化工设计课程教学大纲

《化工设计》课程教学大纲

制定人：张丽娟教学团队审核人：陆杰开课学院审核人：饶品华

课程名称：化工设计/ Chemical Process and Plant Design

课程代码：043041

适用层次（本/专科）：本科

学时：32学分：2 考核方式：考查

先修课程：化工原理，化工热力学，化工仪表与自动化

适用专业：：化学工程与工艺专业

教材：陈声宗《化工设计》普通高等教育“十一五”国家级规划教材化学工业出版社2012

主要参考书：

1. 上海医工院编，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社2009

2. Wells GL,Rose，《The Art of Chemical Process Desin》，Elsevier，1996

3. 王静康主编，《化工设计》，化学业出版社，2006

4. 吴嘉，《化工设计》，化学工业出版社，2002

一、本课程在课程体系中的定位

本课程是专业技术课，为选修课，学完后进行考核。

二、教学目标

1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范和基本思维方式；

2、给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养；

3、掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管道布置的原则、

方法和步骤；

4、掌握物料衡算、热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和方法，并能运用计

算机进行工艺计算；

5、掌握工艺流程图、设备布置图、管道布置图及化工设备图的表达内容、绘制方

法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺流程图、设备布置图和化工设备图；

6、了解非工艺专业的设计及概算的内容，设计的技术经济评价方法，为非工艺

专业提供设计条件。

三、教学效果

1培养学生能掌握化工设计的工作程序、工作内容、设计结果的表达和文档的编制方法；

2.培养学生学会化工专业计算机辅助设计的内容、工具和方法，初步掌握至少一种化工专业

CAD工具软件，以及基本的化工CAD方法。

3.使学生具有正确的设计思想和初步的化工工艺设计能力，为毕业设计和今后在工作岗位上

进行设计工作打下良好的基础。

4. 掌握正确的设计思想和设计方法以及原则。

5. 了解我国现行的有关化工设计的规范方法和程序。

6.熟悉从项目建议书到投料试车的化工厂设计工作的内容和程序。

7.理解项目建议书、可行性研究、设什任务书、扩大初步设计和施工图设计的主

要内容。了解国外通用设计程序和内容。

四、教学内容与教学效果对照表

五、教学内容和基本要求

第一章化工厂设计的内容与程序

第一节化工设计的种类

教学内容：

理解概念设计、中试设计、基础设计与工程设计的概念与内容。

重点和难点：

重点是理解概念设计、基础设计与工程设计的区别与联系，特别要掌握国内的基础设计、初步设计、施工图设计与国外的工艺设计、基础工程设计及详细工程设计的内容与区别。

笫二节化工厂设计的工作程序

教学内容：

熟悉从项目建议书到投料试车的化工厂设计工作的内容和程序。理解项目建议书、可行性研究、设什任务书、扩大初步设计和施工图设计的主要内容。了解国外通用设计程序和内容。

重点和难点：

重点掌握扩大初步设计的内容和工作程序。

第三节化工车间工艺设计的程序及内容

教学内容：

了解车间(装置)工艺设计的内容和工作程序。

重点和难点：

重点掌握车间(装置)工艺设计的工作程序和设计准备工作及方案设计的内容。

第四节设计文件

教学内容：

了解初步设计文件和施工图设计文件的主要内容和要求。

重点和难点：

重点掌握初步设计文件中工艺设计部分的内容。

第二章工艺流程设计

第一节生产方法和工艺流程的选择

教学内容：

理解生产方法和工艺流程选择的原则和生产方法和工艺流程确定的方法和步骤。

重点和难点：

重点掌握生产方法和工艺流程确定的步骤。

第二节工艺流程设计

教学内容：

理解工艺流程设计的任务和工艺流程的设计方法。

重点和难点：

重点掌握工艺流程设计的步骤和内容，以及反应过程、原料预处理过程、产

物的分离净化过程设计应考虑的问题。

难点是综合运用所学知识，以反应过程为核心，根据反应过程的特点，提出

对原料预处理过程、产物的分离净化过程的的要求，组织工艺流程。

第三节工艺流程图

教学内容：

理解工艺流程图的种类和表达内容和管道仪表流程图的设备、管道、管件、

阀门和仪表控制点的表达方法。了解首页图的编制内容。

重点和难点：

重点掌握管道仪表流程图的设备、管道、管件、阀门和仪表控制点的表达内

容和方法，以及管道标注内容和方法。

难点是如何确定管道等级，以及管道标注内容和表示方法。

第四节典型设备的自控方案

教学内容：

理解泵类、压缩机、换热器、反应器及蒸馏塔的自控方案的内容和方法，以

及自控设计条件的内容。

重点和难点：

重点掌握泵类、压缩机、换热器、反应器及蒸馏塔的自控方案。

难点是如何确定操纵变量、主变量和副变量，以及控制方案的表达方法。

第五节工艺流程图计算机绘制软件

教学内容：

运用多媒体手段演示用PIDCAD绘制工艺流程图的过程，理解PIDCAD的

工作界面和绘制工艺流程图的步骤和方法。

重点和难点：

有条件的院校，应上机让学生运用计算机绘制一个简单化工过程的管道仪表

流程图，重点掌握设备、管道、管件、阀门和仪表控制点的绘制方法和管道标注内容和方法。

难点是绘制工艺流程图的顺序，以及各种管线的类型、线宽的确定，阀门类型的确定。

第三章物料衡算与热量衡算

笫一节物料衡算的基本方法

教学内容：

结合具体实例，深刻理解转化率、选择性和收率的的定义和计算方法，在此

基础上能熟练地选择衡算基准，并进行化学反应过程的物料衡算。

重点和难点：

重点掌握是掌握转化率、选择性和收率的的定义和计算方法，正确选择物料

衡算的基准。

难点是正确理解转化率、选择性和收率的的定义和计算方法，并将其灵活运用于物料衡算中；如何正确选择衡算基准（包括基准物流的名称和单位选择）也是本节的重点。

笫二节反应过程的物料衡算

教学内容：

结合具体实例，根据己知条件，针对不同的反应过程正确选择衡算基准和衡

算方法，并列出衡算方程。

重点和难点：

重点是掌握直接推算法和具有循环物料的反应过程的物料衡算的基准和方

法。

难点是针对不同反应过程正确选择物料衡算方法；如何正确利用转化率、选

择性和收率列出反应过程进出物料的关系式；如何正确理解单程转化率、单程收率和总转化率、总收率及循环比的定义和计算方法，并正确列出物料衡算关系式。

第三节化学反应过程的能量衡算