プロセス工学（コース共通科目）

 

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科目名：プロセス工学（英文科目名：Process Engineering）

　　　　2単位　選択　物質工学科５年　通年　

担当教官：吉田裕志　（居室：電気・物質棟3階）

　　　　Tel: 0285-20-2808 E-mail: yoshida@oyama-ct.ac.jp

授業目的：

　　１．化学および関連工業プロセスの設計計算法の基本的考え方の理解

２．プロセスに関与する実在気体や液体、蒸気の物性推算法の理解

３．物質収支の基礎的理解と物質収支計算方法の習得

４．化学プロセスの基本的構成の理解と物質収支計算法の習得

５．物質や熱エネルギー収支の立場からの化学プロセスの合理的設計法の理解

達成目標：

１．   実在気体や液体、蒸気の温度および圧力条件における物性値の推算ができる。

２．   物質収支計算の基本的考え方について説明できる。

３．   化学プロセスの基本的構成を説明できるとともに、物理的プロセスや化学反応を伴うプロセスの物質収支計算ができる。

４．   物理的状態変化に対するエンタルピー収支の取り扱い方を説明できる。

５．   複雑な化学プロセスの収支計算方法を考えて説明できる。

 

技術者教育プログラムの学習・教育目標：（A）

JABEE基準１の（１）との関係：（d），（f）

 

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教科書：浅野康一「化学プロセス計算」共立出版（1993）

参考書：

１．マイヤーズ他著・大竹伝雄訳「化学工学の基礎－化学プロセスとその計算」培風館（1982）

　　２．池田米一「プロセス開発工学入門」信山社（1995）

　　　　

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キ－ワ－ド：

　　実在気体、実在液体、蒸気，湿度，物質収支，エネルギー収支，化学プロセス，

エンタルピー

授業内容：

１．   化学プロセスと設計－メタノール合成プロセス、反応装置、分離装置、物質収支、熱収支、化学工学量論、基本設計と詳細設計－（３週）

２．   気体の性質－理想気体、実在気体、状態方程式、対応状態原理、混合気体－（４週）

３．   蒸気の取り扱いと湿度－湿り蒸気、飽和蒸気圧、純液の蒸気圧、Antoineの式、湿球係数、湿度図表、非理想溶液の蒸気圧、活量係数－（４週）

４．   物質収支の基礎と物理過程の物質収支－質量保存の法則、定常状態と非定常状態、全体収支式、成分収支式、分離および混合に関する収支式、三角図表－（４週）

５．   化学反応および燃焼反応を伴う物質収支－化学反応式と量論係数、限定反応物質、過剰反応物質と過剰空気率、転化率、収率、選択率、化学量論比通りの収支計算、過剰反応物質がある場合の収支計算－（６週）

６．   化学プロセスの基本的構成と物質収支－直列型、循環型、バイパス型、分離および合流点の物質収支－（2週）

７．   直列型プロセスの物質収支－硝酸製造プロセス設計計算－（2週）

８．   循環型プロセスの物質収支－循環比、パージ操作、スチレン製造プロセスの設計計算、メタノール製造プロセス設計計算－（3週）

１０．熱エネルギー収支とエンタルピー－エネルギー保存の法則、実在気体の比熱、エンタルピー平均分子熱、混合気体のエンタルピー、高圧気体のエンタルピー、蒸発潜熱－（2週）

 

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評価方法：

評価は下記2項目の加重平均によって行う。

１．試験成績（60%）

２．演習問題の解答、発表内容（40%）

　なお、試験成績は中間および期末試験の算術平均とする。

　　

連絡事項：

　　１．授業方法は講義と問題や課題の解答を中心として進め、必要に応じて視聴覚教材を使用して行います。

２．教科書の各章末の演習問題については、黒板やOHPを利用したプレゼンテーション形式で解答させます。

３．各授業時間の間や最後には理解の確認のために適宜質疑応答時間を設けます。

４．中間および期末試験の時間は９０分とし，計算機を使用して行います。また、試験内容に応じて、教科書や自筆ノ－ト，配布資料等の持ち込みを可とする場合があります。

　　５．多くの工業プロセスにおいてプロセスの合理的設計を行うことは極めて重要なことであり、物質収支やエネルギー収支計算が化学プロセス設計の基礎であることを良く理解してほしい。

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