《化工設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《化工設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱化工設(shè)計(jì)ChemicalDesign課程編碼CHM127211030開(kāi)課院部化學(xué)工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)化工設(shè)計(jì)指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時(shí)3周講授16實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐2周課外學(xué)時(shí)0適用專業(yè)本研一體化班（化學(xué)化工類）授課語(yǔ)言中文先修課程化工原理（2-1）、化工儀表與自動(dòng)化、工程制圖、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程、高等分離工程、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程簡(jiǎn)介（必修）化工設(shè)計(jì)》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課。本課程以化工生產(chǎn)裝置的工藝設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，講述化工設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、基本方法和基本程序；工藝方案確定及工藝流程設(shè)計(jì)；物料衡算、能量衡算及設(shè)備工藝設(shè)計(jì)；車間及設(shè)備布置設(shè)計(jì)；工藝專業(yè)與非工藝專業(yè)的關(guān)系；設(shè)計(jì)文件的編制及各類工藝圖的繪制與識(shí)讀方法。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)化工工程設(shè)計(jì)過(guò)程具有一個(gè)初步的完整概念，為課程配套的2周實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)提供理論支撐和知識(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)將設(shè)計(jì)理論知識(shí)應(yīng)用于設(shè)計(jì)實(shí)踐技能的訓(xùn)練，提高學(xué)生的工藝流程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、化工制圖、編輯設(shè)計(jì)文件、使用規(guī)范化手冊(cè)、有分析選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及合理解釋實(shí)際裝置設(shè)計(jì)特點(diǎn)等工程實(shí)踐能力。培養(yǎng)和加強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)，掌握化工過(guò)程和化工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。能夠集成單元過(guò)程進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)，對(duì)流程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)選，體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。為相關(guān)的理論課程、畢業(yè)設(shè)計(jì)及今后工作打下良好的基礎(chǔ)。ChemicalEngineeringDesignisacompulsorycourseforundergraduatesmajoringinchemicalengineeringandtechnology.Thiscourseintroducestheemphasisonunit’sprocessdesign.Theprincipalobjectiveofthiscourseistodescribethecontents,andthemethodsandtheprocedureofmodernchemicalprocessdesign.Thecontentsincludeprocessschemedetermination,organizetheflowsheetinchemicalengineeringprocess,massbalance,energybalance,technologicaldesignoftheequipment,plantlayoutandworkshopequipmentarrangementdiagram,therelationshipbetweenTechnologySpecialtyandnon-ProcessSpecialty.Alsothepreparationofpreliminarydesigndocumentsandthedrawingandreadingmethodofallkindsofprocessdiagram,etc.Throughthiscourse,studentscanmasterthetheoryknowledgeandbasicskillsofoverallChemicalProcessDesign.Itprovidestheoreticalsupportandknowledgebasisforthetwo-weekpracticalteachingofthecourse.Thedesigntheoryisappliedtothedesignofpracticalskillstraining,improvethestudents'processdesign,processcalculation,chemicalengineeringdrawing,editingdesigndocuments,theuseofstandardizedmanualsandselectionofdataanalysisexperience,andreasonablyexplainthedesignfeaturesoftheactualdeviceinengineeringpracticeability.Thecourseisdesignedtohelpthestudentscultivatingandenhancingstudents'engineeringconsciousness.Masterthebasicdesignmethodandtechnologyofthewholecycleandprocessofchemicalprocessandchemicalproductdevelopment,andunderstandvariousfactorsaffectingthedesignobjectivesandtechnicalsolutions.Beabletointegrateunitprocessforprocessdesign,optimizeprocessdesignscheme,andreflectinnovationawareness.SothatitcansatisfyTheoryCurriculum,FinalDesignProjectandsocietalneeds.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握化工過(guò)程和化工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。掌握化工工藝設(shè)計(jì)的基本程序、內(nèi)容和方法。熟悉化工設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。是2M2目標(biāo)2：能夠集成單元過(guò)程進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)，對(duì)流程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)選，體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。掌握PFD、PID設(shè)計(jì)及繪制方法。熟悉與工藝流程圖設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。是3M3目標(biāo)3：掌握化工項(xiàng)目管理的原理與經(jīng)濟(jì)決策方法。是三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章第一章化工設(shè)計(jì)概述本章重點(diǎn)難點(diǎn)：擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)內(nèi)容和工作程序；化工裝置工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容。M1,M3////21.11.1化工設(shè)計(jì)分類及設(shè)計(jì)階段劃分化工設(shè)計(jì)的作用和特點(diǎn)；按項(xiàng)目性質(zhì)或設(shè)計(jì)性質(zhì)分類。M1,M31講授、討論1自學(xué)31.21.2壓力監(jiān)測(cè)儀表工作原理、性能特點(diǎn)、應(yīng)用技能了解化工廠設(shè)計(jì)工作程序；掌握擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)內(nèi)容和工作程序；了解工藝設(shè)計(jì)與非工藝設(shè)計(jì)的關(guān)系；設(shè)計(jì)文件編制。M1,M30.5講授、討論0.5自學(xué)41.31.3化工項(xiàng)目管理與經(jīng)濟(jì)決策方法項(xiàng)目管理；經(jīng)濟(jì)可行性分析；綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。M1,M30.5講授、討論0.5自學(xué)5第二章第二章方案確定及工藝計(jì)算本章重點(diǎn)難點(diǎn)：工藝方案選擇；物料衡算和能量衡算；單耗與能耗；設(shè)備計(jì)算與選型；非定型設(shè)備條件圖。M1,M2////62.12.1生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇生產(chǎn)方法和工藝流程選擇的原則；工藝流程設(shè)計(jì)及實(shí)例。M1,M21講授、討論1自學(xué)、作業(yè)72.22.2物料衡算和能量衡算物料衡算和能量衡算的任務(wù)、依據(jù)和方法；衡算結(jié)果的表達(dá)和分析。M1,M21講授、討論1自學(xué)、作業(yè)82.32.3單耗與能耗材料消耗（消耗定額、消耗量表）；能量消耗（意義、用能三環(huán)節(jié)、能耗折算值、裝置能耗）；節(jié)能技術(shù)思路。M11講授、討論1自測(cè)、作業(yè)92.42.4設(shè)備工藝計(jì)算及選型定型設(shè)備和非定型設(shè)備；典型化工設(shè)備設(shè)計(jì)和選用的一般原則；設(shè)備計(jì)算結(jié)果表達(dá)；非定型設(shè)備設(shè)計(jì)條件圖的繪制。M11講授、討論1自測(cè)、作業(yè)10第三章第三章工藝流程設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：工藝物料流程圖（PFD）；工藝管道儀表流程圖（PID）；典型設(shè)備的自控方案。M2////113.13.1工藝流程圖的分類工藝原則流程圖、工藝物料流程圖（PFD）及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖（PID）。M21講授、討論1自學(xué)、識(shí)圖123.23.2工藝管道儀表流程圖工藝管道儀表流程圖（PID）的通用設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)備、管道、管件、閥門和儀表的表示方法；首頁(yè)圖；PID實(shí)例。M21講授、討論1自學(xué)、識(shí)圖133.33.3典型設(shè)備的自控方案泵類、壓縮機(jī)、換熱器、反應(yīng)器及蒸餾塔等典型設(shè)備的自控方案設(shè)計(jì)。M22講授、討論2識(shí)圖、作業(yè)143.43.4工藝流程圖繪制及識(shí)讀PFD、PID的繪制要求；PFD、PID的識(shí)讀方法。M21講授、討論1自測(cè)、作業(yè)15第四章第四章車間及設(shè)備布置設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：車間平面布置；各類典型設(shè)備布置；設(shè)備布置圖的繪制與識(shí)讀。M2////164.14.1車間平面布置化工車間的組成；車間布置設(shè)計(jì)的依據(jù)、內(nèi)容及程序；車間平面布置方案。M21講授、討論1自測(cè)、作業(yè)174.24.2車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原則；典型設(shè)備布置方案。M22講授、討論2自學(xué)、識(shí)圖184.34.3設(shè)備布置圖的繪制與識(shí)讀設(shè)備布置圖的內(nèi)容和繪制程序；設(shè)備平立面布置圖的標(biāo)注；設(shè)備布置圖的閱讀及實(shí)例。M22講授、討論2自測(cè)、作業(yè)19第五章第五章實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)（2周）第一階段（0.5周）工藝方案選擇、流程模擬及衡算（團(tuán)隊(duì)合作）了解設(shè)計(jì)任務(wù)，搜集資料，完成設(shè)計(jì)項(xiàng)目的背景分析，確定工藝流程；完成技術(shù)方案可行性分析、經(jīng)濟(jì)可行性分析、項(xiàng)目與社會(huì)關(guān)系分析。完成流程模擬計(jì)算，編制全裝置物料衡算表、能量衡算表，繪制原則流程圖及工藝物料流程圖（PFD）。第二階段（1周）設(shè)備計(jì)算及選型、自控方案及PID圖（分工完成）設(shè)備優(yōu)化計(jì)算及選型，繪制非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備工藝條件圖。設(shè)計(jì)并繪制工藝管道及儀表流程圖（PID），剖析自控方案，進(jìn)行局部安全分析。第三階段（0.5周）車間設(shè)備布置和設(shè)計(jì)文檔（團(tuán)隊(duì)合作）進(jìn)行車間及設(shè)備布置設(shè)計(jì)；完成單耗和能耗計(jì)算及分析。撰寫規(guī)范的設(shè)計(jì)說(shuō)明書，整理圖冊(cè)。M1,M2,M32周討論、指導(dǎo)0設(shè)計(jì)實(shí)踐四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等5%2課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問(wèn)題情況5%3階段自測(cè)1.布置三次課后自測(cè)，規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，采用線上或線下靈活考察。成績(jī)采用百分制，根據(jù)完成準(zhǔn)確性評(píng)分。2.考核學(xué)生對(duì)化工設(shè)計(jì)基本知識(shí)的掌握能力；題型主要有選擇題、判斷題、填空題等。15%4設(shè)計(jì)實(shí)踐按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)及個(gè)人分工要求，協(xié)作及獨(dú)立完成一個(gè)化工裝置（工段）的工藝方案選擇、流程模擬及衡算、設(shè)備計(jì)算及選型、自控方案和車間設(shè)備布置等初步設(shè)計(jì)工作，編制物料衡算表、能量衡算表、設(shè)備一覽表等，繪制原則流程圖、工藝物料流程圖（PFD）、工藝管道及儀表流程圖（PID）及車間設(shè)備布置圖，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。30%5期末考試1.閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2.主要考核學(xué)生對(duì)化工設(shè)計(jì)基本知識(shí)的掌握能力和應(yīng)用能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、理論聯(lián)系實(shí)際的能力，題型主要有簡(jiǎn)答題、識(shí)讀繪圖題、分析題、計(jì)算題等。45%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1設(shè)計(jì)實(shí)踐40%A-獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)程完整新穎，工藝方案合理，衡算正確，設(shè)備選型和流程圖設(shè)計(jì)合理，文檔規(guī)范。有自己的分析和理解;B-獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)程完整，工藝方案合理，衡算正確，設(shè)備選型和流程圖設(shè)計(jì)合理，文檔規(guī)范;C-獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)程基本完整，工藝方案基本合理，衡算正確，設(shè)備選型和流程圖設(shè)計(jì)基本合理，文檔基本規(guī)范;D-設(shè)計(jì)抄襲；未能按時(shí)完成；設(shè)計(jì)文件不規(guī)范，圖表不規(guī)范。2M1期末考試60%根據(jù)完成準(zhǔn)確性評(píng)分。3M2階段自測(cè)20%根據(jù)完成準(zhǔn)確性評(píng)分。4M2設(shè)計(jì)實(shí)踐30%A-獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)程完整新穎，工藝方案合理，衡算正確，設(shè)備選型和流程圖設(shè)計(jì)合理，文檔規(guī)范。有自己的分析和理解;B-獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)程完整，工藝方案合理，衡算正確，設(shè)備選型和流程圖設(shè)計(jì)合理，文檔規(guī)范;C-獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)程基本完整，工藝方案基本合理，衡算正確，設(shè)備選型和流程圖設(shè)計(jì)基本合理，文檔基本規(guī)范;D-設(shè)計(jì)抄襲；未能按時(shí)完成；設(shè)計(jì)文件不規(guī)范，圖表不規(guī)范。5M2期末考試50%根據(jù)完成準(zhǔn)確性評(píng)分。6M3設(shè)計(jì)實(shí)踐100%A-獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)程完整新穎，工藝方案合理，衡算正確，設(shè)備選型和流程圖設(shè)計(jì)合理，文檔規(guī)范。有自己的分析和理解;B-獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)程完整，工藝方案合理，衡算正確，設(shè)備選型和流程圖設(shè)計(jì)合理，文檔規(guī)范;C-獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)程基本完整，工藝方案基本合理，衡算正確，設(shè)備選型和流程圖設(shè)計(jì)基本合理，文檔基本規(guī)范;D-設(shè)計(jì)抄襲；未能按時(shí)完成；設(shè)計(jì)文件不規(guī)范，圖表不規(guī)范。評(píng)分等級(jí)說(shuō)明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89