《化工設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、化工設(shè)計(jì)（Chemical Engineering Design）課程代碼：13410079學(xué) 分：2學(xué) 時(shí)：32 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0上機(jī)學(xué)時(shí)：0課 程實(shí)踐學(xué)時(shí)：0 ）先修課程：物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)等適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝教 材：化工設(shè)計(jì)，黃璐主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004年第 二版。一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)化工設(shè)計(jì)是一門研究與化工相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)過程建設(shè)的系統(tǒng)工程，它包括建設(shè)工程工業(yè)生 產(chǎn)的工藝過程、控制過程以及與之相適應(yīng)的配套工程、管理工程等。工藝設(shè)計(jì)是整個(gè)化工設(shè)計(jì)的主 體，在化工設(shè)計(jì)中起著核心及組織協(xié)調(diào)各專業(yè)設(shè)計(jì)工作的主導(dǎo)

2、作用。通過本門課程的學(xué)習(xí)，可以培 養(yǎng)學(xué)生綜合分析化工過程的能力、正確的設(shè)計(jì)思想和相應(yīng)的化工技術(shù)以及設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)知識(shí)與能力，為 今后從事化工生產(chǎn)與管理工作打下一定的基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1:能夠識(shí)別和判斷復(fù)雜化學(xué)工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；認(rèn)識(shí)到解決工程問題有多種可選 擇方案，并能研究文獻(xiàn)尋找可替代的解決方案；能正確表達(dá)一個(gè)工程問題的解決方案；能運(yùn)用基本 原理證實(shí)解決復(fù)雜工程問題方案的合理性。課程目標(biāo)2：能夠集成單元過程進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，表達(dá)創(chuàng)新意 識(shí)。課程目標(biāo)3：能夠在化工過程中通過各種途徑獲取有效信息和資源；能夠運(yùn)用化工常用的制圖、 模擬設(shè)計(jì)軟件等工具解決復(fù)雜化學(xué)工程問題

3、。課程目標(biāo)4： 了解國家在化工行業(yè)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研發(fā)以及環(huán)境保護(hù)等方面的方針、政策和法規(guī);評價(jià)化學(xué)工程問題的解決方案對環(huán)境、社會(huì)和可持續(xù)開展的影響。課程目標(biāo)5：理解化工產(chǎn)業(yè)對環(huán)境、社會(huì)和可持續(xù)開展的影響，在化工生產(chǎn)實(shí)踐中具有環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)開展的意識(shí)。課程目標(biāo)6：將經(jīng)濟(jì)決策、管理原理應(yīng)用于化學(xué)工程問題的表述中。課程目標(biāo)7：在化學(xué)工程問題分析中運(yùn)用工程管理與經(jīng)濟(jì)決策方法。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2-4、3-3、5-1、5-3、7-2、11-2、11-3。.畢業(yè)要求2-4:能運(yùn)用基本原理，證實(shí)解決復(fù)雜工程問題方案的合理性并得到有效結(jié)論。.畢業(yè)

4、要求3-3:能集成單元過程進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，表達(dá)創(chuàng)新意 識(shí)。.畢業(yè)要求5.1:能在化工過程中，運(yùn)用各種信息工具和圖書館等數(shù)據(jù)庫，獲取有效化工信息和 資源，并理解其局限性。.畢業(yè)要求5-3:能運(yùn)用化工常用的制圖、模擬設(shè)計(jì)軟件等工具，對化工設(shè)計(jì)等結(jié)果進(jìn)行模擬與 預(yù)測，并能夠分析其局限性。.畢業(yè)要求7-2:熟悉環(huán)境保護(hù)的相關(guān)法律法規(guī)，具有環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)開展的意識(shí)。.畢業(yè)要求11-2: 了解化工產(chǎn)品的生產(chǎn)周期與本錢構(gòu)成，理解其中涉及的化學(xué)工程管理與經(jīng)濟(jì) 決策問題。.畢業(yè)要求11-3：能將化學(xué)工程管理與經(jīng)濟(jì)決策方法應(yīng)用于設(shè)計(jì)開發(fā)和解決方案的過程中。程目標(biāo) 畢業(yè)要裝、 指標(biāo)點(diǎn)課

5、程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5課程目標(biāo)6課程目標(biāo)7畢業(yè)要求2-4畢業(yè)要求3-3q畢業(yè)要求5-1q畢業(yè)要求5-37畢業(yè)要求7-2q畢業(yè)要求11-2q畢業(yè)要求113注：課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對接的單元格中可輸入也可標(biāo)注“H、M、二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章物體的受力分析和靜力平衡方程（一）課程內(nèi)容.介紹化工設(shè)計(jì)在化工行業(yè)所占的地位與意義；化工工程建設(shè)的基本程序；工程建 議書、可行性研究報(bào)告、平安評價(jià)、職業(yè)衛(wèi)生評價(jià)和節(jié)能評估等各類文件的實(shí)施階段和編寫深度要 求；工廠設(shè)計(jì)的一般要求；工藝設(shè)計(jì)的一般要求；工藝設(shè)備一覽表的編寫及要求；工藝施工圖設(shè)計(jì) 和工程總圖的一般設(shè)計(jì)及要求；公用工程

6、各工程倫理學(xué)介紹。.介紹化工設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)方法。（二）教學(xué)要求.關(guān)注化工行業(yè)的開展情況和化工動(dòng)向，了解化工特點(diǎn)；注重觀察實(shí)際，提高感性認(rèn)識(shí)。. 了解現(xiàn)代化工的新要求，增強(qiáng)平安、環(huán)保和節(jié)能意識(shí)。第二章 化工工程工程的可行性研究（一）課程內(nèi)容.化工工程可行性研究的內(nèi)容與深度要求。.市場調(diào)查、產(chǎn)品規(guī)模和合理生產(chǎn)規(guī)模確實(shí)定。.原料路線、工藝路線的選擇有優(yōu)化。（二）教學(xué)要求.充分認(rèn)識(shí)工程可行性研究的重要性，借助已有工業(yè)工程，了解工程可行性研究報(bào)告 的格式、內(nèi)容和深度。.依據(jù)具體化工產(chǎn)品，能夠?qū)υ下肪€和工藝路線進(jìn)行比照和選擇。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)工程建議書、可研報(bào)告的內(nèi)容和深度；?；贩诸?、防火防爆等級

7、、用電負(fù)荷等級等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境評價(jià)等。2.難點(diǎn)可研報(bào)告深度。第三章工藝流程設(shè)計(jì)（一）課程內(nèi)容.工藝流程圖的基本種類和要求；.圖形符號(hào)；.帶控制點(diǎn)的工藝流程圖的畫法與要求；.典型設(shè)備自控流程；.流程組織與分析；,換熱優(yōu)化組合方案。（二）教學(xué)要求.積極動(dòng)手，熟記符號(hào)，自由使用符號(hào)繪制流程圖；.掌握相關(guān)制圖軟件和模擬軟件，加強(qiáng)課外練習(xí)。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)流程框圖、P I D圖的設(shè)計(jì)、典型設(shè)備自控、流程組織分析。.難點(diǎn)帶控制點(diǎn)的流程圖、軟件使用（AutoCAD、ASPENPLUS S等）。第四章物料衡算（一）課程內(nèi)容.物料衡算的原理和基本方法；.典型單元（精儲(chǔ)、萃取、提濃、混合等）的

8、物料衡算舉例。（二）教學(xué)要求.回顧物理化學(xué)、化工原理內(nèi)容，深刻理解計(jì)算原理；.掌握相關(guān)制圖軟件和模擬軟件，加強(qiáng)課外練習(xí)。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)物料衡算的基準(zhǔn)選擇、典型單元的物料衡算。.難點(diǎn)典型單元的物料衡算。第五章能量衡算（一）課程內(nèi)容.熱量衡算的原理和基本方法；.典型單元（精儲(chǔ)、萃取、提濃、混合等）的熱量衡算舉例。（二）教學(xué)要求.回顧物理化學(xué)、化工原理內(nèi)容，深刻理解計(jì)算原理；.掌握相關(guān)制圖軟件和模擬軟件，加強(qiáng)課外練習(xí)。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)熱量衡算原理和基本方法、典型單元的熱量衡算。.難點(diǎn)典型單元的熱量衡算。第六章化工設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)（一）課程內(nèi)容.化工設(shè)備的種類和設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容；.常用定型設(shè)

9、備（泵、換熱器、儲(chǔ)罐、塔器、反響器）的選用和設(shè)計(jì)，非定型設(shè)備的 設(shè)計(jì)程序和設(shè)計(jì)條件圖。（二）教學(xué)要求.掌握設(shè)備選型方法，利用先關(guān)軟件進(jìn)行工藝計(jì)算而后選擇合理的設(shè)備；.理論聯(lián)系實(shí)際，多觀察多實(shí)踐，提高感性認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)典型設(shè)備的設(shè)計(jì)一般步驟、設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化等。.難點(diǎn)典型設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化。第七章車間布置設(shè)計(jì)（-）課程內(nèi)容.車間布置的一般規(guī)那么。融合平安、環(huán)保、職業(yè)衛(wèi)生理念，增加學(xué)生的責(zé)任感；.廠房的設(shè)計(jì)和車間平立面設(shè)計(jì)。（二）教學(xué)要求.掌握車間布置的一般原那么，結(jié)合工程倫理學(xué)概念，強(qiáng)化以人為本的設(shè)計(jì)理念；.理論聯(lián)系實(shí)際，多觀察多實(shí)踐，提高感性認(rèn)識(shí)和動(dòng)

10、手能力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)車間布置。.難點(diǎn)車間布置。第八章車間管路設(shè)計(jì)（一）課程內(nèi)容.車間管路圖的設(shè)計(jì)方法；.管徑、壁厚確實(shí)定及管路標(biāo)注方法。（二）教學(xué)要求.掌握車間管路設(shè)計(jì)的一般原那么，結(jié)合工程倫理學(xué)概念，強(qiáng)化以人為本的設(shè)計(jì)理念；.理論聯(lián)系實(shí)際，多觀察多實(shí)踐，提高感性認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)管路布置的一般的原那么、管路布置圖的繪制、管段圖等。.難點(diǎn)管路布置圖的繪制、管段圖。第九章概算（一）課程內(nèi)容.化工概算的方法；. 了解概算定額。（二）教學(xué)要求.掌握概預(yù)算一般原那么，將經(jīng)濟(jì)決策、管理原理應(yīng)用于化學(xué)工程問題的表述中，將化 工工程問題上升到理論階段。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)概算

11、方法、概算定額。.難點(diǎn)概算方法。第十章案例分析（-）課程內(nèi)容.通過案例分析全面了解化工設(shè)計(jì)的全貌和要求；.全面了解設(shè)計(jì)程序和深度。（二）教學(xué)要求.掌握工程設(shè)計(jì)一般原那么，運(yùn)用基本原理證實(shí)、解決復(fù)雜工程問題方案的合理性，正確 表達(dá)一個(gè)工程問題的解決方案；.針對產(chǎn)品確定合成路線、設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝；通過建模進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算并優(yōu)；集成單元 過程進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，表達(dá)創(chuàng)新意識(shí)。.運(yùn)用化工常用的制圖、模擬設(shè)計(jì)軟件等工具解決復(fù)雜化學(xué)工程問題。.將經(jīng)濟(jì)決策、管理原理應(yīng)用于化學(xué)工程問題的表述中，將化工工程問題上升到理論階 段。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容確實(shí)定、模型選擇、流程設(shè)計(jì)、概預(yù)算

12、舉例。.難點(diǎn)模型選擇、流程設(shè)計(jì)和概預(yù)算。三、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填 寫）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上 機(jī)課程 實(shí)踐小 計(jì)第一章40004講授法、討論法1、 4、 5、 6、 7Ayr Me- 弟一早40004講授法、 討論法1、 2、 3、 4、 5、 6第三章40004講授法、1、2、3討論法第四章20002講授法、討論法2、3、7第五章20002講授法、 討論法2、3、7弟八早40004講授法、 討論法1、2、3第七章40004講授法、 討論法1、 2、 3、 4第八章40004講授法、 討論法1、 2、 3、 4第九章20002講授法、 討論法6、

13、7第十章20002講授法、 討論法1、 2、 3、 4、 5、 6、 7合計(jì)3200032四、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注課堂表現(xiàn)和出勤問題回答和抽查點(diǎn)名0.1缺勤1次扣10分；請假1次扣5分（百分制）平時(shí)作業(yè)按時(shí)、獨(dú)立和正確性0.1各章作業(yè)實(shí)際得分折百計(jì)算期末考試開卷、閉卷或者工程設(shè)計(jì)0.8五、參考書目及學(xué)習(xí)資料.化工設(shè)計(jì)，陳聲宗主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009年第二版。.化工設(shè)計(jì)，梁志武主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005年第四版。. Fred W, Computation Methods for Process Simulation”, Butterworth, London. Simulation Science Inc. PRO/ II Casebook