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江苏自学考试工厂设计概论教材大纲

2006-11-27 10:25   【 】【我要纠错

  南京工业大学编 (高纲号 0322)

  一、《工厂设计概论》课程的基本要求

  工厂设计概论是化学工程、化工工艺专业的一门专业课,它应用并集成各种已学过的专业基础课与专业课,如物理化学、化工原理、化工热力学、传递工程原理、化工分离过程、化工反应工程及计算机应用等专业知识,来讨论化工工艺过程设计及全厂设计问题。是一门知识面非常广泛的综合性课程。

  通过本课程学习,要求掌握化工工艺工程设计及全厂设计的基本概念,基本方法与策略,熟悉计算机辅助设计方法,了解一些新的过程合成与分析方法。

  本课程包括课堂教学与课程设计实践两部分。通过教学与实践的密切配合,经济分析与技术方案的结合论证,培养学生综合运用各种已学过的知识,系统分析问题和解决问题的能力。

  二、考试内容及说明

  第一章  化工过程设计

  1.1过程工程

  1.2过程设计

  1.3计算机辅助化工过程设计的硬件和软件

  本章的基本要求

  了解国内外化工设计发展概况,化工过程设计定义及主要内容,计算机辅助化工设计发展历程及其作用。

  1.过程工程

  (1)了解过程工程的主要内容。

  (2)熟悉过程开发的主要内容。

  (3)熟悉过程设计的主要内容。

  (4)熟悉过程改善的主要内容。

  (5)掌握平价过程工程工作的基本基准。

  2.过程设计

  (1)了解国外现代化工过程设计的主要步骤。

  (2)掌握过程设计的基本目标。

  3.计算机辅助化工过程设计的硬件和软件

  (1)了解计算机辅助化工设计的作用。

  (2)了解计算机辅助化工设计软件的发展史。

  (3)熟悉常用的计算机辅助化工设计软件。

  (4)了解计算机辅助化工设计的最新发展动向。

  本章的重点和难点

  一、重点

  1.过程工程的主要组成部分。

  2.过程设计工作的要点。

  3.在当前计算机助化工设计软件中,已经达到应用水平的化工工艺模块有哪些?

  4.目前用于化工过程设计的专家系统有哪些?

  第二章  化工厂设计概述

  2.1化工设计的工作程序

  2.2化工工艺设计

  2.3整套设计中的全局性问题

  本章的基本要求

  掌握化工厂或工程项目基本建设程序及其内容:了解整套设计中心的全局性问题:要求对化工工艺设计的综合性有一个比较全面和深刻的认识。

  1.化工设计的工作程序

  (1)掌握我国现行工程项目的基本建设程序。

  (2)熟悉国外现行工程项目的基本建设程序。

  (3)了解项目建议书申报目的和作用。

  (4)熟悉项目建议书的主要内容。

  (5)了解可行性研究的基本任务、目的和意义。

  (6)熟悉可行性研究的主要内容。

  (7)掌握可行性研究报告的主要内容。

  (8)了解设计任务书的作用。

  (9)熟悉设计任务书的主要内容。

  (10)了解设计阶段的划分依据。

  (11)掌握三阶段设计、两阶段设计和一阶段设计的概念。

  (12)掌握初步设计的性质和任务。

  (13)掌握扩大初步设计的性质和任务。

  (14)掌握施工图设计的性质和任务。

  2.化工工艺设计

  (1)了解化工工艺设计的地位和作用。

  (2)掌握化工工艺设计的内容。

  (3)熟悉在初步设计或扩大初步设计中,化工工艺设计程序及内容。

  (4)掌握在化工工艺设计中,施工图设计程序和内容。

  (5)熟悉初步设计文件内容。

  (6)掌握在化工工艺设计中,施工图设计文件的主要内容。

  3.整套设计中的全局性问题。

  (1)了解在化工设计中,必须考虑的全局性问题。

  (2)了解厂址选择在化工设计中的地位和作用。

  (3)熟悉在厂址选择中,应该考虑的各种因素。

  (4)了解总图布置设计的任务。

  (5)掌握化工厂总图布置主要应该满足的要求。

  (6)了解化工生产中,常用物料的燃烧和爆炸性质。

  (7)熟悉化工生产中发生火灾与爆炸的主要原因。

  (8)掌握化工设计中应该考虑的防火防爆问题。

  (9)了解化工生产中常见的毒物和污染物。

  (10)熟悉化工设计中防毒和环境保护方面的考虑。

  (11)了解公用工程的内容。

  (12)了解常见的自动。

  (13)熟悉自动控制设计的主要内容。

  (14)了解化工生产中,土建设计中的特点。

  (15)熟悉土建设计的内容。

  本章的重点和难点

  一、重点

  1.我国现行工程项目的基本建设程序。

  2.国外现行工程项目的基本建设程序。

  3.可行性研究的主要内容。

  4.设计计划任务书的主要内容。

  5.设计阶段的划分原则。

  6.初步设计、扩大初步设计和施工图设计的任务和要求。

  7.在初步设计中,化工工艺设计的程序和内容。

  8.在化工工艺中,施工图设计文件的主要内容。

  9.在化工厂厂址选择时,应该考虑的主要因素。

  10.在化工厂总图布置中,应该满足的要求。

  11.化工生产中,发生火灾和爆炸的主要原因。

  12.化工设计中的防火防爆问题。

  13.在化工工艺设计中,应考虑的防火防爆问题。

  14.化工设计中的防毒与环境保护问题。

  15.在公用工程设计中,如何考虑“能量自给”问题。

  16.给排水工程的主要内容。

  17.常用的自动检测、自动信号联锁及自动控制系统。

  18.化工生产中,火灾危险类别的划分。

  19.建筑物的耐火等级。

  二、难点

  1.我国现行工程项目的基本建设程序的具体内容及其每一步的功能。

  2.我国化工行业中,可行性研究报告的主要内容。

  3.施工图设计的内容和深度。

  4.初步设计说明书的主要内容。

  5.在化工设计中,应在哪几方面考虑防火防爆措施。

  6.化工设计中应如何考虑防毒和环保问题。

  7.化工厂的动力配置方式。

  8.自动调节装置设计功能。

  9.土建设计中的结构功能。

  第三章  物理衡算与热量衡算

  3.1简单的物料衡算

  3.2带有循环流的物料衡算

  3.3热量衡算

  3.4化工流中的物料衡算与热量衡算

  3.5计算机辅助过程能量衡算与热量衡算

  本章的基本要求

  通过大量习题分析,熟练掌握简单物料衡算和热量衡算方法;掌握具有反应、分离等操作单元的简单化工过程物料衡算与热量衡算方法,其中要求熟练掌握手工计算方法,熟悉计算辅助计算方法。了解计算机辅助过程能量衡量算与物料衡算的策略和方法。

  1.简单的物料衡算

  (1)掌握简单的衡算模型。

  (2)掌握混合器和分离器的物料衡算方法。

  (3)掌握具有化学反应的物料衡算方法。

  (4)掌握简单化工过程物料衡算方法。

  (5)能够运用简单代数解方法进行再循环问题的计算。

  2.带有循环流的物料衡算

  (1)了解迭代法求解再循环物料衡算过程。

  (2)熟悉非迭代法求解再循环物料衡算过程。

  3.热量衡算

  (1)掌握基本热量衡算方法。

  (2)掌握带有循环流的物料衡算与热量衡算方法。

  (3)掌握简单化工过程的物料衡算与热量衡算方法。

  4.化工流程中的物料衡算与热量衡算

  (1)了解化工工艺过程中物料衡算和热量衡算的特点。

  (2)熟悉化工过程流程中的物料衡算和热量衡算策略及方法。

  (3)掌握手工计算的策略和方法。

  (4)熟悉带循环回路的化工过程物料衡算与热量衡算过程。

  5.计算机辅助过程能量衡算与热量衡算

  (1)了解计算机辅助能量衡算与物料衡算的特点和常用方法。

  (2)熟悉序贯模块法计算的基本内容。

  (3)掌握混合器、分离器等基本单元的物料衡算和热量衡算的一般模型。

  (4)了解联立方程法求解过程。

  本章的重点和难点

  一、重点

  1.简单化工过程的物料衡算。

  2.顺序模块法的计算特点。

  3.具有再循环问题的单代数解。

  4.单元操作过程的物料衡算。

  5.用迭代法和非迭代法,求解带循环回路的化工过程物料衡算问题的解题思路。

  6.基本化工单元操作过程的热量衡算。

  7.基本化工单元操作过程物料衡算与热量衡算的手工计算策略和方法。

  8.计算机辅助能量衡算与物料衡算的序贯模块法基本计算策略。

  9.计算机辅助能量衡算与物料衡算的联立方程法基本计算策略。

  二、难点

  1.具有化学反应的物料衡算。

  2.带有混合器、分离器等简单设备的化工过程物料衡算。

  3.具有化学反应或吸收等简单单元操作过程的物料衡算。

  4.带有循环流股的简单化工过程物料衡算代数解。

  5.非迭代法求解再循环物料衡算的几种求解方法。

  6.计算机辅助能量衡算与物料衡算的序贯模块法基本计算过程。

  第四章  流程的组织与分析

  4.1过程合成

  4.2反应的合成

  4.3热交换网络的合成

  4.4批处理过程的合成

  本章的基本要求

  通过典型事例分析,了解化工流程的组织过程。掌握化工流程的组织原则,以及全流程过程合成的基本原理,主要方法与策略。熟悉热交换网络的合成、反应的合成、分离过程的合成和批处理过程的合成的概念与方法。

  1.过程合成

  (1)了解一般化工过程的组成系统。

  (2)掌握反应途径的合成方法。

  (3)掌握分离技术的选择原则。

  (4)掌握能量管理与组合原则。

  2.反应的合成

  (1)了解设备及过程方法选择的重要性。

  (2)了解进行反应途径合成时,必须综合考虑的主要因素。

  3.热交换网络的合成

  (1)了解热交换网络成合的重要性。

  (2)掌握热交换网络合成的基本原理与方法。

  (3)掌握热流和冷流的概念。

  (4)了解流股的复合曲线的类型。

  (5)掌握窄点与热交换网络的最小能耗的关系。

  (6)掌握最小搭配数的概念。

  (7)了解热交换网络的设计方法。

  (8)熟悉热交换网络的设计步骤。

  4.分离过程的合成

  (1)了解化工生产中常用的分离方法。

  (2)掌握分离方法初选原则。

  (3)了解多组分混合物分离顺序的合成方法。

  (4)熟悉精馏塔网络的合成与优化方法。

  5.批处理过程的合成

  (1)了解批处理过程的概念。

  (2)熟悉批处理过程特点。

  (3)掌握过程合成的最优化方法。

  本章的重点和难点

  一、重点

  1.流程的组织应考虑的因素。

  2.分离技术的选择。

  3.反应途径的合成。

  4.热交换网络的合成基本概念。

  5.热交换网络的最小能耗的概念。

  6.能耗与设备投资相互消长的权衡与最小搭配数的关系。

  7.热交换网络的设计。

  8.反应产品的分离。

  9.多组分混合物分离过程。

  10.精馏塔网络的合成方法。

  11.单一设备间隙操作过程的最佳化过程。

  二、难点

  1.开路循环反应途径和闭路循环途径。

  2.反应器选择、设计应考虑的基本因素。

  3.热交换系统的表示方法。

  4.热交换网络的最小能耗分析。

  5.热交换网络设计中的最小搭配数的计算。

  6.热交换网络设计的基本方法。

  7.分离方法初选原则。

  8.精馏塔网络的优化。

  9.过程合成的最佳化。

  10.单一产品间隙生产过程设计的最优化过程。

  第五章  经济分析与评价

  5.1经济结构与投入产出模型

  5.2企业投资及成本估算

  5.3经济评价

  本章的基本要求

  掌握在化工设计中,贯彻始终并决定最终决策与设计方案优选的主要经济分析与评价方法。通过自学和练习,掌握投资估算和成本估算等有关计算方法。熟悉典型的累计现金流通图;了解国内外常用的经济评价指标和方法。

  1.经济结构与投入产出模型

  (1)了解经济分析理论的发展情况。

  (2)了解Leontief理论的基本原理。

  (3)掌握Leontief理论模型。

  2.企业投资及成本估算。

  (1)了解投入、产出的概念。

  (2)熟悉现金流入、流出的概念。

  (3)掌握工程项目的现金流出的内容。

  (4)掌握投资的组成。

  (5)掌握固定资本的组成。

  (6)了解流动资金的含义。

  (7)熟悉投资估算方法。

  (8)熟悉产品成本的概念。

  (9)熟悉可变成本、固定成本的概念。

  (10)了解国内可行性研究中的成本组成。

  (11)了解国外可行性研究中的成本组成。

  (12)掌握企业利润、企业收益的计算方法。

  (13)了解成本核算的步骤。

  3.经济评价

  (1)了解经济评价的目的和意义。

  (2)了解经济评价方法。

  (3)熟悉金钱的时间价值概念。

  (4)掌握现金流通图的功能。

  (5)了解常用的经济评价方法。

  (6)熟悉用于经济评价的基本指标。

  本章的重点和难点

  一、重点

  1.Leontief经济模型的简化式。

  2.固定资本、流动资本的概念。

  3.因内可行性研究中的项目建设总投资组成。

  4.目前我国采用的投资估算方法。

  5.成本估算方法。

  6.典型累计现金流通图的含义及用途。

  7.经济评价指标。

  二、难点

  1.如何运用Leontief理论分析实际经济问题。

  2.国外可行性研究中的项目建设总投资组成。

  3.如何进行建设项目的投资估算。

  4.国内外常用计算折旧方法。

  5.建设项目的成本估算。

  6.运用现金流通图对工程项目进行经济分析与评价。

  7.国内外常用经济评价方法。

  第六章  流程与控制

  6.1工艺流程设计的意义和任务

  6.2工艺流程图

  6.3化工典型设备的自控流程

  本章的基本要求

  了解工艺流程设计的意义和任务;掌握各类工艺流程图的内容及用途。要求通过自学,能够绘制各类工艺流程图。能够熟练运用仪表控制点、阀门及管件的图形符号。了解化工设备典型的自控流程。

  1.工艺流程设计的意义和任务

  (1)了解工艺流程设计的重要性。

  (2)了解工艺流程设计任务。

  2.工艺流程图

  (1)了解工艺流程图的类型。

  (2)熟悉各类工艺流程图的功能。

  (3)掌握各类工艺流程图的绘制方法。

  3.化工典型设备的自控流程

  (1)了解典型设备的自控流程。

  (2)掌握仪表控制点中所标注的参量代号和功能代号含义。

  本章的重点和难点

  一、重点

  1.工艺流程设计的地位和作用。

  2.各类工艺流程图的内容。

  3.仪表控制点、阀门及管件的图形符号。

  二、难点

  1.工艺流程设计的主要任务。

  2.工艺流程草图的用途及其组成。

  3.工艺物料流程图的作用及其特点。

  4.带控制点工艺流程图的作用、特点及组成。

  5.熟练运用仪表控制点、阀门及管件的图形符号。

  [说明]  本教材第225页上所列的仪表控制点的参量代号和功能代号,系指较早版本的设计规范,有些代号现已不太用。现将常几种(有改动的)代号呈列如下,供参考。

  参量代号:F-流量    L-液位

  功能代号:I-指示    R-记录在案   C-调节    S-联锁    A-报警    T-变送

江苏省教育考试院

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