《化工设计》教学大纲

课程编号：0103103化工设计Chemical Process and Plant Design总学时：40总学分：2.5课程性质：专业课开设学期及周学时分配：第六学期周3学时适用专业及层次：化工类专业三年级学生相关课程：化工原理、化工制图、化工热力学、化学反应工程、化工设备设计基础、化工仪表与自动化基础教材：化工设计（第二版），陈声宗主编，化学工业出版社，2008年，普通高等教育“十一五”国家级规划教材推荐参考书：《化工设计》（第二版），王静康主编，化学工业出版社，2006《化工设计》，吴嘉主编，化学工业出版社，2002《化工工艺设计手册》（第四版），上海石化集团上海工程有限公司编，化学工业出版社，2009《化工设计》（第四版），（英）辛诺特主编，中国石化出版社，2009一．课程目的及要求设计是工程技术的起点，设计是工程师的基本技能。

本课程以化工生产车间(装置)的工艺设计为重点，讲述与国际化工设计相接轨、目前国内通用的化工设计的原则、方法、设计程序与技巧，和各种化工工艺图与化工设备图的绘制与阅读方法，以及计算机在化工设计计算与绘图中的应用。

通过本课程的学习，使学生对化工生产车间(装置)设计的内容和步骤有较全面的了解，并具有初步的化工装置设计能力。

本课程的基本要求为：1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范和基本思维方式；2、给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养；3、掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管道布置的原则、方法和步骤；4、掌握物料衡算、热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和方法，并能运用计算机进行工艺计算；5、掌握工艺流程图、设备布置图及化工设备图的表达内容、绘制方法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺图和化工设备图；6、了解非工艺专业的设计及概算的内容，设计的技术经济评价方法，为非工艺专业提供设计条件。

二．课程内容及学时分配绪论(1学时)课程的意义、内容、性质、任务、目标；教学模式与方法、考核、实施计划；设计题目的布置。

第1章化工厂设计的内容与程序(3学时)1．1 化工设计的类别和任务1．2 化工设计的内容和工作流程1．3 现代化工设计的工具和方法1．4 化工车间工艺设计的程序和内容1．5 设计结果的表达及设计文档的编制第2章工艺流程设计(6学时)2．1生产方法和工艺流程的选择2．2工艺流程设计2．3化工流程的计算机辅助设计2．4工艺流程图2．5 用PIDCAD绘制工艺流程图2．6典型设备的自控方案第3章物料衡算和能量衡算(6学时)3．1连续过程的物料衡算3．2车间(装置)的物料衡算3．3化学反应过程的能量衡算3．4计算机在物料衡算与能量衡算中的应用第4章设备的工艺设计(6学时)4．1化工设备选用的一般原则4．2定型设备设计的主要程序4．3非定型设备设计的主要程序4．4设备工艺及设备图的计算机辅助设计第5章车间布置设计（6学时）5．1车间布置设计概述5．2车间设备布置设计5．3典型设备的布置方案5．4设备布置图5．5设备安装图5．6应用AutoCAD绘制设备布置图第6章车间布置设计（6学时）6．1概述6．2管架和管道的安装布置6．3典型设备的管道布置6．4管道布置图6．5管道轴测图（管段图、空视图）、管口方位图及管件图6．6计算机在管道布置设计中的应用第7章非工艺专业基本知识（4学时）7．1公用工程7．2安全防火与环境保护第8章工程设计概算（2学时）8．1化工设计工程的综合技术经济指标8．2工程概算费用与概算项目8．3工程投资经济评价8．4计算机在化工设计经济评价中的应用三．教学重点与难点第一章重点讲解：概念设计、中试设计、基础设计与工程设计的概念与内容；项目建议书、可行性研究、设什任务书、扩大初步设计和施工图设计的主要内容；车间(装置)工艺设计的内容和工作程序。

难点讲解：概念设计、基础设计与工程设计的区别与联系；国内的基础设计、初步设计、施工图设计与国外的工艺设计、基础工程设计及详细工程设计的内容与区别；扩大初步设计的内容和工作程序。

第二章重点讲解：工艺流程设计的任务和设计方法以及设计过程应考虑的问题；主要化工设备的自控方案的内容和方法；用PIDCAD绘制工艺流程图的步骤和方法。

难点讲解：生产方法和工艺流程确定的步骤；确定操纵变量、主变量和副变量，以及控制方案的表达方法；利用PIDCAD绘制工艺流程图的顺序；各种管线的类型、线宽的确定，阀门类型的确定。

第三章重点讲解：利用化学反应速率进行反应过程的物料衡算的方法和步骤；以反应热效应为基础和以生成热为基础两种反应过程能量衡算方法；流程模拟软件的种类和功能，以及应用进行物料衡算和热量衡算的步骤和方法。

难点讲解：利用化学反应速率进行反应过程的物料衡算的方法；衡算基准的选择，包括基准物流的名称和单位选择，以及物料平衡方程、摩尔分数约束式及设备约束式的内容和形式；掌握一个完整的化工过程的物料衡算的基准和思路以及计算方法。

第四章重点讲解：化工设备选型和工艺设计的一般原则；定型设备与非定型设备设计的主要内容和工作程序；用计算机进行设备选型与计算的方法与步骤，用PVCAD绘制化工设备图的方法与步骤。

难点讲解：设备选型和工艺设计的合理性和安全性的要求；定型设备与非定型设备基本设计的内容和方法；合适的设备基本结构形式和基本尺寸、主要工艺参数正确选择；用PVCAD绘制化工设备图的方法与步骤。

第五章重点讲解：化工车间的组成；车间布置设计的依据、内容及程序，以及车间(装置)平面布置方案和工业建筑物的模数、敞开构筑物的结构尺寸；车间设备布置设计的内容，反应器、塔和立式容器、换热器、卧式容器、泵及压缩机的布置方案和布置要点；用AutoCAD绘制设备布置图的方法。

难点讲解：初步设计阶段和施工图设计阶段的车间布置设计的内容，直通管廊长条布置、组合型布置，室内布置和露天布置的方案的要点；设备布置应满足生产工艺、安装检修、土建及安全、卫生的要求及应对方案；用AutoCAD绘制设备布置图的绘制步骤和操作方法。

第六章重点讲解：化工车间布置设计的任务和要求；管道在管架上的平面布置和立面布置的原则；立式和卧式容器、换热器和塔的管道布置方案和布置要求；管道轴测图以及管道布置图的阅读方法与步骤。

难点讲解：化工车间布置设计的原则性要求；管道在管架上的平面布置和立面布置的原则；管道转折、交叉、重叠的表示方法，管道布置图的标注内容和方法；管道轴测图中管道、管件及阀门的表示方法及尺寸标注内容与标注方法，管道方位图的表达内容及绘制方法。

第七章重点讲解：给排水、供电、供热及冷冻、采暖通风及空气调节工程的基本知识；燃烧与爆炸的起因及其危险程度，化工设计中应遵循的安全防火设计规范，环境污染及其治理应遵循的标准、规范，工艺设计人员应提供的安全防火与环境保护的设计条件。

难点讲解：工艺人员向公用工程设计应提供的设计条件；化工设计中应遵循的安全防火设计规范，环境污染及其治理应遵循的标准、规范。

第八章重点讲解：化工设计工程综合技术经济指标表的具体内容；工程概算费用的分类及内容；静态评价中的投资收益率、静态还本期及累计现金价值的定义和表达方式，动态评价中的净现值、净现值比、折现现金流通收益率及动态还本期的定义和评价标准。

难点讲解：产品单位成本和产品工厂成本，投资利税率与投资利润率的区别；单位工程概算表的内容及编制办法，工程项目总概算、单项工程综合概算、单位工程概算三者的区别与联系；净现值、净规值比、折现现金流通收益率及动态还本期的计算方法。

四．主要教学方法课堂教学为主，实习认识、计算机辅助教学为辅。

五．典型作业练习典型化工工艺的工艺设计六、课程考核方式以闭卷考试和平时成绩（含设计作业、出勤、提问、讨论等）相结合，以笔试成绩为主的考核方式。

总评成绩= 平时（30%）+闭卷考试（70%）。

撰写人：王政审核人：王伟文化工学院课程简介课程中英文名称化工设计（Chemical Process and Plant Design）课程编号：0103103课程性质：专业课开设学期及学时分配：第六学期周3学时适用专业及层次：化工类专业三年级学生先行课程：化工原理、化工制图、化工热力学、化学反应工程、化工设备设计基础、化工仪表与自动化基础后继课程：毕业设计教材：化工设计（第二版），陈声宗主编，化学工业出版社，2008年，普通高等教育“十一五”国家级规划教材推荐参考书：《化工设计》（第二版），王静康主编，化学工业出版社，2006 《化工设计》，吴嘉主编，化学工业出版社，2002《化工工艺设计手册》（第四版），上海石化集团上海工程有限公司编，化学工业出版社，2009《化工设计》（第四版），（英）辛诺特主编，中国石化出版社，2009课程目的、内容与要求：设计是工程技术的起点，设计是工程师的基本技能。

本课程以化工生产车间(装置)的工艺设计为重点，讲述与国际化工设计相接轨、目前国内通用的化工设计的原则、方法、设计程序与技巧，和各种化工工艺图与化工设备图的绘制与阅读方法，以及计算机在化工设计计算与绘图中的应用。

通过本课程的学习，使学生对化工生产车间(装置)设计的内容和步骤有较全面的了解，并具有初步的化工装置设计能力。

本课程的基本要求为：1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范和基本思维方式；2、给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养；3、掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管道布置的原则、方法和步骤；4、掌握物料衡算、热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和方法，并能运用计算机进行工艺计算；5、掌握工艺流程图、设备布置图及化工设备图的表达内容、绘制方法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺图和化工设备图；6、了解非工艺专业的设计及概算的内容，设计的技术经济评价方法，为非工艺专业提供设计条件。

撰写人：王政审核人：王伟文。