《化工设计A》课程介绍与教学大纲

《化工设计A》教学大纲课程编号：03014827课程名称：化工设计A/ChemicalProcessDesignA学分:3学时：48（课内实践教学：24实验：上机：24课外实践：）适用专业：化学工程与工艺及相近专业建议修读学期：第6学期开课单位：化工系先修课程：物理化学、化工原理、高等数学、化学反应工程、化工热力学、化工制图考核方式与成绩评定标准：考查、课程作业60%+平时成绩40%教材与主要参考书目：《化工设计概论》李国庭等化学工业出版社《化工过程设计》王静康等化学工业出版社内容概述：本课程为化学工程与工艺专业的专业必修课。本课程以化工生产车间（装置）的工艺设计为重点，讲述与国际化工设计相接轨、目前国内通用的化工设计的原则、方法、设计程序与技巧，和各种化工工艺图与化工设备图的绘制与阅读方法，以及计算机在化工设计计算与绘图中的应用。通过本课程的学习，使学生对化工生产车间（装置）设计的内容和步骤有较全面的了解，并具有初步的化工装置设计能力。通过本课程的学习和毕业设计环节的实践，培养学生综合运用所学知识分析和解决实际工程问题的能力，增强学生的工程概念和技术经济意识，熟悉化工设计的常用规范，使学生具备化学工程师的基本素质。ChemicalProcessDesignisacompulsorysubjectforchemicalengineeringandprocessengineering.Thiscoursefocusesontheprocessdesignofthechemicalplant(plant),andintroducestheprinciples,methods,designproceduresandtechniquesofthecommonchemicaldesigninChina,andabriefdescriptionofvariouschemicalprocessplansandchemicalequipmentdrawings.Drawingandreadingmethod,aswellasthecomputerinthechemicaldesigncalculationandmappingapplications.Throughthiscourse,studentswillhaveabetterunderstandingofthecontentsandstepsofchemicalplantdesign,andhaveapreliminarycapabilityofchemicalplantdesign.Throughthestudyofthiscourseandthepracticeofgraduationdesign,studentswillbeabletousetheknowledgeoftheprojecttoanalyzeandsolvepracticalengineeringproblems,toenhancestudents'engineeringconceptsandtechnicalandeconomicawareness,tofamiliarizethemselveswiththecommonnormsofchemicaldesign,andtoequipstudentswithchemicalengineersThebasicquality.

《化工设计A》教学大纲课程编号：03014827课程名称：化工设计A/ChemicalProcessDesignA学分:3学时：48（课内实践教学：24实验：上机：24课外实践：）适用专业：化学工程与工艺及相近专业建议修读学期：第6学期开课单位：化工系先修课程：物理化学、化工原理、高等数学、化学反应工程、化工热力学、化工制图课程性质、目的与任务课程性质：《化工设计》是化学工程专业的专业课程，内容包括化工工艺过程设计与化工厂设计。本课程系统地阐述了现代化工过程工程学中的核心内容：工艺过程设计与化工厂整体设计的基本原理、基本程序与基本方法。课程目的：掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范和基本思维方式；给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养；掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管道布置的原则、方法和步骤；掌握物料衡算、热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和方法，并能运用计算机进行工艺计算；掌握工艺流程图、设备布置图、管道布置图及化工设备图的表达内容、绘制方法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺流程图、设备布置图和化工设备图；了解非工艺专业的设计及概算的内容，设计的技术经济评价方法，为非工艺专业提供设计条件。课程任务：“化工设计”是化学工程技术人员必不可少的技术基础知识之一，要求具备一定的洞察化学工业全局的能力，对过程进行全面的技术经济评价，在设计中，善于将技术与经济进行综合研究来指导设计和处理设计中的具体问题。教学目标：通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力：1.能够运用数学、物理、物理化学和化工原理知识表达问题，建立化工过程相关变量的数学模型，并求解。2.能针对复杂的化工设计任务，采用系统的方法，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，进行化工工艺流程设计与优化。3.能掌握化工设计和生产的政策、法规、规范和安全规程等知识，并能用于复杂工程设计。4.能理解并掌握工程中涉及的管理原理与经济决策方法。毕业要求与指标点的对应关系毕业要求指标点课程目标2、问题分析能应用数学、自然科学和工程原理，结合从工程问题中抽象出数学和物理模型，分析、模拟复杂工程问题，并获得有效结论。教学目标13、设计/开发解决方案能针对复杂的化工设计任务，采用系统的方法，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，进行化工工艺流程设计与优化。教学目标26、工程与社会掌握化工设计和生产的政策、法规、规范和安全规程等知识，并能用于复杂工程设计。教学目标311、项目管理理解并掌握工程中涉及的管理原理与经济决策方法。教学目标4教学内容、基本要求及学时分配本课程实践（上机）教学课时48学时，安排如下表所示：课程内容教学要求重点（☆）难点（△）学时安排实验学时上机学时备注1.项目建设的设计程序和内容B4学时4学时2.工艺流程设计A☆4学时4学时3.化工过程设计B△4学时4学时4.化工过程优化B☆4学时4学时5.化工厂设计A☆4学时4学时6.设计的工具-化工设计软件A☆△4学时4学时7.简单单元模拟及流体输送单元模拟B△8学时8学时8.换热器单元及分离单元模拟B△8学时8学时9.反应器单元模拟及工艺流程模拟B△8学时8学时（教学基本要求：A-熟练掌握；B-掌握；C-了解）课程设计报告基本要求要求掌握工艺路线的确定，工艺流程，物料衡算，热量衡算，绘制物料流程图、带控制点的工艺流程图，液体、气体输送设备、贮罐、换热设备、分离设备、传质设备、化学反应器的选型及设计计算，化工厂车间布置，设备设计，化工管路计算、管路布置。熟悉化工厂设计要求：设计原则、程序、内容，辅助生产流程设计，厂址选择，总平面布置，设计标准与规范，化工过程设计优化。了解土建设计，电器设计，自控设计，给水排水设计，采暖通风设计，环境保护，工业卫生，节能，建设项目投资估算，单元设备价格估算，生产成本估算，经济评价，综合技术经济指标，工程概算书的编制，化工过程模拟软件的应用。教学方法与教学手段1.阐述基本原理，理论联系实际，培养学生创新能力。2.采用多媒体课件、电子备课、传统教学和化工软件相结合进行教学。3.通过案例分析，强化化工设计理论思维方法的建立和应用。4.理论教学与化工软件使用训练相结合，强化学生工程观点的建立和工程分析能力的培养。考核方式与成绩评定标准考核内容支撑的毕业要求所占比例考核方式化工过程设计：化工过程设计的基本内容及化工过程设计的基础-化工系统工程。5-10%课程作业和平时作业化工厂设计概述，化工设计的工作程序。熟悉工艺包设计的内容和工作程序及化工工艺设计。整套设计中的全局问题。毕业要求1、2、310-15%课程作业和平时作业物料衡算与热量衡算：掌握简单的物料衡算及带有循环流的物料衡算。热量衡算、化工过程流程中的物料衡算与热量衡算及计算机辅助过程物料衡算与热量衡算。毕业要求1、2、310-15%课程作业和平时作业流程组织与合成：过程合成及反应与分离的合成。热交换网络的合成及过程能量集成。过程物质集成与批处理过程的过程合成。毕业要求1、2、310-15%课程作业和平时作业化工过程分析：系统的可靠性与可靠度分析及安全性与损失的预防。化工过程的能耗分析与评价-有效能分析及其应用。毕业要求1、2、310-15%课程作业和平时作业经济分析与评价：熟悉经济结构与投入产出模型，企业投资与成本估算。销售收入、税金和利润及经济评价。毕业要求45-10%课程作业和平时作业设计的工具-化工设计软件：化工过程模拟。AspenPlus软件。毕业要求2、35-10%课程作业和平时作业简单单元模拟及流体输送单元模拟：混合器、分流器、调节器及简单分离器模拟。泵、压缩机、阀门及管路系统模拟。毕业要求2、315-20%课程作业和平时作业换热器单元及分离单元模拟：换热器模拟。精馏塔的设计及塔板和填料的设计与校核。毕业要求2、315-20%课程作业和平时作业反应器单元模拟及工艺流程模拟：反应器单元模拟。工艺流程模拟。毕业要求2、320-25%课程作业和平时作业成绩评定方法：课程作业60%+平时成绩40%七、教材与主要参考书目1．《化工设计概论》李国庭等化学工业出版社2.《化工过程开发设计》徐宝东主编化学工业出版社3．《化工设计》黄英主编科学出版社4．《化工设计》梁志武主编化学工业出版社5．《化工设计》齐济主编大连理工大学出版社6．《ChemicalProcessDesignandIntegration》R.Smith,JohnWiley&Sons,Inc.,20047.