化工过程分析与合成
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spContent=《化工过程分析与合成》是从系统的角度对化工过程进行研究。过程分析是自上而下的观点(top-down)对化工过程系统进行分解;过程合成是自下而上的观点(bottom-up)对过程单元进行集成。因此,该课程是基于系统的观点研究化工问题,是化学工程学生及相关从业人员必备课程。
—— 课程团队
课程概述

1996年,由天津大学、浙江大学、北京化工大学等7校联合提出改革化学工程与工艺专业本科生的培养方案,增设《化工过程分析与合成》;

2001年,北京化工大学在全国首次开设《化工过程分析与合成》;

20026月,本项目组主编的面向21世纪课程教材《化工过程分析与合成》由化学工业出版社正式出版;

20027月,在北京化工大学召开了面向21世纪教材《化工过程分析与合成》教学观摩交流研讨会30余所高校的教师参与这次研讨会;

2003年,在原面向21世纪课程教材的基础上,《化工过程分析与合成》(修订版)得到了北京市精品教材建设项目立项;

2004812—15日,在天津大学和北京化工大学举办了《化工过程分析与合成》等课程的教学成果推广及师资培训研讨会。全国共200余位同行参加了会议;

20048月,本课程被评为北京市精品课程;

200410月,《化工过程分析与合成》课程建设与改革被评为北京化工大学教学成果二等奖;

200412,本项目组所编写的《化工过程分析与合成》被评为北京市精品教材;

20061月,出版了《化工过程优化》,作为本课程的辅助教材,并于20071月被评为中国石油和化学工业协会优秀教材二等奖;

2006年,《化工过程分析与合成》被列入国家十一五规划教材;

20075月,本课程主讲教师张卫东教授被评为北京化工大学教学名师。

2010年,本课程被评为国家精品课程;

2016年,本课程被评为首批国家级精品资源共享课

    《化工过程分析与合成》是由天津大学、华东理工大学、浙江大学、北京化工大学、大连理工大学、四川大学、华南理工大学、清华大学、香港科技大学9校化工类专业教学的专家学者,在总结化学工程发展的历史与前沿的基础上,借鉴国外化工专业人才培养模式,顺应国内人才培养需求而提议设立的一门化学工程与工艺专业综合性专业基础课,并得到了国内数十所院校的积极响应。北京化工大学在这门课程的建设中进行了改革与尝试,并取得了一定的成果。这一切都是在各校专家、教授的指导和协助配合下所完成的。

化学工程正在走向多尺度和多层次,我国的化学工业也在从资源消耗型转向产品主导的技术密集型企业。起步于高起点的《化工过程分析与合成》课程面临着更多、更大的机遇与挑战。北京化工大学将与全国化工专业的专家、教师共同努力,继续把这门课程建设的更好!


授课目标

掌握过程系统分析与合成的基本概念、基本原理与方法。培养学生发现主要矛盾和矛盾主要方面的能力,对工业实际问题的综合、抽象化能力。培养学生抽象思维和演绎分析的能力。培养学生从技术经济的各个方面分析、解决实际问题的能力。

课程大纲

第一章 绪论

1.5 化工企业CIPS技术

1.4 化工过程模拟系统

1.2 化工过程生产操作控制

1.7 本教材的目的与内容

1.3 化工过程的分析与合成

1.6 人工智能技术在化工过程中的应用

1.1 化工过程

作业题1-1

第二章 化工过程系统稳态模拟与分析

2.1 过程系统模拟的三种基本方法

第二章PPT

2.2 过程系统模拟的序贯模块法

2.3 过程系统模拟的面向方程法

2.4 过程系统模拟的面向方程法

作业题2-1

作业题2-2

作业题2-4

作业题2-5

作业题2-3

作业题2-8

作业题2-6

作业题2-7

作业题2-9

作业题2-9(修改)

作业题2-8(修改)

第三章 化工过程系统动态模拟与分析

第三章 PPT

3.2 连续搅拌罐反应器的动态特性

3.4 变压吸附过程的模拟与分析

3.1 化工过程系统的动态模型

3.3 精馏塔的动态特性

作业题3-1

作业题3-2

第四章 化工过程系统的优化

4.4.1 化工过程中的线性规划问题

4.3 化工过程系统最优化问题的类型

4.7 化工过程大系统的优化

4.2.2  最优化问题的建模方法

4.5.2 有约束条件最优化问题的经典求解方法

4.2.1 最优化问题的数学描述

4.4.2 求解线性规划的图解法

4.4.3 求解线性规划问题的单纯形法

4.5.1 无约束条件最优化问题的经典求解方法

4.6 化工工程非线性优化的数值解法

第四章 PPT

4.1 概述

作业题4-1

作业题4-4

作业题4-5

作业题4-3

作业题4-2

第七章 换热网络合成

7.2.1换热网络合成-夹点技术

7.5.3实际工程项目的换热网络合成

7.4换热网络的调优

第七章PPT

7.5.2实际工程项目的换热网络合成

7.3.2夹点法设计能量最优的换热网络

7.5.1实际工程项目的换热网络合成

7.2.2换热网络合成-夹点技术

7.2.3换热网络合成-夹点技术

7.1换热网络合成的描述及研究

7.3.1夹点法设计能量最优的换热网络

第八章 分离塔序列的综合

8.1 精馏塔分离序列综合概况

8.2 分离序列综合的基本概念

8.5 相对费用函数法

8.4 分离度系数有序探试法

8.6 分离序列综合过程的评价

8.9 隔壁塔在多元混合物精馏分离中的应用

8.7 调优法

第八章PPT

8.3 动态规划法

8.8 复杂塔的分离顺序

作业题8-1

预备知识

《物理化学》、《化工热力学》、《化工原理》、《化学反应工程》、《化工技术经济》、《化工工艺学》、《计算方法》、《最优化理论》等等

证书要求
  1. 完成课程所有内容的学习;

  2. 作业 占 100%;

  3. 60分即达到合格要求。

参考资料

1 化工过程分析与合成,麻德贤,李成岳,张卫东,化工出版社,2002
2
 过程系统工程导论 ,杨冀宏,麻德贤,烃加工出版社,1989.9
3
 石油化工中的分离方法,邹仁鉴等,石油化工出版社
4
 实用化工系统工程,杨友麒,化学工业出版社,1989
5
 R. TurtonAnalysis, Synthesis, and Design of Chemical Process, 1998
6
 W.D. Seider & J.D.SeaderProcess Design Principles
7
 R.SmithChemical Process Design

8. 化工过程优化,张卫东译,化学工业出版社,2006年