化工工艺学考试大纲

1《化工工艺学》考试大纲课程编号：课程类别：专业必修总学时数：72学分数：5I、考试对象本科化学工程与工艺专业学生II、考试目的本课程为化工工艺专业学生必修的专业课程，是从事化工生产和管理的必备基础。通过本课程的学习，使学生掌握典型的化工工艺过程的原理、生产方法、工艺流程及主要设备；初步掌握工艺过程操作及其分析与综合的方法；培养学生分析和解决实际问题的能力；使学生具备化工工艺学的坚实基础。通过闭卷考试考核学生对《化工工艺学教学大纲》规定的教学内容的掌握情况。III、考试方法和考试时间1、考试方法：闭卷，笔试2、记分方式：百分制，满分为100分3、考试时间：120分钟本课程教学内容共9章，分两学期授课，第一学期考核第1～5章内容，第二学期考核第6～9章内容。本课程期末考试，考生不得携带任何纸张、教材、笔记本、作业本、参考资料、电子读物、电子器具和工具书等进入考场。IV、考核目标（考核知识点、考核重点和考核要求）第一章合成氨一、考核知识点1、合成氨原料气的制取2、合成氨原料气的净化3、氨的合成二、考核重点1、原料气制取、净化、氨合成过程中的主要化学反应及催化剂2、合成氨生产的工艺过程及主要工序的工艺条件3、基本的工艺计算三、考核要求1、原料气的制取烃类蒸汽转化掌握烃类蒸汽转化的基本原理，甲烷蒸汽转化主要反应；温度、压力、水碳比的影响及转化工艺条件；催化剂及催化剂的使用条件。了解二段转化过程、转化工艺流程及转化炉。2、原料气的净化（1）脱硫掌握干法脱硫、湿法脱硫的脱硫剂及适用场合，了解氧化锌法、ADA法的主要反应。（2）一氧化碳变换掌握中温变换、低温变换的反应温度，变换后一氧化碳的含量；一氧化碳变换反应；一氧化碳变换率的计算；中温变换和低温变换所用催化剂。了解变换工艺条件及工艺流程。（3）二氧化碳的脱除了解常用的脱碳方法种类：碳酸丙烯酯法。掌握碳酸钾水溶液与二氧化碳的反应；转化度、再生度2的计算方法。了解碳酸钾溶液脱除二氧化碳的工艺流程。（4）少量一氧化碳的脱除掌握原料气净化对一氧化碳含量的要求；掌握铜氨液吸收法溶液的组成；吸收一氧化碳的活性组分；总铜、铜比的定义，铜比控制范围；氨在铜液中的三种形式。了解铜氨液吸收一氧化碳的反应、铜洗工艺条件及流程。掌握甲烷化法的适用场合及甲烷化反应。了解甲烷化法工艺条件。掌握铜洗法、甲烷化法脱除碳氧化物所能达到的净化度。（5）热法与冷法流程的比较了解热法与冷法流程各自的特点及缺点。3、氨的合成（1）氨合成反应的化学平衡掌握氨合成反应、用逸表示的平衡常数表达式，了解平衡氨含量及反应热的计算。（2）氨合成反应动力学了解氨合成反应机理、动力学方程的形式、催化剂的反应速度常数。（3）催化剂掌握氨合成反应所用催化剂、催化剂活性组分、还原反应、还原温度空速。了解引起催化剂中毒的毒物。（4）工艺条件的选择掌握操作压力的确定、氨合成反应温度、空速、氨净值定义，空速、氢氮比的选择。了解催化剂生产强度的计算，惰性气含量及初始氨含量的确定。（5）氨合成工艺流程了解大型氨厂流程。掌握中型氨厂的合成工艺流程，能对合成回路进行物料衡算。（6）氨合成塔掌握氨合成塔的一般结构、内件与外筒的作用；并流双套管式氨合成塔的结构、气体流路。了解冷激式合成塔的结构、气体流路。第二章化学肥料一、考核知识点1、尿素2、硝酸铵3、酸法磷肥4、氯化钾5、复合肥二、考核重点1、尿素生产的原理、工艺条件、气提法生产工艺2、过磷酸钙生产原理3、磷酸铵生产原理三、考核要求1、尿素识记尿素的性质、生产过程的步骤。了解尿素生产全循环的流程。（1）尿素生产的基本原理掌握尿素合成的总反应，了解尿素合成反应机理及合成速度。（2）合成过程的适宜条件掌握尿素合成反应中温度、氨碳比、压力的选择。（3）水溶液循环生产工艺了解水溶液循环法尿素生产工艺条件及生产流程。3（4）气提法生产工艺掌握二氧化碳气提法的原理。了解气提法生产流程。（5）尿素的结晶与造粒了解结晶尿素和粒状尿素的生产原理和工艺条件。2、硝酸铵（1）硝酸铵主要性质掌握硝酸铵的主要性质和用途。（2）硝酸铵的生产方法了解中和法、转化法生产过程。（3）典型工艺流程了解硝酸铵生产的典型工艺流程。3、磷酸（1）湿法磷酸生产的基本原理掌握湿法磷酸生产的主要化学反应、硫酸钙结晶过程、酸分解磷矿动力学。（2）湿法磷酸的工艺流程了解典型二水物湿法磷酸流程、半水-二水法新工艺流程。（3）湿法磷酸的浓缩了解湿法磷酸的浓缩方法。4、过磷酸钙（1）过磷酸钙生产原理掌握硫酸分解磷矿制造过磷酸钙的总反应，了解反应的两个阶段。（2）生产工艺条件掌握硫酸用量确定的依据及用酸浓度，了解酸温度、磷矿粉细度等条件。（3）生产工艺流程了解过磷酸钙生产流程的主要工序。5、氯化钾（1）溶解结晶法抽取氯化钾了解溶解结晶法抽取氯化钾的原理及工艺流程。（2）浮选法抽取氯化钾了解浮选法抽取氯化钾的原理及工艺流程。6、复合肥了解磷酸铵、硝酸钾、复混肥料、微量元素肥料的生产过程。第三章硫酸与硝酸一、硫酸（一）考核知识点1、二氧化硫炉气的制备2、二氧化硫炉气的净化3、三氧化硫的催化氧化4、三氧化硫的吸收（二）考核重点1、硫铁矿焙烧过程2、二氧化硫的催化氧化过程（三）考核要求1、二氧化硫炉气的制备4（1）硫铁矿的焙烧过程掌握硫铁矿焙烧过程的化学反应、炉气的组成、温度条件。了解焙烧速度及影响因素。（2）沸腾焙烧与焙烧炉掌握气流速度确定的条件，了解沸腾焙烧炉的结构。（3）焙烧工艺条件了解硫铁矿焙烧过程的工艺条件。2、炉气的净化（1）炉气净化的方法掌握炉气净化的基本方法及作用。了解旋风除尘、电除尘及文丘里除尘的工作原理。掌握旋风除尘、电除尘的特点及适用场合，文丘里的优缺点。掌握炉气中不分的危害，转化对水分的要求，干燥所用吸收剂、硫酸浓度的确定、干燥条件。（2）炉气净化的工艺流程了解水洗流程和酸洗流程的组成、优缺点。3、二氧化硫的催化氧化（1）二氧化硫氧化反应的化学平衡掌握二氧化硫氧化反应及平衡转化率的表达式。（2）二氧化硫氧化反应速度与催化剂了解二氧化硫催化氧化机理；反应速度。了解二氧化硫氧化反应催化剂及活性组分、国内常用的催化剂。（3）氧化工艺条件的选择掌握确定反应温度的原则、二氧化硫初始浓度、最终转化率的选择。（4）二氧化硫转化器掌握多段间接换热式转化器的工作原理。了解多段冷激式转化器的工作原理。（5）二氧化硫氧化的工艺流程了解一次转化工艺流程。掌握二次转化工艺流程。4、三氧化硫的吸收（1）吸收原理掌握三氧化硫吸收过程吸收剂的选择；吸收酸浓度、吸收酸温度、进塔气体温度的确定。（2）吸收流程了解浓硫酸吸收工艺流程。5、三废治理了解硫酸生产过程产生的尾气、烧渣和废液的处理方法。二、硝酸（一）考核知识点1、氨的催化氧化制取一氧化氮2、一氧化氮的氧化3、氮氧化物气体的吸收4、稀硝酸生产工艺流程5、尾气的治理和能量利用6、浓硝酸的生产简介（二）考核重点1、氨氧化工艺流程2、稀硝酸生产工艺流程5（三）考核要求1、氨的催化氧化制取一氧化氮（1）掌握氨氧化的化学反应、铂系和非铂系催化剂性能特点、氨氧化工艺条件选择。（2）掌握氨氧化工艺流程及反应器。2、一氧化氮的氧化（1）了解一氧化氮氧化反应的化学平衡、反应速度、影响因素。（2）掌握一氧化氮氧化的工艺过程3、氮氧化物气体的吸收（1）了解吸收反应平衡、平衡浓度以及吸收速度。（2）掌握氧氮化物吸收条件的选择。（3）掌握氧氮化物吸收流程。4、稀硝酸生产工艺流程（1）掌握稀硝酸生产的常压法、加压法、综合法3种工艺流程。（2）了解各种硝酸生产方法的技术经济指标。5、尾气的治理和能量利用掌握尾气治理的催化还原法、溶剂吸收法、固体吸附法的原理。6、浓硝酸的生产简介（1）由氨直接合成浓硝酸掌握制造浓硝酸的生产过程和直接合成浓硝酸的工艺流程。（2）间接法生产浓硝酸简介了解浓硫酸法浓缩硝酸和硝酸镁法浓缩硝酸的生产方法。第四章纯碱与烧碱一、考核知识点1、氨碱法制纯碱2、联合法抽取纯碱和氯化铵3、烧碱二、考核重点1、氨碱法生产纯碱的主要生产步骤、氨盐水的碳酸化2、联合制碱生产原理三、考核要求1、氨碱法制纯碱掌握氨碱法生产纯碱的主要生产步骤。（1）石灰石的煅烧与石灰乳的制备了解石灰石的煅烧反应和反应温度、氧化钙的消化反应；了解煅烧设备。（2）盐水的精制与吸氨了解盐水精制的目的、常用方法。了解盐水也氨及CO2的化学反应、反应条件及主要设备。（3）氨盐水的碳酸化掌握氨盐水碳酸化的化学反应，Na+、NH4+‖、Cl-、HCO3——H2o四元体系相图，P1、P2代表的意义，碳酸化过程的工艺条件的分析。了解氨盐水碳酸化过程的反应机理，碳化塔的结构及操作。（4）重碱的煅烧掌握重碱煅烧反应及操作条件，了解煅烧设备、重质纯碱的制造。（5）氨的回收了解蒸氨的原理、母液的蒸馏设备及工艺条件。（6）氨碱法制碱生产总流程6了解氨碱法制碱生产总流程。掌握氨碱法制碱的特点和总的反应式。2、联合制取纯碱和氨化铵掌握联合制碱法中的制碱、制铵两个过程构成的循环。（1）联合法制碱生产原理掌握联合制碱循环生产原理，能将两个过程在示意相图（图4-16）中标出。了解氯化铵结晶原理及相图分析。掌握循环过程中的三相工艺指标。（2）联合制碱法工艺流程了解联合制碱法工艺流程。（3）联合法与氨碱法的比较掌握联合法也氨碱法各自生产过程的优缺点。3、烧碱识记食盐水溶液电解制取烧碱的反应，电解制碱的常用方法。（1）解过程的基本原理识记民解过程的基本定律、阳极、阴极上发生的电极反应。了解理论分解电压、超电压、槽电压等定义。（2）隔膜法电解的工艺流程了解隔腊法电解的工艺流程及电解槽工作原理。（3）烧碱溶液的蒸发和固碱的生产了解多数蒸发器的蒸发流程、降膜法制固碱的流程。第五章基本有机化工的主要产品一、考核知识点1、基本有机化学工业的原料2、乙烯系列主要产品3、丙烯系列主要产品4、碳四系列主要产品5、芳烃系列主要产品6、涤纶二、考核重点1、乙烯系列主要产品2、碳四系列主要产品三、考核要求1、基本有机化学工业的原料识记天然气、石油、煤、农副产品等基本有机化学工业原料的特点。2、乙烯系列主要产品（1）聚乙烯掌握低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯的性能特点及生产流程、工艺条件。（2）环氧乙烷掌握环氧乙烷的生产原理、催化剂性能特点、生产工艺条件及乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺流程。（3）乙醛了解传统工业生产乙醛的主要方法；掌握乙烯液相直接氧化法生产乙醛的原理和工艺过程。3、丙烯系列主要产品（1）聚丙烯了解低聚丙烯的性能特点、生产方法，掌握聚丙烯生产工艺过程、催化剂构成、工艺条件。（2）丙烯腈7了解丙烯腈的生产方法，掌握丙烯氨氧化主副反应及工艺流程，所用催化剂构成，分析工艺参数对反应的影响。4、碳四系列主要产品（1）丁二烯了解丁二烯的性能特点及用途；掌握丁烯氧化脱氢制丁二烯的化学原理、工艺条件、工艺流程。（2）甲基叔丁基醚掌握甲基叔丁基醚的生产方法、工艺条件、工艺流程。5、芳烃系列主要产品（1）苯乙烯了解苯乙烯的基本性质、生产新技术；掌握催化脱氢制苯乙烯的化学原理、催化剂构成、工艺条件、工艺流程。（2）对苯二甲酸了解对苯二甲酸的基本性质、重要用途；掌握对二甲苯高温氧化制对苯二甲酸的化学原理、催化剂构成、工艺条件、工艺流程。6、涤纶（1）了解涤纶的优异性能和不足；（2）掌握聚酯纤维的生产方法、工艺条件、工艺流程。第六章天然气化工一、考核知识点1、天然气的组成与加工利用2、天然气的分离与净化3、天然气提氦4、天然气制碳黑5、天然气转化合成甲醇6、天然气制乙炔7、天然气的氯化加工8、天然气的其他直接化学加工二、考核重点1、天然气的分离与净化2、天然气转化合成甲醇3、天然气的氯化加工三、考核要求1、天然气的组成与加工利用（1）掌握天然气的组成与分类；（2）掌握天然气的物理化学性质；（3）了解天然气的加工利用途径。2、天然气的分离与净化（1）掌握天然气重力分离器的工作原理、工艺计算方法及重力分离器结构；（2）掌握天然气旋风分离器的工作原理、工艺计算方法及旋风分离器结构；（3）了解天然气溶剂吸收脱水的溶剂选择、脱水工艺流程、吸收塔工艺计算、溶