《化工工藝模擬與計算》教學大綱

PAGEPAGE4《化工工藝模擬與計算》教學大綱課程編號：B01030800課程名稱：化工工藝模擬與計算英文名稱：ChemicalProcessSimulation＆Calculation課程性質(zhì)：專業(yè)基礎課學時/學分：24/1.5考核方式：考試選用教材：自編先修課程：物理化學、化工原理、分離工程、反應工程、化工熱力學、傳遞過程原理后繼課程：化工設計、石油加工工藝學、畢業(yè)設計適用專業(yè)及層次：化學工程與工藝及相關專業(yè)，本科及?？迫昙墝W生一、教學目標 通過本課程的理論學習和實踐訓練，使學生具備下列能力：1.能夠準確理解化工工藝模擬與計算的原理。2.能夠把握常見單元操作及反應器的原理及基本工藝計算方法。3.能夠運用化工工藝模擬軟件完成常見化工工藝模擬計算。4.能夠結合各單元知識、模擬軟件以及工業(yè)生產(chǎn)要求，對工藝過程進行分析優(yōu)化。5.能夠利用化工模擬軟件，輔助完成化工工藝設計。二、課程目標與畢業(yè)要求的對應關系（表格可以擴展）畢業(yè)要求指標點課程目標1.工程知識能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎和化學工程與工藝專業(yè)知識用于解決復雜工程問題。教學目標12.問題分析能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜化學工程問題，以獲得有效結論。教學目標23.設計/開發(fā)解決方案能夠設計針對復雜化學工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或化工工藝流程，并能夠在設計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。教學目標34.研究能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜化學工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結論。教學目標45.使用現(xiàn)代工具能夠針對復雜化學工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具，包括對復雜化學工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。教學目標5三、教學基本內(nèi)容第一章化工工藝模擬與計算簡介1.1化工工藝模擬的概念1.2化工工藝模擬與計算軟件介紹1.3化工流程模擬軟件的安裝1.4一個典型實例要求學生：了解化工工藝流程模擬軟件的概念、作用和先進性。掌握軟件安裝及基本使用方法。第二章AspenPlus軟件在物性中的應用2.1物性數(shù)據(jù)庫及物性模型2.2物性分析2.3物性估算2.4物性數(shù)據(jù)回歸2.5電解質(zhì)溶液計算要求學生：會選擇合適物性模型，能進行物性分析、估算、數(shù)據(jù)回歸，能進行電解質(zhì)溶液設置及相關計算。第三章簡單單元模擬3.1混合器和分流器(MixerandSplit)3.2閃蒸器(Flash2andFlash3)3.3加熱器、冷卻器、換熱器(HeaterandHeatExchanger)3.4泵和壓縮機(Pumpandcompressor)要求學生：掌握各簡單單元操作模型的模擬計算方法第四章反應單元模擬4.1簡捷模型（化學計量反應器RStoic，產(chǎn)率反應器RYield）4.2化學平衡反應器（平衡反應器REquil，吉布斯反應器RGibbs）4.3動力學反應器（全混釜反應器RCSTR，平推流反應器RPlug，間歇釜式反應器RBatch）要求學生：能根據(jù)反應體系選擇合適反應器模型，并掌握各反應器模型的模擬計算方法。

第五章分離單元模擬5.1精餾簡捷計算（簡捷設計計算DSTWU，精餾簡捷校核Distil）5.2精餾嚴格計算模擬RadFrac5.3吸收單元模擬5.4萃取單元模擬Extract5.5復雜精餾模擬要求學生：掌握精餾塔的簡捷及嚴格模擬計算方法，能利用相關模塊進行精餾塔設計、分析優(yōu)化。掌握萃取、吸收及復雜精餾的模擬計算。第六章原油常減壓蒸餾模擬要求學生：掌握石油組分輸入方法，掌握石油蒸餾模型的模擬計算方法。第七章流程模擬方法7.1流程選項7.2模型分析工具要求學生：掌握流程選項及模型分析工具，靈活運用靈敏度分析、設計規(guī)定、計算器四、教學重點與難點第一章化工工藝模擬與計算簡介教學重點：化工工藝模擬與計算的原理，軟件安裝及基本使用方法介紹。教學難點：軟件安裝。第二章AspenPlus軟件在物性中的應用教學重點：物性模型選擇，物性分析、估算、數(shù)據(jù)回歸，電解質(zhì)溶液計算教學難點：物性分析、估算、數(shù)據(jù)回歸，電解質(zhì)溶液第三章簡單單元模擬教學重點：各簡單單元操作模型的模擬計算方法教學難點：換熱器、泵的設計計算第四章反應單元模擬教學重點：各反應器模型的模擬計算原理及方法教學難點：動力學反應器第五章分離單元模擬教學重點：精餾塔的簡捷、嚴格計算及分析優(yōu)化，萃取、吸收及復雜精餾的模擬計算教學難點：精餾塔分析優(yōu)化第六章原油常減壓蒸餾模擬教學重點：石油組分輸入方法，石油蒸餾模型的模擬計算教學難點：石油蒸餾的模擬計算方法第七章流程模擬方法教學重點：流程選項及模型分析工具，相關知識的融會貫通及各模塊的綜合利用。教學難點：相關知識的融會貫通及各模塊的綜合利用。五、教學建議進度（學時數(shù)24）第一章化工工藝模擬與計算簡介（2學時）第二章AspenPlus軟件在物性中的應用（4學時）第三章簡單單元模擬（4學時）第四章反應單元模擬（3學時）第五章分離單元模擬（6學時）第六章原油常減壓蒸餾模擬（3學時）第七章流程模擬方法（2學時）課內(nèi)外時間比例為1:2六、教學方法結合化工原理、分離工程、反應工程、化工熱力學、反應工程、傳遞過程原理、化工設計等相關課程，介紹化工工藝模擬與計算的原理及應用，注重各科知識的融會貫通。運用化工工藝模擬軟件進行常見單元操作及流程模擬，并結合化工設計對學生進行考核，促使學生提高化工工藝模擬優(yōu)化水平和計算機輔助設計能力。通過案例分析，理論教學與實踐訓練相結合，強化工程觀點的建立和工程分析能力的培養(yǎng)。采用多媒體、電子備課和傳統(tǒng)教學相結合進行教學。七、考核方式考試八、成績評定方法 總評成績=平時30%+考試70%九、教學參考書：1.化工流程模擬實訓-Aspe