《化工設(shè)計》教學(xué)大綱.docx

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1、《化工設(shè)計》教學(xué)大綱 課程編號：B0103103 課程名稱：化工設(shè)計 英文名稱： Chemical Process and Plant Design 課程性質(zhì)：專業(yè)課 學(xué)時/學(xué)分：40 /2, 5 考核方式：考試+平時 選用教材：化工設(shè)計，化學(xué)工業(yè)出版社 先修課程：化工原理、化工制圖、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程 后繼課程：化學(xué)工藝學(xué) 適用專業(yè)及層次：化工類專業(yè)三年級學(xué)生 一、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計是工程技術(shù)的起點(diǎn)，設(shè)計是工程師的基本技能。 本課程以化工生產(chǎn)車間(裝置)的工藝設(shè)計為重點(diǎn)，講述與國際化工設(shè)計相接 軌、目前國內(nèi)通用的化工設(shè)計的原則、方法、設(shè)計程序與技巧，和各種化工工藝 圖

2、與化工設(shè)備圖的繪制與閱讀方法，以及計算機(jī)在化工設(shè)計計算與繪圖中的應(yīng)用。 通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對化工生產(chǎn)車間(裝置)設(shè)計的內(nèi)容和步驟有較全面的 了解，并具有初步的化工裝置設(shè)計能力。 本門課程的具體課程目標(biāo)為： (1) 掌握化工設(shè)計的基本程序、基木規(guī)律、基本方法、主要規(guī)范和基本思維方式;給學(xué)生以扎實(shí)的化工設(shè)計基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)； (2) 掌握工藝方案選擇和工藝流程設(shè)計、以及車間設(shè)備布置和管道布置的原則、 方法和步驟； (3) 掌握物料衡算、熱量衡算及設(shè)備的選型與工藝計算的原理和方法，并能運(yùn)用 計算機(jī)進(jìn)行工藝計算； (4) 掌握工藝流程圖、設(shè)備布置圖及化工設(shè)備圖的表達(dá)內(nèi)容、繪制方

3、法和閱讀方 法，并能運(yùn)用計算機(jī)繪制工藝圖和化工設(shè)備圖； (5) 了解非工藝專業(yè)的設(shè)計及概算的內(nèi)容，設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價方法，為非工藝 專業(yè)提供設(shè)計條件。 二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系(表格可以擴(kuò)展) 目標(biāo) (1) 目標(biāo) (2) 目標(biāo) (3) 目標(biāo) (4) 目標(biāo) (5) 目標(biāo) (6) 1.工程知識：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和 化學(xué)工程與工藝專業(yè)知識用于解決復(fù)雜工程問題。 V 2.問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的 基本原理，識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研兗分析復(fù)雜化學(xué)工 程問題，以獲得有效結(jié)論。 V 3

4、.設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對復(fù)雜化學(xué)工程問 題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件） 或化工工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考 慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。 V V 4.研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜化 學(xué)工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、 并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。 V 5.使用現(xiàn)代工具：能夠針對復(fù)雜化學(xué)工程問題，開發(fā)、 選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù) 工具，包括對復(fù)雜化學(xué)工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理 解其局限性。 V 6.

5、工程與社會：能夠基于工程相關(guān)背景知識進(jìn)行合 理分析，評價化學(xué)工程與工藝專業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問 題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響， 并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。 V V 7.環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對復(fù)雜工 程問題的化學(xué)工程與工藝專業(yè)工程實(shí)踐對環(huán)境、社會可持 續(xù)發(fā)展的影響。 8.職業(yè)規(guī)范：具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感, 能夠在1??程實(shí)踐中理解并遵守1：程職業(yè)道德和規(guī)范，履行 責(zé)任。 J 9.個人和團(tuán)隊(duì)：能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān) 個體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色。 V 10

6、.溝通：能夠就化學(xué)工程與工藝專業(yè)復(fù)雜工程問題 與業(yè)界同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報 告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令。并具備 一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。 11.項(xiàng)目管理：理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策 方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用。 V V 12.終身學(xué)習(xí)：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，有 不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。 三、教學(xué)基本內(nèi)容 緒論（1學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、2、6） 課程的意義、內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)、目標(biāo)；教學(xué)模式與方法、考核、實(shí)施計劃; 設(shè)計題目的布置。

7、 第一章 化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序（3學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、2、6） 1. 1化工設(shè)計的類別和任務(wù) 1. 2化工設(shè)計的內(nèi)容和工作流程 1. 3現(xiàn)代化工設(shè)計的工具和方法 1. 4化工車間工藝設(shè)計的程序和內(nèi)容 1. 5設(shè)計結(jié)果的表達(dá)及設(shè)計文檔的編制第二章工藝流程設(shè)計（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、3、5） 2. 1生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇 2. 2工藝流程設(shè)計 2. 3化工流程的計算機(jī)輔助設(shè)計 2. 4工藝流程圖 2. 5用PIDCAD繪制工藝流程圖 2. 6典型設(shè)備的自控方案第三章物料衡算和能量衡算（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、2、4、6） 3. 1連續(xù)過程的物料衡算 3.

8、2車間（裝置）的物料衡算 3. 3化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算 3. 4計算機(jī)在物料衡算與能量衡算中的應(yīng)用第四章設(shè)備的工藝設(shè)計（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)2、4、6） 4. 1化工設(shè)備選用的一般原則 4. 2定型設(shè)備設(shè)計的主要程序 4. 3非定型設(shè)備設(shè)計的主要程序 4. 4設(shè)備工藝及設(shè)備圖的計算機(jī)輔助設(shè)計第五章車間布置設(shè)計（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)3、5、6） 5. 1車間布置設(shè)計概述 5. 2車間設(shè)備布置設(shè)計 5. 3典型設(shè)備的布置方案 5. 4設(shè)備布置圖 5. 5設(shè)備安裝圖 5. 6應(yīng)用AutoCAD繪制設(shè)備布置圖第六章 車間布置設(shè)計（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)3、5、6） 6.

9、 1概述 6. 2管架和管道的安裝布置 6. 3典型設(shè)備的管道布置 6. 4管道布置圖 6. 5管道軸測圖（管段圖、空視圖）、管口方位圖及管件圖 6. 6計算機(jī)在管道布置設(shè)計中的應(yīng)用第七章 非工藝專業(yè)基本知識（4學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、6） 7. 1公用工程 7. 2安全防火與環(huán)境保護(hù)第八章 工程設(shè)計概算（2學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、2、4、6） 8. 1化工設(shè)計工程的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 8. 2工程概算費(fèi)用與概算項(xiàng)目 8. 3工程投資經(jīng)濟(jì)評價 8. 4計算機(jī)在化工設(shè)計經(jīng)濟(jì)評價中的應(yīng)用四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序（3學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、2、6） 教

10、學(xué)重點(diǎn)：概念設(shè)計、中試設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計與工程設(shè)計的概念與內(nèi)容；項(xiàng)目 建議書、可行性研究、設(shè)什任務(wù)書、擴(kuò)大初步設(shè)計和施工圖設(shè)計的主要內(nèi)容；車 間（裝置）工藝設(shè)計的內(nèi)容和工作程序。 教學(xué)難點(diǎn)：概念設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計與工程設(shè)計的區(qū)別與聯(lián)系；國內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)計、 初步設(shè)計、施工圖設(shè)計與國外的工藝設(shè)計、基礎(chǔ)工程設(shè)計及詳細(xì)工程設(shè)計的內(nèi)容 與區(qū)別；擴(kuò)大初步設(shè)計的內(nèi)容和工作程序。 第二章工藝流程設(shè)計（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、3、5） 教學(xué)重點(diǎn)：工藝流程設(shè)計的任務(wù)和設(shè)計方法以及設(shè)計過程應(yīng)考慮的問題；主 要化工設(shè)備的自控方案的內(nèi)容和方法；用PIDCAD繪制工藝流程圖的步驟和方法。 教學(xué)難點(diǎn)：生產(chǎn)方法和工藝流程確定

11、的步驟；確定操縱變量、主變量和副變 量，以及控制方案的表達(dá)方法；利用PIDCAD繪制工藝流程圖的順序；各種管線的 類型、線寬的確定，閥門類型的確定。 第三章 物料衡算和能量衡算（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、2、4、6） 教學(xué)重點(diǎn)：利用化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)行反應(yīng)過程的物料衡算的方法和步驟；以反 應(yīng)熱效應(yīng)為基礎(chǔ)和以生成熱為基礎(chǔ)兩種反應(yīng)過程能量衡算方法；流程模擬軟件的 種類和功能，以及應(yīng)用進(jìn)行物料衡算和熱量衡算的步驟和方法。 教學(xué)難點(diǎn)：利用化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)行反應(yīng)過程的物料衡算的方法；衡算基準(zhǔn)的 選擇，包括基準(zhǔn)物流的名稱和單位選擇，以及物料平衡方程、摩爾分?jǐn)?shù)約束式及 設(shè)備約束式的內(nèi)容和形式；掌握一個完整的

12、化工過程的物料衡算的基準(zhǔn)和思路以 及計算方法。 第四章 設(shè)備的工藝設(shè)計（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)2、4、6） 教學(xué)重點(diǎn)：化工設(shè)備選型和工藝設(shè)計的一般原則：定型設(shè)備與非定型設(shè)備設(shè) 計的主要內(nèi)容和工作程序；用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)備選型與計算的方法與步驟，用PVCAD 繪制化工設(shè)備圖的方法與步驟。 教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)備選型和工藝設(shè)計的合理性和安全性的要求；定型設(shè)備與非定 型設(shè)備基本設(shè)計的內(nèi)容和方法；合適的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)形式和基本尺寸、主要工藝 參數(shù)正確選擇；用PVCAD繪制化工設(shè)備圖的方法與步驟。 第五章 車間布置設(shè)計（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)3、5、6） 教學(xué)重點(diǎn)：化工車間的組成；車間布置設(shè)計的依據(jù)、內(nèi)容及

13、程序，以及車間 （裝置）平面布置方案和工業(yè)建筑物的模數(shù)、敞開構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)尺寸；車間設(shè)備布 置設(shè)計的內(nèi)容，反應(yīng)器、塔和立式容器、換熱器、臥式容器、泵及壓縮機(jī)的布置 方案和布置要點(diǎn)；用AutoCAD繪制設(shè)備布置圖的方法。 教學(xué)難點(diǎn)：初步設(shè)計階段和施工圖設(shè)計階段的車間布置設(shè)計的內(nèi)容，直通管 廊長條布置、組合型布置，室內(nèi)布置和露天布置的方案的要點(diǎn)；設(shè)備布置應(yīng)滿足 生產(chǎn)工藝、安裝檢修、土建及安全、衛(wèi)生的要求及應(yīng)對方案；用AutoCAD繪制設(shè)備 布置圖的繪制步驟和操作方法。 第六章 車間布置設(shè)計（6學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)3、5、6） 教學(xué)重點(diǎn)：化工車間布置設(shè)計的任務(wù)和要求；管道在管架上的平面布置和立

14、面布置的原則；立式和臥式容器、換熱器和塔的管道布置方案和布置要求；管道 軸測圖以及管道布置圖的閱讀方法與步驟。 教學(xué)難點(diǎn)：化工車間布置設(shè)計的原則性要求；管道在管架上的平面布置和立 面布置的原則；管道轉(zhuǎn)折、交叉、重疊的表示方法，管道布置圖的標(biāo)注內(nèi)容和方 法；管道軸測圖中管道、管件及閥門的表示方法及尺寸標(biāo)注內(nèi)容與標(biāo)注方法，管 道方位圖的表達(dá)內(nèi)容及繪制方法。 第七章 非工藝專業(yè)基本知識（4學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、6） 教學(xué)重點(diǎn)：給排水、供電、供熱及冷凍、采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)工程的基本知 識；燃燒與爆炸的起因及其危險程度，化工設(shè)計中應(yīng)遵循的安全防火設(shè)計規(guī)范， 環(huán)境污染及其治理應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，工

15、藝設(shè)計人員應(yīng)提供的安全防火與環(huán)境 保護(hù)的設(shè)計條件。 教學(xué)難點(diǎn)：工藝人員向公用工程設(shè)計應(yīng)提供的設(shè)計條件；化工設(shè)計中應(yīng)遵循 的安全防火設(shè)計規(guī)范，環(huán)境污染及其治理應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。 第八章 工程設(shè)計概算（2學(xué)時）（支撐課程目標(biāo)1、2、4、6） 教學(xué)重點(diǎn)：化工設(shè)計工程綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表的具體內(nèi)容；工程概算費(fèi)用的 分類及內(nèi)容；靜態(tài)評價中的投資收益率、靜態(tài)還本期及累計現(xiàn)金價值的定義和表 達(dá)方式，動態(tài)評價中的凈現(xiàn)值、凈現(xiàn)值比、折現(xiàn)現(xiàn)金流通收益率及動態(tài)還本期的 定義和評價標(biāo)準(zhǔn)。 教學(xué)難點(diǎn)：產(chǎn)品單位成本和產(chǎn)品工廠成本，投資利稅率與投資利潤率的區(qū)別; 單位工程概算表的內(nèi)容及編制辦法，工程項(xiàng)目總概算、單項(xiàng)

16、工程綜合概算、單位 工程概算三者的區(qū)別與聯(lián)系；凈現(xiàn)值、凈規(guī)值比、折現(xiàn)現(xiàn)金流通收益率及動態(tài)還 本期的計算方法。 五、教學(xué)建議進(jìn)度（學(xué)時數(shù)XX） 緒論 （1學(xué)時） 第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序（3學(xué)時） 第二章工藝流程設(shè)計（6學(xué)時） 第三章物料衡算和能量衡算（6學(xué)時） 第四章設(shè)備的工藝設(shè)計（6學(xué)時） 第五章車間布置設(shè)計（6學(xué)時） 第六章 車間布置設(shè)計（6學(xué)時） 第七章非工藝專業(yè)基本知識（4學(xué)時） 第八章工程設(shè)計概算（2學(xué)時） 課內(nèi)外時間比例為10： 1六、教學(xué)方法 1. 課堂教學(xué)為主 2. 實(shí)習(xí)認(rèn)識、計算機(jī)輔助教學(xué)為輔七、考核方式 以閉卷考試和平時成績（含設(shè)計作業(yè)、出勤、提問、討論等）相結(jié)合，以筆 試成績?yōu)橹鞯目己朔绞健? 八、成績評定方法 總評成績=平時（30%） +閉卷考試（70%）。 九、教學(xué)參考書： 1、《化工設(shè)計》（第二版），王靜康主編，化學(xué)工業(yè)出版社，20062、《化工設(shè)計》，吳嘉 主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002 3、《化工工藝設(shè)計手冊》（第四版），上海石化集團(tuán)上海工程有限公司編，化學(xué)工 業(yè)出版社，20094、《化工設(shè)計》（第四版），（英）辛諾特主編，中國石化出版社，2009