29化工专业《化工过程分析与合成》教学大纲陈可可.doc

《《化工过程分析与合成化工过程分析与合成》》教学大纲教学大纲课程编码：0412103202课程名称：化工过程分析与合成学时/学分：32/2先修课程：《化工原理》、《化工热力学》、《化学反应工程》适用专业：化学工程与工艺开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1．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，是化学工程与工艺专业的选修课2．课程任务：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二、课程教学基本要求本课程以科学研究的方法论为主线，培养学生将实践经验与所学知识相结合、分析和解决工程问题的能力通过本课程的学习，让学生掌握将实验室研究成果（新工艺、新产品等）实现工业化的主要方法，掌握包括小型工艺试验、大型冷模实验、中间试验与工程研究含概念设计、经济评价、基础设计等六个环节的过程研究通过列举大量化工过程开发的实例，让学生了解正确的理论指导、科学的实验方法、以及工艺与工程相结合的工程观念在化工过程开发中的重要作用成绩考核形式：期末成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（作业、课堂提问等）（30%)。

成绩评定采用百分制，60 分为及格三、课程教学内容第一章 绪论1.教学基本要求了解化学工业的发展历史、地位、构成和基本特征，化工过程研究与开发的基本思路和方法；典型的化工工艺流程掌握化工过程研究与开发的基本思路和方法；典型的化工工艺流程2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握化学工业的基本特征、化工过程开发研究的意义、化工过程开发研究的部署3.教学重点和难点教学重点是化工过程研究与开发的基本思路和方法教学难点是典型的化工工艺流程4.教学内容（1）化学工业的基本特征主要知识点：化工的构成；化工在国民经济中的地位；化工的基本特征2）化工过程开发研究的意义主要知识点：过程开发的必要性；案例分析及启示；选题的基本原则3）化工过程开发研究的部署主要知识点：化工过程开发研究的工作路线图；化工过程开发研究的工作路线第二章 化工过程开发的方法论1.教学基本要求通过典型工业化应用案例，深刻认识正确的理论指导与科学的实验方法论在开发工作中的重要性；了解与掌握数学模型法的研究思路与方法；了解与掌握化工过程开发中技术路线、实验方法、实验手段的选择原则；了解与掌握生产实践经验中蕴含的工程概念与工程理论。

重点掌握化工过程开发的典型工业化应用案例；化工过程开发的典型方法，通过工业化实例分析比较逐步经验放大法、数学模型法的开发思路和研究方法；化学工程基本理论的指导和正确的实验方法论2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握数学模型法的研究思路与方法，化工过程开发中技术路线、实验方法、实验手段的选择原则；掌握两种典型的开发方法、研究开发遵循的基本原则、正确的实验方法论3.教学重点和难点教学重点是化工过程开发的典型工业化应用案例；化工过程开发的典型方法，通过工业化实例分析比较逐步经验放大法、数学模型法的开发思路和研究方法；化工过程开发遵循的基本原则，即化学工程基本理论的指导和正确的实验方法论4.教学内容（1）两种典型的开发方法主要知识点：逐级经验放大法；数学模型方法2）研究开发遵循的基本原则主要知识点：化学工程理论的指导；正确的实验方法论3）正确的实验方法论主要知识点：正确的实验方法；对象的特殊性；实验的功能第三章 小型工艺实验研究1.教学基本要求了解小型实验研究工作的目的、任务和研究方法以及对化工工艺流程放大的影响；学会运用化学反应工程的理论认识对象的特征，并利用对象的特征设计合理的研究方案；掌握通过生产实践形成工程与工艺相结合的思维方法，通过在生产实践中遇到的工程问题的特殊性简化实验。

2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握预实验的方法及分类，预实验与放大决策，工艺条件与反应器的选择，实验结果的回归分析法3.教学重点和难点教学重点是预实验的研究方法与目的教学难点是系统实验的研究方法、要求与目的，通过案例分析掌握数学模型放大法和判据放大法4.教学内容（1）预实验的分类及案例分析主要知识点：认识实验；析因实验；鉴别试验；石脑油铂重整制芳烃的反应历程2）系统实验及放大决策主要知识点：丁二烯氯化制二氯丁烯技术开发3）工艺条件与反应器的选择主要知识点：反应器的选型；主要工艺参数的选择4）实验结果的回归分析方法主要知识点：回归分析法的基本步骤；选择和确定回归方程的方法；模型参数的估计；回归效果的检验第四章 正交实验设计1.教学基本要求掌握正交实验设计的基本方法以及直观分析、方差分析的数据处理方法以及正交实验设计在生产实践中的应用重点掌握实验设计的常用方法；正交实验设计的设计思想和设计步骤；实验结果的统计分析方法（包括直观分析、方差分析等）2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握正交实验设计步骤，理解正交实验设计举例，实验结果的统计检验。

3.教学重点和难点教学重点是实验设计的常用方法；正交实验设计的设计思想和设计步骤教学难点是实验结果的统计分析方法4.教学内容（1）正交实验设计简介主要知识点：设计术语；正交表的形式；正交表的性质；正交表的类型2）正交实验设计步骤主要知识点：制定实验条件表；计算因子的自由度；选表原则；表头设计；制定实验计划表3）实验结果的统计检验主要知识点：直观分析法；方差分析第五章 大型冷模试验1.教学基本要求了解大型冷模试验的内容及其在化工过程开发中的作用，通过案例分析掌握常用反应器型式大型冷模试验的方法，让学生掌握大型反应器的流场特征重点掌握大型冷模试验的必要性及理论基础；常用的反应器型式的大型冷模试验内容（案例分析：固定床反应器、流化床反应器以及三相淤浆床反应器的大型冷模试验）及其在化工过程开发中的作用2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握大型冷模试验研究的必要性，大型冷模试验研究的理论基础，大型冷模试验研究的基本内容3.教学重点和难点教学重点和难点是大型冷模试验的必要性及理论基础；常用的反应器型式的大型冷模试验内容及其在化工过程开发中的作用4.教学内容（1）大型冷模实验的必要性主要知识点：工业反应过程的复杂性；反应器内几何边界的复杂性；工程问题的复杂性。

2）大型冷模试验研究的理论基础主要知识点：相似理论和模型试验；模型试验的意义；现象相似与物理量相似的关系；相似准则的导出方法3）大型冷模试验研究的基本内容主要知识点：固定床反应器大型冷模试验研究；流化床反应器大型冷模试验研究；循环流化床分解炉的冷模研究第六章 过程分析与合成1.教学基本要求了解推论分析法、形态分析法、功能分析法以及过程优化的方法在化工过程开发中的应用，结合学生的工程实践经验通过案例分析初步掌握化工过程分析与合成的一般方法重点掌握化工过程分析与合成的思维方法，即推论分析法、形态分析法、功能分析法；化工过程合成的优化方法2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握过程分析与合成的方法3.教学重点和难点教学重点是化工过程分析与合成的思维方法，即推论分析法、形态分析法、功能分析法教学难点是化工过程合成的优化方法4.教学内容（1）过程分析与合成的方法主要知识点：论分析法；形态分析法；功能分析法四、学时分配表章序内容学时备注一绪论2二化工过程开发的方法论5三小型工艺实验研究9四正交实验设计4五大型冷模试验5六过程分析与合成7合计32五、教材及参考书教材：《化工过程开发》 主编：于遵宏 出版社：华东理工大学出版社 出版时间：2001 年参考书：1.《工业反应过程开发方法》主编：陈敏恒 出版社：化学工业出版社 出版时间：1988 年2.《化工过程设计与经济》主编：葛维寰 出版社：上海科技出版社 出版时间： 1989 年3.《化工过程分析与设计》主编：雷斯尼克 出版社：化学工业出版社 出版时间：2010 年执笔： 陈可可审定： 张 伟 徐绍红。