《化工过程分析与合成》课程教学大纲（本科）.docx

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1、化工过程分析与合成Chemical Process Analysis and Synthesis课程代码:13410075学 分：2周 数：32周（其中：课堂教学学时：32实验学时：。上机学时：。课程实践学时:先修课程：高等数学、物理化学、化工原理、化学反应工程、化工设备基础等适用专业：化学，应用化学及化学工程与工艺教 材：化工过程分析与合成，张卫东、孙巍、刘君腾编著，化学工业出版社,2011年第二版。一、课程性质与目标（一）课程性质本课程是一门联系化学工艺与化学工程的专业课程，是化学、应用化学专业的选修课。该 课程内容编排是紧密围绕着化工生产过程中的实际问题及成本核算进行的，遵循由浅至深的原

2、 则，结合工业实际案例，全面介绍了化工过程分析与合成的方法。化工过程分析与合成可 作为高等院校有关专业高年级学生及研究生的教材或参考书，也可作为化工、石油、轻工、医 药等专业的科研、生产、教学和应用开发人员了解化工过程分析与合成方法的参考资料。（二）课程目标通过本课程教学，使学生在学习了化工原理、化工热力学、化学反应工程等课程的基础上, 学会以系统工程的方法论来处理化工过程的分析与合成问题，具体为：课程目标1:初步掌握化工工程分析和合成的基本概念和基本内容。课程目标2：基本了解化工过程系统模拟与分析的基本原理和方法。课程目标3：基本掌握化工过程系统优化与合成的系统工程方法。课程目标4： 了解理

3、论知识与工程实际的联系，培养学生的工程意识。课程目标5：培养从系统工程的角度分析问题和解决问题的基本能力。课程目标6：初步建立系统工程的观点和方法研究化工过程系统模拟、分析、优化的基本 能力。二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）课程内容1. 化工过程；化工过程生产操作控制；2. 化工过程的分析与合成；化工过程模拟系统；3. 化工企业CIPS技术；人工智能技术在化工过程中的应用。（二）教学要求了解化工过程生产操作控制；1. 掌握化工过程分析与合成的基本概念及主要研究内容;了解化工企业CIPS技术；2. 了解人工智能技术在化工过程中的应用。（三）重点难点重点化工过程分析与合成的基本概念及主要研究

4、内容。1. 难点化工过程分析与合成的新型手段和方法。第二章化工过程系统稳态模拟与分析（-）课程内容1. 过程系统模拟的三种基本方法；过程系统模拟的序贯模块法；2. 过程系统模拟的面向方程法；过程系统模拟的联立模块法；3. 氨合成工艺流程的模拟与分析。（二）教学要求掌握过程系统模拟的三种基本方法；1. 掌握序贯模块法的基本原理及基本方法；掌握面向方程法的基本原理及基本方法；2. 掌握联立模块法的基本原理及基本方法；了解氨合成工艺流程的模拟与分析方法；3. 熟练运用回路矩阵表示不可分隔子系统问题。（三）重点难点重点 过程系统模拟的三种基本方法。1. 难点氨合成工艺流程的模拟与分析方法。第三章化工过

5、程系统动态模拟与分析（一）课程内容1. 化工过程系统的动态模型；连续搅拌罐反应器的动态特性；2. 精储塔的动态特性；变压吸附过程的模拟与分析。（二）教学要求掌握化工过程系统动态模型的分类；1. 了解确定性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导过程;2. 掌握精微塔动态模型的数学处理与应用；了解变压吸附过程的模拟与分析方法；3. 熟练运用多级集中参数模型对精储塔的动态特性进行模拟与分析。（三）重点难点：1. 重点精偏塔动态模型的数学处理与应用。2. 难点动态模型的数学处理与应用。第四章化工过程系统的优化（一）课程内容1. 概述化工过程系统优化问题基本概念；化工过程系统最优化问题的

6、类型；2. 化工过程中的线性规划问题；化工过程中的非线性规划问题；3. 化工过程大系统的优化。（二）教学要求了解化工过程系统优化问题基本概念；1. 掌握最优化问题的建模方法；掌握化工过程系统最优化问题的类型；2. 了解化工过程中的线性规划及非线性规划问题；了解化工过程大系统的优化方法；3. 熟练运用有约束条件最优化问题的经典方法求解烧类催化反应器问题。（三）重点难点重点最优化问题的类型。1. 难点有约束条件最优化问题的经典求解方法的应用。第五章化工生产过程操作工况调优（一）课程内容1. 化工生产过程操作工况调优的作用与意义；化工生产过程操作工况离线调优的方法；2. 机理模型法一液体空气精偏塔的

7、操作工况调优；统计模型法一苯酎生产过程的操作工况调优；3. 智能模型法一乙苯脱氢反应过程的操作工况调优。（二）教学要求了解化工生产过程操作工况调优的作用与意义；1. 掌握三种调优方式及三种优化模型；了解机理模型法及实际应用；2. 了解统计模型法及实际应用；了解智能模型法及实际应用；3. 熟练运用物理化学及化工原理知识求解液体空气精储塔的物性模型问题。（三）重点难点重点三种调优方式及三种优化模型。1. 难点三种工况离线调优的实际应用。第六章间歇化工过程（一）课程内容1. 间歇过程与连续过程；过程动态模型及模拟；2. 间歇过程的最优时间表；多产品间歇过程的设备设计与优化；3. 间歇过程的控制模型。

8、（二）教学要求掌握间歇过程与连续过程的区别；1. 掌握间歇过程的基本概念；了解间歇过程最优时间表问题；2. 了解多产品间歇过程的设备设计与优化；了解间歇过程的控制模型；熟练运用设备优化原则解决优化设备的选择问题。（三）重点难点重点 间歇过程的最优时间表。1, 难点多产品间歇过程的设备设计与优化。第七章换热网络合成（-）课程内容1. 化工生产流程中换热网络的作用和意义；换热网络合成问题；2. 换热网络合成一夹点技术；夹点法设计能量最优的换热网络；3. 换热网络的调优；实际工程项目的换热网络合成。（二）教学要求了解化工生产流程中换热网络的作用和意义；1. 掌握换热网络合成问题的描述；掌握夹点的概念

9、及夹点的特性；2. 了解夹点匹配的可行性原则；了解实际工程项目的换热网络合成；3. 熟练运用夹点匹配的可行性原则判断是否需要进行流股分割问题。（三）重点难点重点夹点的概念及夹点的特性。1. 难点夹点匹配的可行性原则。第八章分离塔序列的综合（-）课程内容1. 精微塔分离序列综合概况；分离序列综合的基本概念；2. 动态规划法；分离度系数有序探试法；3. 相对费用函数法；分离序列综合过程的评价；4. 调优法；复杂塔的分离顺序。（二）教学要求了解精储塔分离序列综合概况；1. 掌握分离序列综合的基本概念；掌握动态规划法解决多阶段决策过程最优化问题的方法;2. 了解分离度系数有序探试法；了解分离序列综合过

10、程的评价方法；3. 熟练运用动态规划法解决多阶段决策过程最优化问题。（三）重点难点重点分离序列综合的基本概念。1. 难点动态规划法解决多阶段决策过程最优化问题。三、学时分配及教学方法进度安排章（按序教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程填写）课堂教学实验上机课程实 践小计目标第一章10001讲授法、讨论法、演 示法1第二章800010讲授法1、2第三章80006讲授法1、2、3第四章40004讲授法1、2、3第五章30001讲授法、讨论法、演 示法1、2、3第六章40006讲授法、讨论法1、 2、 3、4、5、6第七章20002讲授法、讨论法、1、 2、 3、4、5、6第八章10001讲授法

11、、讨论法、1、 2、 3、4、5、6第九章10001讲授法、讨论法、研 究型教学方法1合计3200032、课程考核考核内容考核要求考核权重备注上课的基本要求不迟到、早退、不无故缺课等0. 1平时作业内容完整性及正确率0. 05课堂互动表现积极性0. 15翻转课堂表现独立思考性、态度认真与否0. 1期末大作业对课程的整体认识程度0.6Ui五、参考书目及学习资料）1 .姚平经，过程系统工程，上海：华东理工大学出版社，2009年。2 .王弘轼，化工过程系统工程，北京：清华大学出版社，2006年。3 .都健，化工过程分析与综合，大连：大连理工大学出版社，2009o六、大纲说明1 .采用多媒体教学手段，保证讲课进度的同时注意学生的掌握程度和课堂的气氛。2 .根据学时较少，内容多的特点，可根据专业要求选讲部分主要内容。3 .期末考核：（1）若期未报告：自拟或指定题目的专题论文形式，内容不少于4000字，与 主流中文核心期刊的版面形式为重要参考。（2）若为大作业，则是与课程相关综合题， 以主观题为主。2017年7月6日