化工基础课程教学大纲.docx
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化工基础课程教学大纲
《化工基础》课程教学大纲
课程编码
190142114
课程性质
教学对象
学科专业必修课程
化学专业本科学生
学时学分
编写单位
72学时，4学分
化学系
编写人:
审定人:
编写时间：
王丽红
沈玉龙
2006年11月修订
一、课程说明
1、课程简介
《化工基础》是一门理论密切联系生产实际的应用技术课程，它以化工生产为研究对象，以理论的应用为重点，研究化工类生产中具有共同特点的单元操作和化学反应器的基本原理，具有工程性、应用性和综合性的特点，是化学（教育）专业开设的一门带有工程性质的专业必修课，也是主要专业基础课程之一。
化工基础课涉及的知识面广，综合性和实践性强，是化学专业本科知识结构中必不可少的组成部分，担负着由理及工、由基础到专业的特殊使命。
不仅培养学生的工程观点、提高学生工程应用能力，而且有助于培养学生综合运用知识，全面分析问题和解决问题的实际能力，在开发学生智能及综合能力培养等方面具有重要作用和不可替代的地位。
2、教学目的要求
《化工基础》课程主要讲授化学工程学的基础知识，使学生在具有无机、有机、分析、物化等课程知识的基础上，熟悉化工生产的基本原理和掌握典型设备
以及对典型化工产品生产的
培养学生科学研
提高学生科技创
的基本知识，了解化工过程开发的主要内容和方法，全过程有所认识，学到应用技术经济观点综合处理问题的方法，究、科技开发、科技管理以及分析和解决一般生产问题的能力；新和科技成果产业化的意识和能力。
3、教学重点难点
（1）流体输送、传热过程、吸收、精馏等单元操作的基本原理，基本理论和应用。
（2）典型反应器、气固相催化反应器等基本知识，有关化工过程的基本计算方法。
（3）化工开发的特点，意义和方法，化学工业中一些典型产品的工艺原理,生产过程，操作条件以及主要生产设备。
4、预修课程与后续课程
本课程是在学生掌握无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等课程知识的基础上，讲授化学工程学的基础知识。
5、教学手段及教学方法建议
在化工基础课程的授课过程中，采用手写与多媒体教学并用的形式，对于过程推导，采用手写方式可以让学生紧跟教师思路，而丰富多彩的多媒体课件可以将复杂的化工过程及化工设备表达得淋漓尽致。
积极开展现代教学法研究与讨论，充分、恰当使用现代教育技术手段，并在减少授课学时、激发学生学习兴趣和学习动机、提高教学效果方面取得实效。
灵活运用启发式、讨论式、研究式及教学实践等灵活多样的教学方法，能有效地调动学生的学习积极性，促进学生的积极思考，激发学生的潜能。
&考核方式
本课程为考试课，考试的形式是闭卷，最后成绩为平时成绩和考试成绩的综合，其中平时成绩占20%考试成绩占80%
7、参考教材
2003年。
张近主编，《化工基础》（第一版），高等教育出版社，
jzA-AAA-fy.弟
教学参考书
[1]
[2]
[3]
[4]
北京大学化学系主编，《化学工程基础》，高等教育出版社，1983年。
武汉大学主编，《化学工程基础》，高等教育出版社，2001年。
王定锦主编，《化学工程基础》，高等教育出版社，1992年。
吴迪胜、蒋家俊、皮耐安主编，《化工基础》（上、下）（第二版），高等
教育出版社，1989年。
天津大学主编，《化工原理》（上、下），化学工业出版社，1994年。
上海师范大学，福建师范大学编，《化工原理》（上、下），高等教育出版社，2000年。
9、
教学环节及学时安排（根据本课程实际情况填写）
本课程包括理论讲授、实验、习题和辅导答疑等教学环节，其中理论课讲授64学时，习题课8学时，实验单独设课。
通过各个教学环节的教学，重点培养学生的自学能力、动手能力、创新能力、分析问题解决问题的能力。
表1课程学时分配表
章次
教学内容
讲授课
学时数
讨论（习题）课学时数
1
绪论
2
2
典型化工产品工艺学
4
3
流体流动过程及流体输送设备
12
2
4
传热过程及换热器
8
2
5
传质过程及塔设备
18
2
6
工业化学反应过程及反应器
16
2
7
化工过程开发与评价
2
8
化学工业和化学工程学的发展趋势与展望
2
总计
72
64
8
二、教学内容
第一章绪论（2学时）
教学目标
本章要求了解化学工业的形成、发展、分类及其在国民经济中的地位和作用；化工生产过程的基本特点、生产过程的分析和过程优化；理解并掌握化学工程学学科的基本情况、化工基础课程的基本内容、主要研究方法和重要概念。
本章重点
化学工程学学科的基本情况、化工基础课程的基本内容、主要研究方法和重要概念。
本章难点
化工生产过程的基本特点、生产过程的分析和过程优化讲授内容
第一节化学工业概况
化学工业在国民经济中的地位与作用
化学工业行业范畴与产品分类
化学工业的特点
化学工业的发展与现状
第三节化学工程学简介
化学工程学及其研究对象和任务
化学工程学的研究方法化学工程学的几个基本概念
第二章典型化工产品工艺学（4学时）
教学目标
本章以三种典型化工产品的生产过程（硫酸生产、丙烯腈生产和合成氨生产）为例，主要研究化工产品生产过程的原料特点、生产原理、工艺流程、最适宜操作条件以及所用核心机械设备的构造与优化操作。
使学生在认识化工产品生产过程的基础上，从中归纳出相关的单元操作和工业反应过程，为以后学习传递过程和化学反应工程作好铺垫。
注：
本章最好选择丙烯腈生产和硫酸生产或合成氨生产的一种，各代表无机
反应与有机反应的工程化。
本章重点
（1）硫酸生产的原料特点、生产原理、工艺流程、所用核心机械设备的构造以
及优化操作
（2）丙烯腈的合成方法、反应机理、反应设备和工艺流程
（3）合成氨的原料路线、氨合成化学基础、合成氨生产的技术经济分析、节能和综合利用，中压法合成氨的最佳工艺条件和工艺流程
本章难点
三种化工产品硫酸、丙烯腈、合成氨的原料路线，反应机理，工艺流程，所用核心机械设备的构造以及优化操作
讲授内容
第一节硫酸生产（2学时）（任选）
1.概述
2.二氧化硫炉气的制造
3.二氧化硫的催化氧化
4.三氧化硫的吸收
5.接触法制硫酸的全流程
6.硫酸生产三废治理，能量回收利用及技术经济指标
第二节丙烯腈生产（1学时）
1.概述
2.丙烯氨氧化反应理论
3.合成工艺条件
4.合成反应器
5.工艺流程
6.副产物的利用及废水处理
第三节合成氨生产（3学时）（任选）
1.概述
2.氨合成理论基础
3.氨的合成和分离
4.原料气制造和净化
5.合成氨全流程
第三章流体流动过程及流体输送设备（12+2学时）
教学目标
本章要求在掌握流体流动过程基本概念的基础上，理解并掌握流体流动的条
件和实质、流动形态的特点和判别，流体流动的基本规律一一连续性方程和柏努利方程；掌握流体流动过程的基本原理在流体输送、阻力计算和流量测量的应用;了解常用典型流体输送设备的基本构造和性能；进一步了解准数的概念及其应用；同时为后几章传热、传质及化学反应过程的教学打下基础。
本章重点
（1）
（2）
（3）
（4）
流体流动过程基本概念，流动形态的特点和判别流体流动的基本规律一一连续性方程和柏努利方程管内流体流动阻力的计算
典型流体输送设备一一离心泵、往复压缩机本章难点
（1）流体流动形态的特点和判别
（2）连续性方程和柏努利方程的理解和应用
（3）管内流体流动阻力的计算
讲授内容
第一节流体的基本性质（1学时）
1.密度和比体积
2.压力
3.流量和流速
4.粘度
第二节流体流动的基本规律（4学时）
1.定态流动和非定态流动
2.流体定态流动过程的物料衡算一一连续性方程
3.流体定态流动过程的能量衡算一一柏努利方程
4.流体流动规律的应用举例
第三节流体压力和流量的测量（1学时）
1.流体压力的测量
2.流体流量的测量
第四节管内流体流动的阻力（4学时）
1.管、管件及阀门简介
2.流动的形态
3.管内流动阻力的计算
第五节流体输送设备（2学时）
1.离心泵
2.往复压缩机习题课：
2学时
第四章传热过程及换热器（8+2学时）
教学目标
本章要求通过化工生产中的传热过程、间壁式换热器、热传导的规律和热对流复杂过程的处理过程介绍，使学生掌握间壁式换热过程的计算和传热过程的强化；了解传热过程的原理和处理复杂过程的思路和途径，能够对传热过程进行一
般的计算和为过程选择适宜的传热设备。
本章重点
间壁式换热过程的计算和传热过程的强化本章难点
（1）对流传热
（2）间壁式换热过程的计算
讲授内容
第一节化工生产中的传热过程及常见换热器（1学时）
1.化工生产中的传热过程
2.传热基本方式
3.间壁式换热器
第二节传导传热（4学时）
1.热传导基本方程一一付立叶定律
2.间壁式换热器壁面的热传导
第三节对流传热（2学时）
1.对流传热机理
2.对流传热系数的影响因素及其求取
第四节间壁式热交换的计算（2学时）
1.传热总方程
2.传热系数K
3.传热过程的平均温度差
第五节换热器的选择及传热过程的强化（1学时）
1.换热器的选择
2.传热过程的强化
习题课：
2学时
第五章传质过程及塔设备（18+2学时）
教学目标
本章为传质过程，要求在掌握传质机理和传质过程的一般规律后，通过吸收和精馏两个传质过程的剖析，理解其过程的原理和特点；并能应用这些规律确定传质设备；使学生了解新型分离技术，以便能更好的根据不同的分离要求选用适当的分离方法。
本章重点
（1）相组成的表示方法，亨利定律、空塔气速和填料塔径计算。
（2）吸收的双膜理论、吸收操作线方程，适宜液气比和吸收剂用量的确定，传
质单元数和传质单元高度，填料吸收塔填料层高度的计算，填料塔正常操作范围的确定。
（3）双组分物系的气液相平衡，连续精馏的物料衡算，最小回流比和理论塔板
数的计算。
吸收的相平衡
填料吸收塔填料层高度的计算双组分物系的气液相平衡精馏塔理论塔板数
本章难点
（1）
（2）
（3）
（4）讲授内容
第一节传质过程及塔设备简介（1学时）
1.传质过程的类型
2.传质过程的共性
3.塔设备简介
第二节气体的吸收（6学时）
1.概述
2.吸收的相平衡
3.吸收速率
4.填料吸收塔的计算
第三节液体的精馏（10学时）
1.概述
2.双组分物系的气液平衡
3.连续精馏分析
4.连续精馏的物料衡算
5.精馏塔的计算
第四节新型传质分离技术简介（1学时）
1.超临界流体萃取
2.膜分离
3.反应精馏
习题课：
2学时
第六章工业化学反应过程及反应器（16+2学时）
教学目标
本章以工业反应器为主线，研究工业规模生产的反应过程。
主要介绍工业反应的特征、化学反应工程的任务和研究方法，理想反应器的结构、基本计算、性能表征和选择，RTD和实际反应器，气固相反应及反应器等。
本章重点
（1）工业反应的特征、化学反应工程的任务和研究方法。
（2）理想反应器的结构、分类和特点，用RTD描述理想反应器和实际反应器性能。
（3）气固相催化反应过程的机理，固定床催化反应器和流化床催化反应器的性能。
本章难点
（1）理想反应器的结构及其计算。
（2）用E（T和F（T确定反应器内物料的流况、用方差定性判断反应器内物料的返混程度和反应器性能。
（3）反应器基本方程计算停留时间、有效容积、反
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