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