化工工艺及设备设计.doc
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天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：
化工工艺及设备设计（2010年1月修订版）课程代码：
3467、4262
天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：
化工工艺及设备设计课程代码：
3467、4262
第一部分课程性质与目标
一、课程性质与特点
化工工艺及设备设计是化工工艺专业类的一门主干专业课。
通过本课程的学习使学生掌握化工产品基本制备工艺及过程，并能正确应用化学单元操作的知识制定合理的工艺设计方案。
学习并掌握工厂反应设备材料和防腐知识，掌握各种常见设备的结构及其物料衡算、热量衡算。
二、课程目标与基本要求
通过本课程的学习，学生应该达到下列基本要求：
1、知识的要点
⑴了解化学工业的特点及地位
⑵掌握本课程的研究对象和内容
⑶了解本行业在国内外最新发展动态
⑷掌握化工生产基础知识
2、能力的形成
⑴掌握化工工艺路线设计方法和选择依据
⑵掌握反应设备材料和防腐知识、掌握设备结构及设备计算
⑶掌握化工生产过程中三废的处理方法、清洁生产和安全生产
⑷熟悉几种典型化工产品的生产方法
3、素质的培养
⑴具有严谨的科学态度和实事求是的工作作风
⑵具有爱岗敬业、团结协作和吃苦耐劳的精神
⑶具有安全意识，能对可能出现的问题做出妥善处理
⑷具有勇于开拓、勤奋进取和创新意识
三、与本专业其他课程的关系
本课程为专业课，需要有基础课以及专业基础课为基础，同时它也为后续专业课、专业技能课的学习以及今后的工作打下良好的基础。
第二部分考核内容与考核目标
绪论
了解化工工艺学在化工生产中的地位及作用。
上篇化工工艺学基础
第一章概述
一、学习目的与要求
通过本章的学习了解化学工业的发展简史，熟悉化工装置的操作方式，了解化工工艺设计及管理。
二、考核知识点与考核目标
（一）化工装置的操作方式（一般）
识记：
连续操作、间歇操作
（二）化工工艺设计（次重点）
理解：
化工工艺设计的内容与要求
识记：
工艺流程图设计方案
（三）化工工艺管理（次重点）
识记：
工艺和安全操作规程
理解：
全面质量管理
第二章原料及原料准备
一、学习目的与要求
通过本章的学习，明确原辅材料在化工生产中重要性，掌握原辅材料的处理方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）原料及原料路线（一般）
识记：
原材料在化工生产中的地位及对产品质量的影响
（二）原材料的预处理（重点）
识记：
原材料预处理的原则
理解：
固体、气体和液体原材料的处理
（三）催化剂的准备（重点）
识记：
催化剂的活性、选择性、助催化剂或添加剂
理解：
催化剂的再生和处理
第三章反应过程和过程优化
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解反应器的基本要求，掌握几种常见的反应器结构和特点。
二、考核知识点与考核目标
（一）反应器的基本要求（重点）
识记：
反应器的基本要求
理解：
反应器的类型与选型原则
（二）釜式和鼓泡反应器（重点）
识记：
搅拌与混合、釜式反应器的特点
理解：
釜式反应器
识记：
鼓泡反应器
（三）管式反应器（一般）
识记：
管式反应器的特点
识记：
管式反应器的设计
（四）固定床反应器（次重点）
识记：
固定床反应器的特点、基本形式
识记：
固定床反应器数学模型
（五）流化床反应器（次重点）
识记：
流化床反应器的基本特点
理解：
流化床反应器的应用
识记：
流化床反应器的设计
（六）反应工艺参数与流程（重点）
理解：
主要工艺参数的确定
识记：
工艺参数的流程设计
应用：
工艺参数的测量与控制
第四章产物的分离与提纯
一、学习目的与要求
通过本章学习，掌握产物分离的原则和分离技术。
二、考核知识点与考核目标
（一）产物分离的原则（一般）
识记：
分离方法概述
理解：
分离的基本原理
应用：
分离流程的设计
（二）分离与精制技术（重点）
识记：
气固分离和除尘
理解：
液体的精制
应用：
液体的精馏、蒸发和结晶
识记：
固体的干燥
识记：
气体的吸收与吸附
（三）分离新技术与生化分离（次重点）
理解：
离子交换和膜分离技术
识记：
色谱分离、电泳分离技术
识记：
其他分离技术
第五章产品后加工
一、学习目的与要求
通过本章学习，掌握产品后加工方法以及产品的包装。
二、考核知识点与考核目标
（一）产品后加工方案（重点）
理解：
产品后加工方案
（二）产品包装（次重点）
理解：
产品检验
应用：
产品包装
第六章三废治理
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解三废产生的原因，掌握三废处理的基本方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）三废处理的原则（一般）
识记：
三废处理的原则
（二）废水处理（重点）
识记：
废水分析指标
理解：
废水处理方法
应用：
废水处理流程
（三）废气处理（一般）
识记：
废气的特征
理解：
废气处理技术
（四）废渣处理（一般）
识记：
处理原则
理解：
处理方法
应用：
废渣的综合利用
第七章检测和操作控制
一、学习目的与要求
通过本章学习，重点掌握工艺操作参数，了解操作控制与自动控制，掌握设备的切换和维修方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）工艺操作参数（重点）
理解：
反应温度、压力、配料比
理解：
反应时间和操作周期
理解：
反应转化率、选择性和收率
理解：
消耗定额
应用：
工艺操作参数的有关计算
（二）操作控制和自动控制（一般）
识记：
操作控制方案
识记：
自动控制
（三）中间分析与现场检测（次重点）
识记：
条件控制、在线分析和报警
理解：
随机取样与定时取样分析
理解：
产品检验与合格证
应用：
紧急停车
（四）设备切换和维修（重点）
理解：
设备切换和维修
下篇典型化工产品工艺过程
第八章合成氨
一、学习目的与要求
通过本章学习，掌握合成氨生产工艺。
二、考核知识点与考核目标
（一）合成氨工艺流程概述（一般）
识记：
产品特点
理解：
合成氨工艺流程图
（二）原料气的制备与净化（重点）
理解：
焦炭、天然气和渣油为原料制备原料气
理解：
原料气的净化
（三）合成氨的反应过程与反应工艺（重点）
理解：
合成原理、反应催化剂
应用：
合成氨操作条件
理解：
反应器
（四）氨分离（重点）
识记：
产品规格要求
理解：
合成氨的分离
应用：
氨分离流程
第十章烧碱
一、学习目的与要求
通过本章学习，掌握烧碱生产工艺技术。
二、考核知识点与考核目标
（一）烧碱生产工艺流程图概述（一般）
识记：
烧碱的性质
理解：
烧碱生产工艺流程框图
（二）食盐水溶液的制备与净化（次重点）
理解：
食盐水溶液的制备与净化
（三）反应过程与工艺过程（重点）
识记：
电解过程基本定律与电流效率
应用：
电压效率与电能效率的计算
理解：
隔膜法电解、离子交换膜法电解
（四）产品的分离与精制
理解：
固碱生产
理解：
氯气净化和液氯生产
理解：
盐酸和干燥氯化氢气体
第十一章乙烯
一、学习目的与要求
通过本章学习，掌握乙烯生产的反应过程。
二、考核知识点与考核目标
（一）烃类裂解工艺（重点）
理解：
裂解原理和工艺流程
（二）裂解气净化和分离（重点）
理解：
裂解气分离流程
第十五章聚氯乙烯
一、学习目的与要求
通过本章学习，掌握聚氯乙烯的生产工艺。
二、考核知识点与考核目标
（一）概述（一般）
识记：
原料来源、聚氯乙烯的性质
（二）产品工艺过程（次重点）
识记：
产品工艺过程概述
理解：
工艺流程
（三）反应机理与反应工艺（重点）
识记：
反应机理
理解：
反应工艺条件
理解：
聚合反应设备
第三部分实践环节
一、考核目的与要求
通过实践环节的考核，将理论学习与生产实际紧密地结合起来，并利用已经掌握的理论知识验证和指导生产过程。
二、考核的内容
本实践课建议采用生产实习方式，深入各车间工段，了解和掌握生产工艺。
三、考核方式与环境要求
1、考核环境
指导教师根据教学环境选择相关实习基地。
2、考核方式
考核采用实习报告或大作业的形式完成。
大作业建议选择以下内容进行组合
（1）某工段物料衡算；
（2）某工段热量衡算；
（3）拟定化工总体试车方案；
（4）拟定化工装置投料试车方案；
（5）拟定联合装置清洗方案；
（6）化工设备设计；
（7）绘制工艺流程图；
（8）绘制带控制点的工艺流程图。
本考核为终结性考核，考核时间为6学时，采用“优、良、中、及格、不及格”五级评分制。
第四部分有关说明与实施要求
一、考核目标能力层次表述：
本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。
各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：
识记：
能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。
理解：
在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。
应用：
在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。
二、指定教材
《化工工艺学》，韩冬冰等编著，中国石化出版社，2003年版。
三、自学方法指导：
1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。
2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。
3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。
4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。
四、对社会助学的要求：
1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。
3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。
4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡"认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通"的方法。
5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。
6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。
7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。
8、助学学时：
本课程共5学分，建议总助学课时90学时（理论课3学分，54学时；实践课2学分，36学时）。
课时分配如下：
章次
内容
学时
绪论
介绍本课程
2
第一章
概述该学科的发展
8
第二章
原料以及原料准备
8
第三章
反应过程以及过程优化
6
第四章
产物分离和提纯
3
第五章
产品后加工
4
第六章
三废治理
3
第七章
检测与操作控制
4
第八章
合成氨
4
第十章
烧碱
4
第十一章
乙烯
4
第十五章
聚氯乙烯
4
实践环节
实践基地所属的车间工段
36
合计
90
五、关于命题考试的若干规定
（包括能力层次比例、难易度比例、内容程度比例、题型、考试方法和考试时间等）
1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。
试题覆盖到章，适当突出重点。
2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：
"识记"为10%、"理解"为60％、"应用"为30％。
3、试题难易程度应合理：
易、较易、较难、难比例为2：
3：
3：
2。
4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：
重点占65%，次重点占25%，一般占10%。
5、试题类型一般分为：
填空题、简答题、简述题、计算题等。
6、理论课考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。
六、题型示例
（一）填空题
化工操作方式有。
（二）简答题
废水处理的基本方法有几种？
（三）简述题
简述氨合成原理以及合成氨操作条件。
（四）计算题
已知丙烯氧化法生产丙烯醛的一段反应器，原料丙烯的投入量为600kg/h，丙烯醛的出料量为640kg/h，另外还有未反应的丙烯25kg/h。
试计算原料丙烯的转化率、选择性以及丙烯醛的收率。
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