《化工过程分析与合成》教学大纲

一、课程基本信息

课程名称：化工过程分析与合成

适用专业：化学工程与工艺

课程编码：082021

课程学时：32

课程学分：2

制定单位：bevictor伟德化工教研室

制定人员：张恒

制定时间：2017年6月

二、课程性质、目的和任务

本课程是化学工程与工艺专业的一门专业课。本课程使学生在完成工程数学、物理化学、化工原理、化工热力学、分离工程学等课程学习的基础上，以化工过程系统为研究对象，初步掌握对过程进行模拟、分析、优化和合成的系统工程方法，培养综合运用化工基础知识和专业知识处理实际问题的能力。

三、课程内容、基本要求及学时分配

第一章 绪论 2学时

1.1化工过程分析与合成的研究内容

1.2 如何对一个化工过程进行模拟

1.3 化工过程模拟的主要类型

1.4 化工过程模拟的用途

1.5 学科相关与前沿

教学要求：

（1）掌握化工过程的基本概念及化工过程分析与合成的任务和内容。

（2）学会化工过程分析与合成的主要研究方法，理解化工过程系统模拟、优化等基本概念。

（3）了解化工过程生产操作控制，DCS技术。

（4）了解CIPS技术和人工智能在化工过程分析与合成中的应用。

第二章 过程单元的稳态模拟10学时

2.1过程模拟的问题类

2.2自由度分析

2.3过程单元自由度分析实例

2.4闪蒸过程模拟

2.5精馏塔的模拟与设计

2.6 PROII软件应用（上机）

教学要求：

（1）掌握过程单元模拟基本概念、数学描述与建模方法。

（2）掌握混合器、闪蒸、换热器、精馏塔的模拟方法。

（3）掌握PROII软件模拟的基本步骤。

第三章 过程系统的稳态模拟6学时

3.1过程系统模拟的基本方法及其比较

3.2化工过程系统的分解

3.3再循环回路的断裂

3.4断裂物流的收敛方法

3.5过程系统模拟实例（上机）

教学要求：

（1）掌握过程单元模型的建立方法，学会变量选择和自由度分析。

（2）掌握稳态系统模拟的特点及其重要性，过程系统模拟的基本方法及各自的特点。

（3）掌握闪蒸、精馏等过程单元的模型的建立方法与求解方法。

（4）掌握序贯模块法的原理及建立方法，再循环物流的断裂与收敛。

（5）掌握面向方程法的原理及建立方法，大型稀疏方程组的求解方法。

（6）了解过程系统模拟的联立模块法。

（7）以过程模拟实例了解流程模拟软件在实际化工过程中的应用。

第四章过程系统动态模拟3学时

4.1动态模拟的意义与应用

4.2连续搅拌罐反应器的动态模拟

教学要求：

（1）掌握动态系统模拟的特点及重要性。

（2）以CSTR反应器为例，掌握集中参数模型的建立与求解方法。

（3）了解分布参数模型的建立方法。

第五章 换热网络合成 8学时

5.1化工生产流程中换热网络的作用和意义

5.2换热网络合成的夹点技术

5.3夹点法设计能量最优的换热网络

5.4换热网络的调优。

教学要求：

（1）了解过程工业节能方法。

（2）掌握换热网络的合成问题及夹点技术。

第六章 分离塔序列的综合3学时

6.1 分离序列综合的基本概念

6.2 分离序列的综合方法

教学要求：

（1）掌握分离序列综合的基本概念。

（2）掌握确定分离序列的经验规则。

（3）了解分离序列综合的动态规划法。

四、教材及教学参考书

教材：都健主编，化工过程分析与综合，大连，大连理工大学出版社 ，2009年1月

教学参考书：

1. 麻德贤，李成岳，张卫东，化工过程分析与合成，北京：化学工业出版社，2002年7月

2. R.Smish  (英)，王保国等译，化工过程设计， 北京：化学工业出版社，2002年7月

3. W. D.Seider, J.D.Seader, Process Design Principles, 北京：化学工业出版社，2002年7月

4. 倪方进主编，化工过程设计， 北京：化学工业出版社，1999年8月

5. 姚平经主编，过程系统工程，上海：华东理工大学出版社，2009年6月

五、成绩评定

满分100分，其中期末理论考核（笔试）占总成绩70％，作业情况和平时表现（包括课堂讨论、提问及出勤等）占总成绩的30％。