《化工过程分析与综合》教学大纲
课程编号：
课程名称：化工过程分析与综合/Analysis and Synthesis for Process Engineering
学时/学分：32/2
先修课程：化工热力学，传质与单元操作，化工数学，化学反应工程，分离工程
适用专业：应用化学，化学工艺，化学工程
开课学院：化学工程学院，化工系
一、课程的性质与任务
《化工过程分析与合成》是化学工程与工艺专业的核心专业基础课程之一，它是应用系统工程的观点和方法来研究化工过程系统的开发、设计、最优操作与控制的一门课程。

本门课程的任务是使学生能运用系统工程的观点和方法来分析和合成化工过程，使化工过程系统在开发、设计、操作、管理等各个层面上达到最优化。

二、课程的教学内容、基本要求及学时分配
（一）教学内容
1．绪论
介绍化工过程系统工程的基本内容，基本概念。

包括：过程系统稳态模拟与分析，过程系统动态模拟与分析，过程系统的优化，过程操作优化，间歇过程，反应路径合成，反应器网络合成，换热网络合成，质量交换网络合成，水网络合成，分离塔序列的综合，虚拟企业，供应链等概念。

2．过程系统稳态模拟与分析
内容包括：过程系统模拟的序贯模块法，面向方程法和联立模块法。

3．过程系统的优化
内容包括：线性规划，非线性规划，混合整数非线性规划。

4．生产过程操作优化
内容包括：序贯实验优化方法，统计分析，模式识别和可视化技术。

5．间歇过程
内容包含：过程动态模型及模拟，间歇过程的最优时间表，多产品间歇过程的设备设计与优化，间歇过程的控制模型。

6．换热网络合成
内容包含：换热网络合成--夹点技术，夹点法设计能量最优的换热网络，换热网络的调优。

7．分离塔序列的综合
内容包含：直观推断法，数学规划法，分离序列能量集成。

（二）基本要求
掌握序贯模块法的基本原理，对一个较简单的工艺流程，能够确定单元模块的计算顺序，并在计算机上进行模拟分析。

掌握建立最优化数学模型的一般步骤和方法，对有约束的非线性规划问题，能够应用罚函数法转化为无约束问题，并用改进的随机搜索法求解。

能够应用序贯实验方法改进操作条件，能够建立统计优化操作模型，通过求解找到好的工艺
条件。

掌握夹点技术，问题表格算法和公用工程的选择，能够综合一个较简单的换热网络。

能够应用直观推断法的规则，合成一个分离序列；了解分离过程之间和分离过程与系统之间的热集成方法。

（三）学时分配
本门课的总学时为32，其学时分配如下：
（四）课程内容的重点
过程系统模拟的序贯模块法和面向方程法；单变量搜索的区间消去法、黄金分割法，多变量搜索的剃度法、坐标轮换法，随机搜索法；操作优化的统计调优法，模式识别法，可视化方法；换热网络合成的夹点法，问题表格算法；
分离序列合成的直观推断法和动态规划法、有热集成的分离序列综合。

（五）课程内容的难点
回路矩阵法确定断裂流股，确定单元计算顺序，收敛计算方法；随机优化搜索方法解非线性规划和混合整数非线性规划问题；单纯型序贯实验法，统计调优法；热回收夹点，问题表格算法；直观推断法和动态规划法综合分离序列。

三、课程改革与特色
强调简明、扼要和实用，每一章配合实例问题的讨论和求解使学生掌握基本原理和实用的方法，并使学生认识到本门课的工程价值。

四、推荐教材及参考书
推荐教材：
化工过程分析与综合，麻德贤，化学工业出版社，2002
参考书：
化工过程系统工程，姚平经，大连理工大学出版社，1996
执笔：鄢烈祥
审阅：刘小平日期：2005，9
审定：刘小平日期：2005，9。