1123S02045-化工过程模拟ASPENPLUS-河北大学2023版本科专业人才培养方案教学大纲.docxVIP

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附件5-1

ADDINCNKISM.UserStyle《化工过程模拟ASPENPLUS》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1123S02045

开课单位

化学与材料科学学院

课程名称

（中文）化工过程模拟ASPENPLUS

（英文）ChemicalProcessSimulationASPENPLUS

课程性质

选修

考核类型

考查

课程学分

2

课程学时

36

课程类别

学科基础课程（学科拓展课）

先修课程

高等数学、无机化学、有机化学、物理化学

适用专业（类）

材料化学

二、课程描述及目标

（一）课程简介

AspenPlus化工模拟系统是美国麻省理工学院于20世纪70年代研制开发的大型化工模拟软件，由于Aspen具有强大的单元操作模型、优化设计能力以及齐全的物性数据库和热力学方法，它已经被广泛地应用化工过程的研究开发、装置设计、生产过程控制、工艺优化及技术改造等方面。将AspenPlus应用于化工专业教学，不仅可以培养学生学习兴趣和计算机应用能力，而且为学生将来从事相关行业的工作打下良好的基础。

设置本课程旨在使学生熟悉化工过程模拟软件AspenPlus的基本功能，能对特定的生产装置或系统进行模拟、优化或设计合成一个新的生产装置。进而使学生掌握化工过程系统分析与模拟的基本概念、原理和方法；熟悉建立化工单元操作及化工过程系统数学模型的步骤及流程模拟的基本方法；掌握过程系统综合与优化设计的基础知识和技能；了解最优化的基本概念及各种最优化方法。

（二）教学目标

课程目标1：通过本课程的学习，使学生逐渐从简单的单元模块模拟，过渡到化工生产系统的模拟和优化；

课程目标2：通过学生计算机操作的学习，转向解决设计性和综合性化工问题；

课程目标3：通过ASPEN软件知识的学习并逐渐转向设计能力的培养，从而达到培养学生综合运用专业知识和计算机技术解决实际问题的能力的目的。

课程目标4：通过换热网络优化的传授，培养学生成为既具有扎实的基础理论知识，又能结合实际分析和解决问题的化学工作者；

课程目标5：了解怎样运用优化观点分析和处理实际化工生产问题。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-1：系统掌握数学、化学、材料等方面的基本理论和基本知识，并了解材料化学的知识体系和发展趋势；

课程目标1、2、3

0.3

2-2：具有一定的科学研究和实际工作能力，具有一定的批判性思维；

课程目标4、5

0.3

2-3：具有一定的运用计算机的能力和用英语进行交流的能力；

课程目标1、2、3、4、5

0.2

3-2：具有良好的科学文化素养，掌握科学的方法论。

课程目标1、2、3、4、5

0.2

四、教学方式与方法

采用机房上机的教学方式，以教师讲授在先，学生随堂上机练习为主。课程中，首先向学生介绍AspenPlus单元模块操作，让学生熟悉AspenPlus的各个单元模块。让学生在学习过程系统模拟基本方法的基础上，对一个小型的过程系统进行模拟，然后要求学生对针对特定的生产目的，设计一个化工过程，对化工生产系统进行模拟和优化。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

了解化工过程模拟的概念和AspenPlus软件的主要功能；熟悉AspenPlus软件的图形界面；掌握流程模拟的建立方法；掌握常用物性方法的适用范围；掌握物性分析、估算以及物性数据回归功能；掌握简单的混合分离过程的模拟；掌握各流体输送单元模块的功能和适用对象，对于实际生产过程能够选择合适的模块完成相应的模拟；掌握AspenPlus换热单元模块的应用；深刻理解各个模块的功能和适用对象；掌握精馏塔的简捷设计；掌握精馏塔的简捷校核；掌握各个反应模块的功能和适用对象；了解各反应模块的计算原理；掌握完整工艺流程模拟方法。

（二）教学难点

不同物系物性方法的选择；物性估算中分子结构的输入；掌握简单分离器的功能与适用对象；收敛策略的调整；撕裂物流的选择；对精馏基本概念的理解；产品纯度要求与摩尔回收率转换；对于换热器HeatX模块，需正确选择管壳程的物流，对于传热和换热器的设计要有一定的基础。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

1

绪论，第一章图形界面与流程建立

了解化工过程模拟的概念和AspenPlus软件的主要功能。熟悉AspenPlus软件的图形界面；掌握流程模拟的建立方法。

4

讲授、演示、实际操作

课程目标1

2

第三章简单单元模拟

1．混合器Mixer；分流器FSplit。

2．两种调节器：物流倍增器Mult；物流复制器Dupl。

3．简单分离器：两相闪蒸器Flash2；三相闪蒸器Flash3；液-液分相器Decanter；组分分离器Sep