《化工过程开发设计》教学大纲

《化工过程开发设计》教学大纲一、课程基本信息课程名称：化工过程开发与设计课程编号：06131110课程性质：专业主干课适用专业：化学工程与工艺无机方向开课院系及教研室：化工与制药学院工艺教研室学分：2学分总学时：36学时二、化工过程开发与设计课程的性质、任务和目的本课程是为化工工艺专业及其它相关专业本（专）科生开设的一门专业性课程。学生通过本课程学习后，应掌握化工过程开发和工艺设计的基本概念与原理，一般程序与方法，综合运用已掌握的专业基础知识，具有进行化工过程开发与化工工艺设计的初步能力，其目的是为减轻用人单位对毕业生的再培训压力，提高学生的上岗工作能力。三、化工过程开发与设计课程的基本要求本课程实质上是综合运用知识的一种方法论的讲授，这是本课程重点之所在。所以在组织教学时，应加强运用知识综合性、创造性、灵活性、科学性方面的讲授与能力培养，尤其要使学生树立正确的科学研究方法和一定的工程能力。上述要求的实现可通过例题的讲授、自学及作业来完成。课堂讲授，学生学习该课程的内容及重点是：化工过程开发的基本概念与原理化工过程开发放大方法及实验研究化工过程的筛选与方案比较开发过程与步骤的分析与合成化工过程中的技术经济、环保与安全化工工艺设计的基本程序化工工艺过程的物料热量衡算化工工艺流程设计，车间布置，管道设计化工设备的工艺计算与设备选型，材质的选择非工艺设计设计说明书，经济核算与成本概算，操作、安全备忘录厂址选择与工厂总体设计本课程对先行课的要求本课程综合运用了多门基础课和技术基础课的知识，因此，学生在学习本课程前，应该学习无机化学、有机化学、物理化学、化工原理、化工热力学与化学反应工程等课程以及化工工艺课，但由于本课程侧重于专业知识的应用方法，也可以在化学反应工程及化工工艺课开设之前或同时开设，但这时教师应补充讲解有关反应器，选择性、典型工艺流程的初步知识。四、教学内容和教学要求1．概论1.1科学技术及研究方法概述1.2化工过程开发的内容1.3化工过程开发的特点1.4化工过程开发的基本方法1.5化工过程开发的主要步骤1.6化工过程开发的组织管理基本要求理解：化工过程开发的特点、方法。熟悉：化工过程开发的特点、内容、步骤与组织。2．科学选题2.1选题的基本原则2.2技术经济2.3开发方案与立项报告基本要求（1）熟悉：选题的基本原则，文献调研，立项报告掌握：资料的分析与整理，开发方案理解：项目立项，市场调研，经费的来源等内容及要求。3．绿色化学与技术3.1绿色化学的特点3.2绿色化学的原理3.3绿色化学研究的动向3.4绿色化学的技术3.5清洁生产基本要求了解：1、绿色化学的特点2、最大限度利用资源、减少污染3、可持续性分析，原子经济性反应的开发4、辐射加工技术5、等离子体技术6、清洁生产的定义、内容、特点熟悉与掌握：1、设计化学产品时保持功效、降低毒性、无毒物质2、最大限度使用可更新原料，避免不必要的衍生物3、氧化、催化剂、组合绿色化学，无害介质水中的反应4、无溶剂反应与无溶剂分离技术5、超临界CO2作为绿色溶剂的利用6、新型绿色催化技术，超临界技术7、清洁生产途径理解：1、催化剂优于化学计量试剂2、化学过程物质的选择与使用原则3、生物模拟多功能试剂4、传统工艺中的新技术4．实验室工作4.1实验室工作的文献资源4.2实验过程的观察与实验方法4.3实验研究工作的程序4.4实验室研究的方法4.5实验室工作的安全4.6基础实验技术4.7实验优选与数据处理基本要求了解：1、了解实验的分类、实验研究的程序2、实验的安全3、思想模型与理想实验方法4、常用仪器的清洗干燥与使用5、核磁共振谱、X射线衍射技术、热分析技术理解：1、科学逻辑思维与非逻辑思维方法2、膜分离技术，萃取和离子交换技术3、催化剂反应性能测试4、电子显微镜、电子能谱掌握：1、创造性思维方法、数字方法2、常用的干燥、重结晶、升华、分离等方法3、常用测量技术4、单因素实验优选5、正交试验设计，均匀试验设计5．化工过程放大1、放大的基本方法2、传递过程与冷模试验3、反应器4、中间试验基本要求了解：1、放大的基本概念2、中间试验分类掌握：1、反应放大的基本方法2、传递与冷模实验3、反应器选型4、中间试验的注意事项6．工程经济1、评价的内容、方法和程序2、投资估算3、产品成本估算4、经济评价的要点5、技术经济评价的报告基本要求了解：1、评价的内容、概念2、试验经费和不可预费的估算3、流动资金估算4、经济评价中的要点掌握：1、评价的方法和程序2、工艺装置投资估算3、公用工程和其它工程费用估算4、产品成本组成、设备折旧方法5、成本估算方法6、技术经济评价报告的编写7．安全与环保1．劳动安全2．环境保护基本要求了解：1、劳动安全及其设计内容2、化学危险品分类3、化工防火防爆、防毒、防烧伤和设计要点4、化工环保设计内容5、环保影响评价及程序6、环保影响评价报告书8．过程分析与合成1．单元操作知识2．分析与综合3．化工过程合成基本要求了解：1、常规的物料输送、混合、分离方法2、分析与综合的概念3、探试方法4、计算机辅助过程合成掌握：1、方案比较筛选2、形态分析分枝界限法、功能分析——调优法9．工艺设计基础1．过程开发设计2．化工工艺设计基础3．化工过程计算基本要求熟悉：1、概念设计、中试设计、工程基础设计的内容程序与区别2、可行性研究报告3、初步设计4、流程图设计规范、要点5、施工图设计6、物料和热量衡算（只作介绍说明）10．知识产权保护1．知识产权2．技术成果3．专利4．技术转让与技术合同基本要求了解：1、知识产权的保护范围2、侵犯知识产权的基本特征3、专利、专利权、专利申请、专利文献的使用4、技术转让合同的分类、内容5、技术转让合同的签订，履行的注意事项掌握：1、侵犯知识产权行为的法律救济2、技术成果认定的范围与形式3、技术成果认定的程序五、教学内容讲述说明（一）过程开发步骤、选题原则、方案与比较、资料分析、是基本讲课内容。（二）实验研究手段、技术、方法，是课程讲授的重点。（三）实验优化（选）过程放大技术、过程分析与合成是课程要求的提高部分。（四）工艺设计、设备工艺计算作为基础的设计知识讲解；在有可能的前提下，参考其它化工工艺工程设计内容补充讲解。（五）技术经济估算与评价、安全与环保、知识产权保护等内容作辅助知识讲解。六、学时分配总学时36学时讲课30～32学时1．化工过程开发概述2学时2．科学选题与方案比较2学时3．实验室工作、开发研究方法10～12学时4．过程放大方法与技术3～4学时5．过程分析与合成3学时6．工业技术经济、安全与环保3学时7．工艺设计基础4学时8．知识产权保护2～3学时七、习题课与习题平均每4课时布置一次作业；作业以掌握的内容进行布置，完成作业时间与讲课时间为2：1左右，教师掌握安排。八、建议教材及主要教学参考书教材：张浩勤、章亚东：化工过程开发与设计，化学工艺出版社，2002参考书：张穹，化工过程开发与工艺设计基础，武汉大学出版社陆震维，化工过程开发，化工出版社邹兰，化工工艺工程设计，成都科大出版社执笔人：熊祥祖教研室主任：教学院长（主任）：