《化工過(guò)程模擬》課程介紹與教學(xué)大綱

《化工過(guò)程模擬》課程簡(jiǎn)介課程編號(hào)：03014922課程名稱：化工過(guò)程模擬/chemicalprocesssimulation學(xué)分：2學(xué)時(shí):32適用專業(yè)：化學(xué)工藝、化學(xué)工程、能源化工建議修讀學(xué)期：6開課單位：化學(xué)與化工學(xué)院化工系先修課程：物理化學(xué)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、化工原理、化工熱力學(xué)考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：筆試成績(jī)70%，平時(shí)成績(jī)30%教材與主要參考書目：《化工過(guò)程模擬》陸恩錫張慧娟．化學(xué)工業(yè)出版社2015《化工過(guò)程模擬與優(yōu)化》，楊友麒項(xiàng)曙光著，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年第1版?！秾?shí)用化工計(jì)算機(jī)模擬》，黃華江編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年第1版。《化工分離過(guò)程》，陳洪鈁，劉家祺．化學(xué)工業(yè)出版社，2013年內(nèi)容概述：化工過(guò)程模擬的基本原理包括熱力學(xué)方法選擇和主要化工單元過(guò)程的計(jì)算。課程介紹蒸餾塔計(jì)算、蒸餾塔節(jié)能方法、不同類型熱泵蒸餾的模擬及比較等基本理論。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握各種常用分離過(guò)程模擬的基本理論，操作特點(diǎn)，主要化工單元過(guò)程的計(jì)算方法和強(qiáng)化改進(jìn)操作的途徑以及節(jié)能方法。Coursedescription:Chemicalprocesssimulationprinciplesincludethermodynamicsofseparationoperations,masstransferandiffusion,singerequilibriumstages,flash,equilibrium-basedmethodsformulticomponentabsorption,distillationcolumnscalculationsThecontentsalsoincludesenergysavingmethodfordistillation,differentkindsprincipalofheat-pumpdistillationsimulation.Discussionofcomparativeenergyrequirements,economics,advantageanddisadvantagesofproposedseparationtasks.Throughthecoursethestudentscangetanoverviewonseparationprocessesinrelevanttothechemicalandprocessindustry.Learnsomeoftheseseparationprocessesinvaryingdegreesofdetails:Principles;applications;calculations.

《化工過(guò)程模擬》教學(xué)大綱課程編號(hào)：03014922課程名稱：化工過(guò)程模擬/chemicalprocesssimulation學(xué)分：2學(xué)時(shí):32適用專業(yè)：化學(xué)工藝、化學(xué)工程、能源化工建議修讀學(xué)期：6開課單位：化學(xué)與化工學(xué)院化工系先修課程：物理化學(xué)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、化工原理、化工熱力學(xué)課程性質(zhì)、目的與任務(wù)本課程是高等學(xué)?；瘜W(xué)工程及工藝專業(yè)（本科）的一門專業(yè)選修課。是學(xué)生在具備了化工原理、化工熱力學(xué)和化工分離過(guò)程等技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)后的一門專業(yè)課。主要介紹化工過(guò)程模擬的基本原理和應(yīng)用，重點(diǎn)敘述熱力學(xué)方法選擇和主要化工單元過(guò)程的計(jì)算。包含蒸餾塔計(jì)算和收斂技巧、蒸餾塔節(jié)能方法、換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算以及流程迭代收斂方法等內(nèi)容。教學(xué)目標(biāo):通過(guò)本課程的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，使學(xué)生具備下列能力：1.學(xué)生應(yīng)掌握化工過(guò)程模擬的基本原理和應(yīng)用；2.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，如蒸餾塔計(jì)算和收斂技巧、蒸餾塔節(jié)能方法、換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算以及流程迭代。3.熟知蒸餾塔節(jié)能方法、換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算4.能針對(duì)復(fù)雜的化工分離過(guò)程設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行化工分離過(guò)程的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1.工程知識(shí)1、掌握復(fù)雜工程中涉及的基本工程原理和專業(yè)知識(shí)，了解其在解決復(fù)雜工程問(wèn)題中的作用與應(yīng)用方法。2、掌握復(fù)雜工程中涉及的基本工程原理和專業(yè)知識(shí)，了解其在解決復(fù)雜工程問(wèn)題中的作用與應(yīng)用方法。教學(xué)目標(biāo)1.2.問(wèn)題分析1、理解工程科學(xué)原理，能從復(fù)雜工程問(wèn)題中抽象出數(shù)學(xué)和物理模型2、能應(yīng)用工程原理，結(jié)合從工程問(wèn)題中抽象出數(shù)學(xué)和物理模型，分析、模擬復(fù)雜工程問(wèn)題，并獲得有效結(jié)論。教學(xué)目標(biāo)23設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案能針對(duì)具體分離要求，完成單元設(shè)備的選型和設(shè)計(jì)任務(wù)，以滿足工程的需要。教學(xué)目標(biāo)34.研究采用計(jì)算機(jī)分析節(jié)能措施建立最優(yōu)最節(jié)能工藝能對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行科學(xué)研究。教學(xué)目標(biāo)45.使用現(xiàn)代工具熟練使用ASPENPLUS軟件進(jìn)行各類分離過(guò)程的流程建模和模擬具有使用化學(xué)化工專業(yè)工具軟件或自編程序?qū)?fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)與模擬的能力，并能正確分析與使用模擬預(yù)測(cè)結(jié)果。教學(xué)目標(biāo)3二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配本課程總學(xué)時(shí)數(shù)為32學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)為26學(xué)時(shí)，上機(jī)為6學(xué)時(shí)；課程教學(xué)共有7章，具體內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排等如下表所示：課程內(nèi)容教學(xué)要求重點(diǎn)（☆）難點(diǎn)（△）學(xué)時(shí)安排實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)上機(jī)學(xué)時(shí)備注一、緒論

2化工過(guò)程模擬分類、功能模擬系統(tǒng)的構(gòu)成以及相關(guān)高新技術(shù)A二、石油餾分A石油餾分，石油油品相關(guān)性質(zhì)A石油餾分在模擬中的處理方法A石油餾分的混合A三、熱力學(xué)方法A☆△相平衡常數(shù)計(jì)算A混合物焓值計(jì)算A含水烴類體系相平衡計(jì)算A化工單元過(guò)程計(jì)算A☆化工模擬軟件主要模塊A閃蒸計(jì)算多組分物系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算閥門泵壓縮機(jī)，反饋控制，優(yōu)化器蒸餾過(guò)程算A☆△平衡級(jí)的理論模型A三對(duì)角線矩陣方程的托瑪斯解法的特點(diǎn)和精餾過(guò)程的泡點(diǎn)計(jì)算法A☆蒸餾過(guò)程的節(jié)能和優(yōu)化A分離的最小功、凈功消耗和熱力學(xué)效率精餾的節(jié)能技術(shù)和分離技術(shù)的選擇。A換熱器計(jì)算A化工流程迭代技術(shù)A☆（教學(xué)基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建議實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）項(xiàng)目及學(xué)時(shí)分配上機(jī)項(xiàng)目：蒸餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算3學(xué)時(shí)分凝分餾器模擬3學(xué)時(shí)四、教學(xué)方法與教學(xué)手段課堂講解教學(xué)為主，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段，利用多媒體軟件進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)結(jié)合課后作業(yè)分配學(xué)生查閱文獻(xiàn)總結(jié)分離工程的新發(fā)展、新動(dòng)向，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注前沿科學(xué)及時(shí)發(fā)現(xiàn)勇于創(chuàng)新的潛質(zhì)培養(yǎng)。五、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)筆試成績(jī)70%，平時(shí)成績(jī)30%考核內(nèi)容支撐的畢業(yè)要求所占比例考核方式相平衡表示方法，氣液相平衡常數(shù)計(jì)算，多組分物系泡露點(diǎn)計(jì)算、閃蒸。動(dòng)態(tài)模擬，過(guò)程控制石油分餾畢業(yè)要求1，2,340-60%課堂練習(xí)和課程考試分離設(shè)備的處理能力和效率、分離的最小功、凈功消耗和熱力學(xué)效率精餾的節(jié)能技術(shù)和分離技術(shù)的選擇。畢業(yè)要求2，320~30%課堂練習(xí)和課程考試化工流程迭代技術(shù)流程排序與收斂換熱器計(jì)算畢業(yè)要求1,220~30%課堂練習(xí)和課程考試六、教材與主要參考書目教材：化工過(guò)程模擬陸恩錫張慧娟．化學(xué)工業(yè)出版社2015參考書：《化工過(guò)程模擬與優(yōu)化》，楊友麒項(xiàng)曙光著，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年第1版?！秾?shí)用化工計(jì)算機(jī)模擬》，黃華江編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年第