《高分子合成工藝課程設計》課程教學大綱.docx

1、高分子合成課程設計教學大綱課程名稱：高分子合成課程設計課程英文名稱：Curriculum Design on Polymer Material and Engineering課程編碼：0901SJ044課程類別/性質：課程設計/必修學 分：2周 數：2開課單位：化工學院適用專業(yè)：高分子材料與工程先修課程：工程制圖、化工原理、高分子化學、高聚物合成工藝學、聚合物反應工程一、課程簡介高分子合成課程設計是高分了材料與工程專業(yè)-門工程實踐教學環(huán)節(jié)，需要學生對聚合 反應釜設計或高分子產品工藝設計進行的一次綜合性訓練，具有總結性的實踐性教學環(huán)節(jié)，使學 生進一步鞏固加深所學的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識，使

2、之系統(tǒng)化、綜合化。該實踐環(huán)節(jié)要求學生完成課程設計后，系統(tǒng)掌握高分子材料合成原理及工藝設計；具備獨立 設計中等復雜程度合成工藝的能力：樹立正確的價值觀，具有人文社會科學素養(yǎng)、社會責任感， 能夠在專業(yè)工程實踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責任。保證學生達成專業(yè)的相應畢 業(yè)要求。二、課程教學目標通過該實踐教學環(huán)節(jié)的學習，使學生掌握高分子合成過程中設備選用、工藝流程、合成原理 的綜合性知識，培養(yǎng)學生獨立設計中等復雜程度合成工藝的能力，樹立正確的價值觀，正確評價 高分子合成復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律及文化的影響。為后續(xù)畢業(yè)設計和 就業(yè)奠定堅實的工程基礎。在專業(yè)知識、實踐能力、綜合

3、素質等方面達到課程教學目標。1. 價值目標：具有創(chuàng)新精神和終身學習意識，能夠不斷提升自身的知識結構、技能和素質， 有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、實踐能力及自主學習與適應發(fā)展的能力。2. 知識和能力目標：（1）能認識到解決高分子材料與工程復雜工程問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究尋 求可替代的解決方案。（畢業(yè)要求2.3）：（2）能夠進行高分子材料工程相關系統(tǒng)或工藝流程設計，在設計中體現創(chuàng)新意識。（畢業(yè) 要求3.3）；（3）在高分材料工程相關設計中能夠考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素。（畢 業(yè)要求3.4）；（4）能分析和評價高分子科學與工程專業(yè)工程實踐對社會、健康、安全、法律、文化的影 響，以及這些

4、制約因素對項目實施的影響，并理解應承擔的責任。（畢業(yè)要求6.2）；（5）能夠站在環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的角度思考高分子材料和工程專業(yè)工程實踐的可持 續(xù)性，評價產品周期中可能對人類和環(huán)境造成的損害和隱患。（畢業(yè)要求7.2）；（6）能就專業(yè)問題，以口頭、文稿、圖表等方式，準確表達自己的觀點，回應質疑，理解 與業(yè)界同行和社會公眾交流的差異性。（畢業(yè)要求10.1）；（7）了解工程及產品全周期、全流程的成本構成，理解其中涉及的工程管理與經濟決策。 （畢業(yè)要求11.2）；三、課程設計內容與基本要求課程設計為在校集中實踐教學環(huán)節(jié)，時間為2周，共14天。1. 課程設計選題要求根據學生的實際情況，可考慮選擇下列幾

5、種類型的設計題目（或與指導教師協商確定符合教 學要求的類似題目）：（1）液相本體聚合釜設計（2）乳液聚合反應釜設計（3）20000t/a鄰苯二甲酸二辛酯生產工藝設計（4）5000t/a醇酸樹脂生產工藝設計（5）20000t/a聚酰胺生產工藝設計2. 課程設計內容的基本要求（1）設計的經濟、技術背景；（2）生產方法、工藝流程的選擇及說明（要繪制工藝流程圖）；（3）裝置的物料衡算及能量衡算；（4）主要設備的工藝設計及選型，并畫出重要的結構圖；（5）經濟分析與項目評價；（6）設備或生產線的平面布置圖；（7）撰寫課程設計說明書。3. 課程設計內容設計內容一：液相本體聚合釜設計（以30000t/a聚丙烯

6、液相本體聚合釜為例說明）（2周） 設計內容（1）根據生產任務的要求進行聚合釜和閃蒸釜物料衡算（2）工藝流程設計 生產過程及主要工序組成 生產線數目的確定，確定聚合釜臺數（3）熱量衡算 物料升溫階段熱量衡算 聚合階段熱量衡算 回收階段熱量衡算 冷凝階段熱量計算（4）聚合反應釜設計 聚合釜容積的計算 聚合釜的外形尺寸的設計 聚合釜內結構及攪拌軸封的設計 聚合釜的傳熱設計（4）閃蒸釜設計（5）繪制聚合釜設計及設備分布圖（6）編寫說明書設計要求（1）學生應詳細閱讀設計任務書，明確設計任務、內容和要求，明確設計步驟（2）工藝計算包括物料衡算、能量衡算，除了有數字計算之外還應有分析（3）設備圖圖面應清晰易

7、懂，按制圖標準進行繪制（4）設計說明書應包含：目錄，設計原則和設計依據，生產方法和工藝流程，工藝計算、 計算結果、設備設計圖等設計內容二：乳液聚合釜設計（以5000t/a聚醋酸乙烯酯生產工藝設計為例說明）（2周） 設計內容（1）聚醋酸乙烯酯工藝計算 物料衡算 熱量衡算（2）主要設備的工藝設計和選型 聚合釜容積確定 聚合釜簡體直徑與簡體高度確定 攪拌器的計算 泵的選型 聚合釜及各設備選型（3）繪制聚合釜設計及設備分布圖（4）編寫設計說明書設計要求（1）學生應詳細閱讀設計任務書，明確設計任務、內容和要求，明確設計步驟（2）工藝計算包括物料衡算、能量衡算，除了有數字計算之外還應有分析（3）設備圖圖面

8、應清晰易懂，按制圖標準進行繪制（4）設計說明書應包含：目錄，設計原則和設計依據，生產方法和工藝流程，工藝計算、 計算結果、設備設計圖等設計內容三：高分子工廠設計（以20000t/a鄰苯二甲酸二辛酯生產工藝設計為例說明）（2 周）設計內容（1）根據產品性能及用途，進行配方設計。（2）選擇鄰苯二甲酸二辛酯的合成工藝，確定工藝參數，畫流程圖。（3）進行一級酯化段物料、二級酯化段物料物料衡算。（4）熱量衡算（預熱器、反應釜熱量的衡算）。（5）設備工藝設計及選型，核算生產設備能力，列出設備一覽表。 反應釜工藝計算 攪拌器的設計及選型 夾套傳熱面積的計算與核算 冷凝器的設計與選型（6）根據設計結果繪制生產

9、工藝流程圖、車間布置圖等。（7）編寫設計計算說明書。設計要求（1）學生應詳細閱讀設計任務書，明確設計任務、內容和要求，明確設計步驟（2）工藝計算包括物料衡算、能量衡算。除了有數字計算之外還應有分析（3）生產工藝流程圖應能表示出設備、管道、管件、閥門、儀表控制點等。要標注出設備 位號和名稱、工藝條件、物料走向及必要的尺寸數據等。要有標題欄和圖例說明（4）車間布置圖至少用一張平面布置圖表達出設備與建筑物、設備與設備之間的相對位置（5）設計說明書應包含：目錄，設計原則和設計依據，生產方法和工藝流程及產品方案介 紹，原材料及產品的技術指標，工藝計算、計算結果、技術經濟概算、設備一覽表、原材料及動 力消

10、耗表及所引用的資料0錄等設計內容四：高分子工廠設計（以5000t/a醇酸樹脂生產工藝設計為例說明）（2周）設計內容（1）根據產品性能及用途，進行配方設計。（2）選擇醇酸樹脂的合成工藝流程，畫流程圖。（3）進行反應釜、兌稀釜物料衡算，列出物料衡算表。（4）熱量衡算（傳熱系數的計算、反應釜熱量衡算、冷卻水消耗量）（5）設備工藝設計及選型，核算生產設備能力，列出設備一覽表。 反應釜工藝計算 兌稀釜的設計 回流冷凝器的設計 泵的設計 儲罐的設計（6）根據設計結果繪制生產工藝流程圖、車間布置圖等。（7）編寫設計計算說明書。設計要求（1）學生應詳細閱讀設計任務書，明確設計任務、內容和要求，明確設計步驟（2

11、）工藝計算包括物料衡算、能量衡算。除了有數字計算之外還應有分析（3）生產工藝流程圖應能表示出設備、管道、管件、閥門、儀表控制點等。要標注出設備 位號和名稱、工藝條件、物料走向及必要的尺寸數據等。要有標題欄和圖例說明（4）車間布置圖至少用一張平面布置圖表達出設備與建筑物、設備與設備之間的相對位置（5）設計說明書應包含：目錄，設計原則和設計依據，生產方法和工藝流程及產品方案介 紹，原材料及產品的技術指標，工藝計算、計算結果、技術經濟概算、設備一覽表、原材料及動 力消耗表及所引用的資料目錄等設計內容五：高分子工廠設計（以20000t/a聚酰胺生產工藝設計為例說明）（2周）設計內容（1）根據產品性能及

12、用途，進行配方設計。（2）選擇聚酰胺生產工藝，確定工藝參數，畫流程圖。（3）進行物料衡算（醋酸調配物料衡算、鹽液調配物料衡算、縮聚工序物料衡算）。（4）熱量衡算（縮聚工序熱量衡算、反應器熱量的衡算、閃蒸器熱量衡算）。（5）設備工藝設計及選型，核算生產設備能力，列出設備一覽表。 反應釜工藝計算 攪拌器的設計及選型（6）根據設計結果繪制生產工藝流程圖、車間布置圖等。（7）編寫設計計算說明書。設計要求（1）學生應詳細閱讀設計任務書，明確設計任務、內容和要求，明確設計步驟（2）工藝計算包括物料衡算、能量衡算。除了有數字計算之外還應有分析（3）生產工藝流程圖應能表示出設備、管道、管件、閥門、儀表控制點等

13、。要標注出設備 位號和名稱、工藝條件、物料走向及必要的尺寸數據等。要有標題欄和圖例說明（4）車間布置圖至少用一張平面布置圖表達出設備與建筑物、設備與設備之間的相對位置（5）設計說明書應包含：目錄，設計原則和設計依據，生產方法和工藝流程及產品方案介 紹，原材料及產品的技術指標，工藝計算、計算結果、技術經濟概算、設備一覽表、原材料及動 力消耗表及所引用的資料目錄等課程設計教學內容及學習要求序號課程設計內容思政融入點要 求學時支撐畢業(yè)要 求指標點理解掌 握分析與應用1資料查閱、收集和整 理、設計方案確定及設 計計算參數的獲取通過題目類型分析及講解，引導學生 了解高分了合成在高分了專業(yè)領域 中的重要作

14、用，樹立積極探索的精 神。高高中3天2. 3,6. 2,7.22工藝計算與設備主要 工藝結構計算引導學生進行綠色設計，盡可能減少 原材料的使用，同時充分考慮產品的中中高5天3. 3, 3. 4, 6. 2,7.2R1收再利用，最大限度降低對環(huán)境造 成的影響，實現可持續(xù)發(fā)展的目標。 引導學生建立低本增效觀念。3繪制設計圖紙及編寫設計說明書要求學生獨立完成合成工藝設計，培 養(yǎng)學生獨立思考能力和積極探索、克 堅攻難精神。培養(yǎng)學生繪圖能力，建立細致、細心、 耐心的工作學習作風。高中中5天3.4,6. 2, 11.24課程設計資料裝訂及 交稿低低低1天10.2注：在“要求”欄內以高、中、低來表示對學生學

15、習程度的要求，高為最高要求。理解指能對所學的內容作 歸納、分類、解釋、總結、推斷和一定程度的發(fā)揮。掌握指能理解學習材料的內涵和意義，包括具體分類、區(qū)別、 流程、誤區(qū)等的認知和學習。可以借助三種形式來表明對材料的領會，一是轉換，即用自己的話或用與原先表達 方式不同的方式表達自己的思想：二是解釋，即對一項信息加以說明或概述：三隹推斷，即估計將來的趨勢（預 期的后果）。分析指能將所學的內容分解并找出它們的相互關系和構成，或能計劃、創(chuàng)造、建造或有改變的重構。 應用指能將學習材料用于新的具體情境，包括原則、方法、技巧、規(guī)律的拓展，代表較高水平的學習成果。應用 需要建立對知識點掌握的基礎上。四、課程設計地

16、點及組織管理課程設計地點：校內組織管理：由院、系指派經驗豐富的專業(yè)教師擔任指導教師。實行指導教師負責制，由指導 教師全面負責課程設計的指導與管理工作。五、課程設計方式及教學方法課程設計教學內容及學習要求序號課程設計內容教學方法1資料查閱、收集和整理、設計方案確定及設計計算 參數的獲取課堂講授，課后討論，網絡及數據庫檢索2工藝計算與設備主要工藝結構計算課堂講授，課后討論，網絡及數據庫檢索3繪制設計圖紙及編寫設計說明書課堂講授，課后討論，數據庫檢索4課程設計資料裝訂及交稿學生自主完成六、考核及成績評定方式1. 考核內容由指導教師對學生在課程設計期間的表現，所完成的裝配圖、零件圖、設計計算說明書的質量和答辯情況進行