《化工工艺设计》课程教学大纲课程代码：080131018课程英文名称：Chemical Engineering Design课程总学时：48 讲课：48 实验：0 上机：0适用专业：化学工程与工艺大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标化工工艺设计是一门综合性、实践性较强的课程，是化学工程类课程的最后理论教学环节，是专业主干课，主要讲授化工工艺设计的内容和方法。
通过本课程的学习，可使学生系统地获得化工设计的基本知识和基本方法，能够将各门专业基础课程的知识与实际生产相结合，养成独立工作、独立思考和运用所学知识解决实际工程技术问题的能力，同时强化学生的工程意识，使其能更快地适应今后的化学工程类工作需要。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求学生在学习完本课程后，应能够掌握化工设计的基本知识，熟悉相关的设计规范，具有获取相关数据和参数的基本技能；从事工艺计算的基本能力；初步运用计算机进行工艺计算的技能；化工工艺设计人员应具备的初步工程意识。
（三）实施说明1．教学方法：本课程讲授中要强调工程观点、定量运算和设计能力的训练，强调理论与实际的结合，提高分析问题、解决问题的能力。
2．教学手段：工艺流程设计、化工设备的选型、化工厂布置、化工管路部分宜采用多媒体教学，并尽量采用工程实例教学。
（四）对先修课的要求本课程应在高等数学、物理化学、化工原理、化学反应工程、化工制图、化工过程自动控制与仪表、化工设备机械基础等课程结束后开设。
（五）对习题课、实践环节的要求习题课要根据课程进度适当安排一些化工计算、制图等方面的内容，使学生能将所学内容深入理解。
本课程无课内实践教学环节。
本课程的课程设计单独设课，单独考核，具体要求参见相应的课程设计教学大纲。
（六）课程考核方式1．考核方式：考试2．考核目标：在考核学生对化工设计基础知识掌握的基础上，重点考核学生的化工计算能力、分析问题能力及基本的工程意识。
3．成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩（包括作业、出勤、小测验、期中考试等）占20%，期末考试成绩占80%。
平时成绩和期末考试成绩均按百分制给出，最后折算为百分制总评成绩。
（七）参考书目《化工设计》，娄爱娟编，华东理工大学出版社，2002《化工设计》，陈声宗主编，化学工业出版社，2008《化工设计》，黄璐，王宝国编，化学工业出版社，2001《化工计算》，葛婉华编，化学工业出版社，2007二、中文摘要化工工艺设计是化学工程与工艺专业学生必修的一门专业基础课程。
该课程通过化工设计的基本知识和基本方法的讲授，使学生掌握物料衡算、热量衡算、化工设备设计计算方法，掌握工艺流程设计内容，掌握化工厂布置、管路布置原则，熟悉化工厂设计标准与规范等，并将所学知识与实际生产相结合，用以解决实际工程问题。
本课程具有较强的工程实践性，将为后续的相关课程设计、毕业设计等提供坚实的基础。
三、课程学时分配表四、教学内容及基本要求第1部分化工厂设计的内容和程序总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容：1）掌握化工设计的种类；2）熟悉化工厂设计的工作程序；3）掌握化工车间工艺设计的程序及内容；4）了解相关的设计文件。
重点：化工设计的种类、程序和内容难点：化工设计的程序习题：化工设计的种类及化工工艺设计主要内容第2部分工艺流程设计总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第2.1部分工艺路线的确定（讲课2学时）具体内容：1）掌握原料路线选择的原则；2）掌握工艺路线论证的原则；3）掌握工艺路线确定的步骤。
重点：工艺路线论证原则和工艺路线确定步骤习题：工艺路线确定步骤第2.2部分工艺流程设计（讲课2学时）具体内容：1）掌握工艺流程设计的任务、内容和方法；2）理解工艺流程设计方案的确定；3）掌握工艺流程图的种类及不同的设计阶段采用的流程图类型；4）掌握工艺流程图绘制要点。
重点：1）工艺流程设计的任务；2）工艺流程图的种类及不同的设计阶段采用的流程图类型。
难点：工艺流程设计方案的确定习题：工艺流程图的类型及绘制要点第2.3部分典型设备的自控方案（讲课2学时）具体内容：掌握泵、压缩机、换热器、加热炉、反应器及蒸馏塔的常见控制方案重点：典型单元设备的常见控制方案难点：几种复杂控制方案的应用习题：几种复杂控制方案的应用第3部分化工计算总学时(单位：学时):20讲课:20 实验:0 上机:0第3.1部分因次与单位（讲课2学时）具体内容：1）了解常见的单位制度；2）掌握不同单位制间的换算。
重点：常用单位换算难点：英制单位及其换算习题：单位换算第3.2部分化工基础数据（讲课2学时）具体内容：1）熟悉常见的化工数据估算方法；2）掌握临界参数、密度、热容、相变热等基础物性数据的估算。
重点：基础物性数据估算习题：基础物性数据估算第3.3部分物料衡算的方法和步骤（讲课2学时）具体内容：1）掌握物料衡算式建立的依据；2）掌握物料衡算的基本步骤；3）明确计算基准的概念；4）掌握物料衡算的基本方法。
重点：物料衡算的基本步骤和方法难点：计算基准的选择第3.4部分物理单元操作过程的物料衡算（讲课2学时）具体内容：掌握物理单元操作过程的物料衡算方法重点：物理单元操作过程的物料衡算难点：带过程限制条件的物理单元操作过程的物料衡算习题：物理单元操作过程的物料衡算第3.5部分化学反应过程的物料衡算（讲课2学时）具体内容：1）掌握反应过程物料衡算的直接法和组分平衡法及应用；2) 掌握反应过程物料衡算的元素平衡法和联系物法及应用。
重点：化学反应过程物料衡算的组分平衡法、元素平衡法和联系物法难点：化学反应过程物料衡算的元素平衡法；习题：化学反应过程的物料衡算第3.6部分复杂化工过程的物料衡算（讲课2学时）具体内容：理解复杂化工过程的物料衡算难点：复杂化工过程的物料衡算习题：复杂化工过程的物料衡算第3.7部分热量衡算基础（讲课2学时）具体内容：1）掌握热量衡算式及热量衡算基本方法；2）熟悉常见的热力学数据表及性质图；重点：1）热量衡算的方法和步骤；2）常见热力学图表的查取。
难点：溶解热的概念及计算；习题：热力学图表的应用第3.8部分物理过程的热量衡算（讲课2学时）具体内容：掌握物理过程的热量衡算重点：物理过程的热量衡算难点：有相变物理过程的热量衡算习题：物理过程的热量衡算第3.9部分化学反应过程的热量衡算（讲课2学时）具体内容：1）掌握基准态的概念和两个常见的基准态及选取原则；2）掌握化学反应过程的热平衡计算。
重点：1）基准态的选取；2）化学反应过程的热平衡计算。
难点：化学反应过程的热平衡计算习题：化学反应过程的热平衡计算第3.10部分加热剂和冷却剂（讲课2学时）具体内容：1）熟悉常见的加热剂和冷却剂种类及选取原则；2）掌握加热剂或冷却剂用量的计算。
重点：加热剂或冷却剂用量的计算习题：加热剂或冷却剂用量的计算第4部分化工设备的选型和设计计算总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0第4.1部分物料输送设备（讲课2学时）具体内容：1）掌握泵的设计计算和选型；2）了解压缩机、固体输送及粉碎设备的计算和选择。
重点：泵的计算和选型习题：泵的计算和选型第4.2部分贮罐和分离设备（讲课2学时）具体内容：1）熟悉贮罐系列，掌握贮罐设计计算内容、原则和方法；2）熟悉液固分离设备、气固分离设备的选择原则。
重点：贮罐的设计计算习题：贮罐的设计计算第4.3部分换热设备（讲课2学时）具体内容：1）了解化工生产中常见的换热设备；2）掌握管壳式换热器的设计计算及选型。
重点：管壳式换热器的设计计算习题：管壳式换热器的设计计算第4.4部分传质设备和化学反应器（讲课2学时）具体内容：1）了解化工生产中常见的传质设备及反应设备；2）掌握板式塔和填料塔的设计计算内容；3）掌握搅拌釜式反应器的设计计算内容。
重点：板式塔和釜式反应器的设计计算习题：釜式反应器的设计计算第5部分化工厂布置总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第5.1部分厂址选择（讲课2学时）具体内容：1）理解厂址选择的基本原则；2）掌握厂址选择的工作阶段。
重点：厂址选择的工作阶段习题：化工厂布置设计的主要内容第5.2部分总平面布置（讲课2学时）具体内容：1）掌握总平面布置设计的任务；2）理解总平面布置的原则；3）掌握平面布置设计和竖向布置设计的任务；4）了解平面布置设计和竖向布置设计的要点；5）了解管廊布置设计要点。
重点：总平面布置、平面布置和竖向布置设计的任务难点：平面布置设计和竖向布置设计及管廊布置设计的要点习题：总平面布置、平面布置和竖向布置设计的任务及要点第5.3部分车间布置（讲课2学时）具体内容：1）掌握车间布置设计的依据、内容及程序；2）熟悉车间设备布置的内容和要求；3）掌握车间典型设备的布置方案。
重点：车间典型设备的布置难点：车间布置设计要点习题：车间典型设备的布置第6部分化工管路总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第6.1部分管路设计基础（讲课2学时）具体内容：1）熟悉管道的分类和等级2）熟悉管道的材料与规格；3）熟悉管道组件的材料与规格。
重点：1）管道的分类；2）管道的材料与规格。
第6.2部分管路计算（讲课2学时）具体内容：1）掌握管径和管路压降的计算；2）熟悉常见的管道、阀门类型及选择原则。
重点：管径和管路压降的计算习题：管径和管路压降的计算第6.3部分管道布置设计（讲课2学时）具体内容：1）熟悉管道敷设种类及其设计要求；2）掌握单元设备的管道布置原则和方法；3）学习绘制和识读管道布置图。
重点：单元设备的管道布置难点：管道布置图的识读习题：单元设备的管道布置方法编写人：宋颖韬审核人：陈维民批准人：赵平。