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1、化工工艺学课程整体教学设计（2014 2015学年第1学期）课属院系： 化工新材料工程学院 课程代码： 1101107 制定人： 傅 丽 制定时间： 2014.09 山东理工职业学院一、课程信息（一）管理信息课程名称：化工工艺学课程代码: 1102025课属院系：化工新材料工程学院制 定 者：傅丽批 准 人:靳庆华（二）基本信息学 分：6学时96教学对象应用化工技术专业 大二学生课程属性：专业拓展课程课程类型理论+实践课先修课程：化工制图、无机化学、分析化学、化工单元操作后续课程：二、教学对象分析化工工艺学面向应用化工技术专业大二学生开设。大二学生思维较活跃，精力充沛，求知欲强，动手能力强，已
2、掌握必要的基础化学、高等数学、化工单元操作等知识基础，并具有一定的逻辑思维和分析能力，对于化工工艺学的理论学习任务有一定优势；但同时仍存在少数学生基础不牢，学习积极主动性差的现象。针对这一特殊学情，我们在教学设计中本着“必须够用”的原则将理论推导简化，以设备操作为主，将理论知识与实践技术有机融合，提高学生的学习积极性，达到培养技能型人才的教学效果。三、课程设计指导思想本课程以“工学结合，能力为本”的职业教育理念为指导，以工作工程为主线，融岗位能力要求和职业资格标准为一体，突破学科体系模式，以典型化工工艺为载体，将相关的管理技术、设备维护、工艺操作和工艺平价合理整合。校企合作共同构建教学内容体系
3、，突出高职教育的职业性和开放性。本课程采用综合化、项目化的设计方法，结合对企业需求的调研，将教学内容划分为9个项目。每个项目均采用了理论实践一体化的思路，工学结合，力求体现“做中学，学中做”的教学理念。本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。在内容组织形式上强调学生的主体性，在每个任务实施时，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在开始就知道学习的任务和要求，利用学生在任务驱动下自主学习，自我实践。四、课程目标设计（一）能力目标1.化工原料管理能力2.生产方法分析能力3.工艺流程分析能力4.工艺条件选择评价能力5.反应设备的操作能力6.产品
4、质量监控与分析能力（二）知识目标1.掌握各类反应单元的化学过程的主副反应、化学反应热力学、动力学分析，催化反应等理论知识。2.掌握各类反应单元的工艺流程的组织，生产条件的确定等相关知识。3.掌握各类反应单元的典型设备结构、原理等知识。4.具备合成氨原料气制备、净化、合成的原理、方法、设备、流程方面的知识。5.了解个反应单元发展进展及化工过程技术经济方面的知识。（三）素质目标1.能理解本课程与其它课程的联系，初步具备综合运用所学知识、技能和方法，分析和解决工程实际问题的能力。2.具有良好的工程素养、安全生产理念和环保意识。3.具有学习科学探究方法和自主学习能力，良好的思维习惯和职业规范，能运用相
5、关的专业知识、专业方法和专业技能解决工程中的实际问题。 4.发展好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣，具有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神。 5.理解科学技术与社会的相互作用，形成科学的价值观；养成学生的团队合作精神，具备创新潜能、较强的实践能力和良好的与人沟通交流能力。五、课程内容设计序号项目名称学时1项目一 合成氨工业182项目二 硫酸工业103项目三 硝酸工业64项目四 化肥工业105项目五 纯碱工业86项目六 电解法制烧碱67项目七 烃类热裂解148项目八 催化氧化109项目九 课程设计14合计96六、能力训练项目设计编号项目名称拟实现的能力目标相关支撑知识项目实施主要手段
6、及步骤项目成果1尿素生产见习掌握简单的生产技能，提高社会适应能力。尿素合成的原理、最佳工艺条件、工艺流程和设备等知识济宁市化肥厂生产见习见习报告2课程设计能够正确对生产工艺进行化工计算；能够绘制管道及仪表流程图物料衡算、热量衡算、主要设备及选型、管路计算、工艺流程及化工制图等相关知识。一、工艺计算二、绘制管道及仪表流程图。三、车间设备布置。四、设计完成车间管道布置（因时间紧张，只要求有精力同学完成三、四部分内容）。设计说明书、计算书图纸七、教学进度表序号学时教学目标和主要内容单元标题能力目标项目编号知识目标教学组织安排考核16任务1合成氨原料气的制备1.能通过各种途径查阅相关资料， 2.具有半
7、水煤气工业制取、烃类水蒸气转化及重油部分氧化的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。11.掌握固体燃料气化的基本原理、半水煤气的工业制法、间歇法制取半水煤气的工作循环、工艺条件、工艺流程。2.掌握烃类水蒸气转化催化剂、工业生产方法、工艺条件、流程和设备等知识。3.掌握重油部分氧化的基本原理、工艺条件、流程、主要设备。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业： 3、524任务2合成氨原料气的净化1.具有通过各种途径查阅相关资料，掌握脱硫、脱碳、原料气净化的基本能力。2.具有脱硫、一氧化碳变换、脱碳、原料气净化的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力
8、及反应设备操作能力。11.掌握干法脱硫、湿法脱硫的方法；改良的A.D.A.法、工艺流程。2.掌握一氧化碳变换的基本原理、催化剂及最佳工艺条件、工艺流程等。3.掌握脱碳的工艺原理及工业实现方法。4.掌握原料气净化的各种方法。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结提问合成氨原料气为何要进行脱硫?脱硫方法可分为邮几类?备类的特点是什么?38任务3氨的合成1.具有氨合成反应的相关热力学、动力学计算分析能力。2.具有氨合成的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。1掌握氨合成反应的相关热力学、动力学及催化剂的相关知识。掌握压力、温度、空间速度、氢氮比、惰性
9、气体的初始含量的影响等知识。掌握合成氨工艺流程的组成、氨的分离；凯洛格氨合成工艺流程；熟悉传统的中压法合成工艺。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结氨合成流程中先分离氨与后分离氨为什么都可采用？各自特点如何？简述轴向和径向冷激式合成塔的特点44任务1二氧化硫炉气的制造和净化1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握硫铁矿焙烧反应的基本原理。2.具有硫铁矿焙烧反应的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。21、掌握硫铁矿焙烧反应的基本原理2、掌握原料的预处理知识3、熟悉焙烧的工艺条件、设备、炉气的净化及干燥、净化流程和设备等知识。1.复习回顾2.引入新
10、课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业： 1、354任务2二氧化硫的催化氧化1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握二氧化硫催化氧化反应热力学、动力学等基本原理。2.具有二氧化硫催化氧化反应的工艺条件选择、工艺流程分析及反应设备操作能力。21掌握催化氧化反应的热力学及动力学等相关知识2.熟悉反应催化剂催化剂3.掌握反应最佳工艺条件选择、工艺流程及主要设备1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报62任务3：三氧化硫吸收及尾气处理1.具有三氧化硫吸收的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。2.具有尾气处理的工艺条件选择能力
11、、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。21.掌握三氧化硫吸收的原理、操作条件等知识；2.掌握尾气处理的基本原理、工艺条件及流程等知识；3.掌握硫酸生产流程。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报74任务1：稀硝酸的生产1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握氨催化氧化法的原理2.能对反应过程进行相应的衡算。3.具有烃类蒸气转化的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。31.掌握氨催化氧化法相关知识；2.掌握氨催化氧化反应的衡算知识；3.掌握氨催化氧化法的工艺条件、工艺流程等知识。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果
12、检验6.工作总结作业提问结果汇报82任务2：浓硝酸的生产*具有浓硝酸生产的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。3掌握浓硝酸的直接合成法和间接合成法。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报98任务1：尿素生产工艺1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握尿素合成的基本原理。2.具有尿素合成的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。41.掌握尿素合成的原理；2.掌握尿素合成的最佳工艺条件的选择、工艺流程和设备、未转化物的回收原理、尿液的蒸发和造粒等知识。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总
13、结作业提问结果汇报102任务2：硝酸铵的生产1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握中和法制硝酸铵的基本原理。2，具有硝酸铵生产的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。4,1.掌握硝酸铵的性质及中和法制取原理；2.掌握硝酸铵工艺条件选择、工艺流程、各种流程的比较等知识。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报114任务1：氨碱法制纯碱1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握氨碱法制纯碱的基本原理。2.具有氨碱法制纯碱的工艺流程分析能力及反应设备操作能力。5掌握氨碱法制纯碱的基本原理、主要生产步骤及生产流程。1.复习回顾2.引入新课3.工作
14、准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报124任务2：联合法生产纯碱与氯化铵1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握联合法制纯碱与氯化铵的原则流程。2.具有制碱与制氨的工艺流程分析能力及反应设备操作能力。51.掌握联合法制制碱与制氨的原则流程、工艺条件选择及工艺流程等知识；2.掌握氯化铵结晶原理与流程。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报132任务1：电解食盐水溶液的基本原理1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握电解的基本原理。2.具有电解的相关计算分析能力。6掌握电解食盐水的基本原理1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施
15、5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报141任务2：隔膜法电解1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握烃类蒸气转化的基本原理。2.具有烃类蒸气转化的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。6掌握隔膜法电解基本知识。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报151任务3：水银法电解1.能通过各种途径查阅相关资料，掌握水银法电解的基本原理。2.具有水银法的工艺条件选择能力及操作能力。6掌握水银法电解的相关知识。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报162任务4：离子交换膜法电解1.能通过各种
16、途径查阅相关资料，掌握离子交换膜的基本原理。2.具有离子交换膜电解的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。6掌握离子交换膜的构成及作用。掌握离子交换膜的工艺条件选择、工艺流程及设备等知识。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报176任务1：热裂解过程的化学反应与反应机理能解释热裂解反应机理及其反应类型和特点。71.掌握热裂解一次、二次反应的类型及特点；2.掌握其反应机理及动力学方程。1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报184任务2：烃类管式炉裂解生产乙烯1.能通过各种途径查阅相
17、关资料，掌握各种因素对烃类热裂解的影响；2.具有生产乙烯的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。71.掌握烃组成对烃类热裂解的影响；2.掌握操作条件对裂解结果的影响及最佳工艺条件的选择；3.掌握生产乙烯的工艺流程及设备1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报194任务3：裂解气的净化与分离具有一氧化碳加氢合成甲醇的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。71.掌握一氧化碳加氢合成甲醇反应的机理、催化剂；2、掌握反应最佳工艺条件的选择3、掌握工艺流程和主要设备1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验
18、6.工作总结作业提问结果汇报206任务1：催化加氢反应的基本原理具有催化加氢的工艺条件分析选择能力。 81.熟练掌握催化加氢反应的特点、催化剂的选择；2.理解催化加氢反应的基本原理1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报214任务2：一氧化碳加氢合成甲醇具有一氧化碳加氢合成甲醇的工艺条件选择能力、工艺流程分析能力及反应设备操作能力。81.掌握一氧化碳加氢合成甲醇反应的机理、催化剂；2、掌握反应最佳工艺条件的选择3、掌握工艺流程和主要设备1.复习回顾2.引入新课3.工作准备4.工作实施5.成果检验6.工作总结作业提问结果汇报228任务1：工艺计算掌
19、握化工计算及工艺条件选择能力7掌握物料衡算、对换热器进行热量衡算、计算出换热面积、主要设备选型说明。1.工作准备2.工作实施3.成果检验4.工作总结提问结果汇报设计说明书计算书236任务2：绘制管道及仪表流程图工艺流程分析能力及设计能力；具有工艺流程设计绘制的能力。71.计算主要管道的管径；2.设计控制方式；3.绘制管道及仪表流程图。1.工作准备2.工作实施3.成果检验4.工作总结工艺流程图纸八、第一节课梗概教学要求：掌握气态烃（甲烷）蒸汽转化法制取合成氨原料气的原理。熟悉：熟悉流程的基本组成；工艺条件的分析；主要设备。了解：两段转化的工艺目的。重点：1、烃类（甲烷）蒸汽转化制气方法。 2、气
20、态烃蒸汽转化法的原理、平衡组成、工艺条件、主要设备。难点：1、氨与空气或氧的混合物在一定浓度范围能够发生爆炸，有饱和水蒸气存在时，氨-空气混合物的爆炸界限较窄。2、气态烃蒸汽转化法的原理和工艺条件的制定。 教学手段及教具：多媒体学习过程教学内容导入新课（5分钟）案例合成氨工业在生产生活中的重要作用，引入本项目内容知识准备（40分钟）（教师）提示涉及的学习要素，布置学习任务。按照任务要求，进行本任务所需基础知识的自习查阅，并准备汇报报告。气态烃蒸汽转化：一、烃类蒸汽转化的原料 二、合成氨对原料气的要求 三、化学反应及化学平衡 四、影响甲烷蒸汽转化反应平衡组成的因素 五、反应机理（反应的微观步骤）
21、六、六、催化剂七、工艺条件 八、工艺流程 九、主要设备汇报评价（20分钟）1、（学生）针对学习任务，随机抽取小组成员按提纲汇报学习成果。2、（教师）纠正学生汇报中的错误，做内容补充。3、小组之间互相评价，教师对小组进行评价总结拓展（15分钟）完成本项目后，对于其他相关知识作拓展介绍课后作业1简述氨的性质和用途?2以气态烃为原料制取合成氨原料气的方法有哪几种?每种方法的原理和特点是什么?3镍催化剂在使用之前为什么要进行还原?已还原的镍催化剂若与空气接触为何要进行钝化?4什么是析炭现象?有何危害?如何防止析炭?发生析炭后应如何处理?5甲烷蒸汽转化为什么要分两段转化?二段转化炉所发生的主要化学反应有
22、哪些？6在甲烷蒸汽转化过程中，确定操作压力、温度、水碳比和空速的依据分别是什么？参考资料合成氨河北化工学校 程桂花 合成氨与甲醇赵育祥 合成氨工艺与节能张成芳 无机化工工艺学（一） 合成氨陈五平 甲醇生产工艺与操作杨福升 齐淑芳 甲醇的生产孟广铨 黄裕培 尿素生产工艺与操作 （中级本）陈观平 赵元凯 九、考核方案设计（说明，在过程性考核中要体现教学进度表中的考核内容）课程考核总分包含形成性评价（实训成绩、平时成绩）与终结性评价（期末考试成绩）两部分，评价比例为4:6。课程考核形式为笔试，采用试题库出题、教考分离方式。课程设计环节单独考核，从方案、说明书、图纸完成情况等四方面进行综合评价，评价比
23、例为4:2:2:2。考核组成员由校内老师、现场专家及实训小组的优秀学生共同组成，注重考核的过程性、持久性、公平性。考核模块内容主要考核指标评价主体成绩评定过程考核平时成绩学习态度出勤情况、组织性、纪律性、作业提交及时性、参与讨论的积极性出勤率，上课纪律，作业的及时性和正确性，讨论的积极性学生自评小组评价教师评价10%典型学习任务的完成通过图书、网络检索知识点，组织语言演讲交流内容正确、逻辑合理、讲解顺畅、通俗易懂学生自评小组评价教师评价10%实训成绩课程设计实训一、工艺计算。（1）物料衡算并绘制物料流程图；（2）对换热器进行热量衡算，计算出换热面积；（3）主要设备选型说明；（4）填写设备一览表
24、。二、绘制管道及仪表流程图。（1）计算主要管道的管径；（2）设计控制方式；（3）绘制管道及仪表流程图。三、车间设备布置。（1）设备布置的原则；（2）绘制车间设备布置图。四、设计完成车间管道布置（因时间紧张，只要求有精力同学完成三、四部分内容）。查阅内容真实有效；说明书和图纸的质量；独立完成设计的工作能力。小组评价教师评价20%期末考核期末考试考试重点：合成氨原料气的制备、合成氨原料气的净化、氨的合成、烃类热裂解等考试题型：单选，多选，填空，判断，简单，论述知识点掌握的准确性教师评价60%合计100%十、教材及参考资料1.教材建议使用教材：化工工艺学，曾之平编著，化学工业出版社，版别（2010年
25、11月，第1版）。2.参考资料（可以是纸质的、公开出版的，也可以是网络资源、电子资源。）廖巧丽，米镇涛主编，化学工艺学，化学工业出版社， 2001 吴指南主编，基本有机化工工艺学，化学工业出版社， 1992 张成芳编，合成氨工艺与节能，华东化工学院出版社， 1988 皱仁钧，石油化工裂解原理与技术，化学工业出版社， 1985王松汉等编著，乙烯装置技术，中国石化出版社， 1994制订了专业专业人才培养方案、课程标准、课程整体教学设计、单元教学设计。网络资源丰富，化工工艺学精品课程网站正在建设，有丰富的教学电子资源；依托我校丰富的图书资源，学生还可以进行课程资料查询、进行相关知识的学习；并借助网络，获取有单元操作的最新资讯。
