甲苯精餾塔設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

甲苯精餾塔設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一、課程目標(biāo)

知識目標(biāo)：

1.理解甲苯精餾塔的基本原理和結(jié)構(gòu)，掌握精餾過程中物質(zhì)的相變和熱量傳遞規(guī)律。

2.掌握化學(xué)工程中塔設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，能夠運(yùn)用相關(guān)公式計(jì)算甲苯精餾塔的塔板數(shù)、回流比等關(guān)鍵參數(shù)。

3.了解工業(yè)精餾過程中常見的問題及解決方案，提高解決實(shí)際問題的能力。

技能目標(biāo)：

1.能夠運(yùn)用所學(xué)知識，獨(dú)立完成甲苯精餾塔的設(shè)計(jì)方案，包括塔徑、塔高、塔板布置等。

2.掌握使用專業(yè)軟件（如AspenPlus）進(jìn)行精餾塔模擬和優(yōu)化的方法，提高實(shí)際操作能力。

3.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，學(xué)會在項(xiàng)目中分工合作，共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

1.培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)工程學(xué)科的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)探索精神和創(chuàng)新意識。

2.培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識，了解化工生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響，提高社會責(zé)任感。

3.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，注重實(shí)踐，善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高自身綜合素質(zhì)。

本課程旨在幫助學(xué)生將理論知識與實(shí)際工程相結(jié)合，培養(yǎng)具備實(shí)際操作能力和創(chuàng)新精神的化學(xué)工程人才。針對學(xué)生的年級特點(diǎn)，課程內(nèi)容深入淺出，注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決實(shí)際問題的能力。在教學(xué)過程中，要求教師關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，因材施教，確保課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠掌握甲苯精餾塔設(shè)計(jì)的基本方法，為未來從事化學(xué)工程領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、教學(xué)內(nèi)容

1.精餾塔基本原理：包括精餾過程的基本概念、氣液相平衡、塔板效率、回流比等。

-教材章節(jié)：第二章，化工單元操作原理，第三節(jié)，精餾操作。

2.甲苯精餾塔設(shè)計(jì)方法：介紹塔設(shè)備設(shè)計(jì)的基本步驟，包括物料衡算、熱量衡算、塔板數(shù)計(jì)算等。

-教材章節(jié)：第三章，塔設(shè)備設(shè)計(jì)，第一節(jié)，塔設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

3.甲苯精餾塔模擬與優(yōu)化：運(yùn)用AspenPlus軟件進(jìn)行塔設(shè)備模擬，分析不同操作參數(shù)對精餾效果的影響。

-教材章節(jié)：第四章，化工過程模擬與優(yōu)化，第二節(jié)，AspenPlus軟件應(yīng)用。

4.實(shí)際工程案例分析：分析甲苯精餾塔在實(shí)際工程中可能出現(xiàn)的問題及解決方案。

-教材章節(jié)：第五章，化工案例分析，第四節(jié)，精餾塔工程案例。

教學(xué)內(nèi)容安排與進(jìn)度：

第一周：精餾塔基本原理，包括氣液相平衡、塔板效率等；

第二周：甲苯精餾塔設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行物料衡算和熱量衡算；

第三周：甲苯精餾塔設(shè)計(jì)方法，計(jì)算塔板數(shù)和回流比；

第四周：AspenPlus軟件操作，進(jìn)行精餾塔模擬與優(yōu)化；

第五周：實(shí)際工程案例分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高解決實(shí)際問題的能力。

三、教學(xué)方法

本課程將采用以下多樣化的教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性：

1.講授法：通過系統(tǒng)講解精餾塔的基本原理、設(shè)計(jì)方法和工程案例，為學(xué)生提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

-與教材關(guān)聯(lián)：結(jié)合第二章和第三章的內(nèi)容，以PPT和板書形式進(jìn)行理論教學(xué)。

2.討論法：針對精餾塔設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：結(jié)合第三章和第五章的內(nèi)容，組織課堂討論，分享不同設(shè)計(jì)方法和工程案例。

3.案例分析法：引入實(shí)際工程案例，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、提出解決方案，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：利用第五章的案例，讓學(xué)生結(jié)合理論知識，分析案例中存在的問題及改進(jìn)措施。

4.實(shí)驗(yàn)法：組織學(xué)生進(jìn)行精餾實(shí)驗(yàn)，觀察精餾過程中物質(zhì)的相變和熱量傳遞現(xiàn)象，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：結(jié)合第二章的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)行實(shí)際操作，鞏固理論知識。

5.軟件操作法：教授學(xué)生使用AspenPlus軟件進(jìn)行精餾塔模擬與優(yōu)化，提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和實(shí)際工程分析能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：結(jié)合第四章的內(nèi)容，進(jìn)行上機(jī)操作，讓學(xué)生熟悉軟件的使用和工程模擬過程。

6.小組合作法：將學(xué)生分為若干小組，共同完成甲苯精餾塔的設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生分工合作，共同解決設(shè)計(jì)過程中遇到的問題。

7.課堂互動法：在教學(xué)過程中，教師通過提問、解答疑問等方式，與學(xué)生保持良好互動，提高學(xué)生的參與度和積極性。

四、教學(xué)評估

為確保教學(xué)評估的客觀性、公正性和全面性，本課程采用以下評估方式：

1.平時(shí)表現(xiàn)：占總評成績的30%。包括課堂出勤、課堂討論、提問及回答問題、小組合作表現(xiàn)等。

-與教材關(guān)聯(lián)：評估學(xué)生在課堂上的積極參與程度，以及對理論知識的理解和應(yīng)用能力。

2.作業(yè)：占總評成績的20%。布置與課程內(nèi)容相關(guān)的作業(yè)，包括設(shè)計(jì)計(jì)算題、案例分析題等。

-與教材關(guān)聯(lián)：通過作業(yè)評估學(xué)生對精餾塔設(shè)計(jì)原理、方法和軟件操作等知識的掌握程度。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：占總評成績的20%。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，需提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)果分析和心得體會。

-與教材關(guān)聯(lián)：評估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的觀察、分析和總結(jié)能力，以及實(shí)驗(yàn)操作技能。

4.課程設(shè)計(jì)：占總評成績的30%。學(xué)生需完成甲苯精餾塔的設(shè)計(jì)任務(wù)，提交設(shè)計(jì)報(bào)告和口頭匯報(bào)。

-與教材關(guān)聯(lián)：評估學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)際工程問題的能力，以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力。

具體評估方式如下：

（1）課堂表現(xiàn)：教師記錄學(xué)生的出勤、提問、回答問題等情況，給予評分。

（2）作業(yè)：定期布置作業(yè)，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，并對作業(yè)進(jìn)行批改、反饋。

（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：評估實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性、準(zhǔn)確性、邏輯性，以及學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和總結(jié)能力。

（4）課程設(shè)計(jì)：評估設(shè)計(jì)報(bào)告的完整性、合理性、創(chuàng)新性，以及口頭匯報(bào)的表現(xiàn)。

（5）期末考試：設(shè)置筆試和口試環(huán)節(jié)，全面考察學(xué)生對課程知識的掌握和應(yīng)用能力。

五、教學(xué)安排

為確保教學(xué)進(jìn)度合理、緊湊，同時(shí)考慮到學(xué)生的實(shí)際情況和需求，本課程的教學(xué)安排如下：

1.教學(xué)進(jìn)度：

-第一周：精餾塔基本原理，課堂講授與討論。

-第二周：甲苯精餾塔設(shè)計(jì)方法，課堂講授與作業(yè)布置。

-第三周：甲苯精餾塔設(shè)計(jì)方法，作業(yè)講解與課堂討論。

-第四周：AspenPlus軟件操作，實(shí)驗(yàn)室上機(jī)實(shí)踐。

-第五周：實(shí)際工程案例分析，課堂討論與實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫。

-第六周：課程設(shè)計(jì)啟動，分組討論與初步設(shè)計(jì)。

-第七周：課程設(shè)計(jì)中期檢查，指導(dǎo)與反饋。

-第八周：課程設(shè)計(jì)完善，口頭匯報(bào)準(zhǔn)備。

-第九周：課程設(shè)計(jì)報(bào)告與口頭匯報(bào)，評價(jià)與總結(jié)。

2.教學(xué)時(shí)間：

-課堂講授：每周2課時(shí)，共計(jì)18課時(shí)。

-實(shí)驗(yàn)教學(xué)：每周1課時(shí)，共計(jì)9課時(shí)。

-課程設(shè)計(jì)：貫穿整個(gè)學(xué)期，共計(jì)9周。

3.教學(xué)地點(diǎn)：

-課堂講授：教學(xué)樓標(biāo)準(zhǔn)教室。

-實(shí)驗(yàn)教學(xué)：化工實(shí)驗(yàn)樓，配備AspenPlus軟件的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。

-口頭匯報(bào)：教