《化工工艺模拟与计算》教学大纲

PAGEPAGE4《化工工艺模拟与计算》教学大纲课程编号：B01030800课程名称：化工工艺模拟与计算英文名称：ChemicalProcessSimulation＆Calculation课程性质：专业基础课学时/学分：24/1.5考核方式：考试选用教材：自编先修课程：物理化学、化工原理、分离工程、反应工程、化工热力学、传递过程原理后继课程：化工设计、石油加工工艺学、毕业设计适用专业及层次：化学工程与工艺及相关专业，本科及专科三年级学生一、教学目标 通过本课程的理论学习和实践训练，使学生具备下列能力：1.能够准确理解化工工艺模拟与计算的原理。2.能够把握常见单元操作及反应器的原理及基本工艺计算方法。3.能够运用化工工艺模拟软件完成常见化工工艺模拟计算。4.能够结合各单元知识、模拟软件以及工业生产要求，对工艺过程进行分析优化。5.能够利用化工模拟软件，辅助完成化工工艺设计。二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）毕业要求指标点课程目标1.工程知识能够将数学、自然科学、工程基础和化学工程与工艺专业知识用于解决复杂工程问题。教学目标12.问题分析能够应用数学、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复杂化学工程问题，以获得有效结论。教学目标23.设计/开发解决方案能够设计针对复杂化学工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或化工工艺流程，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。教学目标34.研究能够基于科学原理并采用科学方法对复杂化学工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。教学目标45.使用现代工具能够针对复杂化学工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂化学工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。教学目标5三、教学基本内容第一章化工工艺模拟与计算简介1.1化工工艺模拟的概念1.2化工工艺模拟与计算软件介绍1.3化工流程模拟软件的安装1.4一个典型实例要求学生：了解化工工艺流程模拟软件的概念、作用和先进性。掌握软件安装及基本使用方法。第二章AspenPlus软件在物性中的应用2.1物性数据库及物性模型2.2物性分析2.3物性估算2.4物性数据回归2.5电解质溶液计算要求学生：会选择合适物性模型，能进行物性分析、估算、数据回归，能进行电解质溶液设置及相关计算。第三章简单单元模拟3.1混合器和分流器(MixerandSplit)3.2闪蒸器(Flash2andFlash3)3.3加热器、冷却器、换热器(HeaterandHeatExchanger)3.4泵和压缩机(Pumpandcompressor)要求学生：掌握各简单单元操作模型的模拟计算方法第四章反应单元模拟4.1简捷模型（化学计量反应器RStoic，产率反应器RYield）4.2化学平衡反应器（平衡反应器REquil，吉布斯反应器RGibbs）4.3动力学反应器（全混釜反应器RCSTR，平推流反应器RPlug，间歇釜式反应器RBatch）要求学生：能根据反应体系选择合适反应器模型，并掌握各反应器模型的模拟计算方法。

第五章分离单元模拟5.1精馏简捷计算（简捷设计计算DSTWU，精馏简捷校核Distil）5.2精馏严格计算模拟RadFrac5.3吸收单元模拟5.4萃取单元模拟Extract5.5复杂精馏模拟要求学生：掌握精馏塔的简捷及严格模拟计算方法，能利用相关模块进行精馏塔设计、分析优化。掌握萃取、吸收及复杂精馏的模拟计算。第六章原油常减压蒸馏模拟要求学生：掌握石油组分输入方法，掌握石油蒸馏模型的模拟计算方法。第七章流程模拟方法7.1流程选项7.2模型分析工具要求学生：掌握流程选项及模型分析工具，灵活运用灵敏度分析、设计规定、计算器四、教学重点与难点第一章化工工艺模拟与计算简介教学重点：化工工艺模拟与计算的原理，软件安装及基本使用方法介绍。教学难点：软件安装。第二章AspenPlus软件在物性中的应用教学重点：物性模型选择，物性分析、估算、数据回归，电解质溶液计算教学难点：物性分析、估算、数据回归，电解质溶液第三章简单单元模拟教学重点：各简单单元操作模型的模拟计算方法教学难点：换热器、泵的设计计算第四章反应单元模拟教学重点：各反应器模型的模拟计算原理及方法教学难点：动力学反应器第五章分离单元模拟教学重点：精馏塔的简捷、严格计算及分析优化，萃取、吸收及复杂精馏的模拟计算教学难点：精馏塔分析优化第六章原油常减压蒸馏模拟教学重点：石油组分输入方法，石油蒸馏模型的模拟计算教学难点：石油蒸馏的模拟计算方法第七章流程模拟方法教学重点：流程选项及模型分析工具，相关知识的融会贯通及各模块的综合利用。教学难点：相关知识的融会贯通及各模块的综合利用。五、教学建议进度（学时数24）第一章化工工艺模拟与计算简介（2学时）第二章AspenPlus软件在物性中的应用（4学时）第三章简单单元模拟（4学时）第四章反应单元模拟（3学时）第五章分离单元模拟（6学时）第六章原油常减压蒸馏模拟（3学时）第七章流程模拟方法（2学时）课内外时间比例为1:2六、教学方法结合化工原理、分离工程、反应工程、化工热力学、反应工程、传递过程原理、化工设计等相关课程，介绍化工工艺模拟与计算的原理及应用，注重各科知识的融会贯通。运用化工工艺模拟软件进行常见单元操作及流程模拟，并结合化工设计对学生进行考核，促使学生提高化工工艺模拟优化水平和计算机辅助设计能力。通过案例分析，理论教学与实践训练相结合，强化工程观点的建立和工程分析能力的培养。采用多媒体、电子备课和传统教学相结合进行教学。七、考核方式考试八、成绩评定方法 总评成绩=平时30%+考试70%九、教学参考书：1.化工流程模拟实训-Aspe