《化工过程分析与合成》课程教学大纲.docx

1、化工过程分析与合成教学大纲课程名称：化工过程分析与合成课程英文名称：Analysis and Synthesis for Chemical Engineering Process课程编码：0902ZY075课程类别/性质：学科基础课/必修学分：2总学时/理论/实验（上机）：32/32/0开课单位：化学与环境工程学院适用专业：化工先修课程：高等数学、物理化学、化工原理、化学反应工程一、课程简介化工过程分析与合成是化学工程与工艺专业的一门必修的专业主干课程，该课程以 化工过程系统为研究对象，以科学研究的方法论为主线，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，培养学生运用化工理论知识

2、分析问题和解决工程问题的能力。 本课程以高等数学、物理化学、化工原理、化工热力学、分离工程等课程为基础，是工艺过 程、设备、控制、经济、环保等多种学科与技术的交汇点，使得学生正确应用系统工程的观 点和方法研究化工过程系统模拟、分析、优化和合成的基本能力。通过本课程的学习，使学生掌握化工工程分析与合成的基本原理和工程概念。通过列举 大量化工过程开发的实例，让学生了解正确的理论指导、科学的实验方法、以及工艺与工程 相结合的工程观点在化工过程开发中的重要作用。二、课程教学目标1. 价值目标：1）具有良好的人文社会科学素养和化工工程职业道德；2）能够通过化工系统工程方法的学习面向基层解决实际工程技术问

3、题；3）树立强烈的事业心和高度的社会责任感，注重加强化工生产与环境保护协同发展。2. 知识和能力目标：通过本课程的理论教学，使学生具备基本的知识、能力和职业素养，课程的具体教学n 标如下：化工过程分析与合成课程目标与目标内容对应关系课程目标目标内容课程目标1能正确理解化工工程分析与合成的基本原理和工程概念，掌握化工系统工程的基 本原理，识别复杂化工问题的关键环节和重要因素。课程目标2能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理对给定的过程系统建立合理的数 学模型，正确分析并解决复杂化学工程问题。课程目标3能够运用化工系统工程中的基本原理和方法，结合文献研究信息，分析多个因素 对复杂化工问题的影响

4、并获得有效结论。课程目标4初步掌握对化工过程进行模拟、分析、优化和合成的系统工程方法，能对化工系 统工程进行统筹与管理，熟练运用化工基础知识和专业知识处理化工生产实际问 题。三、课程目标与毕业要求观测点的对应关系化工过程分析与合成课程目标与毕业要求观测点对应关系毕业要求支撑的毕业要求指标点课程目标1.工程知识1-4：能够将相关知识和数学模型方法用于化学工程问 题解决方案的比较与综合；课程目标12.问题分析2-3：通过文献研究，了解相关问题研究动态，分析和 比较复杂化学工程问题的解决方案；课程目标24.研究4-1：能够基于科学原理，通过文献调研或相关方法调 研和分析复杂化学工程问题的解决方案；课

5、程目标311.项目管理11-1：掌握工程项目中涉及的管理与经济决策方法；课程目标4四、课程目标与教学内容和教学方法的对应关系化工过程分析与合成课程目标与教学内容和教学方法对应关系课程目标教学内容思政融入点教学方法课程目标1化工过程系统稳态 模拟；化工过程系统动 态模拟引入爱国主义为核心的 民族精神；引导学生深刻 理解化工行业职业精神； 强调创新意识和工匠精 神。多媒体授课 案例分析 课堂讨论课程目标2化工过程系统动态 模拟；化工过程系统的 优化注重引导学生关注化工 生产实际问题，培养学生 科学思维方法教育。多媒体授课 案例分析 课堂讨论课程目标3化工过程系统的优 化；分离序列综合；换 热网络的

6、合成强调化工职业素养；培养 新发展理念；加强解决问 题的意识和能力。多媒体授课 案例分析 课堂讨论课程目标4换热网络合成；分离 序列综合增强学生职业责任感：开 拓学生创新的职业品格和 行为习惯。多媒体授课 案例分析 课堂讨论（一）教学内容与基本要求 绪论1本章基本要求r解化工过程生产操作控制: 掌握化工过程分析与合成的基本概念及主要研究内容； 了解人工智能技术在化工过程中的应用。2本章教学内容第一节过程系统工程的进展第二节基本概念第三节本课程的特点3本章重点和难点化工过程分析与合成的基本概念及主要研究内容。第一章过程系统的稳态模拟1本章基本要求掌握过程单元模拟基本概念、数学描述与建模方法；掌握

7、混合器、闪蒸的模拟方法；熟练运用回路矩阵表示不可分割子系统问题。2本章教学内容第一节过程系统的稳态模拟第二节过程单元与过程系统的自由度分析第三节过程系统模拟的序贯模块法第四节过程系统模拟的联立方程法第五节过程系统模拟的联立模块法3本章重点和难点过程系统模拟的三种基本方法建立。第二章过程系统的动态模拟1本章基本要求掌握化工过程系统动态模型的分类；了解确定动态模型的数学处理；了解连续搅拌罐反应器动态模型的推到过程；熟练运用多级集中参数模型对精儒塔的动态特性进行模拟与分析。 2本章教学内容第一节动态模拟的意义与应用第二节连续搅拌罐反应器的动态模拟3本章重点和难点系统动态模型的分类、建立方法及应用。第

8、三章换热网络合成1本章基本要求了解过程工业节能方法；了解夹点匹配的可行性原则；掌握换热网络的合成问题及夹点技术。2本章教学内容第一节化工生产流程中换热网络的作用和意义第二节换热网络合成的夹点技术第三节夹点法设计能量最优的换热网络第四节换热网结的调优3本章重点和难点夹点的特性、夹点位置的确定以及换热网络的调优。第四章分离序列综合1本章基本要求掌握分离序列综合的基本概念；掌握确定分离序列的经验规则；了解分离序列综合的动态规划法。2本章教学内容第一节分离序列综合的基本概念第二节分离序列的综合方法3本章重点和难点分离序列综合方法的选择及建立。第五章化工过程系统的优化1本章基本要求了解化工过程系统优化问

9、题的基本概念；掌握最优化问题的建模方法；了解化工过程系统最优化问题的类型；了解化工过程中的线性规划及非线性规划问题。2本章教学内容第一节化工过程系统优化问题基本概念第二节化工过程系统优化的类型第三节化工过程中的线性规划第四节化工过程中的非线性规划第五节化工过程中大系统的优化3本章重点和难点最优化问题的类型和有约束条件最优化问题的经典求解方法的应用。（二）课程学时分配授课内容讲课实验上机实习设计1绪论22第一章过程系统的稳态模拟83第二章过程系统的动态模拟64第三章换热网络合成65第四章分离序列综合66第五章化工过程系统的优化4合计32五、考核及成绩评定方式（一）课程考核方式课程总体考核方式如下

10、:课程 名称成绩组成考核方式考核/评价依据考核对应的 课程目标123化工过程分 析与合成平时成绩30%A,课后作业20%考核学生对每节课知识点理解和掌 握情况依据作业完成质量情况评分V7A2考勤答疑10%依据考勤，答疑、质疑情况评分寸yl期末成绩70%A3考试试卷70%(1) 试卷满100分，依据试卷评分标 准评分(2) 考试题型为填空题、选择题、简 答题等题型。考勤答疑评分标准基本要求评价标准权重90-100 分80-89 分70-79 分60-69 分0-59 分能正确理解流体静力学 方程；流体流动阻力； 传热：传质；流体输送 机械：吸收；精馋：干 燥等各单元操作的基本 原理和相关的传递过

11、程 基础，认识典型设备的 基本构造和复杂化工过 程中各单元操作的特点 与作用。(支撑课程目标 1、支撑毕业要求指标点 1-3)基本概念正 确、论述逻辑 清楚：层次分 明、语言规 范。基本概念正确、 论基本清楚：语 言较规范。基本概念基本 正确、论述基本 清楚；语言较规 范。基本概念基 本正确、论 述有错误：语言不符合 规范。基本概念 不清楚甚 至错误、原理论述 不清楚。0.3掌握“三传"原理在冬单 元操作中的应用，研究 化工生产过程中各种单 元操作的内在规律，正 确选择及结果分析，能 用自然科学、工程科学 识别复杂化学工程问题 关键环节和参数。(支撑 课程目标2、支撑毕业要 求指标点

12、2-1)能够应用相 关知识分析 解决实际工 程问题，论述 逻辑清楚，语 言规范。能够应用相关 知识分析解决 实际工程问题， 论述清楚，语言 较规范。基本能够应用 相关知识分析 解决实际工程 问题，论述基本 清楚，语言较规 范。基本能够应 用相关知识 分析解决实 际工程问 题，论述有 错误；语言 不符合规 范O O基本概念 不清楚甚 至错误、论述不清 楚。0.4熟悉化工单元操作要 领，运用工程技术观点 进行单元或工艺流程方 案的制订与实施，能用 自然科学、工程科学识能够应用相 关知识建立 模型正确，求 解过程正确。能够应用相关 知识建立模型 正确，求解过程 有基本正确。能够应用相关 知识建立模型

13、 基本正确，求解 过程有基本正 确。能够应用相 关知识建立 模型基本正 确，求解过 程错误。基本概念 不清楚甚 至错误、论述不清 楚。0.3别复杂化学工程问题关 键环节和参数，具备化 工单元过程及设备的强 化、开发和研究能力（支 撑课程目标3、支撑毕业 要求指标点4-1）课后作业评分标准基本要求评价标准权重90-100 分80-89 分70-79 分60-69 分0-59 分能正确理解流体静力学 方程；流体流动阻力； 传热：传质；流体输送 机械；吸收；精馋；干 燥等各单元操作的基本 原理和相关的传递过程 基础，认识典型设备的 基本构造和复杂化工过 程中各单元操作的特点 与作用。（支撑课程目标

14、1、支撑毕业要求指标点 1-3）按时交作业：基 本概念正确、论 述逻辑清楚：层 次分明、语言规 范。按时交作业;基 本概念正确、论 基本清楚；语言 较规范。按时交作业；基 本概念基本正 确、论述基本清 楚；语言较规 范。不能按时 交作业,； 基本概念 基本正 确、论述 基本清 楚；语言 较规范。不能按时 交作业， 有抄袭现 象；或者 基本概念 不清楚、 论述不清 楚。0.3掌握“三传”原理在各单 元操作中的应用，研究 化工生产过程中各种单 元操作的内在规律，正 确选择及结果分析，能 用自然科学、工程科学 识别复杂化学工程问题 关键环节和参数。（支撑 课程目标2、支撑毕业要 求指标点2-1）按时

15、交作业：能 够应用相关知 识分析解决实 际工程问题，论 述逻辑清楚，语 言规范。按时交作业;能 够应用相关知 识分析解决实 际工程问题，论 述清楚，语言较 规范。按时交作业；基 本能够应用相 关知识分析解 决实际工程问 题，论述基本清 楚，语言较规 范。不能按时 交作业，： 基本能够 应用相关 知识分析 解决实际 工程问题，论述 基本清 楚，语言 较规范。不能按时 交作业， 有抄袭现 象；或者 基本概念 不清楚、 论述不清 楚。0.4熟悉化工单元操作要 领，运用工程技术观点 进行单元或工艺流程方 案的制订与实施，能用 自然科学、工程科学识 别复朵化学工程问题关 键环节和参数，具备化 工单元过程及设备的强 化、开发和研究能力（支 撑课程目标3、支撑毕业按时交作业；能 够应用相关知 识建立模型正 确，求解过程正 确。按时交作业：能 够应用相关知 识建立模型正 确，求解过程有 基本正确。按时交作业；能 够应用相关知 识建立模型基 本正确，求解过 程有基本正确°不能按时 交作业， 能够应用 相关知识 建立模型 基本正