化工设计基础课程教学大纲

1、化工设计基础课程教学大纲（Chemical design basis）一、课程概况课程代码：2501050学 分：2学 时：32先修课程：高等数学、无机化学、有机化学、物理化学、化工原理等。适用专业：化学工程与工艺、应用化学教 材：化工设计概论（第二版），李国庭等，北京：化学工业出版社，2018.2课程归口：化工与材料学院课程的性质与任务：化工设计基础课程是化学工程与工艺专业的一门专业基础课，强调基础知识工程运用的实践性以及多专业基础课知识的综合性。通过本课程的学习引导学生使用所学的专业基础知识，进行化工流程的工艺设计以及扩大到工厂规模设计，为培养从事化工设计、化工生产管理方面的化工人才打下基

2、础。课程目标及对毕业要求观测点的支撑序号课程目标支撑毕业要求观测点毕业要求1目标1： 理解化工过程中物料和能量衡算的基本方法和程序，掌握物理、化学过程的物料和能量衡算，能对化工设备进行选型和设计，特别是掌握塔器、反应器、分离设备的设计。掌握化工“三废”处理一般方法；理解典型单元设备的控制流程设计。观测点2-2能够认识到解决复杂化学工程问题有多种方案可选择。毕业要求2：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析化学工程与工艺领域的复杂工程问题，以获得有效结论。2目标2：理解化工车间布置设计原则，理解化工软件作用，能对化工车间设备、管路进行合理布置；理解公用工程在产

3、品生产中的作用，掌握供水、供电、供暖等设备及管路设计；掌握化工设计概算方法，选择成本较低的工艺设计。观测点3-4：能够用图纸、设计说明书等形式呈现设计结果。毕业要求3：能够设计针对化学工程与工艺领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）、工艺流程或技术，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。课程要求及内容序号教学内容思政元素预期学习成果教学学时教学方式支撑课程目标1化工设计概述：化工设计指导思想，工程的概念、基本建设程序，项目立项，化工设计要求、分类、程序及内容，质量管理体系和设计部门与其他部门的关系。重点和难点：化工设计指导思想

4、，工程与项目的概念、化工设计要求、分类、程序及内容。结合工程、项目案例，讲解我国基础建设方面取得的成就，激发学生的爱国情怀。能够理解化工设计指导思想，化工厂概况，基本建设程序，项目立项；掌握化工设计要求、分类、程序及内容；了解质量管理体系和设计部门与其他部门的关系。2讲授/讨论/实例教学等目标12工艺路线与工艺流程设计：工艺路线的选择与确定，工艺流程设计，典型单元设备的控制流程设计，特定过程管路的流程设计，辅助生产流程，工艺流程图设计实例。重点和难点：工艺路线的选择与确定，工艺流程设计，典型单元设备的控制流程设计。工艺路线的选择需需先进、可靠、结合国情、因地制宜。引导学生遵守国家法律法规进行规

5、范设计，弘扬社会主义核心价值观。能够理解：典型单元设备的控制流程设计；掌握：工艺路线的选择与确定，工艺流程设计；了解：特定过程管路的流程设计，辅助生产流程。6讲授/实验/讨论/等目标23化工过程中的物料衡算：物料衡算的基本方法和基本程序，物理、化学过程的物料衡算。重点和难点：物料衡算的基本方法和基本程序，物理过程的物料衡算；化学过程的物料衡算。物料衡算是进行化工设计经济评价的基本依据，可定量评价工艺流程经济上是否合理、技术上是否先进。掌握：物理过程的物料衡算；了解：化学过程的物料衡算。1讲授/讨论/等目标14化工过程中的能量衡算：能量衡算的基本方法和基本程序，物理、化学过程的能量衡算，物料衡算

6、与热量衡算的联算。重点和难点：能量衡算的基本方法和基本程序，物理、化学过程的能量衡算。物料衡算与热量衡算的联算。引导学生理解节能的概念，具有社会责任意识。理解：能量衡算的基本方法和基本程序；掌握：物理过程的能量衡算；了解：学过程的能量衡算，物料衡算与热量衡算的联算。1讲授/实验/讨论/等目标15化工设备选型和设计计算：化工设备工艺设计的内容，物料输送设备，换热设备的设计与选用，塔器、反应器、分离设备的设计，储罐容器选型和设计。重点和难点：塔器、反应器、分离设备的设计；储罐容器选型和设计。理解：换热设备的设计与选用，化工设备工艺设计的内容；掌握：塔器、反应器、分离设备的设计。4讲授/讨论/等目标

7、26化工车间装置（布置）设计：结合车间布置设计图及示例，主要讲授车间产房布置设计、设备布置设计及要求。重点和难点：车间产房布置设计、设备布置设计及要求。引导学生依据国家规范、标准开展设计，加强工匠精神教育。理解：车间布置设计；掌握：车间产房布置设计、设备布置设计及要求。6讲授/实验/讨论/等目标27化工管路设计：依托典型设备的管道布置设计实例，讲述管道设计基础、绝热过程、化工管路设计内容及要求，管道布置图的绘制方法。重点和难点：化工管路设计内容及要求，管道布置图的绘制方法；管道布置图的绘制方法。理解：管道布置设计，化工管路设计内容及要求；掌握：管道布置图的绘制方法；了解：管道设计基础。6讲授/

8、讨论/等目标28化工公用工程设计及安全知识：供水与排水、供热、供电、采暖与通风、安全和卫生。重点和难点：供水与排水、供热、供电、采暖与通风、安全和卫生。职业安全素养的培养。了解：供水与排水、供热、供电、采暖与通风、安全和卫生。2讲授/讨论/等目标19化工环境工程设计：化工环境污染概况，化工污染物的种类及来源，化工生产的污染特点，化工生产中对环境有害的污染物，化工“三废”的一般处理方法、处理工程实例，化工污染防治的发展趋势，化工清洁生产与循环经济。重点和难点：化工“三废”的一般处理方法。生态文明教育：绿水青山才是金山银山。化工设计必须考虑清洁生产、可循环利用。理解：化工污染物的种类及来源，化工生

9、产的污染特点，化工生产中对环境有害的污染物；掌握：化工“三废”的一般处理方法；了解：化工环境污染概况，化工污染防治的发展趋势，化工清洁生产与循环经济。2讲授/讨论/等目标210化工设计常用软件介绍：化工软件发展概述，ASPEN PLUS 简介，工程绘图软件Auto CAD应用介绍。重点和难点：ASPEN PLUS 的使用以化工设计由手工设计向软件设计进化为例，灌输改革创新为核心的时代精神。理解：化工软件作用；了解工程绘图软件Auto CAD应用；了解ASPEN PLUS。2讲授/讨论/等目标1四、课程实施（一）教学方法与教学手段1.把握主线，引导学生掌握化工设计基本概念，利用现代化工设计中的实

10、际案例，帮助学生理解化工设计程序与方法，使学生熟练掌握物料衡算、能量衡算、化工车间布置、管道设计、公用工程、三废处理等关键程序。2.采用多媒体教学手段，配合实例的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。3.采用案例式教学，引进化工厂设计的的实际案例，让学生真正了解并掌握化工设计全流程，从而具备相关知识和方法的实际应用能力。（二）课程实施与保障主要教学环节质量要求1备课（1）掌握本课程教学大纲内容，严格按照教学大纲要求进行课程教学内容的组织。（2）熟悉教材各章节，借助专业书籍资料，并依据教学大纲编写授课计划，编写每次授课的教案。教案内容包括章节标题、教学目的、教法

11、设计、课堂类型、时间分配、授课内容、课后作业、教学效果分析等方面。（3）根据各部分教学内容，构思授课思路、技巧，选择合适的教学方法。2讲授（1）要点准确、推理正确、条理清晰、重点突出，能够理论联系实际，熟练地解答和讲解例题。（2）采用多种教学方式（如启发式教学、案例分析教学、讨论式教学、多媒体示范教学等），注重培养学生发现、分析和解决问题的能力。（3）能够采用现代信息技术辅助教学。（4）表达方式应能便于学生理解、接受，力求形象生动，使学生在掌握知识的过程中，保持较为浓厚的学习兴趣。3作业布置与批改学生必须完成规定数量的作业，作业必须达到以下基本要求：（1）按时按量完成作业，不缺交，不抄袭。（2

12、）书写规范、清晰。（3）解题方法和步骤正确。教师批改和讲评作业要求如下：（1）学生的作业要按时全部批改，并及时进行讲评。（2）教师批改和讲评作业要认真、细致，按百分制评定成绩并写明日期。（3）学生作业的平均成绩应作为本课程总评成绩中平时成绩的重要组成部分。4课外答疑为了解学生的学习情况，帮助学生更好地理解和消化所学知识、改进学习方法和思维方式，培养其独立思考问题的能力，任课教师需每周安排一定时间进行课外答疑与辅导。5成绩考核本课程考核的方式为期末大作业。有下列情况之一者，总评成绩为不及格：（1）缺交作业次数达1/3以上者。（2）缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者。（3）课程目标小于0.6

13、。五、课程考核方式（一）课程考核包括期末大作业、平时及作业情况考核和课堂互动考核，。（二）课程成绩=平时作业成绩20%+考勤及课堂练习20%+期末考试成绩60%。具体内容和比例如表所示。成绩组成考核/评价环节权重考核/评价细则对应的毕业要求指标点平时成绩平时作业20%课后完成20-30个习题，主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度，计算全部作业的平均成绩再按20%计入总成绩。2-2、3-4考勤及课堂练习20%以随机的形式，在每章内容进行中或结束后，随堂测试1-3题，主要考核学生课堂的听课效果和课后及时复习消化本章知识的能力，结合平时考勤，最后按20%计入课程总成绩。2-2、3-4期末考试期末大作业60%期末大作业为设计一座化工厂，设计成品包括初步设计说明书及图纸，以成绩的60%计入课程总成绩。2-2、3-4（三）所有课程目标均需大于等于0.6，否则总评成绩不及格，需要补考或重修。每个课程目标达成度计算方法如下：式中：Ai=平时成绩占总评成绩的权重课程目标i在平时成绩中的权重，Bi=期末成绩占总评成绩的权重课程目标i