卓越工程师计划001.docx

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卓越工程师计划001

卓越工程师计划

化学工程与工艺专业实验班培养方案

学科门类　工学

代码　08

类　　别　化工与制药类

代码　0813

专业名称　化学工程与工艺

代码　081301

一、培养目标及毕业要求

化学工业通过化学反应和物理加工改变原料的状态、微观结构和化学组成。

化学工程与工艺专业探索化学工业中的物质、能量转化及传递过程规律，研究有关工程因素对过程、装置和整个生产系统的影响，解决工艺开发、装置设计、控制操作、综合优化等重要工程问题。

本专业的知识和技能不仅适用于传统的过程工业各个领域，而且为高新科技和新兴产业提供重要的理论和技术支撑。

对本专业工程实验班学生的培养以通用的过程工程为主线，注重过程工程和产品工程两方面的均衡发展。

1．培养目标

以解决“大化工”领域（包括石油化工、生物化工、精细化工、制药和新材料合成等）的复杂工程问题为导向，培养具有健康的身心以及良好的人文与科学素养、扎实的专业基础、较高的工程素养和较强的创新能力，恪守工程伦理和职业道德，能够从事大化工领域过程和产品的研究与开发、装置设计、生产过程的调节与控制、安全生产管理以及企业经营管理等方面工作的创新型高质量工程技术人才。

预期学生毕业后5年左右能够达到的职业和专业成就如下：

设计开发：

能够作为负责人带领团队承担化工产品和工艺过程的研究与开发，或能够利用先进设计方法和现代工程工具进行较为复杂的化工过程的设计与分析；

过程调控及优化：

能够独立制定化工生产过程的操作规程，进行生产过程的调节与控制，或作为负责人带领团队对复杂化工工艺过程的优化和存在的问题进行合理分析并提出解决方案，完成复杂化工生产过程的工艺优化；

企业管理及化工监理：

能够独立承担工程公司、企业或化工园区的工程项目管理、安全生产管理和化工监理等工作，担任主要领导职务。

2．毕业要求

（1）工程基础知识：

能够将数学、自然科学、工程基础和化学工程专业知识系统地用于解决化工及相关领域的复杂工程问题。

（2）问题分析能力：

能够熟练应用数学、自然科学、工程基础及化学工程专业知识，识别和表述工程问题，并通过查阅文献研究分析化工及相关领域的复杂工程问题，获得对问题的正确认识并得出有效解决问题的方法。

（3）设计/开发解决方案：

能综合考虑技术、经济、社会、文化、环境、健康、安全、法律、伦理等因素，在解决化工及相关领域复杂工程问题过程中具有创新意识，独立设计满足相应标准及特定需求的单元、系统或工艺流程，形成化工及相关领域复杂工程问题的优异解决方案。

（4）科学研究：

能够运用化学工程基本原理，采用科学方法，针对复杂化学工程问题，进行实验设计、数据分析和结果解释，通过信息综合，得到解决化工及相关领域复杂工程问题有效、合理的结论。

（5）使用现代工具：

能够利用现代信息技术进行文献检索和资料查询；运用计算机语言、工程设计软件和模拟软件等，合理预测和模拟化工及相关领域的复杂工程问题，并能够理解此类工具的局限性。

（6）工程与社会：

能够基于化学工程及相关知识进行合理分析，评价化学工程设计、运行管理和相关技术运用对社会、经济、健康、安全、法律以及文化的影响，理解应承担的责任并能够采取合理的技术手段降低或避免其不利影响。

（7）环境与可持续发展：

能够理解和评价化工及相关领域复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

（8）职业规范及素养：

具有健康的体魄、良好的心理素质、人文社会科学素养和社会责任感，能够在化学工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，并履行相关责任。

（9）个人与团队：

能够在多学科交叉背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色，同时具有较强的团队合作精神。

（10）沟通与表达：

能够就化工及相关领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，能够规范撰写设计说明书、研究报告、科技论文等，并能够就所涉及的问题进行清晰答辩，能够熟练使用英语，了解化工领域的国际进展，具备国际视野，能够在跨文化背景下进行有效沟通和交流。

（11）项目管理：

能够理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境背景下的化工领域进行应用。

（12）终身学习：

具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

二、知识体系的基本框架

化学工程与工艺专业实验班知识体系一览表

知识体系

知识领域

核心知识单元

通识类

知识

（59.5）

人文社会科学（18.0）

政治（11.0）

中国近现代史纲要（3.0）、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论（5.0）、马克思主义基本原理（3.0）

思品、法律（3.0）

思想道德修养与法律基础（3.0）

修养（1.0）

大学生就业与创业指导（1.0）、军事理论（1.0）

思想教育（2.0）

形势与政策（2.0）

数理基础（25.5）

数学（17.5）

高等数学A（11.0）、线性代数（3.5）、概率论与数理统计（3.0）

物理（8.0）

普通物理（8.0）

外语（9.0）

英语（9.0）

大学英语（9.0）

信息技术（2.0）

计算机（2.0）

C语言程序设计（2.0）

健康（5.0）

体育（4.0）

体育（4.0）

心理健康（1.0）

大学生身心健康（1.0）

续表

知识体系

知识领域

核心知识单元

学科基础

知识

（51.0）

工程基础

（10.5）

工程制图（4.5）

工程制图（2.0）、化工制图（2.5）

电工电子类（2.0）

电工与电子技术（2.0）

机械基础（2.0）

化工机械基础（2.0）

仪表自动化（2.0）

过程测控技术（2.0）

安全与环保类（3.0）

环境评价（1.0）、化工安全与环保（2.0）

专业概论（2.5）

化工类专业导论（1.5），工程伦理学（1.0）

基础化学类（16.5）

无机化学（4.0）、分析化学

（2）、有机化学（4.5）、物理化学（6.0）

化学工程与技术类（15.5）

化工原理（7.0）、化工热力学（3.0）、化学反应工程（3.5）、化工过程与系统设计（2.0）

特色学科知识（3.0）

传递过程原理（3.0）

专业知识（8.5）

工程类（2.0）

化工分离工程（2.0）

工艺类（4.0）

过程工程学（2.0）、产品工程学（2.0）

专业拓展（2.5）

文献检索与科技论文写作（1.5）、工程经济分析与项目管理（1.0）

实践教学

环节

（45.0）

基础实验（7.0）

大学物理实验（2.0）、无机及分析化学实验（2.0）、有机化学实验（1.0）、物理化学实验（2.0）

化工实验（4.0）

化工原理实验（2.0）、化工专业实验（2.0）

综合实践

（34.0）

实习类（7.0）

金工实习（2.0）、电工电子实习（1.0）、认识实习（1.0）、生产实习与培训（3.0）

设计类（8.0）

化工机械设计（1.0）、化工应用软件实践（1.0）、化工原理课程设计（2.0）、化工过程与系统设计实践（4.0）

毕业设计（论文）（16.0）

毕业环节：

毕业设计（16.0）

人文与社会实践（3.0）

军事训练（1.0）、社会实践（2.0）

其它（10.0）

通识教育（6.0）

通识教育课程（6.0）

创新创业教育（4.0）

创新创业课程（2.0）、创新创业实践（2.0）

化学工程与工艺专业实验班知识结构图（课程地图）

专业课程知识点或课程介绍一览表

知识领域

知识单元

知识点

学时

化学工程

学科基础

（必修）

化工类专业导论

本课程是针对大一化工类专业本科生开设的必修课，将介绍化工范畴及其在国民经济中的地位、世界及我国能源状况、化工前沿、化学工程与技术等支撑学科、化工安全与环保的意义、化学工程与工艺和能源化学工程专业的培养计划（含培养目标、毕业要求和课程体系）、学院科研团队。

期间安排学生参观专业实验室和科研实验室，使学生对化工领域的基础实验和科学研究有初步认识。

24

工程伦理学

本课程概述科学研究与工程实践中的伦理问题，包括工程风险来源及伦理责任、工程技术共同体的越轨行为、工程师的环境伦理、工程师的职业伦理，科学研究者的道德规范和社会责任。

16

现代化工技术

选讲

化学工程学研究进展与展望、超重力法制备纳米材料及应用技术、能源科学与化学工程技术、煤炭能源及煤化工技术、现代传质与分离技术、新型催化技术、化工安全工程、聚合物表面分子工程、多相流搅拌反应器研究进展、分子模拟与材料设计、计算化学、超临界流体在化工过程中的应用、功能纳米材料的构筑及应用、表面活性剂应用及理论研究进展、纳米材料可控释放技术、膜分离技术等。

16

文献检索与

科技论文写作

学习文献检索工具的使用方法，培养学生对本专业文献资源的检索和利用能力，同时丰富学生的专业英语词汇，提高专业英语的阅读能力；讲授科技论文和专利的写作方法。

24

工程制图

工程制图的基本知识；点、线、面的投影；回转体的投影、相贯体；组合体的视图及尺寸标注；机件常用表达方法；螺纹联接和焊接；化工设备零件图。

32

化工制图

AutoCAD基本概念、术语和常用绘图辅助工具；基本图形绘制、写文字、图样填充和尺寸标注；实体修改与编辑；屏幕显示控制与多窗口显示技术；图块与外部引用；出图技术等。

.化工设备图的表达方法和简化画法，工艺流程草图，工艺物料流程图（PFD），首页图内容、管道仪表流程图（PID），设备布置图，管道布置图等

48

化工机械基础

了解化工容器的类型与结构特点，掌握容器设计计算的方法和要求；掌握化工设备标准零部件的结构与选用；掌握化工设备中常用转动装置的结构、工作原理和设计计算方法；培养学生设计计算的能力和处理工程技术问题的能力。

32

过程测控技术

自动控制系统的过渡过程与品质指标、被控对象的数学模型、检测仪表与传感器、显示仪表、自动控制仪表、执行器、简单控制系统、复杂控制系统、新型控制系统、计算机控制系统、化工单元操作控制方案、过程控制工程设计等。

32

化工安全与环保

安全科学与技术的基础与学科架构；化工生产过程中的专业性危险性分析与处理，事故致因与事故灾害链理论、泄漏源模型、化学毒物泄漏及大气扩散过程、火灾和爆炸、防火防爆设计、静电、泄压系统与泄压量计算；安全管理与风险控制，危险辩识、风险评价、事故调查等；应急响应技术与系统。

32

续表

知识领域

知识单元

知识点

学时

化学工程

学科基础（必修）

工程经济分析

与项目管理

工程造价、建设投资构成与估算基础、技术经济分析的有关数据及经济效果的评价方法；工程项目管理基础知识、工程招标、成本控制、工厂设计基础以及工艺专业在工程项目实施各阶段的职责、内容和深度等。

16

环境评价

国家相关法律法规和标准基础、环境评价技术方法、大气、水和土壤典型环境评价案例分析等。

16

化工原理（上）

流体流动概述与流体静力学、流体流动的守恒原理、流体流动的内部结构与阻力计算、管路计算与流量测量、离心泵、其它类型泵与气体输送机械、液体搅拌、流体通过颗粒层的流动、颗粒的沉降与流态化、传热概述与热传导、对流传热、热辐射、传热过程的计算、换热器等。

56

化工原理（下）

扩散与单相传质、相际传质、低浓度气体吸收（解吸）的计算、平衡蒸馏与简单蒸馏、精馏、间歇精馏与特殊精馏、气液传质设备、液液萃取、干燥静力学、干燥过程、干燥设备等。

56

化工热力学

流体PVT性质、流体的焓与熵、能量利用过程与循环（稳流体系的热力学第一定律、压缩、膨胀、动力循环、制冷与热泵、液化）、化工过程热力学分析（稳流体系的热力学第二定律、熵产生、流体的火用、过程火用分析）、流体的逸度与活度、流体相平衡、化学平衡等。

48

传递过程原理

流动现象、连续性方程及运动方程、运动方程的若干解、边界层流动、湍流、能量方程、热传导、对流传热、质量传递概论及传质微分方程、分子传质和对流传质等。

48

化学反应工程

均相反应动力学、间歇反应器数据处理、均相理想反应器、单一反应的反应器设计、平行反应、复杂反应动力学及反应器设计、温度对反应结果的影响、非理想流动、隔离区模型、轴向扩散模型和多级串联槽模型、层流流动、气固相催化反应等、化学反应器设计实践

56

化学工程

专业

（必修）

过程工程学

通用过程工程基本理论、过程系统定态及非定态模拟与分析、过程优化、过程合成等。

32

产品工程学

产品设计、过程与系统组织、能量梯级综合利用、绿色环保及安全设计与开发、典型案例探讨与分析等。

32

化工分离工程

传质分离技术简介；多组分物系汽－液相平衡；多组分物系的泡、露点计算；多组分物系闪蒸过程计算；多组分物系精馏塔数学模型的建立及求解方法；多组分精馏流程的安排；恒沸精馏和萃取精馏；物理和化学吸收过程中的气－液相平衡；物理和化学吸收过程传质理论和传质速率表达；高浓度、多组分、化学吸收过程的计算方法；液－液相平衡；液－液萃取设备；多级逆流萃取过程模型建立及求解方法。

32

化工过程与

系统设计

反应过程的组织与分析、换热网络的合成、分离过程、过程控制、管路及其布置设计、安全设施设置、设备布置设计和系统安全工程等。

32

续表

知识领域

知识单元

知识点

学时

化学工程

专业选修

化工工艺学

基本有机化工原料与产品系列、烃类热裂解、芳烃转化、催化加氢、催化氧化、工艺过程物料与热量衡算等；石油及其产品组成与性质、石油产品应用与规格指标、炼油工艺基本原理与工艺流程、炼油技术进展等；以及煤的低温干馏、炼焦工艺、炼焦化学品的回收与精制、煤气化、煤间接液化、煤直接液化、煤基炭材料、煤化工生产中的污染和防治等。

48

化学工程实践

与研讨

采取学生通过与多位外聘企业专家进行面对面交流等形式，结合企业生产的具体情况，开展石油加工与炼制、石化产品合成与精制、新型炼焦技术、煤液化制燃料和化学品、化工设备的设计及选型、化工生产过程控制、化工安全与防护、化工环保与治理、化工企业经营管理、化工节能新技术等专题研讨。

了解化工行业的工艺技术、装置设计、经营管理和发展趋势等。

16

仪器分析

采用比较复杂和特殊的仪器设备，以测量物质的物理性质或物理化学性质为基础来确定其化学组成、含量以及化学结构的分析方法，主要介绍各种分析方法的基本原理、基本仪器和基本应用。

48

化工计算机数据

与图形处理

结合化工应用讲解：

Excel数据与图形处理基本原理、典型数据类型及处理方法、迭代计算、规划求解、求解方程组、数据分析与灵敏度分析、宏和VBA编程技巧；Origin数据与图形处理；Matlab概述、矩阵及其运算、编程、绘图、数据处理等；

48

化工节能原理

与技术

节能的热力学原理、化工单元过程与设备的节能、新型节能设备与方法、化工系统的能量分析与集成等。

24

现代分离技术

特殊物系的精馏分离、特殊萃取、吸附与离子交换、膜分离技术、其他分离方法等。

24

混合原理及设备

概论；搅拌桨；液体混合；固液悬浮的机理、模型和搅拌设备；气-液分散和气-液-固三相体系搅拌、多层搅拌器；搅拌釜的CFD数值模拟；搅拌釜内流场测量技术

24

化工实验设计

与研究方法

实验方案与方法的评述、选择与确定、实验的设备选择与流程组织、实验中的测控方法、安全操作知识、科学试验法以及实验研究项目开题报告的结构与内容等。

32

精细化工导论

涂料、化妆品、光谱增感染料和彩色显影成色剂、表面活性剂、染料、香料、农药、荧光增白剂、有机颜料等。

24

化工系统工程

过程系统的数学模型、模型求解方法、流程模拟基本技术、运筹学方法、系统综合与优化等。

24

化工应用数学

场论基础、化工过程中的常微分方程及其解法、化工过程中的偏微分方程及其解法、实验设计和实验数据处理等。

24

工业催化基础

工业催化剂常用的制备方法、工业催化剂的研究方法、合成氨工业催化过程、石油化工催化过程、环保催化和生物酶催化过程、工业催化反应器的特征、工业催化反应过程的新进展等。

24

续表

知识领域

知识单元

知识点

学时

化学工程

专业选修

煤化学

煤的特征、生成、分类、性质，煤有机质的化学结构、热解化学、煤的气相氧化、燃烧和气化化学，煤的加氢液化化学。

24

新能源概论

如新能源的概念，新能源技术，包括太阳能、风能、氢能，生物质能、核能和能源材料等的基础与前沿，以及新能源经济与政策等。

化工材料学基础

金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料和新材料等。

24

环境保护与

绿色技术

环境与生态、可持续发展与社会制约机制、环境污染监测与控制、资源可持续利用（生态工业、清洁生产、生命周期分析等）、环境友好的能源利用技术等。

24

化学工程与工艺专业英语

本课程主要为化学工程与工艺专业的本科学生开设，选用教材是全英文原版教材。

讲授内容主要包括化学工程概论、过程设计、根据守恒定律和数学分析建立数学模型、以及量纲分析方法等化学工程与工艺专业知识和专业词汇与表达。

另外，课程还介绍专业英语的构词法、专业术语、句法、翻译技巧以及写作技巧。

24

生物质转化工程

生物质的形成、特征、分类及性质；生物质气化、生物质制氢；生物质热解、生物质液化；生物质燃料乙醇；生物质制甲烷；生物柴油等。

24

专业实践

环节

（必修）

化工原理实验

流体阻力实验、离心泵性能实验、强制对流传热膜系数测定、精馏实验、吸收（解吸）实验、干燥实验、雷诺实验、柏努利实验、计算机仿真、计算机实验数据处理等。

64

化工原理

课程设计

典型单元操作中某一工艺过程的工艺计算、主要设备结构尺寸的设计计算及选择、辅助设备的设计计算及选型；典型单元设备图纸设计及绘制。

学习设备工艺设计计算。

2周

化工机械设计

结合有关化工机械及设备专业知识，完成有关设备工艺设计计算、结构设计、绘图、及机械强度等的计算，熟悉有关设备设计过程及基本要求，巩固所学知识。

1周

化工专业实验

均相流动反应器的特性、反应精馏技术制备乙酸乙酯、稳态法测定单颗粒催化剂的曲折因子、二氧化碳的P-V-T测定、微滤膜分离、工业反应器内流体的混合效应、板式精馏塔内流体力学及传质性能、填料塔内流体力学及传质性能、有机物氧化、有机物加氢、气固相催化反应行为、搅拌釜内流体力学行为、动态法测定流体的气液平衡关系、变压吸附制氮气行为等测试实验、以及实验数据的计算机处理等。

2周

化工过程与

系统设计实践

是在完成化工过程与系统设计等课程基础上进行的一次综合训练，主要包括化工过程及相关系统的组织与分析、物料衡算、热量衡算、换热网络的合成、分离过程、过程控制等，完成规定的相关内容设计并绘制图纸。

8周

化工应用软件

实践

化工过程及单元模拟的概念；化工过程模拟模软件；化工分离过程模拟；流体力学模拟中常用模拟软件等。

1周

续表

知识领域

知识单元

知识点

学时

专业实践

环节

（必修）

认识实习

认识实习是化学工程与工艺专业的一门实践课程，是重要的专业实践教学环节，是联系专业理论知识与生产实践的桥梁，通过典型的化工生产过程的实习，使学生对单元过程设备，以及由它们组成的工艺过程有初步感性了解。

1周

生产实习与培训

生产实习是重要的实践教学环节，是重要的工厂生产实践。

对于培养学生运用所学专业理论紧密联系生产实际，进而提高分析问题、解决问题能力具有重要意义。

通过现场实习教学和仿真教学两个阶段学习，使学生进一步建立复杂工艺系统及其构成单元过程的实际工程意识，提高本专业学生的工程实践能力。

4周

毕业设计

（论文）

本专业学生必须做设计类题目，要求描述设计基础和工艺流程，进行工艺设计计算、设备的设计与选型，给定工艺控制条件及工艺控制方案，进行工程技术经济评价。

按规定完成设计说明书，说明书应该包括如下图表：

工艺流程方框图、物料平衡表、工艺设备一览表、工艺设备数据表和机泵数据表、管道一览表。

绘制如下图纸：

首页图、PFD图、PID图、设备布置图、主要设备的工艺条件图、配管图（选做）

32周

三、专业核心课程

化工原理（上、下）（CHE21501T，CHE21502T），化工热力学（CHE33400T），化学反应工程（CHE32500T），传递过程原理（CHE34400T），过程工程学（CHE31200T），产品工程学（CHE41200T），化工过程与系统设计（CHE47202T）、化工分离工程（CHE35202T）

四、总学分及分配

毕业最低学分：

180.0学分。

其中，必修学分164.0学分，包括理论课程必修119.0学分、实践环节必修45.0学分；选修学分16.0学分，包括专业选修6.0学分、通识教育课程6.0学分、创新创业教育4.0学分。

学分

专业

必修学分

选修学分

总学分

通识类

课程

专业

课程

实践

环节

公共基础

课程

专业

课程

通识

教育

创新创业教育

创新创业课程

创新创业实践

化学工程与工艺

59.5

59.5

45.0

—

6.0

6.0

2.0

2.0

180.0

五、学制（修业年限）四年（弹性学制3～6年）

六、授予学位工学学士

七、课程表

表一课程总表专业：

化学工程与工艺专业工程实验班年级：

2018

课程

类别

课程

性质

学分

课程代码

课程名称

总学时

学分

授课

学时

实验

学时

上机

学时

实践学时

学期

考核

方式

公

共

基

础

必

修

59.5

MXI11400E

思想道德修养与法律基础

48

3.0

32

0

0

16

1

考试

PHE10000E

军事理论

36

1.0

24

0

0

12

1

考查

MX142H01E

形势与政策（Ⅰ）

16

0.5

8

0

0

8

1,2

考查

HSS18000T

大学生身心健康

18

1.0

12

0

0

6

1

考查

MAT13904T

高等数学A（Ⅰ）

88

5.5

88

0

0

0

1

考试

ENG11400T

大学英语（Ⅰ）

48

3.0

48

0

0

0

1

考试

PHE10001T

体育（Ⅰ）

32

1.0

32

0

0

0

1

考查

MXI12400E

中国近现代史纲要

48

3.0

32

0

0

16

2

考试

MAT13905T

高等数学A（Ⅱ）

88

5.5

88

0

0

0

2

考试

PHY11600T

普通物理（Ⅰ）

64

4.0

64

0

0

0

2

考试

ENG11401T

大学英语（Ⅱ）

48

3.0

48

0

0

0

2

考试

PHE10002T

体育（Ⅱ）

32

1.0

32

0

0

0

2

考查

MAT11501T

线性代数A

56

3.5

56

0

0

0

4

考试

ENG11402T

大学英语（Ⅲ）

48

3.0

48

0

0

0

4

考试

CSE14204C

C语言程序设计

40

2.0

24

0

16

0

4

考查

PHY21601T

普通物理（Ⅱ）

64

4.0

64

0

0

0

4

考试

MXI2