《化工软件实训》课程教学大纲

《化工软件实训》教学大纲一、课程基本信息课程名称化工软件实训ChemicalEngineeringSoftwareTraining课程编码CHM120921005开课院部化学工程学院课程团队化工过程模拟教学团队学分0.5课内学时0.5周讲授0实验0上机0实践0.5周课外学时0适用专业化学工程与工艺授课语言中文先修课程化工原理（2-1）、化工热力学、化工原理（2-2）、化学反应工程（双语）、石油炼制工程课程简介（限选）本课程是化学工程与工艺专业工程应用培养方向的一门必修实践课程，内容主要介绍基于过程模拟软件AspenPlus、HYSYS、AspenDynamics的原理及其使用方法；阐述基于过程模拟软件的多元复杂精馏分离过程、反应精馏分离过程以及石油加工过程工艺单元的稳态设计；讲述顺序迭代优化策略的原理及以年总费用最小为目标的过程优化；介绍过程模拟软件的基本知识以及多元复杂精馏、反应精馏、石油加工工艺的温度控制结构、浓度控制结构以及温度-浓度串级控制结构等的设计。通过本课程的学习，可以使学生掌握本专业常用的现代工程工具和模拟软件的使用原理和方法，能够针对具体需求，使用现代软件工具对复杂化学工程问题分析、计算、模拟和预测，并能够分析并理解其局限性，具有自主学习和终身学习的能力，能够不断适应社会的发展，使学生在工程意识、工程概念和工程能力方面得到培养和提高。ThiscourseisacompulsorypracticalcoursefortheengineeringapplicationtrainingdirectionofChemicalEngineeringandTechnologySpecialty.ThecontentmainlyintroducestheprinciplesandapplicationmethodsbasedonprocesssimulationsoftwareAspenPlus,HYSYSandAspenDynamics;thesteady-statedesignofmulti-elementcomplexdistillationseparationprocess,reactivedistillationseparationprocessandpetroleumprocessingprocessprocessunitbasedonprocesssimulationsoftwareisdescribed;describetheprincipleofsequentialiterativeoptimizationstrategyandprocessoptimizationaimingatminimizingthetotalannualcost;Introducethebasicknowledgeofprocesssimulationsoftwareandmulti-elementcomplexdistillation,reactivedistillation,thedesignoftemperaturecontrolstructure,concentrationcontrolstructureandtemperature-concentrationcascadecontrolstructureofpetroleumprocessingtechnology.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmastertheprinciplesandmethodsofusingmodernengineeringtoolsandsimulationsoftwarecommonlyusedinthismajor,andbeabletomeetspecificneeds,usemodernsoftwaretoolstoanalyze,calculate,simulateandpredictcomplexchemicalengineeringproblems,beabletoanalyzeandunderstandtheirlimitations,andhavetheabilityofautonomouslearningandlifelonglearning,cancontinuouslyadapttothedevelopmentofsociety,sothatstudentscanbecultivatedandimprovedinengineeringconsciousness,engineeringconceptandengineeringability.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：掌握化工过程模拟软件的原理，并掌握AspenPlus、AspenDynamics等过程软件的使用方法。是5.12M2目标2：能够灵活运用化工过程模拟软件解决以复杂精馏分离过程、反应精馏分离以及石油化工分离过程等为代表的复杂化工单元过程工程模拟、优化与动态控制。是5.23M3目标3：能够根据所学的过程模拟、优化及控制方法，具备自主学习化工类模拟、优化及控制类软件能力，能够适应行业对于化工智能人才的要求。是12.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章基于Aspen的稳态过程单元的建模1.1稳态过程单元基于物流平衡的反应器，基于化学平衡的反应器，动力学反应器，定义化学反应，精馏塔简捷设计，简捷校核，精馏塔严格计算，气体吸收模拟，塔板设计，填料设计，塔板校核，填料校核，加热器，冷却器，两股物流换热器，多股物流换热，传热计算。M11上机1作业2第一章基于Aspen的稳态过程单元的建模1.2过程单元的模拟定义组分，物性方法选择，物流性质；定义设备参数，设计规定，流程变量。M11上机1作业3第二章复杂精馏过程模拟与控制2.1稳态过程模拟萃取精馏，变压精馏，共沸精馏，可行性分析，分离序列，撕裂物流，流程收敛。M12上机2作业4第二章复杂精馏过程模拟与控制2.2顺序迭代优化操作费用模型，设备费用模型，外层迭代，内层迭代，优化流程，年总费用最小M11上机1作业5第二章复杂精馏过程模拟与控制2.3复杂精馏过程的动态控制灵敏板分析，灵敏度判据，最大温度变化，温度控制结构，浓度控制结构，温度-浓度串级控制结构，性能分析，进料浓度/流量扰动，瞬时偏差。M22上机2作业6第三章反应精馏过程模拟与控制3.1反应精馏过程建模定义组分，物性方法选择，双物流进料，定义化学反应，反应动力学数据，反应相态，设备参数，反应段位置，设置持液/汽量M11上机1作业7第三章反应精馏过程模拟与控制3.2反应精馏过程的动态控制灵敏板分析，斜率判据，进料流量比例控制，温度控制结构，浓度控制结构，温度-浓度串级控制结构，性能分析，进料浓度/流量扰动，瞬时偏差。M21上机1作业8第四章石油产品加工过程模拟与控制4.1石油组分表征密度，API度，不同蒸馏曲线的转换，工作曲线，轻端分析，曲线切割点温度，表征化验，虚拟组分生成。M11上机1作业9第四章石油产品加工过程模拟与控制4.2原油蒸馏油品表征，原油预处理，预处理单元设置，常压蒸馏，中段循环，设计参数分析。M31上机1作业10第四章石油产品加工过程模拟与控制4.3石油产品加工过程的动态控制灵敏板分析，灵敏度判据，温度控制回路，压力控制回路，流量控制回路，液位控制回路，ASTM馏点回路，性能分析，进料浓度/流量扰动，瞬时偏差，沸点控制测试。M31上机1作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、每次课布置1道题以上。2、成绩采用百分制，根据作业完成准确性，是否按时上交，是否独立完成评分。3、考核学生对过程模拟软件基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题，解决问题的能力题型主要有分析和模拟题。30%2大作业1、本课程要求利用AspenPlus，HYSYS，AspenDynamic等过程模拟软件建立研究对象的模型，设计工艺优化的过程方案及较优性能的动态控制方案。2、根据模型建立情况和动态控制结构的准确性评分。35%3期末考试1、上机考试，成绩采用百分制，总分100分。2、主要考核学生对过程模拟软件基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题，解决问题的能力，题型主要有模拟题。35%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业20%2M1大作业20%3M1期末考试60%见试卷评分标准4M2平时作业30%5M2大作业30%6M2期末考试40%见试卷评分标准7M3平时作业20%8M3大作业60%9M3期末考试20%见试卷评分标准评分等级说明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,