《化工过程模拟》课程教学大纲.docx

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1、化工过程模拟教学大纲一、课程基本信息课程名称化工过程模拟Chemical Process Simulation课程编码CHM110821020开课院部化学工程学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业本研一体化班（化学化工类）授课语言中文先修课程化工原理（2-1）、化工原理（2-2）.化工热力学课程简介 （限选）使学生掌握化工过程系统分析与模拟的基本概念、原理和方法；熟悉建立化工单元操作及化工过程系统数学模型的步骤及流程模拟的 基本方法；掌握过程系统综合与优化设计的基础知识和技能；了解最优化的基本概念及各种最优化方法。This course aim

2、 to enable students to familiar the basic functions of chemical process simulation software Aspen Plus, and can simulate, optimize a specific production unit or system, or design a new production plant. Thereby, master the basic concepts, principles and methods of chemical process systems analysis a

3、nd simulation; familiar with the steps to establish a chemical unit operations and chemical processes mathematical models, and the basic methods of process simulation; master the basic knowledge and skills to the process of system synthesis and design and optimization; understand the basic concepts

4、of optimization and various optimization methods.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：使学生掌握化工过程系统分析与模拟的基本概念、原理和方法；是2M2目标2 ：熟悉建立化工单元操作及化工过程系统数学模型的步骤及流程模拟的基本方法是3M3目标3 ：掌握过程系统综合与优化设计的基础知识和技能，了解最优化的基本概念及各种最优化方 法。是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课课内教学方式课外 课外环节程目标学时学时1绪论重点：了解化工过程模拟的概念和Aspen Plus软件的主要功 能。

5、/ /211化工过程模拟化工过程模拟简介；化工过程模拟的功能；化工过程模拟系统 的构成。1讲授/322 Aspen Plus 软件Aspen Plus简介；Aspen Plus的主要功能。1讲授/4第1章Aspen Plus 简 介；Aspen Plus 的主要功能。重点：熟悉Aspen Plus软件的图形界面；掌握流程模拟的建立 方法。/51. 11图形界面Aspen Plus界面主窗口；主要图标功能介绍；状态指示符号。0.3讲授/上机/61.22建立流程模拟启动Aspen Plus ；保存文件；建立流程图。0.5讲授/上机/71.33输入数据全局设定；输入组分；选择物性方法；输入物流参数；

6、输入模 块参数。0.5讲授/上机/81.44运行模拟0.5讲授/上机/ /91.55查看结果0.2讲授/上机/10第2章第二章物性方法难点：不同物系物性方法的选择；物性估算中分子结构的输 入。/112. 11 Aspen Plus 数 据库0.5讲授/上机/122.22 Aspen Plus 中 的主要物性模型0.5讲授/上机/132.33物性方法的选择经验选取；使用帮助系统进行选择；特殊体系的物性方法选 择；常见化工体系的物性方法推荐。0.5讲授/上机/142.44定义物性集物性集设定；输出报告选项。0.5讲授/上机/ /152.55物性分析通过物性分析，生成简单的物性图表，验证物性模型的准

7、确 性。0.5讲授/上机/162.66物性估算0.5讲授/上机/172.77物性数据回归1讲授/上机/18第3章第三章简单单元 模拟重点：掌握简单的混合分离过程的模拟。难点：掌握简单分离 器的功能与适用对象。/193. 11混合器/分流器混合器Mixer ；分流器FSplito0.5讲授/上机/203.22两种调节器物流倍增器Mult ；物流复制器Dupl。0.5讲授/上机/213.33简单分离器两相闪蒸器Flash2 ；二相闪蒸器Flash3 ；液-液分相器Decanter ；组分分离器Sep ；两出口组分分离器Sep2o1讲授/上机/22第4章第四章流体输送 单元模拟重点：掌握各流体输送单

8、元模块的功能和适用对象，对于实际 生产过程能够选择合适的模块完成相应的模拟。/234. 11概述0.5讲授/上机/244.22 泵 Pump规定泵出口压力计算泵的操作参数和出口参数；规定泵的特性 曲线计算泵的操作参数和出口参数。0.5讲授/上机/254.33压缩机Compr压缩机Compr的应用。0.5讲授/上机/264.44多级压缩机 MCompr多级压缩机MCompr的应用。0.5讲授/上机/274.55阀门Valve阀门Valve的应用。0.5讲授/上机/284.66管段Pipe管段Pipe的应用。0.5讲授/上机/294.77管线系统 Pipeline管线系统Pipeline的应用。1

9、讲授/上机/30第5章第五章换热器单 元模拟重点：掌握Aspen Plus换热单元模块的应用；深刻理解各个模 块的功能和适用对象。难点：对于换热器HealX模块，需正确 选择管壳程的物流，对于传热和换热器的设计要有一定的基 础。/315. 11概述0.5讲授/上机/325.22换热器Heater换热器Heater的简单应用。0.5讲授/上机/335.33换热器HeatX对双物流换热器进行简捷计算；对双物流换热器进行详细计1讲授/上机/算。34第6章第六章分离单元 模拟重点：掌握精镭塔的简捷设计；掌握精微塔的简捷校核。难 点：对精微基本概念的理解；产品纯度要求与摩尔回收率转 换。/356. 11

10、概述1讲授/上机/366.22精镭塔的简捷设 计模块DSTWU模块连接；塔设定；关键组分回收率；压力设定；冷凝器设 定。1.5讲授/上机/376.33精福塔的简捷校核模块Distl模块连接；塔设定；压力设定。1.5讲授/上机/38第7章第七章反应器单 元模拟重点：掌握各个反应模块的功能和适用对象；了解各反应模块 的计算原理。难点：对反应的定义以及转化率的计算。/397. 11概述0.5讲授/上机/407.22化学形反应器 RStoic化学计量反应器RStoic的简单应用。1讲授/上机/417.33产率反应器 RYield产率反应器RYield的简单应用。1讲授/上机/427.44平衡反应器 R

11、Equil平衡反应器REquil的简单应用。1讲授/上机/437.55吉布斯反应器 RGibbs吉布斯反应器RGibbs的筒单应用。0.5讲授/上机/44第8章第八章流程选项 和模型分析工具重点：掌握流程选项和模型分析工具使用。难点：应用本章内 容对实际流程进行控制和分析。/458. 11流程选项设计规定；计算器；传递模块；平衡模块。2讲授/上机/468.22模型分析工具灵敏度分析；优化及约束条件；数据拟合；工况分析。2讲授/上机/47第9章第九章工艺流程 模拟重点：掌握完整工艺流程模拟方法。难点：收敛策略的调整； 撕裂物流的选择。/489. 11带循环的工艺流2讲授/上机/程499.22工艺

12、流程模拟工艺流程模拟经验总结；不例苯乙烯的生产：简单模块流程、 物性参数、闪蒸和液液分离的严格计算、精福塔的严格法计 算、将严格精镭添加到工艺流程中。2讲授/上机/四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .每周布置23道题目，平均每次课1道题以上。2 .成绩采用白分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对化工过程系统分析与模拟的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有作 图、分析和计算题。15%2大作业1 .本课程要求利用Aspen等现代仿真工具建立研究对象的模型，设计出解决化学工程问题的流程方案。2 .根据模型建立情况的准

13、确性评分。35%3期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。3.主要考核学生对建立化工单元操作及化工过程系统数学模型的步骤及流程模拟的基本方法的掌握能力，学生综合运用 所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题、计算题等。40%4考勤随机点名、刷卡点名等5%5课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况5%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业40%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，解题 思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确.c-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比

14、较完整、格式比较合理、答案准确.D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱2Ml期末考试60%按评分标准批阅3M2平时作业100%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确.c-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比 较完整、格式比较合理、答案准确.D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱4M3大作业50%A-利用Aspen等现代仿真工具建立研究对象的模型正确，设计出解决化学工程问题的流程方案。B-利用 Aspen等现代仿真工具建立研究对象的模型正确，基本设计出解决化学工程问题的流程方案。C

15、-利用Aspen 等现代仿真工具建立研究对象的模型基本正确，基本设计出解决化学工程问题的流程方案。D-利用Aspen 等现代仿真工具建立研究对象的模型不正确，没有设计出解决化学工程问题的流程方案。5/考勤0%A-全勤。B-缺勤1次。C-缺勤2-3次。D-缺勤3次以上。6/课堂表现0%A-精神状态饱满，回答问题准确.B-精神状态良好，问题回答较好.C-精神状态一般，问题回答一般.D-精神 状态较差，回答问题有误评分等级说明：;A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59;六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1化工流程模拟实训一一Aspen Plus教程，化学工业出版社，2012. （*主教材）2图书 Teach Yourself the Basics of Aspen Plus, Ralph Schefflan, Hoboken ： John Wiley & Sons, Inc, 2011.