《化工設計基礎》課程教學大綱

1、化工設計基礎課程教學大綱課程名稱：化工設計基礎英文名稱：Basis of Chemical Engineering Design課程編碼：X2031001學時數：32其中實踐學時數： 課外學時數： 學分數：2.0適用專業(yè)：能源化學工程一、課程簡介化工設計基礎是能源化工專業(yè)的專業(yè)基礎課。課程主要內容是以化工生產車間（裝置）的工藝設計為重點，講述與國際化工設計相接軌、目前國內通用的化工設計的原則、方法、設計程序與技巧，和各種化工工藝圖與化工設備圖的繪制與閱讀方法，以及計算機在化工設計計算與繪圖中的應用。通過本課程的學習，使學生對化工生產車間（裝置）設計的內容和步驟有較全面的了解，并具有初步的化工裝

2、置設計能力。通過本課程的學習和畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的實踐，使學生具備有化工工程設計的基礎知識，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識分析和解訣實際工程問題的能力，增強學生的工程概念和技術經濟意識，熟悉化工設計的常用規(guī)范，使學生具備化學工程師的基本素質，為學生后續(xù)相關課程的學習和工作打下工程基礎。二、課程目標與畢業(yè)要求關系表課程目標畢業(yè)要求課程目標1：掌握化工設計的基本程序、基本規(guī)律、基本方法、主要規(guī)范和基本思維方式；給學生以扎實的化工設計基礎訓練和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；3-2能夠運用相關工程知識，設計滿足特定工程需求的系統(tǒng)或單元。課程目標2：掌握工藝方案選擇和工藝流程設計、以及車間設備布置和管道布置的原則、方法和步驟；掌

3、握物料衡算、熱量衡算及設備的選型與工藝計算的原理和方法，并能運用計算機進行工藝計算；3-2能夠運用相關工程知識，設計滿足特定工程需求的系統(tǒng)或單元。課程目標3：掌握工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖及化工設備圖的表達內容、繪制方法和閱讀方法，并能運用計算機繪制工藝流程圖、設備布置圖和化工設備圖；3-2能夠運用相關工程知識，設計滿足特定工程需求的系統(tǒng)或單元。課程目標4：了解非工藝專業(yè)的設計及概算的內容，設計的技術經濟評價方法，為非工藝專業(yè)提供設計條件。3-2能夠運用相關工程知識，設計滿足特定工程需求的系統(tǒng)或單元。三、課程教學內容、基本要求、重點和難點（一）化工廠設計概論1、教學目的和要求了解概念設

4、計、中試設計、基礎設計與工程設計的概念與內容；項目建議書、可行性研究、設什任務書、擴大初步設計和施工圖設計的主要內容；車間(裝置)工藝設計的內容和工作程序。掌握概念設計、基礎設計與工程設計的區(qū)別與聯(lián)系；國內的基礎設計、初步設計、施工圖設計與國外的工藝設計、基礎工程設計及詳細工程設計的內容與區(qū)別。2、教學內容第一節(jié)：緒論第二節(jié)：化工設計種類第三節(jié)：化工廠設計的工作程序第四節(jié)：化工車間工藝設計的程序及內容第五節(jié)：設計文件3、本章重點和難點重點是掌握設計要求，設計原則，設計程序，設計內容。難點是掌握擴大初步設計的內容和工作程序。（二）工藝流程設計1、教學目的和要求掌握工藝流程設計的任務和設計方法以及

5、設計過程應考慮的問題；主要化工設備的自控方案的內容和方法；生產方法和工藝流程確定的步驟；確定操縱變量、主變量和副變量，以及控制方案的表達方法；各種管線的類型、線寬的確定，閥門類型的確定。2、教學內容第一節(jié)：生產方法和工藝流程的選擇第二節(jié)：工藝流程設計第三節(jié)：工藝流程圖第四節(jié)：工藝流程圖計算機繪圖軟件3、本章重點和難點重點是掌握繪制物料流程圖、帶控制點的工藝流程圖。難點是掌握單元設備的自控流程，特定過程及管路的流程。（三）物料衡算與能量衡算1、教學目的和要求了解并掌握利用化學反應速率進行反應過程的物料衡算的方法和步驟；以反應熱效應為基礎和以生成熱為基礎兩種反應過程能量衡算方法；流程模擬軟件的種類

6、和功能，以及應用進行物料衡算和熱量衡算的步驟和方法；利用化學反應速率進行反應過程的物料衡算的方法；衡算基準的選擇，包括基準物流的名稱和單位選擇，以及物料平衡方程、摩爾分數約束式及設備約束式的內容和形式；掌握一個完整的化工過程的物料衡算的基準和思路以及計算方法。2、教學內容第一節(jié)：物料衡算的基本方法第二節(jié)：反應過程的物料衡算第三節(jié)：反應過程的能量衡算第四節(jié)：應用AspenPlus進行化工過程的物料衡算及能量衡算3、本章重點和難點重點是掌握物料衡算與熱量衡算的基本原理、計算。難點是化工過程模擬軟件的應用。（四）設備的工藝設計及化工設備圖1、教學目的和要求了解掌握化工設備選型和工藝設計的一般原則；定

7、型設備與非定型設備設計的主要內容和工作程序；用計算機進行設備選型與計算的方法與步驟。設備選型和工藝設計的合理性和安全性的要求；定型設備與非定型設備基本設計的內容和方法；合適的設備基本結構形式和基本尺寸、主要工藝參數正確選擇。2、教學內容第一節(jié)：化工設備選用概述第二節(jié)：化工設備選型和工藝計算第三節(jié)：化工設備圖3、本章重點和難點重點是掌握液體輸送設備，氣體輸送、壓縮設備的選型，貯罐設計，管殼式換熱器選型及設計，液固分離設備、氣固分離設備選型及設計，板式塔和填料塔，干燥設備，攪拌釜式反應器的設計。難點是板式塔和填料塔，干燥設備，攪拌釜式反應器的設計計算。（五）車間布置設計1、教學目的和要求了解并掌握

8、化工車間的組成；車間布置設計的依據、內容及程序，以及車間(裝置)平面布置方案和工業(yè)建筑物的模數、敞開構筑物的結構尺寸；車間設備布置設計的內容，反應器、塔和立式容器、換熱器、臥式容器、泵及壓縮機的布置方案和布置要點；用AutoCAD繪制設備布置圖的方法。初步設計階段和施工圖設計階段的車間布置設計的內容，設備布置應滿足生產工藝、安裝檢修、土建及安全、衛(wèi)生的要求及應對方案。2、教學內容第一節(jié)：車間布置設計概述第二節(jié)：車間設備布置設計第三節(jié)：典型設備的布置方案第四節(jié)：設備布置圖3、本章重點和難點重點是掌握平面布置，豎向布置，管廊布置，車間布置，繪制設備布置圖。難點是繪制平面布置、豎向布置、管廊布置、設

9、備布置圖。（六）管道布置設計1、教學目的和要求了解并掌握化工車間布置設計的任務和要求；管道在管架上的平面布置和立面布置的原則；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；管道轉折、交叉、重疊的表示方法，管道布置圖的標注內容和方法；管道軸測圖中管道、管件及閥門的表示方法及尺寸標注內容與標注方法，管道方位圖的表達內容及繪制方法。2、教學內容第一節(jié)：概述第二節(jié)：管架和管道的安裝布置第三節(jié)：典型設備的管道布置第四節(jié)：管道布置圖3、本章重點和難點重點是掌握管道及其組件的材料與規(guī)格，管路計算：管徑的確定，管路壓降計算，閥門、管件的選擇，繪制管道布置圖，單元

10、設備的管道布置。難點是管路絕熱設計，管路應力分析與熱補償，管道布置圖的識讀。（七）非工藝專業(yè)1、教學目的和要求了解并掌握給排水、供電、供熱及冷凍、采暖通風及空氣調節(jié)工程的基本知識；工藝人員向公用工程設計應提供的設計條件；化工設計中應遵循的安全防火設計規(guī)范，環(huán)境污染及其治理應遵循的標準、規(guī)范。2、教學內容第一節(jié)：公用工程第二節(jié)：安全與環(huán)境保護3、本章重點和難點重點是化工容器制造的材料選擇，設備設計。難點是土建設計，自控設計，電器設計，給水排水設計，采暖通風設計。（八）工程設計概算及技術經濟1、教學目的和要求了解并掌握化工設計工程綜合技術經濟指標表的具體內容；工程概算費用的分類及內容；靜態(tài)評價中的

11、投資收益率、靜態(tài)還本期及累計現金價值的定義和表達方式，動態(tài)評價中的凈現值、凈現值比、折現現金流通收益率及動態(tài)還本期的定義和評價標準。產品單位成本和產品工廠成本，投資利稅率與投資利潤率的區(qū)別；單位工程概算表的內容及編制辦法，工程項目總概算、單項工程綜合概算、單位工程概算三者的區(qū)別與聯(lián)系。2、教學內容第一節(jié)：工程概算費用與概算項目第二節(jié)：化工設計工程的綜合技術經濟指標第三節(jié)：投資與產品成本估算第四節(jié)：工程投資經濟評價3、本章重點和難點重點與難點是建設項目投資估算，生產成本估算，經濟評價，綜合技術經濟指標，工程概算書的編制。四、教學方式及學時分配序號主要內容主要教學方式學時分配輔導答疑比例一化工廠設

12、計概論講授411二工藝流程設計講授411三物料衡算與能量衡算講授411四設備的工藝設計及化工設備圖講授411五車間布置設計講授411六管道布置設計講授411七非工藝專業(yè)講授411八工程設計概算及技術經濟講授411五、課程其他教學環(huán)節(jié)要求1、作業(yè)本課程課堂教學為主，實習認識、計算機輔助教學為輔，要求學生完成一定量的課后作業(yè)。題型有問答與結構組成及典型化工工藝的工藝設計相關題。2、課后答疑兩周一次輔導答疑。六、本課程與其他課程的聯(lián)系能源化工CAD制圖、化工機械、化工原理及化學反應工程是本課程的基礎,本課程結合工藝計算示例、計算圖表及各種圖紙示例，著重于傳授化工設計的基本原理、標準、規(guī)范、技巧和經驗

13、，為培養(yǎng)學生成為具備一定的能源化工生產基礎知識和能源化工產業(yè)綜合加工技術知識與操作技能的高級專業(yè)工程技術人才，從事能源化工相關領域從事工程設計、生產管理工作打下一定的基礎。七、建議教材及教學參考書目化工設計第四版，梁志武、陳聲宗，化學工業(yè)出版社，2015年化工設計（第二版），陳聲宗，化學工業(yè)出版社，2008年化工設計，王紅林、陳礪，華南理工大學出版社，2001年化工設計（第二版），王靜康，化學工業(yè)出版社，2006年化工設計，吳嘉，化學工業(yè)出版社，2002年八、課程考核方式與成績評定辦法課程考核方式為：考試；成績評定方法：如平時成績*30%+期末成績*70%=總成績，成績采用百分制。評價項目評價

14、環(huán)節(jié)課程目標平時成績（30分）考勤、課后作業(yè)（30分）課程目標1：掌握化工設計的基本程序、基本規(guī)律、基本方法、主要規(guī)范和基本思維方式；給學生以扎實的化工設計基礎訓練和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；課程目標4：了解非工藝專業(yè)的設計及概算的內容，設計的技術經濟評價方法，為非工藝專業(yè)提供設計條件。課程考查（70分）期末考試（70分）課程目標1：掌握化工設計的基本程序、基本規(guī)律、基本方法、主要規(guī)范和基本思維方式；給學生以扎實的化工設計基礎訓練和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；課程目標2：掌握工藝方案選擇和工藝流程設計、以及車間設備布置和管道布置的原則、方法和步驟；掌握物料衡算、熱量衡算及設備的選型與工藝計算的原理和方法，并能運用計算機進行工藝計算；課程目標3：掌握工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖及化工設備圖的表達內容、繪制方法和閱讀方法，并能運用計算機繪制工藝流程圖、設備布置圖和化工設備圖；課程目標4：了解非工藝專業(yè)的設計及概算的內容，設計的技術經濟評價方法，為非工藝專業(yè)提供設計條件。課程目標1：掌握化工設計的基本程序、基本規(guī)律、基本方法、主要規(guī)范和基本思維方式；給學生以