化工過程分析與合成課程教學(xué)大綱

1、化工過程分析與合成課程教學(xué)大綱制定人：吳淑晶教學(xué)團(tuán)隊(duì)審核人：門勇開課學(xué)院審核人：饒品華課程名稱：化工過程分析與合成/ Analysis and Synthesis of Chemical Engineering Process 課程代碼：040323適用層次（本/專科）：本科學(xué)時(shí)：32學(xué)分：2講課學(xué)時(shí)：30 上機(jī)/實(shí)驗(yàn)等學(xué)時(shí)：2考核方式：考查先修課程：高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝教材：張衛(wèi)東，孫巍，劉君騰.化工過程分析與合成（第二版）.國家精品課程教材，北京： 化學(xué)化工出版社，2011.主要參考書：1 .姚平經(jīng).過程系統(tǒng)工程.上海：華東理工大學(xué)出版社，20

2、09.2 .王弘軾.化工過程系統(tǒng)工程.北京：清華大學(xué)出版社，2006.3 .都健.化工過程分析與綜合.大連：大連理工大學(xué)出版社，2009.一、本課程在課程體系中的定位培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法研究化工過程系統(tǒng)模擬、分析、優(yōu)化和合成的 基本能力。二、教學(xué)目標(biāo)1 .培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。2 .培養(yǎng)學(xué)生從系統(tǒng)工程的角度分析問題和解決問題的基本能力。3 .培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法研究化工過程系統(tǒng)模擬、分析、優(yōu)化和合成的基 本能力。三、教學(xué)效果通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可具備：1 .掌握化工工程分析和合成的基本概念和基本內(nèi)容。2 .掌握化工過程系統(tǒng)模擬與分析的基本原理和方法。3 .掌握化工過程系

3、統(tǒng)優(yōu)化與合成的系統(tǒng)工程方法。4 . 了解理論知識(shí)與工程實(shí)際的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。5 .從系統(tǒng)工程的角度分析問題和解決問題的基本能力。6 .應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法研究化工過程系統(tǒng)模擬、分析、優(yōu)化和合成的基本能力。四、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)效果對照表-教學(xué)效果教學(xué)內(nèi)容效果1效果2效果3效果4效果5效果6緒論JVVVVV化工過程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài) 模擬與分析JVVVV化工過程系統(tǒng)動(dòng)態(tài) 模擬與分析JVVVV化工過程系統(tǒng)的優(yōu) 化JVVVVV化工生產(chǎn)過程操作 工況調(diào)優(yōu)JVVVVV間歇化工過程JVVVVV換熱網(wǎng)絡(luò)合成VVVVVV分離塔序列的綜合VVVVVV五、教學(xué)內(nèi)容和基本要求第1章緒論教學(xué)內(nèi)容：化工過程；化工過程生

4、產(chǎn)操作控制；化工過程的分析與合成；化工過程模擬系統(tǒng)；化 工企業(yè)CIPS技術(shù)；人工智能技術(shù)在化工過程中的應(yīng)用。教學(xué)要求：了解化工過程生產(chǎn)操作控制；掌握化工過程分析與合成的基本概念及主要研究內(nèi)容；了解化工企業(yè)CIPS技術(shù)；了解人工智能技術(shù)在化工過程中的應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)：【本章重點(diǎn)】化工過程分析與合成的基本概念及主要研究內(nèi)容。【本章難點(diǎn)】化工過程分析與合成的新型手段和方法。第2章 化工過程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬與分析教學(xué)內(nèi)容：過程系統(tǒng)模擬的三種基本方法；過程系統(tǒng)模擬的序貫?zāi)K法；過程系統(tǒng)模擬的面向方 程法；過程系統(tǒng)模擬的聯(lián)立模塊法；氨合成工藝流程的模擬與分析。教學(xué)要求：掌握過程系統(tǒng)模擬的三種基本方法；掌握序貫?zāi)?/p>

5、塊法的基本原理及基本方法；掌握面向方程法的基本原理及基本方法；掌握聯(lián)立模塊法的基本原理及基本方法；了解氨合成工藝流程的模擬與分析方法；熟練運(yùn)用回路矩陣表示不可分隔子系統(tǒng)問題。重點(diǎn)難點(diǎn)：【本章重點(diǎn)】過程系統(tǒng)模擬的三種基本方法。【本章難點(diǎn)】氨合成工藝流程的模擬與分析方法。第3章化工過程系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬與分析教學(xué)內(nèi)容：化工過程系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型；連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器的動(dòng)態(tài)特性；精餾塔的動(dòng)態(tài)特性；變壓 吸附過程的模擬與分析。教學(xué)要求：掌握化工過程系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的分類；了解確定性動(dòng)態(tài)模型的數(shù)學(xué)處理；了解連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器動(dòng)態(tài)模型的推導(dǎo)過程；掌握精餾塔動(dòng)態(tài)模型的數(shù)學(xué)處理與應(yīng)用；了解變壓吸附過程的模擬與分析方法；熟練運(yùn)用多

6、級(jí)集中參數(shù)模型對精餾塔的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行模擬與分析。重點(diǎn)難點(diǎn)：【本章重點(diǎn)】精餾塔動(dòng)態(tài)模型的數(shù)學(xué)處理與應(yīng)用?！颈菊码y點(diǎn)】動(dòng)態(tài)模型的數(shù)學(xué)處理與應(yīng)用。第4章 化工過程系統(tǒng)的優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容：概述化工過程系統(tǒng)優(yōu)化問題基本概念；化工過程系統(tǒng)最優(yōu)化問題的類型；化工過程中 的線性規(guī)劃問題；化工過程中的非線性規(guī)劃問題；化工過程大系統(tǒng)的優(yōu)化。教學(xué)要求：了解化工過程系統(tǒng)優(yōu)化問題基本概念；掌握最優(yōu)化問題的建模方法；掌握化工過程系統(tǒng)最優(yōu)化問題的類型；了解化工過程中的線性規(guī)劃及非線性規(guī)劃問題；了解化工過程大系統(tǒng)的優(yōu)化方法；熟練運(yùn)用有約束條件最優(yōu)化問題的經(jīng)典方法求解烴類催化反應(yīng)器問題。重點(diǎn)難點(diǎn)：【本章重點(diǎn)】最優(yōu)化問題的類型?！颈?/p>

7、章難點(diǎn)】有約束條件最優(yōu)化問題的經(jīng)典求解方法的應(yīng)用。第5章 化工生產(chǎn)過程操作工況調(diào)優(yōu)教學(xué)內(nèi)容：化工生產(chǎn)過程操作工況調(diào)優(yōu)的作用與意義；化工生產(chǎn)過程操作工況離線調(diào)優(yōu)的方法; 機(jī)理模型法一液體空氣精餾塔的操作工況調(diào)優(yōu)；統(tǒng)計(jì)模型法一苯酐生產(chǎn)過程的操作工況調(diào) 優(yōu)；智能模型法一乙苯脫氫反應(yīng)過程的操作工況調(diào)優(yōu)。教學(xué)要求：了解化工生產(chǎn)過程操作工況調(diào)優(yōu)的作用與意義；掌握三種調(diào)優(yōu)方式及三種優(yōu)化模型；了解機(jī)理模型法及實(shí)際應(yīng)用；了解統(tǒng)計(jì)模型法及實(shí)際應(yīng)用；了解智能模型法及實(shí)際應(yīng)用；熟練運(yùn)用物理化學(xué)及化工原理知識(shí)求解液體空氣精餾塔的物性模型問題。重點(diǎn)難點(diǎn)：【本章重點(diǎn)】三種調(diào)優(yōu)方式及三種優(yōu)化模型?！颈菊码y點(diǎn)】三種工況離線調(diào)優(yōu)

8、的實(shí)際應(yīng)用。第6章間歇化工過程教學(xué)內(nèi)容：間歇過程與連續(xù)過程；過程動(dòng)態(tài)模型及模擬；間歇過程的最優(yōu)時(shí)間表；多產(chǎn)品間歇過 程的設(shè)備設(shè)計(jì)與優(yōu)化；間歇過程的控制模型。教學(xué)要求：掌握間歇過程與連續(xù)過程的區(qū)別；掌握間歇過程的基本概念；了解間歇過程最優(yōu)時(shí)間表問題；了解多產(chǎn)品間歇過程的設(shè)備設(shè)計(jì)與優(yōu)化；了解間歇過程的控制模型；熟練運(yùn)用設(shè)備優(yōu)化原則解決優(yōu)化設(shè)備的選擇問題。重點(diǎn)難點(diǎn)：【本章重點(diǎn)】間歇過程的最優(yōu)時(shí)間表?！颈菊码y點(diǎn)】多產(chǎn)品間歇過程的設(shè)備設(shè)計(jì)與優(yōu)化。第7章?lián)Q熱網(wǎng)絡(luò)合成教學(xué)內(nèi)容：化工生產(chǎn)流程中換熱網(wǎng)絡(luò)的作用和意義；換熱網(wǎng)絡(luò)合成問題；換熱網(wǎng)絡(luò)合成一夾點(diǎn)技 術(shù)；夾點(diǎn)法設(shè)計(jì)能量最優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò)；換熱網(wǎng)絡(luò)的調(diào)優(yōu)；實(shí)際工

9、程項(xiàng)目的換熱網(wǎng)絡(luò)合成。 教學(xué)要求：了解化工生產(chǎn)流程中換熱網(wǎng)絡(luò)的作用和意義；掌握換熱網(wǎng)絡(luò)合成問題的描述；掌握夾點(diǎn)的概念及夾點(diǎn)的特性；了解夾點(diǎn)匹配的可行性原則；了解實(shí)際工程項(xiàng)目的換熱網(wǎng)絡(luò)合成；熟練運(yùn)用夾點(diǎn)匹配的可行性原則判斷是否需要進(jìn)行流股分割問題。重點(diǎn)難點(diǎn)：【本章重點(diǎn)】夾點(diǎn)的概念及夾點(diǎn)的特性。【本章難點(diǎn)】夾點(diǎn)匹配的可行性原則。第8章分離塔序列的綜合教學(xué)內(nèi)容：精餾塔分離序列綜合概況；分離序列綜合的基本概念；動(dòng)態(tài)規(guī)劃法；分離度系數(shù)有序 探試法；相對費(fèi)用函數(shù)法；分離序列綜合過程的評(píng)價(jià)；調(diào)優(yōu)法；復(fù)雜塔的分離順序。教學(xué)要求：了解精餾塔分離序列綜合概況；掌握分離序列綜合的基本概念；掌握動(dòng)態(tài)規(guī)劃法解決多階段決

10、策過程最優(yōu)化問題的方法；了解分離度系數(shù)有序探試法；了解分離序列綜合過程的評(píng)價(jià)方法；熟練運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法解決多階段決策過程最優(yōu)化問題。重點(diǎn)難點(diǎn)：【本章重點(diǎn)】分離序列綜合的基本概念?！颈菊码y點(diǎn)】動(dòng)態(tài)規(guī)劃法解決多階段決策過程最優(yōu)化問題。六、實(shí)驗(yàn)（習(xí)題、上機(jī)等）內(nèi)容和基本要求本課程除課堂講授外，采取翻轉(zhuǎn)課堂輔助教學(xué)形式。1 .翻轉(zhuǎn)課堂課程教學(xué)內(nèi)容完成后，課程內(nèi)容總復(fù)習(xí)采取翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式進(jìn)行?？梢詫ψ约?感興趣的課程內(nèi)容或自認(rèn)為重要的課程內(nèi)容，亦或?qū)λ鶎W(xué)課程內(nèi)容的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一 步深入探究等等，學(xué)生通過查找資料、準(zhǔn)備講義、小組討論等方式，在課堂上利用ppt 自主講授相關(guān)內(nèi)容。教師主要負(fù)責(zé)講評(píng)。2 .不

11、設(shè)單獨(dú)的習(xí)題課，作業(yè)要求學(xué)生課后完成，由教師利用課堂碎片時(shí)間講解。七、課時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容講課習(xí)題課翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)用案例訓(xùn)練上機(jī)小計(jì)緒論22化工過程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài) 模擬與分析66化工過程系統(tǒng)動(dòng)態(tài) 模擬與分析44化工過程系統(tǒng)的優(yōu) 化44化工生產(chǎn)過程操作 工況調(diào)優(yōu)44間歇化工過程44換熱網(wǎng)絡(luò)合成44分離塔序列的綜合22課程內(nèi)容總復(fù)習(xí)22共計(jì)30232八、課程考核1 .上課的基本要求（不遲到、早退、不無故缺課等）占10%。2 .平時(shí)作業(yè)占5%。3 .課堂互動(dòng)表現(xiàn)占15%。4 .翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)占10%。5 .期末考試占60%。海，轉(zhuǎn)放4女摩Shanghai University of Engineering Scie

12、nce教學(xué)大綱專家評(píng)審表程名稱程代碼適用專業(yè)序號(hào)評(píng)審內(nèi)容評(píng)審結(jié)論（請打J）優(yōu)秀良好合格整改1課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)效果定位準(zhǔn)確，符合該課程在專業(yè) 課程體系與畢業(yè)要求對照表中，對學(xué)生有關(guān)知識(shí)、能力、 素質(zhì)的培養(yǎng)要求，能支撐畢業(yè)要求的實(shí)現(xiàn)。2教學(xué)內(nèi)容充實(shí)合理，重點(diǎn)、難點(diǎn)突出，深度、難度、廣 度能夠支撐課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)，能夠反映 相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展前沿。3選用近期出版的優(yōu)秀教材，其中，參考教材不得少于3 本。4教學(xué)時(shí)數(shù)分配科學(xué)，注重課程之間的聯(lián)系與交叉，與先 修、后續(xù)課程，內(nèi)容上無脫節(jié)、無重復(fù)。5文字描述清晰、意義明確、名詞術(shù)語規(guī)范、定義正確。6課程考核方式科學(xué)合理。專 家 評(píng) 審 意 見評(píng)審專

13、家信息專家姓名職稱/職務(wù)工作單位專業(yè)專家簽名海，轉(zhuǎn)放4女摩Shanghai University of Engineering Science教學(xué)大綱相關(guān)課程任課教師評(píng)審表課程名稱程代碼適用專業(yè)序號(hào)評(píng)審內(nèi)容評(píng)審結(jié)論（請打J）優(yōu)秀良好合格整改1課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)效果定位準(zhǔn)確，符合該課程在專業(yè) 課程體系與畢業(yè)要求對照表中，對學(xué)生有關(guān)知識(shí)、能力、 素質(zhì)的培養(yǎng)要求，能支撐畢業(yè)要求的實(shí)現(xiàn)。2教學(xué)內(nèi)容充實(shí)合理，重點(diǎn)、難點(diǎn)突出，深度、難度、廣 度能夠支撐課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)，能夠反映 相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展前沿。3選用近期出版的優(yōu)秀教材，其中，參考教材不得少于3 本。4教學(xué)時(shí)數(shù)分配科學(xué)，注重課程之間的聯(lián)系與交叉，與先 修、后續(xù)課程，內(nèi)容上無脫節(jié)、無重復(fù)。5文字描述清晰、意義明確、名詞術(shù)語規(guī)范、定義正確。6課程考核方式科學(xué)合理。教 師 評(píng) 審 意 見評(píng)審教師信息姓名職稱單位講授程與本課程的關(guān)系 （前修/后繼/類似）簽名徐海，轉(zhuǎn)放4女摩Shanghai University of Engineering Science課程教學(xué)評(píng)價(jià)表（學(xué)生用表）課程名稱：授課教師：授課學(xué)期:序評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)等級(jí)（數(shù)值越高，效果越好）號(hào)012345教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)效果的知曉程度（10分）你對教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)效果的知曉程度教學(xué)效