Chemical Engineering Design
一、课程基本信息
学 时：48
学 分：3.0
考核方式：考查，平时成绩占30%
中文简介：《化工设计》是化学工程与工艺专业的一门专业必修课，是化工学科综合工程技能训练课程。学生通过面向设计项目的实践学习过程，学习现代设计方法与工具，了解化工设计工作程序、工作内容，从整体上实践学习化工设计的全过程，并初步掌握一种通用和一种化工专业CAD 工具软件，以及基本的化工CAD 方法，培养综合运用化学、热力学、单元操作、化学工艺学、化学反应工程、化机与设备、仪表与自控等化工专业基础理论解决具体工程问题的能力。主要内容包括（1）化工厂整体设计的基本原理、基本程序和基本方法；（2）介绍采用计算机辅助手段的现代化化工设计的基本原理和方法。
二、 教学目的与要求
教学目的：通过本课程的学习，学生可以系统地获得化工设计的基本知识、方法和设计技能，提高综合运用所学知识去分析问题、解决问题的能力，为学生顺利开展化工设计工作打下坚实的基础。
要求：了解化工设计的基本程序；掌握化工工艺流程的设计方法；掌握化工设备的选型与设计方法；掌握车间平面、立面布置设计的方法；了解化工设计过程中的安全生产知识、环境卫生知识等；掌握采用计算机辅助进行化工设计的方法，如CAD辅助绘制PID图、PFD图，ASPEN PLUS辅助进行物料衡算、热量衡算计算，设备设计计算等。
三、教学方法与手段
将理论教学与计算机辅助教学、生产实习、毕业实习、全国化工设计大赛结合起来，在进行理论教学的同时，鼓励学生组队参加全国化工设计大赛，完成一份完整的工艺设计作品，在这过程中让学生学会团队合作，熟悉化工设计的程序及方法，对化工生产产生更加深刻的认识与理解。
四、 教学内容及目标
教学内容 |
教学目标 |
学时 分配 |
第一章 绪论 |
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3 |
1. 化工厂概况 2. 立项过程 3. 化工设计的工作程序 4. 工艺包设计 5. 化工工艺设计 6. 化工设计大赛、课程考核要求介绍 重点与难点：化工工艺设计的主要内容 衡量学习是否达到目标的标准:熟悉化工工艺设计的主要内容 |
了解 了解 了解 理解 理解 了解 |
0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 |
第二章 工艺路线以及工艺流程设计 |
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10 |
1. 工艺路线的确定 2. 工艺流程 3. 工艺流程设计方法 4．工艺流程图绘制方法 5. 带控制点的工艺流程图 6. 辅助生产流程 7. 实践：绘制醋酸乙烯酯乳液合成PID图 重点与难点：带控制点的工艺流程图的绘制 衡量学习是否达到目标的标准:能绘制规范的带控制点工艺流程图；能读懂带控制点的工艺流程图 |
了解 了解 掌握 掌握 掌握 理解 |
0.5 0.5 1 1 2 1 4 |
第三章 物料衡算和热量衡算 |
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14 |
1. 物料衡算程序 2. 无反应过程的物料衡算 3. 有反应过程的物料衡算 4．带循环流和旁路过程的物料衡算 5. 热量衡算 6. 计算机辅助工艺计算（计算机辅助教学） 7. 实践：ASPEN PLUS辅助技术实例 重点与难点： 利用ASPEN PLUS软件进行物料衡算及热量衡算 衡量学习是否达到目标的标准: 能用ASPEN PLUS软件完成流程的模拟计算 |
了解 理解 理解 理解 理解 掌握 掌握 |
1 1 1 1 1 4 4 |
第四章 化工设备的选型和设计计算 |
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10 |
1. 物料输送设备（泵） 2. 换热设备 3. 传质设备（板式塔、填料塔） 4. 实践1：换热器的设计 5. 实践2：精馏塔的工艺设计 重点与难点：换热设备的设计计算；板式塔的设计计算 衡量学习是否达到目标的标准:可以进行换热器的设计计算；可以进行精馏塔的设计计算 |
了解 掌握 掌握 掌握 掌握 |
0.5 1 0.5 4 4 |
第五章 装置（车间）布置设计 |
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8 |
1. 车间布置设计概述 2. 车间设备布置设计 3. 典型设备的布置方案 4. 设备布置图 5. 实践：绘制中试反应装置平面、立面布置图 重点与难点：平面布置；立面布置 衡量学习是否达到目标的标准: 能进行装置的平面、立面布置设计 |
了解 理解 理解 掌握 掌握 |
1 1 1 1 4 |
第六章 设计中必须注意的几个问题 |
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3 |
1. 标准与规范 2. 化工安全性及损失的预防 3. 环境保护 重点与难点：安全生产 衡量学习是否达到目标的标准: 设计过程中能充分考虑安全生产、节能对工艺设计的要求 |
了解 理解 了解 |
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五、 推荐教材和教学参考资源
推荐教材：
1. 《化工设计概论》，李国庭，化学工业出版社，2015；
参考资源：
1. 《化工过程设计》（化工设计 第二版），王静康主编，化学工业出版社。
2. 《化工设计》娄爱娟，吴志泉，吴叙美，华东理工大学出版社。
3. 《化工工艺设计手册》第三版，化学工业出版社。
4. 《实用化工计算机模拟－MATLAB在化学工程中的应用》，黄华江，化学工业出版社，2004。
5. 《化工流程模拟Aspen Plus实例教程-第二版》，熊杰明，化学工业出版社，2016
大纲修订人： 陈循军 修订日期：2017.12.30
大纲审定人： 审定日期：2017.12.30
