识与技能方面45.2过程与方法方面453情感、态度与价值观方面5.课程内容55 .课程教学实施6.课程要求295.1 学生自学要求295.2 课外阅读要求305.3 课堂讨论要求305.4 课程实践要求30.课程考核方式及评分规程306 .学术诚信306.1 考试违规与作弊处理306.2 杜撰数据、信息处理等316.3 学术剽窃处理等31.课堂规范316.4 课堂纪律316.5 课堂礼仪31.课程资源326.6 指定教材：326.7 主要参考书目： 32化学工艺学的研究范畴：一般包括原料的选择和预处理；生产方法的选择及 方法原理；设备(反应器和其他)的作用、结构和操作；催化剂的选择和使用； 其他物料的影响；操作条件的影响和选定；流程组织；生产控制；产品规格和副 产物的分离与利用；能量的回收和利用；对不同工艺路线和流程的技术经济评比 等问题。化学工程(chemical engineering)：为适应化学工艺的需要，以化学、物理、 数学为基础，结合化学工业和其他过程工业生产的共同规律，用以指导化工装置 的放大、设计和生产操作的工程学科，称化学工程。化学工程学：主要研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和 物理过程的共同规律，它的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的 效应，特别是放大中的效应。化学工艺与化学工程相配合，可以解决化工过程开发、装置设计、流程组织、 操作原理及方法等方面的问题；此外，解决化工生产实际中的问题也需要这两门 学科的理论指导。化学工业的发展促进了这两门学科的不断发展和完善，它们反过来能更加促 进化学工业迅速发展和提高。2.化学工业的历史、现状及其在国民经济中的作用化学工业的历史和现状化学工业是应人类生活和生产的需要发展起来的，化工生产的发展推动了社 会的发展。(1)世界化学工业的发展历史和现状发展史：1 .生产生活必需品.应对战争(2)我国的化学工业化学工业在国民经济中的作用(1)发展农业的支柱(2)工业革命的助手(3)战胜疾病的武器(4)改善人类生活的手段.现代化学工业的特点和发展方向现代化学工业的特点：原料、生产方法和产品的多样性与复杂性多学科合作、生产技术密集、化学工业装备复杂、技术密集，属于高度自动 化和机械化的生产部门，并进一步朝着智能化发展。 高能耗、高风险、高投入、高利润化学工业发展的方向：21世纪，化学工业的发展趋势是：产品结构精细化和功能化；生产装置的微型 化和柔性化；生产过程绿色化和高科技化；市场经营国际化、信息化。另外，化 工过程的高效、节能、智能化及废弃物的再生利用也都是未来化学工业的发展趋 势。2 .基本有机化学工业的原料天然气、石油、煤、生物质。3 .基本有机化学工业的主要产品碳一系统、乙烯系统、丙烯系统、碳四燃系统、芳煌系统、乙快系统。课外作业化学工程与化工工艺之间关系教学单元二上课次数第二次MWit2教学目标烧类热裂解过程的化学反应与反应机理教学内容1 .理解煌类裂解一次反应与二次反应的区别.掌握各族煌类热裂解的反应规律教学方法课堂讲授、实例分析、课堂讨论、自主学习法教学过程一、烧类热裂解烧类热裂解是指以石油系（包括天然气、炼厂气、石脑油、柴油等）烧类为原料, 利用石油燃在高温下不稳定、易分解的性质，在隔绝空气和高温条件下使大分子 的煌类发生断裂和脱氢等反应，以制取低级煌的过程。烧类热裂解的主要目的是生产乙烯，同时可得到丙烯、丁二烯以及苯、二甲苯等 产品。燃类热解乙烯的生产工艺主要有原料的热裂解和裂解产物的分离精制两部分组 力戈°一次反应是指原料烧（主要是烷燃和环烷烧）经热解生成乙烯和丙烯等低级烯燃 的反应；二次反应是指一次反应的产物乙烯、丙烯等低分子烯煌进一步发生反应 生成多种产物，直至最后生成焦或炭。一次反应是希望发生的，二次反应的发生不仅多消耗原料，降低烯燃的收率，还 增加各种阻力，严重时还会阻塞设备、管道，造成停工停产，对裂解操作和稳定 生成都带来不利的影响，所以要设法阻止其发生。二、各族煌类热裂解的反应规律烷烧：正构烷煌有利于生成乙烯、丙烯。环烷烧：易于生成芳煌。烯烧：裂解为乙烯和丙烯等低级烯燃。芳崎：有侧链的芳煌主要是侧链逐步断裂及脱氢，无侧链的芳燃基本上不易裂解 为烯也各类燃热裂解的难易顺序可归纳为：异构烷煌正构烷燃环烷烧（C6>C5） >芳 烽。课外作业（1）燃类热裂解的主要目的？（2）各族煌类裂解的反应规律?教学单元三L了解烧类裂解反应机理和动力学;上课次数第三次日期课时2教学目标2.理解裂解原料的特性参数；3.理解烽类热裂解工艺条件。教学内容1 .燃类裂解反应机理和动力学;2 .裂解原料的特性参数；3 .燃类热裂解工艺条件。教学方法课堂讲授、实例分析、课堂讨论、自主学习教学过程一、烧类热裂解的反应机理烧类裂解过程是一个十分复杂的反应过程，其反应机理目前有两种观点：一是分 子反应机理，一是自由基反应机理。但研究表明，裂解时发生的基元反应大部分 为基元反应。自由基反应，烧类裂解过程包括链引发反应、链增长反应和链终止 反应三个阶段。链引发反应是自由基的产生过程；链增长反应是自由基的转变过 程，在这个过程中一种自由基的消失伴随着另一种自由基的产生，反应前后均保 持着自由基的存在；链终止是自由基消亡生成分子的过程。二、妙类裂解的反应动力学煌类裂解时，一次反应的反应速率基本上可作为一级反应动力学处理：烧类裂解时的主反应可按一级反应处理。三、裂解原料的特性参数（1）组成：裂解原料油中各种烧，按其结构可以分为四大族，即链烷烧族（P）、 烯烽族（O）、环烷烽族（N）、芳香族（A）。这四大族的族组成以PONA值（各族煌的质量百分含量)来表示。在管式裂解炉裂解条件下，原料越轻，乙烯收率越高。四、煌类裂解工艺条件(1)裂解温度：750-900(2)停留时间：取决于容器容积、裂解管面积、管长。停留时间是指裂解原料由进入裂解管到离开裂解辐射管所经过的时间，即反应原 料在反应管中的停留时间。(3)煌分压：降低裂解压力对增产乙烯的一次反应有利。工业上常采用的办法 是在裂解原料气中添加稀释剂以降低燃分压。一般采用蒸气为稀释剂。总之，石油燃热裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间、低烧分压，产生 的裂解气要迅速离开反应区。课外作业(1)裂解原料的特性参数主要有那些?(2)石油烧热裂解的操作条件？教学单元四上课次数 第四次wit2教学目标1 .熟悉煌类的裂解过程的特点;2 .了解裂解炉的发展历程；3 .理解裂解气的急冷方法教学内容燃类裂解过程的特点SRT型管式炉的特点裂解炉的优化及改进措施裂解气的急冷方法教学方法课堂讲授、实例分析、课堂讨论教学过程一、烧类的热裂解过程特点：煌类热裂解是吸热反应；烧类热裂解需在高温下进行，反应温度一般在 750以上；为了避免烧类热裂解过程中二次反应发生，反应停留时间很短， 一般在0.051 s之间；燃热裂解反应是分子数增加的反应，烧低压有利于原 料分子向产物分子的反应平衡方向移动；裂解反应产物是复杂的混合物，除了 裂解气和液态烽之外，尚有固体产物焦生成。热裂解工艺要实现在短时间内将原料迅速加热到所需温度，并供给大量裂解反应 所需的热量等要求，关于在于采用合适的裂解方法和选择先进的裂解设备。裂解供热方式有直接供热和间接供热两类。到目前为止，间接供热的管式裂解法 仍然是世界各国广泛采用的方法。管式裂解技术的反应设备是裂解炉，它是乙烯装置的核心，又是挖掘节能潜力的 关键设备。二、烧类管式裂解炉1、20世纪40年代美国首先建立了管式裂解炉裂解乙烯的工业装置；2、20世纪50年找到了高温一短停留时间的技术措施，可以大幅提高乙烯收率;3、60年代初期SRT-I型炉（短停留时间裂解炉）双辐射立管 实现了高温、短停留时间4、60年代中期SRT-H型炉分叉变径炉管降低燃分压5、70年代中期SRT-ffl型炉材质炉内管排增加提高热强度提高生产能力6、80 年代 SRT-W、V、VI型炉多分支变径管带内翅片2程停留时间缩短降低管内热阻 延长清焦周期 三、裂解气的急冷、急热换热器从裂解炉出来的裂解气含有烯燃和大量蒸气，温度为727927。烯烽反 应性很强，若任它们在高温下长时间停留，仍会继续发生二次反应，引起结焦、 烯煌收率下降及生成经济价值不高的副产物，因此需要将裂解炉出口高温裂解气 尽快冷却，以终止其裂解反应。裂解气的急冷急冷的方法有两种：一种是直接急冷，一种是间接急冷。(1)直接急冷 根据冷却介质的不同，直接急冷可分为水直接急冷和油直接急 冷。(2)间接急冷高温裂解气温度在800900左右，在急冷降温过程中要释放 出大量热，是一个可利用的热源，为此可用换热器进行间接急冷，回收部分热量 发生蒸气，以提高裂解炉的热效率，降低成本。用此目的换热器称为急冷换热器。 急冷换热器急冷换热器是裂解气和高压水经列管式换热器间接换热并使裂解气骤冷的 重要设备，也是裂解装置中五大关键设备之一(裂解炉、急冷换热器、裂解气压 缩机、乙烯压缩机和丙烯压缩机)，它使裂解气在极短的时间(0.010.1S)内温 度从800下降至露点附近。为了减少结焦，一、在增大裂解气在急冷换热器中的线速度，以避免返混使 停留时间过长，造成二次反应；二是必须控制急冷换热器出口温度，要求裂解气 在急冷换热器中冷却温度不低于露点，如果冷却到露点以下，在急冷换热器管壁 上形成缓慢流动的液膜，既影响传热，又因停留时间过长发生二次反应而结焦。 课外作业(1)烧类的热裂解过程的特点?(2)裂解气急冷的方法？教学单元五1.熟悉裂解气的预分离的作用及裂解工艺流程；上课次数第五次日期课时2教学目标2.熟悉裂解气的组成、分离要求、分离净化方法。3.熟悉裂解气深冷分离的流程。教学内容1 .裂解气的预分离的作用及裂解工艺流程；2 .裂解气的组成、分离要求、分离净化方法。3 .裂解气深冷分离的流程。教学方法课堂讲授、实例分析、课堂讨论教学过程一、裂解气的预分储与裂解工艺流程(1)裂解气的预分储裂解气出口温度很高(800900C左右)，高温裂解气经急冷换热冷却，再 经油急冷器进一步冷却后，温度可降至200300。将急冷后的裂解气进一步 冷却至常温，并在冷却过程中分储出裂解气中的重要组分(如燃料油、裂解汽油、 水分等)，这个环节称裂解气的预分偏。裂解气的预分储的作用(i)尽可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂 解气压缩机的功耗。(ii)回收裂解气中稀释蒸气以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸气， 从而大大减少污水排放量。(iii)尽可能分留出裂解气中的重要组分，减少进入压缩系统的进料负荷。(iv)回收裂解气的低能位热量。预分储工艺过程 根据裂解原料不同而不同。(2)裂解工艺流程裂解工艺流程包括原料油和预热系统、裂解和高压蒸汽系统、急冷油和燃料油系 统、急冷水和稀释蒸气系统，不包括压缩、深冷分离系统。(3)烧类热解的副产物燃类热裂解在预分储阶段出来的副产物有裂解汽油和裂解燃料油两类。裂解汽油 燃类裂解副产的裂解气包括C5至沸点204以下的所有裂解副产 物，作为乙烯装置的副产品。裂解燃料油燃类裂解副产的裂解燃料油是指沸点在200C以上的重要组分， 其中200360的循分称为裂解轻质燃料油，沸点在360c以上的微分称为裂解 重质燃料油。二、裂解气的净化裂解气中含有少量的H2S、CO2、H2O、C2H2、CO等气体杂质。其来源主要有 三个方面：一是原料带入；二是裂解反应过程中生成；三是裂解气处理过程引入。4.4.2.1 酸性气体的脱除裂解气中的酸性气体主要有CO2、H2S和其他气态硫化物。采用的方法主要有 碱洗法脱除酸性气体和乙醇胺法脱除酸性气体。4.4.2.2 脱水裂解气的水分中带入低温分离系统会造成设备和管道堵塞。除水分在低温下结冰 造成冻堵外，在加压和低温条件下水分尚可与煌类生产白色结晶的水合物，这些 水合物也会在设备和管道内积累而造成堵塞现象，因而需要进行干燥脱水处理。 目前广泛采用的是分子筛脱水法。焕煌和CO的脱除为了保证聚合催化剂的使用寿命，聚合级乙烯要严格限制乙快的含量。CO会使 加氢脱快催化剂中毒，要求CO含量在乙烯产品中的含量低于5 cm3/m3o 焕煌和CO的脱除方法：甲烷化法脱CO,其反应如下：CO+3H2f CH4+H2O催化加氢脱焕：就是将裂解气中乙快加氢成为乙烯或乙烷，由此到达脱除乙快 的目的。三、裂解气的深冷分离流程经压缩、制冷和净化过程，为裂解气深冷分离创造了条件一高压、低温、杂质含 量符合分离要求。深冷分离任务就是根据裂解气中各低碳烽相对挥发度的不同， 用精储的方法逐一进行分离，最后获得纯度符合要求的乙烯和丙烯产品。课外作业裂解气分离主要方法?教学单元六教学目标上课次数第六次日期课时2芳煌转化教学内容1 . 了解芳煌的来源与生产技术2 .掌握芳煌的烷基化、脱烷基化、烷基转移、歧化教学方法课堂讲授、实例分析、课堂讨论、启发式教学教学过程一、芳煌的来源与生产技术来源：煤焦化芳烧和石油芳燃。1、焦化芳烧生产煤干储f粗煤气一初冷、净化、冷却、洗油吸收、蒸储脱吸一粗苯。2、石油芳煌生产石油芳燃来源于两种加工过程：其一为石油储分的催化重整油；另一种烧裂解副 产的裂解汽油。以石脑油和裂解汽油为原料生产芳煌的过程可分为反应、分离和 转化三部分。二、裂解汽油生产芳烧裂解汽油中的芳煌与重整生成油中的芳炫在组成上有较大差别，从裂解汽油中获 取芳煌的工艺过程由裂解汽油预处理和裂解汽油加氢精制两部分组成。裂解汽油预处理裂解汽油加氢精制裂解汽油中含大量的二烯烧、单烯烧，因此裂解汽油的稳定性极差，在受到热和 光的作用下很易氧化并聚合生成称为胶质的胶黏物质，在加热条件下二烯烧更易 聚合。这些胶质在生产芳煌的后加工过程中极易结焦和析碳。既影响过程的操作, 又影响最终所得芳煌的质量。目前普遍采用两段催化加氢精制工艺。第一段是低温液相加氢，其目的使易生胶 的二烯燃转化为单烯燃，烯基芳燃转化为烷基芳烧。采用贵重金属钿为主要活性 组分，并以氧化铝为载体。第二段高温气相加氢，使单烯燃加氢成饱和燃，硫化 物、氮化物等有害杂质加氢裂解为相应的炫和H2S、NH3等除去。催化剂普遍 采用非贵重金属钻-铝系列。氢煌芳构化与重芳煌轻质化三、芳烧镭分的分离不论是从裂解汽油还是从重整汽油得到的含芳烽微分都是由芳煌和非芳燃构成 的混合物，同碳数的芳煌和非芳烧沸点非常接近，有的还形成共费物，用一般的13阅读课程实施大纲，理解其内容3313.2同意遵守课程实施大纲中阐述的标准和期望3314 .其他说明33精储方法难以将它们分离。通常采用溶剂萃取法和萃取蒸储法。溶剂萃取溶剂萃取分离是利用一种或一种以上的溶剂(萃取剂)对芳煌和非芳煌选择溶剂 分离出芳煌。芳煌萃取过程在塔式设备中连续进行，原料从塔的中部加入，溶剂 从塔的上部加入，溶剂自上而下流动，与原料逆流接触，实现萃取分离的目的。 萃取蒸储萃取蒸储是利用极性溶剂与燃类混合时能降低燃类蒸气压，使混合物处沸点提高 的原理设计的工艺过程，此种效应对芳炫的影响最大，对环烷煌的影响次之，对 烷烧的影响最小，这样有利于芳煌和非芳煌的分离。四、芳煌的转化不同来源的各种芳煌镭分组成不同，能得到的各种芳烽的产量也不同。因此，如 仅从这些来源获得各种芳煌，必然会发生供需不平衡的矛盾。开发了芳炫的转化 工艺，可根据市场需求调节各种芳烧的产量。已开发成功并在工业上广泛应用的芳燃转化反应主要有C8芳炫的异构化、甲苯 的歧化和C9芳煌烷基的转移、芳燃的烷基化、烷基芳煌的脱烷基化等。课外作业(1)芳燃的主要来源？(2)芳煌转化的意义?教学单元七上课次数第七次SMi2教学目标掌握C8芳嫌单体的分离教学内容1 .C8芳烽单体的分离. C8芳煌的异构化教学方法课堂讲授、教师分析、课堂讨论、启发式教学教学过程一、C8芳煌的分离C8芳煌的组成由于C8芳煌各异构体的沸点很接近，难于采用一般精微的方法进行分离。尤其 是对二甲苯和间二甲苯的分离更为困难。C8芳煌单体的分离邻二甲苯和乙苯的分离(1)邻二甲苯的分离C8芳燃中邻二甲苯的沸点最高，与关键组分间二甲苯的沸点相差5.3C,可以用 精储法分离，产品纯度为98%-99.6%。(2)乙苯的分离C8芳燃中乙苯的沸点最低，与关键组分对二甲苯的沸点仅差2.2,可以用精储 法分离，但较困难。工业上采用三塔串连可得到纯度在99.6%以上的乙苯。其他 方法有络合萃取法如日本三菱瓦斯化学公司的Pomex法以及吸附法如美国UOP 公司的Ebex法。对、间二甲苯的分离由于对二甲苯与间二甲苯的沸点只有0.75,难于采用精微方法进行分离。目前 工业上分离对二甲苯的方法主要有：深冷结晶分离法、络合萃取分离法和吸附分 离法三种。A、深冷结晶分离法该法50年代已工业化，技术较成熟。C8芳烧深度冷却至-60-75时，熔点最 高的对二甲苯首先被结晶出来。在对二甲苯结晶过程中，晶体内不可避免地包含 一部分C8芳烧混合物，影响了对二甲苯的纯度，为提高对二甲苯纯度，工业上 多采用二段结晶工艺。第一阶段结晶，对二甲苯纯度约为85%90%,但可以 得到最大的对二甲苯回收率；第二阶段是将第一阶段分出的对二甲苯进行重结 晶，得到对二甲苯的纯度可达99.2%99.5%。B、络合萃取分离法利用一些化合物与二甲苯异构体形成络合物的特性可以达到分离各异构体的目 的。络合分离法中最成功的工业实例是日本三菱瓦斯化学公司发展的MGCC法。 此法是有效分离间二甲苯的唯一工业化方法，同时也使其他C8芳煌分离过程大 为简化。C8芳煌四个异构体与HF共存于一个系统时，形成两个互相分离的液 层：上层为烧层，下层为HF层。当加入BF3后，发生下列反应而生成在HF中 溶解度大的络合物。X + HF + BF3 XHBF4式中X代表二甲苯。由于间二甲苯碱度最大，所形成的MXHBF4络合物的稳定 性最大，故在系统中能发生如下置换反应。MX + PXHBF4 PX + MXHBF4MX + OXHBF4 >-OX + MXHBF4式中MX、PX、OX分别代表间、对、邻二甲苯。络合物置换的结果，HF-BF3 层中的间二甲苯浓度越来越高，煌层中的间二甲苯浓度越来越低，从而达到选择 分离的目的。该法的特点是将二甲苯中含量40%50%的间二甲苯首先除去，使乙苯浓度提 高，这不仅可以降低乙苯分离塔的塔径、回流比和操作费用，而且还可以提高单 程收率。其主要缺点是HF有毒，且有强腐蚀性。C、吸附分离法吸附分离是利用固体吸附剂吸附二甲苯各异构体的能力不同进行的一种分离方 法。吸附分离首先由美国UOP公司解决了三个关键问题而实现了工业化。一是 研制成功一种对各种二甲苯异构体有较高选择性吸附的固体吸附剂；二是研制成 功以24通道旋转阀进行切换操作的模拟移动床技术；三是选到一种与对二甲苯 有相同吸附亲和力的脱附剂。吸附分离比结晶分离有较多的优点，工艺过程简单, 单程回收率达98%,生产成本较低，已取代深冷分离，成为一种广泛采用的二 甲苯分离技术。二、芳煌生产技术的发展方向芳煌在化工原料中占有十分重要的地位，其生产技术受到广泛重视。芳煌生产技 术发展主要有以下几个方面：1、扩大芳烽的来源。继续提高催化重整和乙烯裂解技术，增产更多的芳煌，大 力发展芳煌其他来源。2、工艺革新，提高技术水平。研发更好的催化剂。催化剂的选择性能提高反应 的选择性，大大减少甚至能消除生产装置的物料内循环，能降低费用。3、产品新用途促进产品的结构调整，二甲苯是生产聚酯的重要原料，增加二甲 苯的用途，对芳燃生产的产品构成、加工流程和生产工艺都产生深远的影响。4、化学工程技术发挥重要的作用。化工工程技术的发展对生产芳煌组化合物的影响十分重大。5、新老技术共同开发。课外作业对二甲苯和间二甲苯的分离方法主要有那些?教学单元八上课次数第八次""M2教学目标芳燃的烷基化和脱烷基化教学内容1 .芳煌的烷基化.芳煌的脱烷基化教学方法学生讲授、教师分析、课堂讨论、启发式教学教学过程一、芳煌的烷基化芳烽的烷基化是芳煌分子中苯环上的一个或几个氢被烷基取代而生成烷基芳燃 的反应，其中苯的烷基化最为重要，这类反应在工业中主要用于生产乙苯、异丙 苯和十二烷基苯等。能为燃的烷基化提供烷基的物质称为烷基化剂，可采用的烷 基化剂有多种，工业上常用的有烯燃和卤代烷姓。以苯和乙烯烷基化的酸性催化剂分类，烷基化工艺分为三氧化铝法、 BF3-A12O3和固体酸法。若以反应状态分，可分为液相法和气相法两种。液相三 氯化铝法又可分为传统的两相工艺和单相高温工艺，前者的典型代表是Dow法、 旧Monsanto法等，后者典型代表是新Monsanto法。而气相固体催化剂烷基化法 的典型代表是Mobil Hadger新工艺。二、芳煌的脱烷基化烷基芳煌分子中与苯环直接相连的烷基，在一定的条件下可以被脱去，此类反应 为芳煌的脱烷基化。工业上主要应用于甲苯脱甲基制苯、甲基蔡脱甲基制蔡。脱 烷基制苯是甲苯最大的化工利用，也是苯的主要来源之一，但随着苯的使用收到 限制，此类装置发展趋于停滞。我国仅有甲苯脱烷基制苯。脱烷基制苯工艺分为 催化脱烷基与热脱烷基两种。热脱烷基与催化脱烷基两种工艺各有特点，催化脱烷基，气态燃产量较少，氧耗 较低；热脱烷基，工艺过程简单，对原料适应性强，允许原料中非芳燃含量可达 30%, C9芳煌可达15%,补充氢气中杂质不受限制，运转期长，不需停车进行 催化剂再生，但其反应温度较高(600700),对反应器材质要求高。一般认 为热脱烷基工艺优点较多。课外作业教学单元九上课次数第九次MWit2教学目标催化加氢教学内容1 .催化加氢的应用与反应类型;.氢的性质与来源；2 .催化加氢反应的一般规律；.一氧化碳加氢合成甲醇。教学方法课堂讲授、实例分析、课堂讨论、启发式教学教学过程催化加氢反应分为多相催化加氢和均相催化加氢两种，相比之下，多相催化加氢 的选择性较低，反应方向不易控制，而均相催化加氢采用可溶性催化剂，选择性 较高，反应条件温和。催化加氢除了合成有机产品外，还用于许多化工产品的精制过程：1、裂解气乙烯和丙烯的精制从煌类裂解气分离得到的乙烯和丙烯中含有少量乙快、丙怏和丙二烯等有害杂 质，可利用催化加氢方法，使快崎和二烯烽进行选择加氢，转化为相应的烯燃而 除去。2、裂解汽油的加氢精制（芳煌转化章节中讲过）3、精制氢气氢的来源电解法，烧类转化，副产氢气利用催化脱氢反应，可将低级烷烧、烯燃及烷基芳燃转化为相应的烯燃、二烯燃 及烯基芳烧，这些都是高分子材料的重要单体一氧化碳加氢制甲醇始于20世纪初，1923年德国BASF公司首先建立了一套采 用Zn-Cr催化剂、合成压力为30.0MPa规模为300吨/年的高压法甲醇生产装 置。20世纪60年代，甲醇工业随着选择性好、低温活性高的铜基催化剂开发成 功而取得重大进展。1966年英国ICI公司研制成功Cu-Zn-Al催化剂后，推出ICI 低压甲醇合成工艺,在所属Billingham工厂建立了工业化装置；1971年德国Lurgi 公司成功开发出采用活性更高的Cu-Zn-Al-V催化剂的另一著名低压法工艺 -Lurgi工艺；此后，世界各大公司竞相开发了各具特色的低压法工艺技术。课外作业加氢反应对催化剂有什么要求?教学单元十上课次数 第十次Wit2教学目标催化脱氢与氧化脱氢教学内容类催化脱氢反应化学;.乙苯催化脱氢合成苯乙烯；2 .煌类的氧化脱氢。教学过程催化脱氢和氧化脱氢的概念(1)脱氢反应是加氢反应的逆反应；吸热反应；(2)分子数增加的反应；随着脱氢反应的进行，生成物和氢气逐渐增多，平衡 不利于脱氢；(3)脱氢反应受到化学平衡的限制，转化率不可能很高(4)要使平衡向有利于脱氢方向进行，可以采取将生成的氢气除去的办法一氧化 脱氢(5)氧化脱氢氧是氢“接受体”；放出大量反应热可补充热量消耗。氢接受体有：02 (空气)、卤素和含硫、氮化合物等，这类反应称之为氧化脱氢反应。催化剂脱氢反应受热力学限制需在高温下进行，应使用能耐高温催化剂，一般采用金属 氧化物Cat.常见的脱氢催化剂：Cr2O3-Al2O3> Fe2O3-Cr2O3-K2O> Ca8Ni(PO4)6-Cr2O3-石墨脱氢反应器：列管等 温式一反应物料走管内，管间走载热体绝热式一过热水蒸汽直接带入反应系统以提供热量多段式一在段间设置中间 加热器以保证反应所需温度催化脱氢的工业化应用：乙苯脱氢制苯乙烯氧化脱氢的工业化应用：丁烯氧化脱氢制丁二烯课外作业教学单元)教学目标上课次数第十一次日期课时2催化氧化概述教学内容催化氧化的一般规律教学过程一、催化氧化在有机化工中的重要地位主要化学品中50%以上和氧化反应有关含氧：醇、醛、酮、酸、酯、酸酎、环氧化物、过氧化物等 不含氧：丁烯氧化脱氢制丁二烯丙烯氨氧化制丙烯晴乙烯氧氯化制二氯乙烷二、氧化过程的一些共同特点（一）氧化剂规模大空气纯氧规模小过氧化氢其它过氧化物反应生成的煌类过氧化物或过氧酸（二）强放热反应热量的转移（三）热力学都有利（四）多种氧化途径三、氧化反应器的选择课外作业教学单元十二教学目标上课次数第十二次日期课时2均相催化氧化教学内容1 .催化自氧化反应2 .络合催化氧化反应3 .烯燃液相环氧化教学过程一、催化自氧化具有自由基链式反应特征，能自动加速的氧化反应。使用催化剂加速链的引发, 称为催化自氧化。工业上生产有机酸、过氧化物。自氧化反应机理及影响因素。乙醛自氧化制醋酸。二、络合催化氧化催化剂的过渡金属中心原子与反应物分子构成配位键使其活化，并在配位上进行 反应。代表性的反应：Wacker法乙烯均相络合催化氧化制乙醛。乙烯钿盐络合催化氧化制乙醛的原理及工艺。三、烯烽液相环氧化丙烯液相环氧化生产环氧丙烷的原理及工艺。课外作业教学单元十三上课次数第十三次2教学目标非均相催化氧化教学内容1 .乙烯环氧化制环氧乙烷2 .丙烯氨氧化制丙烯月青教学过程一、非均相催化氧化反应机理氧化还原机理，又称晶格氧作用机理反应物首先与催化剂的晶格氧结合，生产氧化产物，催化剂变成还原态，然后还 原态的催化剂再与气相中氧气反应，重新生成氧化态催化剂，由此构成氧化还原 循环。化学吸附氧化机理氧以吸附态形式化学吸附在催化剂表面的活性中心上，再与燃分子反应。混合反应机理-化学吸附和氧化还原机理的结合。二、乙烯环氧化制环氧乙烷乙烯环氧化制环氧乙烷反应机理。乙烯环氧化制环氧乙烷生产工艺。三、丙烯氨氧化制丙烯盾丙烯氢氧化制丙烯月青反应机理。丙烯氨氧化制丙烯晴生产工艺。课外作业1、比较非均相催化氧化和均相催化氧化的特点?2、丙烯氨氧化制丙烯月青工艺参数选择的依据是什么？3、非均相催化氧化常见的反应器有哪几种？各有什么优缺点？教学单元十四教学目标上课次数第十四次 日期课时2默化反应教学内容1 .概述2 .烯燃氢甲酰化反应教学过程一、镖化反应.教学理念1.1 关注学生的发展教学过程充分体现课程定位和人才培养目标，注重理论和实际相结合，将学生视作 为“具有巨大潜能的人、处于发展中的人、具有主体性的人、一个个独立的人”，体现 学生的主体地位，重视探究性学习、研究性学习。注重学生职业能力培养，按照“加强 基础，增强能力，发展个性，提高素质”的要求合理运用教学方法与手段。1.2 关注教学的有效性直接为培养学生的工程观点和经济观念服务，使学生掌握生产基本有机化工产品的 生产原理、生产方法、工艺过程、主要设备及操作；并针对工艺的实际使用情况，相关 介绍工艺过程中产生的废水，废气的基本处理方法，对生产工艺的技术经济指标和能量 的回收加以评价。本课程的目的是增强学生的工艺观点，经济观点，培养学生工艺分析 的初步能力。1.3 关注教学的策略在课程教学中，以学校的办学目标定位为指导，为学生提供优质教学服务和教学资 源；以现代教育思想为先导，融知识传授、能力培养、素质教育于一体；不断推进运课 程建设，通过现代教育技术手段的运用，不断改善教学手段，进一步改革教学内容和教 学方法，不断提高教学质量和教学效果。1.4 关注教学价值观以培养创新精神为灵魂，以培养实践能力为根本，以现代教育思想为先导，融知识 传授、能力培养、素质教育于一体，使学生初步树立工程观和经济观，为适应工业生产 和科研开发的需要。通过学习本门课程，重在培养学生的工艺分析方法论、工程能力、化学工艺计算能 烯煌与合成气或一定比例的一氧化碳及氢气在过渡金属配位化合物的催化作用 下发生加成反应，生成比原料烯垃多一个碳原子的醛，这反应叫做埃化反应。分 为不饱和化合物的锻化和甲醇的锻化。二、烯烧氢甲酰化反应烯燃锻化的初级产品是醛，由于醛基十分活泼，可以通过加氢、氧化等反应得到 一系列的有机化合物。烯烧氢甲酰化反应的重要化工应用是丙烯跋化合成丁醇和辛醇。丙烯段化合成丁醇和辛醇的原理和工艺。课外作业教学单元十五上课次数第十五次日期课时2教学目标谈化反应教学内容甲醇皴化合成醋酸教学过程一、甲醇叛化合成醋酸的反应原理。二、甲醇翔化合成醋酸的工艺流程。课外作业教学单元十六上课次数第十六次日期课时2教学目标氯化教学内容.燃的取代氯化1 .不饱和燃的加成氯化.煌的氧氯化教学过程氯代燃的主要应用领域：溶剂、中间体和单体。一、煌的取代氯化以氯取代垃分子中的一个或多个氢原子生产氯代燃。典型的自由基连锁反应机理。甲烷热氯化制氯代甲烷的工艺。二、不饱和燃的加成氯化乙烯液相加氯制1, 2二氯乙烷的工艺。乙快气相加氯化氢合成氯乙烯的工艺。三、燃的氧氯化取代氯化中氯的利用率只有50%,生产的氯化氢的需求量低于生产力量，通过氧氯化可以解决HC1的回收利用一 c CuClj八4HC1 + Ch 2ch + 211,0平衡氧氯化生产氯乙烯：将氧氯化法与乙烯直接氯化结合在一起，既不产生氯化 氢，也不消耗氯化氢。平衡氧氯化生产氯乙烯的机理。平衡氧氯化生产氯乙烯的工艺。 课外作业.课程要求8.1 学生自学要求学习本门课程的每一位学生需要准备好本课程所指定的正版教材，并要求做到“四 认真”即课前认真预习、上课认真听课、课后认真复习、课后认真做作业。积极参与课堂讨论，课下积极阅读教师提供的课程实施大纲、相关参考书籍、刊物和网络资料，按 时保质保量完成老师布置的各项学习任务。8.2 课外阅读要求本课程为学生指定了参考文献资料，学生可以根据自己学习的兴趣和研究题目选择 不同的文献资料阅读，并运用现代信息技术在图书馆、中国知网、维普数据库、万方数 据库和互联网上相关其他网站自行查找资料学习。8.3 课堂讨论要求课堂讨论发言分为随堂讨论和专题讨论。随堂讨论根据知识重点随堂进行，学生可 自主发言的形式进行，也可根据学生学习情况提问式进行；专题讨论在课程某部分理论 课结束后进行，可分成小组进行，由小组在对选择的讨论题目组织进行调研的基础上， 讨论形成意见提交教师，最后由教师组织讨论得出合理意见。8.4 课程实践要求本课程为实践性强的课程，在课程理论教学进行到一定阶段或完成后，可根据需要 组织学生进行认知实践。通过在工厂、化工实验中心参观、动手实验等方式强化理论知 识，提高对化工设备、单元操作过程的感性认知。9 .课程考核方式及评分规程1、该课程为考查课程，考核可根据课程特点采取多种形式，除闭卷或开卷考试外, 可结合分阶段、看过程、重能力、多样化的考核方式。2、课程成绩可由平时成绩和课程结束考核成绩两部分组成。平时成绩包括：学习 态度、出勤情况、听课情况、作业、课堂提问、课堂讨论、阶段考核等。3、本课程主要由平时成绩为主，学习结束考核成绩为辅的考核方式，进行综合评 定课程成绩。（其具体比例可根据学习和考核需要而定）.学术诚信10.1 考试违规与作弊处理考试违规与作弊行为按学校相关规定及要求执行及处理。10.2 杜撰数据、信息处理等杜撰数据、信息等，按学校相关规定及国家的法律法规执行及处理。学习本门课程 的每一位学生必须使用本课程所指定的正版教材，为保护教师的知识产权不得使用盗版 教材或复印件，违者按学校相关规定及国家的法律法规执行及处理，教师有权追究其法 律责任。10.3 学术剽窃处理等学术剽窃等，按学校相关规定及国家的法律法规执行及处理。11 .课堂规范12 .1课堂纪律为保证课程的顺利进行，教师和学生必须共同遵守以下课堂纪律：1、教师和学生必须准时上课和下课，不得迟到、早退，对于早退者视为旷课，按 旷课处理。迟到学生必须先报告并经教师同意后方可进入教室听课。2上课期间不得受理一切电子通讯设备，并关机或调为静音。3、上课前学生应做好课前准备，如带好教材、笔、笔记本等。4、上课学生要专心听课，认真记笔记，禁止随意交谈和高声喧哗、阅读与课程无 关的读物、做与本课程无关的一切事情及扰乱课堂秩序，对违反的学生，教师应予以制 止和批评，对于严重违反课堂纪律的学生教师可以令其退出课堂，课后按学校有关规定 处理。5、教室内必须保持清洁整齐，不得随意吐痰和扔废弃物。6、学生必须爱护学校及教室内的所有教学设施，不得损坏或乱涂乱画。7、上课期间学生发言或有特殊情况应举手示意，征得教师同意。8、课程结束后最后一位离开教室者，请关好电灯、风扇及门窗等。13 .2课堂礼仪1、上课时应衣着大方，夏天不穿背心、短裤、拖鞋进入教室。2、进门面带微笑，平视教室。3、如果老师在教室，应向老师致意。4、如果迟到，应向老师报告致歉。5、上课不睡觉，不吃零食，听课不出声。6、下课不起哄，按秩序离开教室。7、最后一个离开教室，应自觉关灯，关风扇等。8、发言或提问要举手经老师同意并起立。9、课堂提问过程中不要随意提醒或者帮答，若想阐明自己的观点，举手示意，