徐州工程学院化工学院化工设计大纲.docx

《化工设计》教学大纲
课程编号：S132019 课程类型：专业课
课程名称：化工设计 英文名称：Chemical Engineering Design
学　　分：2 适用专业：化学工程与工艺、应用化学

第一部分 大纲说明
一、课程的性质、目的和任务
化工设计是化学工程与工艺专业和应用化学专业的专业必修课程，内容包括化工工艺过程设计与化工厂设计。本课程系统地阐述了现代化工过程工程学的核心内容：工艺过程设计与化工厂整体设计的基本原理、基本程序与基本方法。通过学习，使学生了解化工设计工作程序、工作内容、设计文档编制方法，从整体上实践学习化工设计的全过程，培养综合运用化学、热力学、单元操作、化学工艺学、化学反应工程、化机与设备、仪表与自控等化工专业基础理论解决具体工程问题的能力。
二、课程的基本要求　　
1、知识要求：
通过本课程的学习，使学生了解化工设计的程序、内容和设计文件的编制，掌握工艺流程设计方法和工艺流程图的绘制，掌握化工计算的方法，了解化工设备图的绘制，掌握化工设备图的阅读，掌握化工设备的选用方法，掌握车间布置和管道布置的设计程序，了解非工艺设计的内容。
2、能力要求：
在学习过程中培养学生树立正确的设计思想和求是精神，严谨负责协调创新的工作作风和基本设计技能，提高综合运用所学知识去分析问题、解决问题的能力。通过学习本课程，学生应该具备设计简单化工生产车间的能力。
三、本课程与相关课程的联系　　
本课程在《化工原理》、《化工制图》、《化工设备基础》等课程之后开设。需要一定的计算机基础知识。
四、学时分配　　
本课程学分为2学分，建议开设32学时（在保证学分的前提下可以微调）。
章（节）内容
讲课学时
实验（上机）学时
课堂讨论（习题课）学时
现场教学学时
总学时
第一章 化工设计概论
2

2
第二章 工艺流程设计
5

1

6
第三章 化工计算
6

2

8
第四章 化工设备工艺设计
5

1

6
第五章 车间布置设计
4

4
第六章 管道布置设计
2

2
第七章 非工艺专业
2

2
第八章 工程设计概算
2

2
合计
28

4

32
五、教材与参考书
建议教材：
《化工设计》（第二版），陈声宗，化学工业出版社，2008年
参考书目：
1、《化工设计》，黄璐，化学工业出版社，2001年
2、《化工过程设计》（第二版），王静康，化学工业出版社，2006年
3、《化工工艺设计》，丁浩，上海科技出版社，1998年
4、《化工过程设计》，倪进方，化学工业出版社，1999年
5、《化工设计》，王红林，华南理工大学出版社，2001年
6、《化工工艺设计手册》（第三版），上海医药设计院，化学工业出版社，2003年
六、教学方法与手段建议　
本课程以讲授为主。由于本课程的实践性很强，根据实例进行教学的内容较多，教学时需结合多媒体投影进行。本课程涉及较多标准和规范，引导学生加强这方面的练习，提高其解决问题的能力。在条件许可的情况下，带领学生到化工厂参观，增强感性认识。
七、课程考核方式与成绩评定办法　　
考核形式：考查（开卷）。成绩评定办法：课堂表现10%，作业20%，考试70%。

第二部分 课程内容大纲
第一章　化工设计概论（2学时）
一、本章的教学目的和要求：
通过对本章的学习，了解化工设计的概念和分类，熟练掌握化工厂设计的工作程序和内容，熟悉国家和行业的基本设计政策和规范，熟悉设计文件的编制。
重点：设计要求，设计原则，设计程序，设计内容。
难点：设计文件的编制。
二、教学内容及要求：
1、化工设计的种类：根据项目性质分类，根据化工过程开发程序分类；
2、化工厂设计的工作程序：项目建议书，可行性研究，编制任务书扩大初步设计，施工图设计；
3、化工车间工艺设计的程序及内容：设计准备工作，方案设计，化工计算，车间布置设计，配管工程设计，提供设计条件，编制概算书及设计文件；
4、设计文件：初步设计文件，施工图设计文件。
第二章 工艺流程设计（6学时）
一、本章的教学目的和要求：
熟悉工艺流程的概念，掌握工艺流程设计的方法，掌握工艺流程图的表示、绘制和阅读，熟悉典型设备的自控方案。
重点：工艺路线、工艺流程的确定，绘制物料流程图、带控制点的工艺流程图，单元设备的自控流程，特定过程及管路的流程。
难点：单元设备自控方案。
二、教学内容及要求：
1、生产方法和工艺流程的选择：生产方法和工艺流程选择的原则，生产方法和工艺流程确定的步骤；
2、工艺流程设计：工艺流程设计的任务，工艺流程设计的方法；
3、工艺流程图：工艺流程图的种类管道仪表流程图；
4、典型设备的自控方案：泵类的自控方案，压缩机的自控方案，换热器的自控方案，反应器的自控方案，蒸馏塔的自控方案，自控设计条件；
5、讨论课：精细化工产品工艺流程的选择。
第三章 化工计算（8学时）
一、本章的教学目的和要求：
掌握化工过程的特点，掌握化工过程的物料衡算，掌握化工过程的能量衡算，了解物料衡算和能量衡算软件。
重点：物料衡算与能量衡算的基本原理、计算，化工过程模拟软件的应用。
难点：能量衡算。
二、教学内容及要求：
1、连续过程的物料衡算：非反应过程的物料衡算，反应过程的物料衡算；
2、车间物料衡算；
3、能量衡算：以反应热效应为基础的计算方法，以生成热为基础的计算方法；
4、计算机在物料衡算与能量衡算中的应用：流程模拟软件，用软件进行物料衡算和能量衡算；
5、习题课内容：车间物料恒算。
第四章 化工设备工艺设计（6学时）
一、本章的教学目的和要求：
掌握化工设备的选用和设计的一般原则，掌握化工设备图的绘制和阅读，熟悉常用零件的规定画法。
重点：液体输送设备，气体输送、压缩设备的选型，贮罐设计，管壳式换热器选型及设计，液固分离设备、气固分离设备选型及设计，板式塔和填料塔，干燥设备，搅拌釜式反应器的设计。
难点：非定型设备的设计。
二、教学内容及要求：
1、化工设备选用的一般原则；
2、非定型设备设计的主要程序；
3、化工设备图：化工设备图的基本知识，化工设备图的基本内容，化工设备图的表达特点，化工设备图的件号和尺寸，化工设备图的绘制和阅读；
4、常用零件的规定画法：螺纹和螺栓连接及其规定画法，键和健连接的规定画法，齿轮的规定画法；
5、习题课内容：干燥设备的设计。
第五章 车间布置设计（4学时）
一、本章的教学目的和要求：
掌握车间布置设计的内容和程序，了解土建基础知识，熟悉典型设备的布置方案，掌握车间布置图的绘制和阅读。
重点：平面布置，立面布置，管廊布置，绘制设备布置图。
难点：设备布置图。
二、教学内容及要求：
1、车间布置设计概述：化工车间的组成，车间布置设计的依据，车间布置设计的内容及程序，装置平面布置图，建筑物；
2、车间设备布置设计：车间设备布置设计的内容，车间设备布置的要求；
3、典型设备的布置方案：反应器的布置，塔和立式容器的布置，换热器的布置，卧式容器的布置，泵的布置，压缩机的布置；
4、设备布置图：设备布置图的内容，绘制设备布置图的一般规定，设备布置图的视图，各设计阶段设备布置图的内容，设备布置图的绘制方法和程序，设备布置图的阅读方法和步骤。
第六章 管道布置设计（2学时）
一、本章的教学目的和要求：
掌握管道布置设计的任务和要求，熟悉典型设备的管道布置，掌握管道布置图的绘制和阅读。
重点：管道及其组件的材料与规格，管路计算，管径的确定，管路压降计算，阀门、管件的选择，绘制管道布置图。
难点：管路计算。
二、教学内容及要求：
1、化工车间管道布置设计的任务和要求；
2、管架和管道的安装布置：管道在管架上的平面布置原则，管道和管架的立面布置原则；
3、典型设备的管道布置：容器的管道布置，换热器的管道布置，塔的管道布置；
4、管道布置图：管道及附件的常用画法，视图的配置与画法，管道布置图的标注，管道布置图的绘制，管道布置图的阅读。
第七章 非工艺专业（2学时）
一、本章的教学目的和要求：
了解工艺专业和非工艺专业的职责范围。
重点：土建设计，电器设计，给排水设计，采暖通风设计。
二、教学内容及要求：
1、公用工程：给排水，供电，供热及冷冻工程，采暖通风机空气调节；
2、安全防火与环境保护：燃烧爆炸及防火防爆，环境污染及其治理；
第八章 工程设计概算（2学时）
一、本章的教学目的和要求：
了解公用工程和工程概算的基本内容，了解工程投资经济评价方法。
重点：工程概算的编制。
难点：工程投资经济评价。
二、教学内容及要求：
1、化工设计工程的综合技术经济指标；
2、工程概算费用与概算项目：工程概算费用分类和概算项目的划分，工程概算的编制；
3、工程投资经济评价：静态评价方法，动态评价方法。

执笔人：蔡可迎
审定人：
批准人：
制定（修订）日期：