1、化工設計基礎課程教學大綱（Chemical design basis）一、課程概況課程代碼：2501050學 分：2學 時：32先修課程：高等數學、無機化學、有機化學、物理化學、化工原理等。適用專業：化學工程與工藝、應用化學教 材：化工設計概論（第二版），李國庭等，北京：化學工業出版社，2018.2課程歸口：化工與材料學院課程的性質與任務：化工設計基礎課程是化學工程與工藝專業的一門專業基礎課，強調基礎知識工程運用的實踐性以及多專業基礎課知識的綜合性。通過本課程的學習引導學生使用所學的專業基礎知識，進行化工流程的工藝設計以及擴大到工廠規模設計，為培養從事化工設計、化工生產管理方面的化工人才打下基

2、礎。課程目標及對畢業要求觀測點的支撐序號課程目標支撐畢業要求觀測點畢業要求1目標1： 理解化工過程中物料和能量衡算的基本方法和程序，掌握物理、化學過程的物料和能量衡算，能對化工設備進行選型和設計，特別是掌握塔器、反應器、分離設備的設計。掌握化工“三廢”處理一般方法；理解典型單元設備的控制流程設計。觀測點2-2能夠認識到解決復雜化學工程問題有多種方案可選擇。畢業要求2：能夠應用數學、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化學工程與工藝領域的復雜工程問題，以獲得有效結論。2目標2：理解化工車間布置設計原則，理解化工軟件作用，能對化工車間設備、管路進行合理布置；理解公用工程在產

3、品生產中的作用，掌握供水、供電、供暖等設備及管路設計；掌握化工設計概算方法，選擇成本較低的工藝設計。觀測點3-4：能夠用圖紙、設計說明書等形式呈現設計結果。畢業要求3：能夠設計針對化學工程與工藝領域復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統、單元（部件）、工藝流程或技術，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。課程要求及內容序號教學內容思政元素預期學習成果教學學時教學方式支撐課程目標1化工設計概述：化工設計指導思想，工程的概念、基本建設程序，項目立項，化工設計要求、分類、程序及內容，質量管理體系和設計部門與其他部門的關系。重點和難點：化工設計指導思想

4、，工程與項目的概念、化工設計要求、分類、程序及內容。結合工程、項目案例，講解我國基礎建設方面取得的成就，激發學生的愛國情懷。能夠理解化工設計指導思想，化工廠概況，基本建設程序，項目立項；掌握化工設計要求、分類、程序及內容；了解質量管理體系和設計部門與其他部門的關系。2講授/討論/實例教學等目標12工藝路線與工藝流程設計：工藝路線的選擇與確定，工藝流程設計，典型單元設備的控制流程設計，特定過程管路的流程設計，輔助生產流程，工藝流程圖設計實例。重點和難點：工藝路線的選擇與確定，工藝流程設計，典型單元設備的控制流程設計。工藝路線的選擇需需先進、可靠、結合國情、因地制宜。引導學生遵守國家法律法規進行規

5、范設計，弘揚社會主義核心價值觀。能夠理解：典型單元設備的控制流程設計；掌握：工藝路線的選擇與確定，工藝流程設計；了解：特定過程管路的流程設計，輔助生產流程。6講授/實驗/討論/等目標23化工過程中的物料衡算：物料衡算的基本方法和基本程序，物理、化學過程的物料衡算。重點和難點：物料衡算的基本方法和基本程序，物理過程的物料衡算；化學過程的物料衡算。物料衡算是進行化工設計經濟評價的基本依據，可定量評價工藝流程經濟上是否合理、技術上是否先進。掌握：物理過程的物料衡算；了解：化學過程的物料衡算。1講授/討論/等目標14化工過程中的能量衡算：能量衡算的基本方法和基本程序，物理、化學過程的能量衡算，物料衡算

6、與熱量衡算的聯算。重點和難點：能量衡算的基本方法和基本程序，物理、化學過程的能量衡算。物料衡算與熱量衡算的聯算。引導學生理解節能的概念，具有社會責任意識。理解：能量衡算的基本方法和基本程序；掌握：物理過程的能量衡算；了解：學過程的能量衡算，物料衡算與熱量衡算的聯算。1講授/實驗/討論/等目標15化工設備選型和設計計算：化工設備工藝設計的內容，物料輸送設備，換熱設備的設計與選用，塔器、反應器、分離設備的設計，儲罐容器選型和設計。重點和難點：塔器、反應器、分離設備的設計；儲罐容器選型和設計。理解：換熱設備的設計與選用，化工設備工藝設計的內容；掌握：塔器、反應器、分離設備的設計。4講授/討論/等目標

7、26化工車間裝置（布置）設計：結合車間布置設計圖及示例，主要講授車間產房布置設計、設備布置設計及要求。重點和難點：車間產房布置設計、設備布置設計及要求。引導學生依據國家規范、標準開展設計，加強工匠精神教育。理解：車間布置設計；掌握：車間產房布置設計、設備布置設計及要求。6講授/實驗/討論/等目標27化工管路設計：依托典型設備的管道布置設計實例，講述管道設計基礎、絕熱過程、化工管路設計內容及要求，管道布置圖的繪制方法。重點和難點：化工管路設計內容及要求，管道布置圖的繪制方法；管道布置圖的繪制方法。理解：管道布置設計，化工管路設計內容及要求；掌握：管道布置圖的繪制方法；了解：管道設計基礎。6講授/

8、討論/等目標28化工公用工程設計及安全知識：供水與排水、供熱、供電、采暖與通風、安全和衛生。重點和難點：供水與排水、供熱、供電、采暖與通風、安全和衛生。職業安全素養的培養。了解：供水與排水、供熱、供電、采暖與通風、安全和衛生。2講授/討論/等目標19化工環境工程設計：化工環境污染概況，化工污染物的種類及來源，化工生產的污染特點，化工生產中對環境有害的污染物，化工“三廢”的一般處理方法、處理工程實例，化工污染防治的發展趨勢，化工清潔生產與循環經濟。重點和難點：化工“三廢”的一般處理方法。生態文明教育：綠水青山才是金山銀山。化工設計必須考慮清潔生產、可循環利用。理解：化工污染物的種類及來源，化工生

9、產的污染特點，化工生產中對環境有害的污染物；掌握：化工“三廢”的一般處理方法；了解：化工環境污染概況，化工污染防治的發展趨勢，化工清潔生產與循環經濟。2講授/討論/等目標210化工設計常用軟件介紹：化工軟件發展概述，ASPEN PLUS 簡介，工程繪圖軟件Auto CAD應用介紹。重點和難點：ASPEN PLUS 的使用以化工設計由手工設計向軟件設計進化為例，灌輸改革創新為核心的時代精神。理解：化工軟件作用；了解工程繪圖軟件Auto CAD應用；了解ASPEN PLUS。2講授/討論/等目標1四、課程實施（一）教學方法與教學手段1.把握主線，引導學生掌握化工設計基本概念，利用現代化工設計中的實

10、際案例，幫助學生理解化工設計程序與方法，使學生熟練掌握物料衡算、能量衡算、化工車間布置、管道設計、公用工程、三廢處理等關鍵程序。2.采用多媒體教學手段，配合實例的講解及適當的思考題，保證講課進度的同時，注意學生的掌握程度和課堂的氣氛。3.采用案例式教學，引進化工廠設計的的實際案例，讓學生真正了解并掌握化工設計全流程，從而具備相關知識和方法的實際應用能力。（二）課程實施與保障主要教學環節質量要求1備課（1）掌握本課程教學大綱內容，嚴格按照教學大綱要求進行課程教學內容的組織。（2）熟悉教材各章節，借助專業書籍資料，并依據教學大綱編寫授課計劃，編寫每次授課的教案。教案內容包括章節標題、教學目的、教法

11、設計、課堂類型、時間分配、授課內容、課后作業、教學效果分析等方面。（3）根據各部分教學內容，構思授課思路、技巧，選擇合適的教學方法。2講授（1）要點準確、推理正確、條理清晰、重點突出，能夠理論聯系實際，熟練地解答和講解例題。（2）采用多種教學方式（如啟發式教學、案例分析教學、討論式教學、多媒體示范教學等），注重培養學生發現、分析和解決問題的能力。（3）能夠采用現代信息技術輔助教學。（4）表達方式應能便于學生理解、接受，力求形象生動，使學生在掌握知識的過程中，保持較為濃厚的學習興趣。3作業布置與批改學生必須完成規定數量的作業，作業必須達到以下基本要求：（1）按時按量完成作業，不缺交，不抄襲。（2

12、）書寫規范、清晰。（3）解題方法和步驟正確。教師批改和講評作業要求如下：（1）學生的作業要按時全部批改，并及時進行講評。（2）教師批改和講評作業要認真、細致，按百分制評定成績并寫明日期。（3）學生作業的平均成績應作為本課程總評成績中平時成績的重要組成部分。4課外答疑為了解學生的學習情況，幫助學生更好地理解和消化所學知識、改進學習方法和思維方式，培養其獨立思考問題的能力，任課教師需每周安排一定時間進行課外答疑與輔導。5成績考核本課程考核的方式為期末大作業。有下列情況之一者，總評成績為不及格：（1）缺交作業次數達1/3以上者。（2）缺課次數達本學期總授課學時的1/3以上者。（3）課程目標小于0.6

13、。五、課程考核方式（一）課程考核包括期末大作業、平時及作業情況考核和課堂互動考核，。（二）課程成績=平時作業成績20%+考勤及課堂練習20%+期末考試成績60%。具體內容和比例如表所示。成績組成考核/評價環節權重考核/評價細則對應的畢業要求指標點平時成績平時作業20%課后完成20-30個習題，主要考核學生對每節課知識點的復習、理解和掌握程度，計算全部作業的平均成績再按20%計入總成績。2-2、3-4考勤及課堂練習20%以隨機的形式，在每章內容進行中或結束后，隨堂測試1-3題，主要考核學生課堂的聽課效果和課后及時復習消化本章知識的能力，結合平時考勤，最后按20%計入課程總成績。2-2、3-4期末考試期末大作業60%期末大作業為設計一座化工廠，設計成品包括初步設計說明書及圖紙，以成績的60%計入課程總成績。2-2、3-4（三）所有課程目標均需大于等于0.6，否則總評成績不及格，需要補考或重修。每個課程目標達成度計算方法如下：式中：Ai=平時成績占總評成績的權重課程目標i在平時成績中的權重，Bi=期末成績占總評成績的權重課程目標i