高等教育自學考試大綱

天津市高等教育自學考試課程考試大綱考試課程考試大綱課9性質(zhì)與目標一、課程性質(zhì)與特點產(chǎn)工藝作為教學內(nèi)容,主要介紹將原料經(jīng)過化學和物理變化生成化工產(chǎn)品的方法和過程(重素等的深入分析和工藝條件的選擇,利于考生掌握化學工藝過程的特點和化工生產(chǎn)概貌,并二、課程目標與基本要求使學生通過本課程的學習,了解化學工業(yè)生產(chǎn)的基本過程，掌握化工過程的基本原理和工藝知識,掌握化工計算的基本概念和主要計算方法.為進行化工過程開發(fā)、設計和生產(chǎn)管理打下基礎．分析和解決化工生產(chǎn)及化工過程開發(fā)中出現(xiàn)的工藝問題。三、與本專業(yè)其他課程的關系內(nèi)容與考核目標第一章工業(yè)化學與化工計算基礎一、學習目的與要求通過本章學習，正確理解與化學工藝有關的化學反應平衡、化學反應速率、相平衡等化學原理和基本概念，明確其在生產(chǎn)過程中的應用;了解化工生產(chǎn)過程的基本組成和一些通用機械與設備的結構及作用。二、考核知識點與考核目標(一)化工生產(chǎn)中的主要操作變量及其單位(一般)識記：對化工生產(chǎn)具有重要影響的操作變量的名稱.理解:各操作變量的含義及單位。應用:根據(jù)不同單位制之間的換算關系,進行以上變量的單位換算。(二)化學反應的分類及其特點(次重點)識記:化學反應的分類方法及各類反應的名稱.理解：各類反應的特點以及這些特點與操作變量的確定有何關系。(三)化學反應速率概念及其影響因素(重點)天津市高等教育自學考試課程考試大綱識記:研究化學反應速率的意義.(2)平均反應速率和瞬時反應速率的含義.應用：分析操作變量對反應速率的影響。(四)化學反應平衡原理及應用(重點)識記:(1)可逆反應與不可逆反應的總反應速率(凈反應速率)；(2)反應達平衡時的總速率及系統(tǒng)中各組分濃度與時間的關系.(1)平衡常數(shù)概念及其表達式;應用：分析操作變量對化學平衡的影響。(五)相平衡有關概念及定律(次重點)識記：物質(zhì)的三態(tài);相的定義;相平衡的定義。液相平衡的特點；(3)理想情況下多組分系統(tǒng)的氣相飽和蒸汽壓計算公式(拉烏爾定律)；(4)固體在液體中的溶解度定義;(5)氣體在液體中的溶解度定義；(6)亨利定律公式及式中各項的含義.(2)運用亨利定律估算氣體的溶解度。(六)化工生產(chǎn)過程的基本組成(次重點)識記:(1)化工生產(chǎn)過程三大步驟的名稱及各步驟的作用;(2)化工生產(chǎn)中物理過程(化工單元操作)的主要類別、名稱和功能.(一般)識記:(1)液體輸送的主要機械名稱和功能；(2)氣體輸送與增壓的主要機械名稱和功能。識記:換熱設備的種類。理解：各類換熱設備的基本結構及其優(yōu)缺點。(九)傳質(zhì)設備(一般)識記:主要傳質(zhì)設備的名稱和功能。傳質(zhì)設備的特點；(2)填料塔和板式塔的基本結構和特點.第二章硫酸工業(yè)通過本章學習,了解以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的主要生產(chǎn)過程和工藝流程。正確理解硫掌握各反應過程工藝條件的確定原則;掌握氣－固相反應的速度控制步驟概念,分析沸騰焙燒技術的優(yōu)缺點；掌握最適宜反應溫度概念和多段固定床催化反應器的結構和適用對象.天津市高等教育自學考試課程考試大綱(一)硫酸產(chǎn)品的規(guī)格和用途(一般)識記:硫酸的兩種規(guī)格及硫酸在國民經(jīng)濟各部門的應用。(二)生產(chǎn)硫酸的原料和硫鐵礦生產(chǎn)硫酸的工藝過程(次重點)理解：硫鐵礦生產(chǎn)硫酸的四個工藝過程的作用及各化學反應過程的主要反應．(三)二氧化硫爐氣的制備原理、工藝及設備(重點)識記:(1)硫鐵礦焙燒過程的主反應和副反應;(2)固定床、流化床和氣力輸送床的概念。理解:(1)硫鐵礦焙燒主反應的特點;(2)氣—固非均相反應總速度的控制步驟概念;(3)提高化學反應速度的措施；(5)沸騰焙燒爐的主要結構及各部分的作用；(6)確定溫度、礦料粒度、風速等沸騰焙燒爐操作條件的原則；(7)爐氣中SO含量存在極限值的原因．2應用:(1)根據(jù)沸騰焙燒爐的工作原理及操作條件,闡明沸騰焙燒技術的優(yōu)缺點;(2)根據(jù)空氣焙燒硫鐵礦爐氣理論組成計算方法，計算過量空氣焙燒的爐氣組(四)二氧化硫爐氣的凈化方法和設備(一般)識記：二氧化硫爐氣的成分及爐氣中各種雜質(zhì)的危害性。理解：(1)旋風除塵、文氏管水洗滌、泡沫塔水洗滌、電除塵除霧、濃硫酸干燥等方法的原理;(2)各種凈化方法脫除對象及各法特點的比較。(五)二氧化硫氧化反應的理論基礎和工藝條件(重點)理解：(1)二氧化硫氧化反應的特點,該反應的平衡常數(shù)K和平衡轉化率Xe的定義，PP(2)催化劑的作用，催化劑起燃溫度和耐熱極限溫度的概念；(3)最適宜反應溫度的概念，最適宜溫度線和平衡線的含義.氧化硫氧化反應過程溫度、壓力、SO起始濃度、最終轉化率等工藝條件2(2)解釋硫酸生產(chǎn)的“兩轉兩吸”工藝流程可提高最終轉化率的原因。(六)二氧化硫轉化器的型式和結構(重點)及含義;(4)爐氣冷激式轉化器的溫度-轉化率操作線形狀及含義。應用:根據(jù)多段間接換熱式轉化器和多段冷激式轉化器的結構、換熱方式,比較它們的(七)二氧化硫催化氧化的工藝流程(重點)天津市高等教育自學考試課程考試大綱理解:(1)四段轉化間接換熱流程中各設備的作用和配置順序；應用:畫出四段轉化間接換熱流程示意圖(只畫出主要設備及它們之間的物流聯(lián)系,轉化器可再簡化,不必畫調(diào)節(jié)分路)，分析該流程中熱量利用的方式和合理性。(八)三氧化硫的吸收過程(一般)識記:三氧化硫的吸收流程。理解:(1)三氧化硫吸收反應及其特點;(2)選定三氧化硫吸收劑種類和濃度的依據(jù);(3)吸收溫度、吸收劑出塔濃度對三氧化硫吸收率的影響。(九)硫酸生產(chǎn)中三個主要反應過程的特點(次重點)識記:三個主要反應過程的名稱。點,氧的擴散和溫度對反應速率的影響;(3)最適宜反應溫度線與多段式固定床反應器結構的關系;(十)硫酸生產(chǎn)流程的基本特點和“三廢”的治理(一般)識記:(1)硫鐵礦生產(chǎn)硫酸總流程的特點;(2)反應熱利用在硫酸生產(chǎn)總流程中的體現(xiàn);(3)硫酸生產(chǎn)中廢氣、廢液、廢渣的來源和治理方法。第三章純堿工業(yè)一、學習的目的與要求工過程(步驟)的方法原理、主要反應的特點和各工藝條件的影響和選定依據(jù)。掌握鈉利用率、固定氨和游離氨等基本概念,以及碳化塔和蒸氨塔的結構及操作要點。學會石灰石煅燒窯窯氣組成的計算方法。二、考核知識點與考核目標(一)純堿的主要工業(yè)生產(chǎn)方法和過程(一般)識記:(1)氨堿法(蘇爾維法)制純堿的主要生產(chǎn)過程,該法存在的問題；(2)聯(lián)合制堿法的原則流程,該法存在的問題。(二)石灰石煅燒過程的特點、設備結構和窯氣的理論組成(次重點)識記:煅燒石灰石的目的.(2)配焦比定義,窯氣的成分及其理論組成的計算方法;(3)石灰窯的基本結構、窯內(nèi)溫度分布情況及各溫度區(qū)段的作用。(三)鹽水精制方法及原理(一般)識記:鹽水中雜質(zhì)的危害性。(四)鹽水吸氨過程的特點、影響因素和設備結構(重點)(2)鹽水吸氨過程的特點及主要反應;(3)吸氨塔的基本結構及各部分的功能;(4)冷卻對鹽水吸氨過程的重要性。天津市高等教育自學考試課程考試大綱應用:根據(jù)吸氨塔結構和吸氨流程,指出保證氨鹽水良好冷卻的措施。(五)氨鹽水碳酸化過程的特點及工藝條件分析(重點)識記:氨鹽水碳酸化過程的原料和產(chǎn)品。理解:(1)氨鹽水碳酸化的主要反應、過程特點;(2)鈉利用率的概念;各種操作參數(shù)對系統(tǒng)相平衡的影響；(3)各因素對重堿(NaHCO)結晶質(zhì)量的影響。3應用：(1)根據(jù)氨鹽水碳酸化過程特點和相平衡影響因素分析,指出提高鈉利用率(2)指出在碳酸化過程中制得粒度較大的NaHCO結晶的工藝措施.3(六)碳酸化工藝流程、碳化塔結構及操作要點(重點)識記:碳酸化工藝流程示意圖.理解：(1)碳化塔基本結構;(2)碳化塔全塔溫度分布的控制及其目的；(3)“倒塔"操作的目的和安排。(七)重堿過濾目的和設備工作原理(一般)識記:(1)過濾的功能和重堿過濾目的;(2)回轉真空過濾機基本結構及各濾段的作用。(八)重堿煅燒過程的特點和設備(一般)。(九)氨回收的方法、設備和主要操作條件(重點)(2)游離氨和固定氨的回收方法(蒸氨原理);(3)蒸氨塔的基本結構,低壓水蒸氣作為蒸氨過程熱源的優(yōu)點;蒸氨塔的操作條件及其對蒸氨過程的影響。,指出如何保證最大限度地回收氨。(十)氨堿法制純堿生產(chǎn)總流程的基本特點(次重點)識記：氨堿法制純堿生產(chǎn)總流程。第四章合成氨工業(yè)一、學習的目的與要求通過本章學習,了解合成氨生產(chǎn)過程的方法和主要步驟。正確理解以固體燃料和以天然及適用場合。理解壓力對氨合成反應的重要影響以及其它工藝條件的影響,掌握高壓反應器的結構特點,理解循環(huán)流程的基本環(huán)節(jié)和作用。二、考核知識點與考核目標一)合成氨的重要性(一般)(二)合成氨的生產(chǎn)方法(一般)識記：(1)工業(yè)生產(chǎn)合成氨的基礎原料；(2)合成氨生產(chǎn)過程的三個步驟；(3)固體燃料為原料的合成氨生產(chǎn)原則流程。天津市高等教育自學考試課程考試大綱(三)合成氨原料氣的制備方法及其原理(重點)識記:制備合成氨原料氣的固體原料和氣體原料種類以及氣化劑種類。理解:(1)煤或焦炭制備半水煤氣的氣化反應和反應熱;解決半水煤氣成分和熱量平衡矛盾的方法(富氧空氣氣化法和間歇式氣化法)；(2)間歇式氣化法制半水煤氣的工作循環(huán);(3)甲烷蒸汽轉化法制合成氨原料氣的主反應及特點,有利于化學平衡的條件;(4)甲烷蒸汽轉化法制合成氨原料氣的主要副反應及其危害性;(5)甲烷蒸汽轉化過程必須采用催化劑的原因,催化劑的組分及其作用;(6)工業(yè)上實施甲烷蒸汽轉化的三種方法及其供熱方式。(四)合成氨原料氣制備設備和流程(重點)識記(了解):固定層煤氣發(fā)生爐基本結構及爐中燃料層的分區(qū)。理解(掌握):天然氣蒸汽轉化二段法的工藝流程和一段轉化爐的爐型、結構.(五)合成氨原料氣的脫硫(一般)識記:(1)原料氣中的硫化物種類、危害性;(2)脫硫方法、脫硫劑、各種脫硫方法的特點及其適用場合。(六)一氧化碳變換和合成氨原料氣的精制(重點)(2)脫除二氧化碳的目的;常用脫碳方法及其適用場合；(3)脫除少量一氧化碳的目的、方法及其適用場合。：(1)一氧化碳變換反應及過程特點,反應溫度與出口CO含量的關系;(2)高溫變換催化劑與低溫變換催化劑的組成、操作溫度、還原目的；(3)多段高溫變換流程及其適用對象,該流程中飽和塔和熱水塔的作用；(4)變換爐的類型和結構特點。應用：(1)根據(jù)變換反應的特點,提出高溫變換和低溫變換串聯(lián)流程的組織原則；(2)比較一氧化碳變換與二氧化硫氧化兩個反應過程的異同點(七)氨合成反應特點、催化劑和工藝條件(重點)理解:(1)氨合成反應及其特點； (2)溫度和壓力對氨合成反應平衡常數(shù)K及平衡氨含量的影響，其它因素的P(3)氨合成催化劑的主要成分和助催化劑的作用,該催化劑的毒物；(4)空間速度的定義,此參數(shù)對合成塔生產(chǎn)強度的影響。應用:根據(jù)氨合成反應特點、化學平衡原理、催化劑性能等，分析壓力、溫度、進合成塔氣體成分、空間速度等因素對反應的影響，并選定氨合成的工藝條件。(八)氨合成流程和氨合成塔(重點)識記:合成系統(tǒng)中氫氮原料氣壓縮的目的。理解:(1)氨合成流程的五個基本環(huán)節(jié)及其作用;(2)中壓兩級氨分離流程的特點;(3)氨合成塔(高壓反應器)的基本結構和型式。(九)合成氨生產(chǎn)工藝基本特點及節(jié)能措施(次重點)(2)大型化合成氨廠節(jié)能的主要措施。天津市高等教育自學考試課程考試大綱(2)合成氨生產(chǎn)中幾個氣—固相催化反應過程的比較(異同點)。第五章石油加工工業(yè)通過本章學習，了解石油的主要組成、石油加工的方法和主要油品類別.正確理解原油一次加工和二次加工的基本原理和有關概念,了解原油蒸餾塔的種類和塔板結構。了解催化的結構特點及其優(yōu)缺點；催化重整固定床反應器的結構特點。二、考核知識點與考核目標(一)石油的組成和油品主要類別(一般)識記：(1)原油中的主要組成(烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴)的化學結構；(2)原油加工的產(chǎn)物種類，主要油品的類別。(二)石油加工的工藝方案(一般)(2)石油加工工藝方案的三種類型和化工型石油加工廠的特點。(三)石油的蒸餾(原油一次加工)(次重點)識記:原油常、減壓蒸餾的原料和產(chǎn)品(2)原油精餾原理,連續(xù)蒸餾過程的基本條件;(3)原油精餾的特點;。(四)原油精餾塔及塔板型式(一般)理解:(1)原油精餾塔基本結構；(2)常見的原油精餾塔塔板型式及塔板上流體流動狀況。(五)催化裂化過程(原油的二次加工)(重點)識記：催化裂化的目的、原料、主要產(chǎn)品。理解:(1)催化裂化的催化劑和反應器結構特點、優(yōu)缺點;(2)催化裂化的主要反應類型，主要產(chǎn)物,該過程的總熱效應;(3)催化裂化工藝中反應—再生系統(tǒng)的作用;(4)氣流輸送固體催化劑顆粒的兩種主要形式;(5)催化裂化工藝流程中各設備的功能,提升管反應器的結構;(6)催化裂化主要操作條件的影響。應用：闡述提升管反應器的優(yōu)點。(六)催化重整過程(原油的二次加工)(重點)識記：催化重整的目的、原料、主要產(chǎn)品。理解:(1)催化重整的催化劑和反應器類型；(2)催化重整的主要反應類型及其熱效應,過程總熱效應．(3)催化重整的主要操作條件及其影響;(4)催化重整工藝流程中各設備的功能；(七)石油加工工藝的基本特點和熱量的綜合利用(次重點)識記：石油加工工藝的基本特點.供熱方式；天津市高等教育自學考試課程考試大綱(3)熱量綜合利用的主要實施方式.應用：提出高溫煙道氣余熱的利用方式，低溫余熱的利用方式。第六章物料衡算一、學習的目的與要求通過本章學習,理解物料平衡方程式的含義,掌握物料衡算的基本方法和程序,能夠完成非化學反應過程、化學反應過程、帶循環(huán)物料過程的物料衡算.二、考核知識點與考核目標(一)物料衡算系統(tǒng)與環(huán)境的概念(一般)識記：(1)劃定物料衡算系統(tǒng)(體系或物系)的目的;系統(tǒng)與環(huán)境的關系;(2)物料衡算系統(tǒng)的圖形表達形式.(二)穩(wěn)定過程與非穩(wěn)定過程的概念(一般)識記:穩(wěn)定過程與非穩(wěn)定過程的定義，各自在化工生產(chǎn)中的實例。理解:穩(wěn)定過程中系統(tǒng)物料具有的特點.(三)物料平衡方程式的類型和含義(次重點)識記：物料平衡的理論基礎--質(zhì)量守恒定律。理解:物料平衡方程式(物料衡算方程式)的三類數(shù)學表達式形式及式中各參數(shù)的含應用：三類物料平衡方程式的舉例。(四)物料衡算的基本方法和程序(重點)(2)選取計算基準的重要性和方法；(3)建立物料衡算方程式的目的和條件；(4)建立不同工藝過程的物料衡算方程式的依據(jù)和方法；應用：在理解上述內(nèi)容的基礎上,選做復習題中一些題。(五)帶循環(huán)過程的物料衡算(重點)理解：(1)循環(huán)過程的特點及各物流之間在量與組成方面的相互關系;(2)循環(huán)過程放空量的計算方法;(3)單程轉化率、總轉化率(全程轉化率)、單程收率、總收率的定義與計算方(4)循環(huán)比的概念，循環(huán)物流量及組成的計算方法．應用:在理解上述內(nèi)容的基礎上,選做復習題中有關帶循環(huán)過程的物料衡算題。(六)物料衡算中的變量與方程類別(次重點)解:(1)物料衡算中各類變量的具體名稱及含義,系統(tǒng)總變量數(shù)的計算式．(2)設計變量的用途及來源；(3)物料衡算中涉及的方程類別。(七)物料衡算的綜合分析及計算(重點)(2)各例題的具體計算方法和內(nèi)容。應用：在正確理解物料平衡有關概念、物料衡算方法和例題的計算內(nèi)容的基礎上,完成復習題中要求的計算。第七章能量衡算天津市高等教育自學考試課程考試大綱一、學習的目的和要求通過本章學習，了解化工生產(chǎn)中涉及的能量形式、能量守恒與轉化定律的數(shù)學表達式;握各種熱量的計算方法.能夠進行不同化工過程及工業(yè)反應器的熱量衡算．二、考核知識點與考核目標(一)化工生產(chǎn)中涉及到的能量形式(一般)(2)熱與功的概念與性質(zhì).(二)能量平衡方程式與熱量平衡方程式(一般)識記：(1)劃定能量衡算系統(tǒng)的目的，能量衡算系統(tǒng)與環(huán)境的關系;(2)普遍化能量平衡方程式的形式及式中各項的含義和符號；的形式；動系統(tǒng)的特點及其能量平衡方程式的形式；(5)能量平衡方程式與熱量平衡方程式的關系與區(qū)別。(三)焓與熱量的概念(重點)理解:(1)焓的定義及基本性質(zhì);應用：利用焓值表中數(shù)據(jù)計算所需熱量或系統(tǒng)與環(huán)境所交換的熱量。(四)熱量的分類與計算方法(重點)系；(2)以上各種熱量的計算方法及溫度基準。應用:根據(jù)各種熱量的計算方法分別計算復習題中有關的顯熱、相變熱、混合熱、化(五)非化學反應過程的熱量衡算(一般)類型；(2)此類過程的熱量衡算方程式、衡算方法和步驟；(3)各例題的計算內(nèi)容。應用:計算復習題中非化學反應過程的有關熱量．(六)化學反應過程及反應器的熱量衡算(重點)理解:(1)穩(wěn)態(tài)流動反應過程中,系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱量與系統(tǒng)焓變的關系;(2)穩(wěn)態(tài)流動反應過程熱量衡算的主要兩種方法和計算內(nèi)容;(3)與環(huán)境有熱交換的反應器(等溫反應器和變溫反應器)的熱量衡算方程式,對反應器供熱量或排熱量的計算方法；(4)絕熱反應器概念及其熱量衡算方程式,絕熱溫度或絕熱溫升的計算方法。應用:計算復習題中有關化學反應過程的熱量或其他參數(shù)。說明與實施要求一、考核目標的能力層次表述本課程的考核目標共分為三個能力層次：識記(了解)、理解(掌握)、應用,它們之間上。其具體含義為:識記(了解):能知道有關的名詞、概念、知識的含義，并能正確認識和表述,是低層天津市高等教育自學考試課程考試大綱理解(掌握)：在識記的基礎上,能全面理解基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有關概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。應用：在理解(掌握)的基礎上，能運用基本概念、基本原理、基本方法分析和解決有二、指定教材《工業(yè)化學與化工計算》陳之川主編化學工業(yè)出版社1992年出版.三、自學方法指導1、考生在自學教材的每一章時,應先閱讀本大綱,了解該章的學習目的與要求，明確考核知識點與考核目標,了解對知識點的能力層次要求，以便有的放失地掌握課程內(nèi)容。在頭腦中形成完整的內(nèi)容體系。同時在對一些知識內(nèi)容進問題,聯(lián)系實際，從而達到深層次的認識水平。4、閱讀教材時,應在理解的基礎上做筆記,把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理,以便加深對課程內(nèi)容的理解和記憶,也有利于突出重點,了解全面。5、自學每一章后,應該選做該章的一些復習題,以達到加深對課程內(nèi)容理解、記憶和運四、對社會助學的要求本大綱規(guī)定的考核知識點相一致,不要隨意增刪內(nèi)容，以免與本大綱脫節(jié).出重點,啟發(fā)引導,注重培養(yǎng)分析和解決問題的能力。也應適當做一些計算題的演示和輔導。3、應對學習方法進行指導，提倡“認真閱讀教材,刻苦鉆研教材,主動爭取幫助，依靠4、要使學生了解試題的難易與能力層次的高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次5、助學學時及分配建議:本