王静康：化工设计概论课程大作业(天津大学)

高等教育国家级教学成果奖申请书

高等教育国家级教学成果奖申请书成果名称: 构建国际实质等效的化工专业认证体系，提升化工高等教育国际竞争力成果完成人姓名: 王静康、张凤宝、王保国、乐清华、张述伟、郭宝华、李建伟、管国锋、唐旭华、张金利、夏淑倩成果完成单位名称:天津大学、华东理工大学、大连理工大学、清华大学、北京化工大学、南京工业大学、中国化工教育协会成果科类工学类别代码推荐序号成果网址/12005推荐单位名称: 天津市教育委员会推荐时间 2014 年 2 月 20 日填表说明1．成果名称：字数（含符号）不超过35个汉字。

2.成果科类按照教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录（2012年）》（教高[2012]9号）的学科门类分类（规范）填写。

综合类成果填其他。

3．成果类别代码组成形式为：abcd，其中：ab：成果所属科类代码：填写科类代码一般应按成果所属学科代码填写。

哲学—01，经济学—02，法学—03，教育学—04，文学—05，历史学—06，理学—07，工学—08，农学—09，医学—10，军事学—11,管理学—12，艺术学－13，其他—14。

c：成果属普通教育填1，继续教育填2，其他填0。

d：成果属本科教育填1，研究生教育填2，其他填0。

4．推荐序号由5位数字组成，前两位为推荐单位代码，按照附件1《2014年高等教育国家级教学成果奖各推荐单位代码及推荐限额指标》中各推荐单位代码填写，后三位为推荐单位推荐成果的顺序编号。

5．成果曾获奖励情况不包括商业性的奖励。

6．成果起止时间：起始时间指立项研究或开始研制的日期;完成时间指成果开始实施(包括试行)的日期。

7．本申请书统一用A4纸双面打印，正文内容所用字型应不小于4号字。

需签字、盖章处打印或复印无效。

一、成果简介（可另加附页）。

【天津工业大学】精品课程《化工设计》--全册课件

(2)认真贯彻“五化”设计原则（工厂布置一体化、生产装置露天化、建构筑物轻型化、公用工程社会化、引进技术国产化）。
(3)采用先进的科学技术，努力提高商品设计的质量，使设计做到标准规范，切合实际，技术先进，经济合理，安全适用，使建设项目的技术经济指标达到先进水平。
(4)设计使用的基础资料要准确、可靠，各种数据和技术条件要正确、切合实际；文字说明要清楚、确切，图纸要清晰、正确，避免出现重大设计错误。
设计（建设）前期设计期
设计后期（建设期）
初步设计施工图设计
投产
试车验收
施工安装人员培训
《化工设计》
化工设计阶段的划分
1.国外设计阶段的划分国际上通常把全部设计过程划分为由专利商承担的工艺包(基础设计)和由工程公司承担的工程设计两大设计阶段。工程设计又划分为：工艺设计、基础工程设计和详细工程设计三个阶段。
对在技术比较简单和比较成熟的，生产规模较小的工厂或个别车间，以及技术改造与技术措施比较成熟的，为了简化设计，缩短设计时间，可分为二个阶段设计，即技术设计和施工图设计二个阶段。
《化工设计》
通过该课程的学习，使学生具备化学工程师的基本理论素质，今后无论对学生考研，还是参加工作都将是大有意义的。
《化工设计》
化工设计概念
“化工设计” 是根据一个化学反应或过程设计
出一个生产流程，并研究流程的合理性、先进性、可靠性和经济的可行性，再根据工艺流程及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等，进行合理的工厂布局设计以满足生产的要求，工艺专业与有关非工艺专业进行密切设计合作，最终使这个工厂建成投产，这种设计全过程称为“化工设计”。
《化工设原计理》
第一章化工设计程序和内容

《化工设计概论》课程规范(讲授)

1.采用“以多媒体教学为主、板书为辅”的方式。
2.启发引导为主，线上教学与线下教学相结合。
教学手段：
1.通过多媒体图片和故事启发了解化工设计的定义、作用与特点。
2.避免老师的一言堂，达到“以学生为本、师生互动”。
本章思考题
什么是化工设计？化工设计解决的问题是什么？
主要
参考资料
教科书：陈声宗主编．《化工设计》．北京：化学工业出版社，2012
主要参考书：
1、王静康主编．《化工过程设计》．北京：化学工业出版社，2006
2、杨秀琴，徐绍红主编．《化工设计概论》．北京：化学工业出版社，2010
备注
本章内容较简单，讲授主要是介绍。
制定者：
理论教学部分（按章节顺序填写）学时：6
章
第二章生产工艺流程设计
教学目的
和要求
工艺流程设计和车间布置设计（包括设备布置和管道布置）是车间工艺设计的两个重要内容，它们是决定车间（装置）基本面貌的关键性步骤，对设备和管道设计等单项设计也起着决定性的作用。本章要求掌握化工设计的工艺路线选择，设计原则，流程图的绘制。
教学方法与
教学手段
教学方法：
1.采用“以多媒体教学为主、板书为辅、实例计算演示”的方式，多种教学手段相互补充，使课堂教学与实验教学相结合。
2.启发引导为主，从重知识目标转向重智能目标上转变。
重点和难点
重点：物料衡算的方法和步骤，能量衡算的方法和步骤，
难点：化工设备选型方法
“三基”分析
基本知识：物料衡算的方法和步骤，能量衡算的方法和步骤，化工设备选型方法。
基本理论：物料衡算、能量衡算
基本方法：数学归纳法、数学演绎法
教学内容与
学时分配
3.1物料计算（1学时）

化工设计概论-天津大学 PPT

（主教材）
2、《化工技术经济》，苏健民主编，北京，化学工业出版社，2005年。
3、《化工系统分析与模拟》，彭秉璞主编，北京，化学工业出版社，2006年。
4、《化学工程手册》，时钧、汪家鼎、余国琮、陈敏恒主编，北京，化学工业出版社，2002年。
5、《化工设计手册》，上海医药工业设计研究院主编，北京，化学工业出版社，2006年。
展
明近代化学工业的形成。
阶段
③、现代化学工业：上世纪40年代开始，
随着合成橡胶、石油炼制、合成纤维工业
的迅速发展，随着化工单元操作理论的日
益成熟，在科学技术和生产规模二个层面
上，揭示现代化学工业开始形成。
2、化学工业属于过程工业型制造业（流程型制造业）
离散型制造业
现代制造业
（例如汽车工业等）
过程工业型制造业（又称“流程型制造业”）
化学工业绝不是所谓的“夕阳工业”、“夕阳产业”，它现在仍然正在平稳高速的发展，将来必将持续快速发展。
1990年～1999年，美国、欧盟化学工业的发展速度是其全部工业平均增长速度的2.69倍。 2000年～2010年预计为2倍以上。
美国化学工业的规模一直雄居世界化学工业总量的30％左右，是美国为数不多在国际贸易体系内具有贸易顺差的制造业之一。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
除此之外，国内还有10余个版本的“化工设计”教材，它们的侧重面不尽相同，有兴趣的同学，可以看看这些教材作为参考。
限于学时， “化工设计概论”课程课堂教学内容按教学大纲的要求，主要集中在教材的第1、 2、3、7章。其它章节，同学们可先自学，在大学三年级下学期再讲授。
化工厂设计
化工工艺设计（核心）

王静康

王静康,女，化学工程/工业结晶专家，1938年4月出生于河北省秦皇岛市，1965年天津大学化工系研究生毕业。

1965年11月至1972年7月任贵阳市贵州工学院化工系助教，1972年8月至1980年1月任天津纺织工学院化纤专业助教、讲师，1980年2月至今先后任天津大学化工系讲师、副教授、教授、博士生导师。

1990年应邀赴英曼彻斯特理工学院做访问学者,进行结晶过程系统工程方面合作研究。

1995年应邀赴美国IOWA州立大学做客座教授，进行结晶机理的合作研究。

1999年当选中国工程院院士。

现任天津大学国家工业结晶技术研究推广中心暨医药结晶工程研究中心主任；教育部绿色精制工程中心主任。

Frontiers of Chemical Engineering in China杂志主编,教育部化学化工教学指导委员会副主任，化工教学指导分委员会主任；中国系统工程学会过程系统工程分会副主任，中国工程院化工冶金材料学部常委，中国化工学会常务理事，天津市侨联副主席，天津市科协主席。

具体的理论与技术创新贡献如下。

一、建立了我国第一个工业结晶科学与技术创新的研究基地,致力于国家重点科技攻关项目的研发与产业化她创立了我国第一个国家科委“国家工业结晶技术研究推广中心”与国家医药管理局“医药结晶工程研究中心”。

培养了一支精干的高层次年轻化工业结晶研发团队，她承担并出色完成了国家下达的有关化工、医药与材料领域的工业结晶技术的“七五”、“八五”、“九五”、“十五”国家重点科技攻关项目；她带领她的团队由理论研究创新直到产业化技术开发成功，全部实现了成果的产业转化，均一次工业化成功,取得了较突出的经济效益与社会效益，为我国新型结晶技术的持续发展奠定了基础。

二、系统发展了现代化学工程/ 工业结晶理论与技术她率先提出了工业结晶系统工程集成理论与设计新方法；发明了熔融液膜结晶新技术，提出了精馏结晶及反应结晶等耦合结晶新技术；发明了粒子过程晶体产品分子组装及形态优化等绿色过程集成技术；其成果持续产业转化成功的实践证明了发明成果的可靠性与先进性。

王静康：化工设计概论课程大作业(天津大学)

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2011-12-03 期末开卷考试--------《现代化工设计概论》大作业（下迖时间：2011- 12 - 03 日, 交卷时间2012年春季开学后第一周）
天津市南港工业区是以发展石油化工、冶金及重型装备制造产业为主导，以承接重大产业项目为重点，以现代港口物流业为支撑，建成综合性、一体化的现代工业港区。

南港工业区化工生态工业园的设计生产能力为：
1、炼油生产能力2000万吨/年；
2、乙烯生产能力150万吨/年；
3、聚乙烯生产能力16万吨/年；
4、聚丙烯生产能力6万吨/年；
5、环氧乙烷/乙二醇生产能力3.3/6.3万吨/年；
6、对苯二甲酸生产能力30万吨/年；
7、纯苯生产能力14万吨/年；
8、聚碳酸酯工程塑料（PC）生产能力20万吨/年。

请结合化工过程设计概论课程所讲内容，提出南港化工生态工业园区（优化的产业链、能量链与产品链）的构建方案，以尽可能地达到节能降耗减排（二氧化碳等废气）、原子经济性（变废为宝、循环利用）、零排放（环境友好）目标。

参考文献：1、化工过程设计；2、化工百科全书；3、化学工艺学4、化学工艺设计手册；5、化学工程手册等(皆请参考最新版)
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化工设计概论期末考试题库及答案

化工设计概论期末考试题库及答案一、单项选择题1. 化工设计的主要任务是（）。

A. 确定工艺流程B. 确定设备参数C. 确定工厂布局D. 确定产品价格答案：A2. 化工设计中，工艺流程设计的主要依据是（）。

A. 市场需求B. 原料供应C. 产品规格D. 所有以上因素答案：D3. 在化工设计中，以下哪项不是工艺流程设计的基本步骤？（）A. 确定原料和产品B. 确定工艺路线C. 确定设备类型D. 确定工厂规模答案：D4. 化工设计中，以下哪项是反应器设计的关键因素？（）A. 反应器类型B. 反应器尺寸C. 反应器材质D. 所有以上因素答案：D5. 化工设计中，以下哪项不是分离过程设计的关键因素？（）A. 物料性质B. 分离效率C. 设备成本D. 反应器类型答案：D二、多项选择题6. 化工设计中，以下哪些因素会影响工艺流程的选择？（）A. 原料成本B. 产品需求C. 环境法规D. 技术可行性答案：ABCD7. 化工设计中，以下哪些因素会影响设备的选择？（）A. 操作条件B. 物料性质C. 设备成本D. 安全性答案：ABCD8. 在化工设计中，以下哪些因素会影响工厂布局？（）A. 原料供应B. 产品运输C. 环境影响D. 劳动力成本答案：ABCD三、判断题9. 化工设计的目标是实现经济效益最大化。

（）答案：正确10. 化工设计中，工艺流程设计和设备设计是相互独立的。

（）答案：错误四、简答题11. 简述化工设计的基本步骤。

答案：化工设计的基本步骤包括：确定项目目标、原料和产品规格；工艺流程设计，包括确定工艺路线、反应器设计、分离过程设计等；设备设计，包括设备选型、尺寸计算、材料选择等；工厂布局设计，包括工厂平面布局、设备布置、物流规划等；经济分析，包括成本估算、投资回报分析等；环境和安全评估。

12. 描述化工设计中工艺流程设计的重要性。

答案：工艺流程设计是化工设计的核心，它决定了整个工厂的生产效率、产品质量和经济效益。

化工设计大作业(课程设计)剖析

化工工艺课程设计任务书设计题目：常压甲醇－水筛板精馏塔的设计设计条件：常压P=1atm（绝压）处理量：20kmol/h进料组成0.2 馏出液组成0.995釜液组成0.005 （以上均为摩尔分率）加料热状况q=1.0塔顶全凝器泡点回流回流比R=(1.1—2.0)R min单板压降≤0.7kPa设计要求：1．撰写一份设计说明书，包括：（1）概述（2）物料衡算（3）热量衡算（4）工艺设计要求（5）工艺条件表2.绘制图纸(1)设备尺寸图(2)管道方位图(3)部分零件结构图一概述1．精馏操作对塔设备的要求和类型㈠对塔设备的要求精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。

但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求：⑴气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。

⑵操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。

⑶流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。

对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。

⑷结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。

⑸耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。

⑹塔内的滞留量要小。

实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，且上述要求中有些也是互相矛盾的。

不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。

㈡板式塔类型气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。

精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。