化工原理课程设计朱聪

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化工原理课程设计(苯与氯苯)

化工原理课程设计(苯与氯苯)

北京理工大学珠海学院《化工原理课程设计》说明书题目: 苯和氯苯物系分离系统的设计学院:化工与材料学院专业班级: 1学号:学生姓名:指导教师:2013年 1 月21日目录第一章化工原理设计任务书 (1)1.1课程设计题目 (1)1.2课程设计内容(含技术指标) (1)1.2.1设计条件 (1)1.2.2具体设计内容和要求 (1)1.2.3进度安排 (2)1.2.4基本要求 (3)1.3基础数据(数据由Aspen模拟得到、计算制图由EXCEL得到) (4)1.3.1苯的物性 (4)1.3.2氯苯的物性 (6)1.3.3苯、氯苯的气液平衡关系 (6)第二章苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计方案 (8)2.1设计方案的确定及工艺流程的说明 (8)2.2工艺流程图 (8)第三章精馏塔设计计算与论证 (9)3.1全塔的物料衡算 (9)3.1.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (9)3.1.2平均摩尔质量 (9)3.1.3料液及塔顶底产品的摩尔流率 (9)3.2塔板数的确定 (10)N的求取 (10)3.2.1理论塔板数T3.2.2实际塔板数 (12)3.3塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (14)3.3.1平均压强m p (14)3.3.2平均温度m t ........................................................................................ 14 3.3.3平均分子量m M .................................................................................. 14 3.3.4平均密度m ρ ........................................................................................ 15 3.3.5液体的平均表面张力m σ ................................................................... 17 3.3.6液体的平均粘度mL μ, (18)3.3.7精馏段的汽液负荷计算 ..................................................................... 19 3.3.8提馏段的汽液负荷计算 ..................................................................... 20 3.4塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 .................................................... 21 3.4.1精馏塔塔径的计算 ............................................................................. 21 3.4.2提馏段塔径的计算 ............................................................................. 21 3.4.3溢流装置 ............................................................................................. 22 3.4.4塔板布置 ............................................................................................. 25 3.4.5验算气速及阀孔动能因数及开孔率 ................................................. 29 3.5塔板上的流体力学验算 (29)3.5.1气体通过筛板压降p h 和p pΔ的验算 ................................................ 29 3.5.2雾沫夹带量v e 的验算 ......................................................................... 30 3.5.3液泛的验算 ......................................................................................... 32 3.6精馏段塔板负荷性能图 ........................................................................ 33 3.6.1雾沫夹带线(1) ............................................................................... 33 3.6.2液泛线(2) ....................................................................................... 34 3.6.3液相负荷上限线(3) ....................................................................... 35 3.6.4漏液线(气相负荷下限线)(4) ..................................................... 35 3.6.5液相负荷下限线(5) ....................................................................... 35 3.6.6操作气液比 ......................................................................................... 35 3.7提馏段塔板负荷性能图 ........................................................................ 36 3.7.1雾沫夹带线(1) ............................................................................... 36 3.7.2液泛线(2) ....................................................................................... 37 3.7.3液相负荷上限线(3) ....................................................................... 38 3.7.4漏液线(气相负荷下限线)(4) .. (38)3.7.5液相负荷下限线(5) (38)3.7.6操作气液比 (38)3.8板式塔的结构与附属设备 (39)3.8.1液流管 (39)3.8.2塔结构设计 (42)3.8.3附属设备设计 (44)3.9精馏塔的设计计算结果汇总一览表 (47)第四章生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制 (48)第五章本设计中的主要符号说明 (49)第六章对本设计的评述和有关问题的分析与讨论 (51)第一章化工原理设计任务书1.1课程设计题目苯和氯苯物系分离系统的设计1.2课程设计内容(含技术指标)1.2.1设计条件生产能力:50000吨/年(每年按300天生产日,每天24小时计算)原料状态:苯含量50%(wt%);温度:25℃;压力:100kPa;泡点进料;分离要求:塔顶馏出液中苯含量98%(wt%);塔釜氯苯含量99.8%(wt%)操作压力:100kPa其它条件:(1)塔板类型:浮阀塔板;(2)塔顶采用全凝器;(3)R=1.9R m(4)塔顶压强4kPa(表压);(5)塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压);(6)单板压降不大于0.7kPa;1.2.2具体设计内容和要求(1)设计工艺方案的选定(2)精馏塔的工艺计算(3)塔板和塔体的设计(4)水力学验算(5)塔顶全凝器的设计选型(6)塔釜再沸器的设计选型(7)进料泵的选取(8)绘制流程图(9)编写设计说明书(10)答辩1.3基础数据(数据由Aspen 模拟得到、计算制图由EXCEL 得到)1.3.1苯的物性图1-1 苯的物性数据图物性拟合曲线与方差值:密度:8238.8938667.00015.02+--=T T ρ 12=R (1-1)饱和蒸汽压:39.0649-1.9139T + 0.0213T -0.0002T 23=P 12=R (1-2)表面张力:6505.311378.00001.02+-=T T σ 12=R (1-3)粘度:756.0008.0-1041082538+⨯+⨯-=--T T T μ 12=R (1-4)图1-2 氯苯的物性数据图1.3.2氯苯的物性物性拟合曲线与方差值:密度:3812.1123932.0001.02+--=T T ρ 12=R (1-5) 饱和蒸汽压:36.7013-1.4312T + 0.0187T -0.0001T 23=P 12=R (1-6) 表面张力:07.361261.00001.02+-=T T σ 12=R (1-7)粘度:833.0.0060-10225+⨯=-T T μ 12=R (1-8)1.3.3苯、氯苯的气液平衡关系依据苯与氯苯的饱和蒸气压公式代入BA B P P P P x --=大气,x 大气P P y A=得到苯、氯苯的气液平衡数据列于下表:图1-3 t ~x ~y 图泡点温度、露点温度分别与液相苯摩尔分数拟合曲线方程和方差:36.1318.613-40.292.484-23++=x x x T 露点12=R (1-9) 77.13149.11955.178242-06.16084.462345+-++-=x x x x x T 泡点 (1-10)12=R第二章苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计方案2.1设计方案的确定及工艺流程的说明原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔(筛板塔),塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液,其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐;塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流,塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。

化工原理课程设计

化工原理课程设计

化工原理课程设计化工原理课程设计500字化工原理课程设计旨在通过实际案例和综合实验,帮助学生学习和掌握化工原理的基本概念和操作技能。

下面是一个典型的化工原理课程设计。

1. 实验名称:离心分离实验实验目的:掌握离心分离的基本原理和操作技能。

实验器材:离心机、试管、离心管、溶液样品。

实验步骤:1)准备样品溶液并放入试管中。

2)将试管放入离心管中,装入离心机内。

3)设定离心机的转速和离心时间。

4)启动离心机,等待离心结束。

5)取出离心管,观察离心效果并记录实验结果。

实验结果:观察到溶液中的固体颗粒被离心力推向试管底部,分离出清澈的液相。

实验原理:离心分离利用离心力的作用,分离混合物中的固液两相。

较不容易分离的混合物可以通过调整离心转速和时间,增加离心力的强度和作用时间,达到分离的目的。

2. 实验名称:蒸馏实验实验目的:熟悉蒸馏的原理和操作方法,掌握蒸馏工艺的应用。

实验器材:蒸馏设备、蒸馏瓶、温度计、冷凝器、反应溶液。

实验步骤:1)将反应溶液倒入蒸馏瓶中。

2)安装冷凝器,并连接水源以保持冷凝器的冷却。

3)开始加热蒸馏瓶,控制温度在反应物的沸点温度范围内。

4)观察冷凝器中的液体产物,并分离收集产物。

实验结果:观察到反应溶液在加热过程中发生沸腾,产生气体产物,并在冷凝器中冷却、凝结成液体产物。

实验原理:蒸馏是利用物质沸点的差异,通过加热和冷却,将液体混合物分离成不同组分的过程。

通过以上两个典型的实验,学生可以了解和掌握离心分离和蒸馏两种常见的化工分离方法。

同时,通过实验过程中观察、记录和分析实验结果,培养学生的观察力和实验分析能力。

除此之外,还可以在实验设计中加入安全注意事项,提醒学生在实验过程中注意安全防护和化学危险品的处理等方面的知识点。

这样的课程设计能够使学生在实践中学习,提高他们的综合实验能力和创新意识。

化工原理 课程设计

化工原理 课程设计

化工原理课程设计
化工原理课程设计是化工专业学生在学习化工原理课程后,根
据所学知识和理论进行实际操作和设计的一门课程。

在进行化工原
理课程设计时,学生需要结合所学的化工原理知识,从实际工程问
题出发,进行设计、分析和论证。

首先,化工原理课程设计通常包括以下几个方面的内容,设计
题目的确定、设计依据的分析、设计方案的制定、设计计算的进行、设计结果的分析与讨论以及设计报告的撰写等环节。

学生需要根据
所学的化工原理知识,选择合适的设计题目,明确设计的目的和依据,合理制定设计方案,并进行相关的计算和分析,最终撰写设计
报告。

其次,在化工原理课程设计中,学生需要运用所学的化工原理
知识,如物质平衡、能量平衡、传质过程等理论,结合实际工程问
题进行设计。

例如,可以设计化工流程中的反应装置、分离装置、
传热装置等,通过计算和分析来确定设计方案的合理性和可行性。

此外,化工原理课程设计还需要学生具备一定的实验操作能力
和科学研究能力,能够独立进行设计计算和实验操作,并能够准确
地记录实验数据和结果,进行数据处理和分析,最终得出科学的结论。

总的来说,化工原理课程设计是化工专业学生综合运用化工原
理知识进行实际操作和设计的重要环节,通过这样的设计,学生能
够加深对化工原理理论的理解,提高实际操作能力和科学研究能力,为将来的工程实践打下坚实的基础。

化工原理课程设计

化工原理课程设计

化工原理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握化工原理的基本概念和基本原理,了解化工过程的基本单元操作,包括流体流动、传质、传热等,培养学生分析和解决化工问题的能力。

具体来说,知识目标包括:1.掌握流体流动的基本原理和计算方法;2.了解传质和传热的基本原理和计算方法;3.掌握化工过程的基本单元操作和流程。

技能目标包括:1.能够运用流体流动、传质、传热的基本原理分析和解决实际问题;2.能够运用化工原理的基本单元操作设计和优化化工过程。

情感态度价值观目标包括:1.培养学生的科学精神和创新意识,使其能够积极面对和解决化工过程中的问题;2.培养学生的团队合作意识和责任感,使其能够有效地参与和完成化工项目。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括化工原理的基本概念、基本原理和基本单元操作。

具体来说,教学大纲如下:1.流体流动:流体的性质、流动的类型和计算方法;2.传质:传质的类型和计算方法、传质的设备;3.传热:传热的基本原理和计算方法、传热的设备;4.化工过程的基本单元操作:反应器、分离器、输送设备等。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

具体来说:1.讲授法:通过教师的讲解,让学生掌握化工原理的基本概念和基本原理;2.讨论法:通过小组讨论,让学生深入理解和掌握化工原理的知识;3.案例分析法:通过分析实际案例,让学生了解化工过程的基本单元操作和流程;4.实验法:通过实验操作,让学生亲自体验和验证化工原理的知识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:化工原理教材,用于提供基础知识和理论框架;2.参考书:化工原理相关参考书,用于提供更多的知识和案例;3.多媒体资料:化工原理相关的视频、图片等资料,用于辅助讲解和展示;4.实验设备:化工原理实验设备,用于进行实验操作和验证。

化工原理课程设计简易步骤(08石油3)

化工原理课程设计简易步骤(08石油3)

化工原理课程设计简易步骤(08石油3)关于课程设计的几点说明1.《化工原理课程设计》是我们学完《化工原理》理论课后,综合应用本门课程和有关先修课程知识,完成以单元操作为主的一次设计实践,是体察工程实际问题复杂性的初次尝试,是综合性和实践性都较强的学习环节。

2.通过课程设计,希望大家:①初步掌握化工单元操作设计的基本方法和程序;②学会查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用公式;③培养理论联系实际的正确设计思想,学会综合运用已学过的理论知识去分析和解决工程问题;④培养准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计计算的能力;⑤提高运用工程语言(简洁的文字、清晰的图表、正确的计算)表达设计思想和计算结果的能力。

考虑到设计时间比较短,我为大家准备了设计的步骤和计算方法,大家还应该查阅资料弄清楚计算的原理,当然,大家也可采用查到的其他方法完成本次设计。

3.请大家按学号在下表中找到自己的设计数据,填入设计任务书的空格内:最后,祝大家顺利完成本次设计!荆楚理工学院《化工原理》课程设计说明书设计题目学生姓名指导老师学院专业班级完成时间目录1.设计任务书……………………………………………()2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………()3.全塔物料衡算………………………………………()4.塔板数的确定………………………………………()5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………()6.精馏段的汽液负荷计算………………………………()7.精馏段主要工艺结构尺寸的计算…………………()8.精馏段塔板的流体力学验算…………………………()9.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………()10.精馏段计算结果汇总…………………………………()11.设计评述………………………………………………()12.参考文献………………………………………………()13.附件……………………………………………………()附件1:附图1精馏工艺流程图附件2:附图2弓形降液管参数图附件3:附图2塔板布置图设计任务书一、设计题目:混合液板式精馏塔设计二、原始数据及操作条件:年处理量:万吨料液初温:35℃料液浓度:(苯的质量分率)塔顶产品浓度:96%(苯的质量分率)塔底釜液含甲苯量不低于98%(以质量计)每年实际生产天数300天(每年有两个月检修)精馏塔塔顶压强:4kPa(表压)压力:常压,单板压降不大于0.7kPa假定总板效率为:0.6设备型式:(选择浮阀塔或筛板塔)三、设计内容1、塔的工艺设计1)选择工艺流程和工艺条件:加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等2)精馏工艺计算:物料衡算确定各物料流量和组成。

化工原理课程设计

化工原理课程设计

长春理工大学科研训练报告化学与环境工程学院0807113 班姓名彭京蒙时间2011年12月地点指导教师杨秀云注:本页由教师填写摘要Schiff碱是一类非常重要的含氮配体,是由醛或酮的羰基和伯胺、肼及其衍生物的基团缩合而得的一类具有甲亚胺基官能团的有机化合物。

Schiff碱配体由于在合成上具有极大的灵活性和良好的配位能力,因而Schiff碱金属配合物的研究一直受到广泛重视,在生物化学、医药、催化、电化学等方面表现出许多新颖的性能。

本文利用一系列的有机合成反应,制备出含有Schiff碱的有机配体,然后通过溶剂挥发法、液层扩散法及水热和溶剂热等方法,在有机溶剂的条件下与过渡金属盐反应,培养出过渡金属配合物的单晶,并对得到的单晶进行测试和表征。

关键词:Schiff碱过渡金属配合物AbstractSchiff base is a very important class of nitrogen-containing ligands, aldehyde or ketone from the carbonyl and primary amine, hydrazine and its derivatives from condensation of a group with a sub-class of amino functional groups of organic compounds.Schiff base ligands as in the synthesis has great flexibility and good coordination ability, which Schiff base metal complexes has been extensive attention in biochemistry, medicine, catalysis, electrochemistry, etc. to show many new of performance.In this paper, a series of organic synthesis reactions, Schiff base prepared with organic ligands, and then by solvent evaporation method, the liquid layer diffusion and hot water heat and solvents and other methods, in organic solvents and transition metal salts under the reaction conditions, train of single crystal transition metal complexes, and has been tested and characterization of single crystal.Keywords:目录Schiff碱配体的过渡金属配合物的制备及结构表征第一章绪论1.1前言Schiff碱金属配合物因其多种多样的配位结构和独特的性质而成为当今配位化学研究的热点之一。

大二化工原理课程设计

大二化工原理课程设计

大二化工原理课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握化工原理中流体流动与输送、热量传递和质量传递的基本理论知识;2. 掌握化工过程中常见单元操作的工作原理及计算方法;3. 了解化工流程的模拟与优化方法。

技能目标:1. 能够运用所学原理解决实际化工过程中的问题,进行简单的工艺计算和设备设计;2. 能够运用化工流程模拟软件进行简单流程的模拟与优化;3. 培养学生的实验操作能力,能够独立完成化工原理实验。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工原理学科的兴趣,激发学生的求知欲和探索精神;2. 培养学生的团队协作意识,提高沟通与交流能力;3. 增强学生的环保意识,使其认识到化学工程在环境保护和可持续发展中的重要作用。

课程性质:本课程为化工原理专业核心课程,旨在培养学生掌握化工过程的基本理论、计算方法和实验技能。

学生特点:大二学生已具备一定的化学基础和工程观念,具有较强的逻辑思维能力和动手能力。

教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的工程素养,培养具有创新精神和实践能力的高素质化工人才。

通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际工作中,为后续专业课程打下坚实基础。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 流体流动与输送:涵盖流体静力学、流体动力学、流体阻力与能量损失、泵与风机等单元操作,对应教材第2章至第4章。

2. 热量传递:包括导热、对流换热、辐射换热等内容,对应教材第5章至第7章。

3. 质量传递:主要讲解分子扩散、对流传质、反应工程等基本原理,对应教材第8章至第10章。

4. 化工单元操作:涉及过滤、沉降、吸收、蒸馏、萃取等操作,对应教材第11章至第15章。

5. 化工流程模拟与优化:介绍流程模拟软件及其在化工过程优化中的应用,对应教材第16章。

教学内容安排与进度如下:第1-4周:流体流动与输送基本理论及计算;第5-8周:热量传递基本理论及计算;第9-12周:质量传递基本理论及计算;第13-16周:化工单元操作原理及计算;第17-18周:化工流程模拟与优化。

化工原理课程设计指导书

化工原理课程设计指导书

化工原理课程设计指导书一、课程设计概述本化工原理课程设计旨在培养学生运用所学化工原理知识,分析和解决实际问题的能力。

通过独立完成一个化工工艺流程的设计,学生将对化工原理的理论知识和技术实践进行有机结合。

二、课程设计目标1.深入理解化工原理的基本概念,掌握化工原理的基本理论。

2.培养学生的实践能力,提高化工工艺流程设计的能力。

3.培养学生的团队合作和沟通能力,促进学生的综合素质发展。

三、课程设计内容本课程设计内容包括以下三个主要部分:1. 项目选择学生根据自己的兴趣和能力,选择一个化工领域相关的课题或实际问题作为设计项目。

课题可以是某种化工产品的生产工艺流程设计,也可以是某种化工废水的处理工艺流程设计等。

2. 设计方案学生根据所选课题,进行必要的文献调研和理论分析,提出相应的设计方案。

设计方案应包括工艺流程图、物料平衡、能量平衡、设备选型和设备布局等内容。

3. 设计报告学生根据设计方案,撰写设计报告。

设计报告应包括项目背景介绍、设计原理和方法、设计结果和分析等内容。

四、课程设计流程本课程设计将按照以下流程进行:1. 确定项目学生根据自身兴趣和能力,选择一个化工相关课题或实际问题作为设计项目。

2. 文献调研学生进行必要的文献调研,了解相关领域的最新研究进展,并分析现有设计方案。

3. 设计方案学生根据文献调研结果,提出自己的设计方案。

设计方案应包括详细的工艺流程图、物料平衡、能量平衡、设备选型和设备布局等内容。

4. 设计实施学生按照设计方案,进行设计实施。

实施过程中应加强沟通与合作,发挥团队的智慧和创造力。

5. 报告撰写学生根据设计实施的结果,撰写设计报告。

报告应包括项目背景介绍、设计原理和方法、设计结果和分析等内容。

6. 成果展示学生根据课程要求举行成果展示活动,展示设计成果和分享设计经验。

五、课程设计评分标准本课程设计将根据以下几个方面进行评分:1.设计方案的创新性和可行性。

2.设计实施的完整性和实际操作能力。

最新化工原理课程设计朱聪

最新化工原理课程设计朱聪

化工原理课程设计朱聪化工原理课程设计(2012级)题目苯—甲苯连续精馏塔的设计学院医药化工学院专业制药工程班级 12化学制药班学号学生姓名指导教师许海丹完成日期2014年月日1 物料衡算物料衡算即应用质量守恒定理,对物料质量的变化进行衡算。

对于一般体系,物料衡算均可表示为:物料的积聚率=(物料进入率)-(物料流出率)+(反应生成率)-(反应消耗率)对于无化学反应过程时,表达式为:物料的积聚率=(物料进入率)-(物料流出率)1.1 苯、甲苯分离工段图1 苯、甲苯精馏分离流程模拟图1.2 精馏塔的物料衡算表1 精馏塔物料衡算表Stream NoIN OUTFEED D WPhase LIQUID VAPOR LIQUID Temperature ℃20 80.14054 110.6504Pressure atm 1.000000 1.000000 1.006805Vapor Frac 0.0 0.0 0.0Component Mass Flowkg/hr MassFracMass Flowkg/hrMass FracMass Flowkg/hrMass FracC6H65686.98 0.69 5675.60604 0.9992817 12.66557 0.0049405 C7H82555.02 0.31 2.55502 0.0007183 2550.941 0.9950595Total 8242 1 5678.393 1 2563.607 1 8242 82421.3 换热器的物料衡算表2 换热器物料衡算表Stream NoIN OUTW WATER 4 6Phase LIQUID LIQUID LIQUID LIQUID Temperature ℃110.6504 22.00000 40.00000 51.73891Pressure atm 1.006805 1.000000 1.004778 0.9999087 Liquid Frac 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 Component Mass Flow kg/hr Mass Flow kg/hr Mass Flow kg/hr Mass Flow kg/hr C6H612.66557 0.0 12.66557 0.0C7H82550.941 0.0 2550.941 0.0H2O 0.0 3000.000 0.0 3000.000Total 5563.607 5563.6071.4 总物料衡算表3 总物料衡算表Stream NoIN OUTFEED WATER D 4 6Phase LIQUID LIQUID VAPOR LIQUID LIQUID Temperature ℃20.00000 22.00000 80.14054 40.00000 51.73891 Pressure atm 1.000000 1.000000 1.000000 1.004778 0.9999087 Vapor Frac 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0Component Mass Flowkg/hrMass Flowkg/hrMass Flowkg/hrMass Flowkg/hrMass Flowkg/hrC6H65686.98 0.0 5674.314 12.66557 0.0 C7H82555.02 0.0 4.078553 2550.941 0.0 H2O 0.0 3000.000 0.0 0.0 3000.000 Total 11242 112422 能量衡算物料平衡计算之后,我们还需要根据各阶段的物料量,进行热平衡计算,热量平衡计算可以为生产过程提供热能的供需量,如换热器的换热面积、热介质或冷介质的消耗量、设备能量消耗等,从而可以求得原材料、燃料和能量的消耗定额,计算成本和经济效益、通过热量或能量平衡计算,可以从各个环节找出不合理的消耗,依此作为实现高产、低耗的重要手段。

化工原理课程设计

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《化工原理》课程设计报告精馏塔设计学院专业班级学号指导教师目录苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3)一.设计题目 (3)二.操作条件 (3)三.塔设备型式 (3)四.工作日 (3)五.厂址 (3)六.设计容 (3)设计方案 (4)一.工艺流程 (4)二.操作压力 (4)三.进料热状态 (4)四.加热方式 (4)精馏塔工艺计算书 (5)一.全塔的物料衡算 (5)二.理论塔板数的确定 (5)三.实际塔板数的确定 (7)四.精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8)五.塔体工艺尺寸设计 (10)六.塔板工艺尺寸设计 (12)七.塔板流体力学检验 (14)八.塔板负荷性能图 (17)九.接管尺寸计算 (19)十.附属设备计算 (21)设计结果一览表 (24)设计总结 (26)参考文献 (26)苯-氯苯精馏塔的工艺设计苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务一.设计题目设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t,塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。

原料液中含氯苯为22%(以上均为质量%)。

二.操作条件1.塔顶压强自选;2.进料热状况自选;3.回流比自选;4.塔底加热蒸汽压强自选;5.单板压降不大于0.9kPa;三.塔板类型板式塔或填料塔。

四.工作日每年300天,每天24小时连续运行。

五.厂址厂址为天津地区。

六.设计容1.设计方案的确定及流程说明2. 精馏塔的物料衡算;3.塔板数的确定;4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算;5.精馏塔主要工艺尺寸;6.精馏塔塔板的流体力学验算;7.精馏塔塔板负荷性能图;8.精馏塔辅助设备选型与计算;9.设计结果概要或设计一览表;10.带控制点的生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图;11.设计总结和评述;设计方案的确定一、工艺流程苯和氯苯原料液经换热器由塔釜液预热至泡点连续进入精馏塔,塔顶蒸气经塔顶冷凝器冷凝后,一部分馏分回流,一部分馏分作为产物连续采出;塔底液的一部分经塔釜再沸器气化后回到塔底,另一部分连续采出。

化工原理课程设计案例

化工原理课程设计案例

化工原理课程设计案例一、教学目标本课程旨在通过化工原理的教学,让学生掌握化工过程中基本原理和操作方法,培养学生的工程思维和实际操作能力。

具体目标如下:1.理解并掌握化工原理的基本概念和原理。

2.熟悉化工过程中的常见操作和设备。

3.了解化工工艺流程和操作条件对化工过程的影响。

4.能够运用化工原理解决实际工程问题。

5.能够进行化工过程的模拟和优化。

6.具备化工设备和工艺流程的设计和操作能力。

情感态度价值观目标:1.培养学生的工程责任感,对化工过程的安全性和环保性有深刻认识。

2.培养学生的团队合作精神,能够进行有效的沟通交流。

3.培养学生的创新意识,对化工技术的未来发展有积极探索。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括化工原理的基本概念、化工过程中的常见操作和设备、化工工艺流程和操作条件的影响等。

具体安排如下:1.化工原理的基本概念:包括化工过程的定义、分类和基本原理。

2.化工过程中的常见操作和设备:包括流体的输送、混合、分离、换热和反应等基本操作和设备。

3.化工工艺流程和操作条件的影响:包括工艺流程的设计和操作条件对化工过程的影响。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

通过这些教学方法,帮助学生深入理解化工原理的知识,提高解决实际工程问题的能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备适当的教学资源。

包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

这些教学资源将帮助学生更好地理解和掌握化工原理的知识和技能。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。

评估方式应客观、公正,能够全面反映学生的学习成果。

平时表现评估:通过课堂参与、提问、讨论等环节,评估学生的学习态度和参与程度。

作业评估:通过布置课后作业,评估学生的理解和应用能力。

作业将包括计算题、案例分析题等,要求学生在规定时间内完成,并将作为评估的重要参考。

《化工原理课程设计》课程教学大纲(本科)

《化工原理课程设计》课程教学大纲(本科)

化工原理课程设计(Course Design for the Principles of Chemical Engineering)课程代码:13460023学分:2周数:2周(其中:讲课0.5天;设计8.5 天;上机0学时;答辩1天)先修课程:高等数学、物理化学、化工原理、化工制图等适用专业:化学工程与工艺教材:《化工原理课程设计》,柴诚敬、贾绍义主编,高等教育出版社,2016年。

一、课程性质与目标(一)课程性质化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节,是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识,完成以单元操作为主的一次设计实践。

本课程设计基本内容,是以某一生产任务为中心,典型单元设备(板式塔、填料塔、换热器、泵等)的设计为重点,训练学生对给定的生产任务,进行工艺流程设计、工艺设计计算、非定型主要设备的设计和定型设备的选型等。

通过本课程设计使学生能够掌握化工设计的基本程序和方法;在查阅技术资料、选用公式和收集数据、正确选用设计参数等方面有较大提高;能够正确、迅速地进行工程计算;学会用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练。

同时在设计过程中培养学生实事求是、严肃负责的工作作风,树立正确的设计思想,从技术上可行和经济上合理两方面考虑的工程观点,同时考虑到操作维修的方便和安全操作、环境保护等方面的要求,从工程的角度综合考虑各种因素,从总体上得到最佳结果。

(二)课程目标通过本课程设计训练,达到以下目标:课程目标1:了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的程序和方法;课程目标2:熟悉查阅文献资料、收集有关数据、正确选用公式;课程目标3: 掌握在兼顾技术上先进可行、经济上合理的前提下,综合分析设计任务要求,确定化工工艺流程,进行过程工艺设计计算;课程目标4:掌握主要设备的工艺设计计算及设备选型、结构型式及尺寸的确定;课程目标5:培养学生综合运用化工原理及其它先修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考能力,使学生增强工程观念,树立实事求是、严肃认真的工作作风。

化工原理课程设计

化工原理课程设计

化工原理课程设计(化学工程与工艺专业)(Design for the course of principles of Chemical Engineering)目的和要求化工原理课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节,要求学生完成某一化工设备(如精馏塔,吸收塔,干燥器等)的工艺设计和设备装配图的绘制,以培养学生对《物理化学》、《化工热力学》、《化工原理》等课程知识的综合运用能力。

通过课程设计,要求学生了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的主要程序和方法,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。

通过课程设计,还应培养学生的独立工作能力,树立正确的设计思想,培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风。

通过课程设计,学生应提高以下几个方面的能力:1. 查阅资料、选用公式及搜集数据的能力;2. 正确选择设计参数,在正确设计思想指导下分析和解决工程实际问题的能力;3. 迅速、正确进行工程计算(包括电算)的能力;4. 用简洁、精练的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。

基本内容和学时分配(总学时82学时)1. 设计方案的确定,画出工艺流程图 4学时2. 物料衡算 2学时3. 收集物系平衡数据,绘制y ~ x图 4学时4. 确定进料状态q,计算Rmin 和 Ropt,过程的优化,求取N 12学时5.精馏塔工艺参数的确定,塔径、塔高的计算 12学时6.辅助设备的选型 12学时7.设备装配图的绘制28学时8.设计说明书的编写8学时主要参考书[1] 天津大学化工原理教研组,化工原理,天津科学技术出版社,1992[2] 天津大学化工原理教研组,化工原理课程设计,天津科学技术出版社,1994[3] 《化学工程手册》编辑委员会,化学工程手册(第13篇)汽液传质设备. 化学工业出版社,1987[4]Perry.R..H. ,Chemical Engineers’Handbook 5th ed ,McGraw-Hill,NewYork,1973[5]Rouald W.R: Handbook of Separation Processes Technology,1987[6]W.L.McCabe and J.C.smith: Unit Operation of chemical Engineeing 3thed ,1976[7] C.J.Jeankoplis ,Transport Processes and Unit Operation 1978。

化工原理课程设计全书课件电子教案汇总

化工原理课程设计全书课件电子教案汇总
萃取设备主要包括混合-澄清器、萃取塔和离心萃取机等。其中,混合-澄清器适用于小规模生产或实验室研究; 萃取塔适用于大规模连续生产,具有处理量大、效率高、操作稳定等优点;离心萃取机则适用于含固量较高的料 液体系。
结晶原理及设备类型
结晶原理
通过降低温度或蒸发溶剂等方法,使溶液达到过饱和状态,从而析出晶体的过程。结晶是提纯和分离 固体物质的重要方法之一。
设备类型
主要有喷淋塔、填料塔和板式塔等。其中,喷淋塔结构简单,适用于处理腐蚀 性气体;填料塔则具有通量大、压降低等优点;板式塔则适用于处理含尘、含 固体颗粒的气体。
蒸馏和吸收过程计算
蒸馏过程计算
包括物料衡算、热量衡算、汽液平衡计算、塔板数计算及塔板效率评价等。通过 这些计算,可以确定蒸馏塔的操作条件、设备尺寸及分离效果等。
提供选题建议,指导学生根据自身兴趣和专业背景选择合 适的设计课题。
数据收集、整理和分析方法论述
数据收集
介绍数据收集的方法和技 巧,包括文献调研、实验 测量、模拟计算等。
数据整理
阐述数据整理的原则和方 法,如数据筛选、分类、 归纳和整理成表格或图表 等。
数据分析
论述数据分析的方法和技 术,包括统计分析、可视 化分析、数据挖掘等。
02
化工过程基础知识
化工过程基本概念
化工过程的定义与分类
化工过程的特点
阐述化工过程的基本概念,包括其定 义、分类以及与其他工业过程的区别 。
总结化工过程的主要特点,如高温高 压、易燃易爆、有毒有害等,以及这 些特点对设备设计和操作的影响。
化工过程的组成
详细介绍化工过程的主要组成部分, 包括原料预处理、化学反应、产品分 离与纯化等。
结晶过程计算
包括溶液过饱和度计算、成核速率与晶体生长速率计算、母液循环量确定及结晶设备工 艺尺寸计算等。这些计算有助于控制结晶过程,获得高质量的晶体产品并降低能耗。

化工原理课程设计任务及讲义课件

化工原理课程设计任务及讲义课件

须满足板间距与塔径的关系外,还须进行空塔气速校核。
C20 exp[4.531 1.6562Z 5.5496Z 2 6.4695Z 3 (0.474675
0.079Z 1.39Z 2 1.3212Z 3 ) ln Lv (0.07291 0.088307Z
0.49123Z 2 0.43196Z 3 ) (ln Lv )2 ]
5~ 25
900
7 以下
7~ 50
1000
7 以下
45 以下
1200
9 以下
9~ 70
1400
9 以下
70 以下
1500
10 以下 70 以下
2000
11 以下 90 以下 90~160
3000
11 以下 110 以下 110~200 200~300
4000
11 以下 110 以下 110~230 230~350
表 1 板间距与塔径关系
塔径 D, m
0.3~0.5 0.5~0.8 0.8~1.6 1.6~2.0
塔板 间 距 HT mm 200~300 250~350 350~450 450~600
2、塔径 D 的初估与圆整
根据流量公式计算塔径,即 D 4V S
pu
式中 Vs —塔内的气相流量, m 3 s
5、绘制工整的设备结构图
5.注意事项: 写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源; 每项设计结束后,列出计算结果明细表; 设计说明书要求字迹工整,装订成册上交。

第一章 综述 1.精馏原理及其在工业生产中的应用 2.精馏操作对塔设备的要求(生产能力、效率、流动阻力、操作 弹性、结构、造价和工艺特性等) 3.常用板式塔类型及本设计的选型 4.本设计所选塔的特性 第二章 工艺条件的确定和说明 1.确定操作压力 2.确定进料状态 3.确定加热剂和加热方式 第三章 流程的确定和说明(附流程简图) 1.流程的说明 2.设置各设备的原因(精馏设备、物料的储存和输送、必要的检 测手段、操作中的调节和重要参数的控制、热能利用)

化工原理课程设计P78

化工原理课程设计P78

化工原理课程设计P78一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面:1.知识目标:学生能够理解并掌握化工原理的基本概念、原理和公式,如流体流动、热量传递、物质传递等;能够分析并解决简单的化工问题,如流体流动的计算、热量传递的计算等。

2.技能目标:学生能够运用所学的化工原理知识,进行化工过程的设计和分析,如流体流动的设计、热量传递的设计等;能够运用所学的化工原理知识,进行实验操作和数据处理,如流体流动的实验、热量传递的实验等。

3.情感态度价值观目标:学生能够认识到化工原理在化工行业中的重要性和应用价值,增强对化工专业的兴趣和热情;能够培养学生的团队合作意识和沟通交流能力,提高学生的实验操作和科学研究的兴趣。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个方面:1.流体流动:包括流体的性质、流动的类型和计算、流体流动的阻力等。

2.热量传递:包括热量的传递方式、热量的计算、热量的损失等。

3.物质传递:包括质量传递的类型、质量传递的计算、质量传递的推动力等。

4.化工过程设计:包括化工过程的类型、化工过程的设计方法和步骤等。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本章节将采用以下几种教学方法:1.讲授法:通过教师的讲解,引导学生理解并掌握化工原理的基本概念和原理。

2.讨论法:通过小组讨论,激发学生思考和探讨化工原理的应用和问题解决。

3.案例分析法:通过分析具体的化工案例,让学生理解并掌握化工原理在实际中的应用。

4.实验法:通过实验操作和数据处理,让学生亲自体验并掌握化工原理的实验方法和技巧。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,将选择和准备以下教学资源:1.教材:《化工原理》教材,为学生提供系统的化工原理知识。

2.参考书:提供相关的化工原理参考书籍,为学生提供更多的学习资料。

3.多媒体资料:制作课件和教学视频,通过图文并茂的方式,帮助学生理解和记忆化工原理的知识。

4.实验设备:准备实验所需的设备器材,为学生提供实验操作的机会和条件。

大二化工原理课程设计

大二化工原理课程设计

大二化工原理课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握化工原理的基本概念、原理及方法,如流体力学、热力学、传质和反应工程等。

2. 掌握化工过程中常见单元操作的基本原理,如蒸馏、吸收、萃取、干燥等。

3. 了解化工设备的设计、选型和优化方法,以及化工工艺流程的编制。

技能目标:1. 能够运用化工原理分析和解决实际问题,如进行简单工艺流程的设计、计算和优化。

2. 掌握使用化工软件(如Aspen Plus、HYSYS等)进行模拟和计算,辅助解决化工问题。

3. 培养查阅化工专业文献、资料的能力,提升自主学习及团队合作能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工原理课程的兴趣,激发学习热情,形成积极的学习态度。

2. 增强学生的环保意识,认识到化工生产过程中环保的重要性,培养责任感。

3. 培养学生的创新意识和实践能力,鼓励他们勇于探索、解决实际问题。

本课程针对大二学生,在已有一定化学基础的前提下,进一步深化对化工原理的理解和应用。

课程性质为理论联系实际,注重培养学生的实践能力和工程观念。

教学要求强调理论与实践相结合,通过案例分析和实际操作,使学生更好地掌握化工原理知识,为今后的学习和工作打下坚实基础。

课程目标的设定旨在使学生在知识、技能和情感态度价值观等方面取得全面发展,为化工行业培养高素质的专业人才。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 化工原理基本概念:流体力学、热力学、传质和反应工程等基础理论。

- 教材章节:第一章 流体力学基础,第二章 热力学基础,第三章 传质过程,第四章 反应工程基础。

2. 常见单元操作原理及设备:蒸馏、吸收、萃取、干燥等单元操作。

- 教材章节:第五章 蒸馏,第六章 吸收,第七章 萃取,第八章 干燥。

3. 化工设备设计与选型:化工设备结构、设计原理、选型方法及优化。

- 教材章节:第九章 化工设备设计基础,第十章 设备的选型与优化。

4. 化工工艺流程编制:工艺流程图绘制、流程计算、流程优化。

(完整word版)化工原理课程设计(苯甲苯的分离)(DOC)

(完整word版)化工原理课程设计(苯甲苯的分离)(DOC)

化工原理课程设计题目:姓名:班级:学号:指导老师:设计时间:序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程(《物理化学》,《化工制图》等)所学知识,完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学,是理论联系实际的桥梁,在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。

通过课程设计,要求更加熟悉工程设计的基本内容,掌握化工单元操作设计的主要程序及方法,锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力,问题分析能力,思考问题能力,计算能力等。

精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工,炼油,石油化工等工业中得到广泛应用。

精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分的挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。

根据生产上的不同要求,精馏操作可以是连续的或间歇的,有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。

本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯,采用连续操作方式,需设计一板式塔将其分离。

目录一、化工原理课程设计任书 (3)二、设计计算 (3)1.设计方案的确定 (3)2.精馏塔的物料衡算 (3)3.塔板数的确定 (4)4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (11)7.筛板的流体力学验算 (13)8.塔板负荷性能图 (15)9.接管尺寸确定 (30)二、个人总结 (32)三、参考书目 (33)(一)化工原理课程设计任务书板式精馏塔设计任务书一、设计题目:设计分离苯―甲苯连续精馏筛板塔二、设计任务及操作条件1、设计任务:物料处理量: 7万吨/年进料组成: 37%苯,苯-甲苯常温混合溶液(质量分率,下同)分离要求:塔顶产品组成苯≥95%塔底产品组成苯≤6%2、操作条件平均操作压力: 101.3 kPa平均操作温度:94℃回流比:自选单板压降: <=0.9 kPa工时:年开工时数7200小时化工原理课程设计三、设计方法和步骤:1、设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求,通过对现有资料的分析对比,选定适宜的流程方案和设备类型,初步确定工艺流程。

化工原理课程设计总

化工原理课程设计总

化工原理课程设计总一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法,了解化工生产的基本过程和设备,培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。

具体教学目标如下:1.知识目标:(1)掌握化工原理的基本概念和理论;(2)了解化工生产的基本过程和设备;(3)熟悉化工工艺设计和计算方法。

2.技能目标:(1)能够运用化工原理解决实际问题;(2)具备化工工艺设计和计算的能力;(3)学会使用化工设备和仪器进行实验操作。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的团队合作意识和沟通能力;(2)培养学生对化工行业的兴趣和责任感;(3)培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.化工原理基本概念和理论:包括流体力学、热力学、传质传热等基本原理;2.化工生产过程和设备:包括反应器、换热器、分离器等基本设备及操作;3.化工工艺设计和计算方法:包括流程简化、物料与能量平衡计算等。

教学大纲将根据以上教学内容进行详细安排和进度规划,确保教学内容的科学性和系统性。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如:1.讲授法:系统地传授化工原理的基本概念、理论和方法;2.讨论法:通过小组讨论,培养学生运用化工原理解决实际问题的能力;3.案例分析法:分析实际案例,使学生更好地理解和掌握化工原理;4.实验法:让学生亲自动手进行实验操作,培养学生的实验技能和动手能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的化工原理教材,为学生提供系统的学习资料;2.参考书:提供相关领域的参考书籍,帮助学生拓展知识面;3.多媒体资料:制作精美的课件、教学视频等,提高课堂教学效果;4.实验设备:配备齐全的实验设备,保证学生能够顺利进行实验操作。

通过以上教学资源的选择和准备,我们将为学生提供全方位的支持,确保教学目标的顺利实现。

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化工原理课程设计朱聪化工原理课程设计(2012级)题目苯—甲苯连续精馏塔的设计学院医药化工学院专业制药工程班级12化学制药班学号学生姓名指导教师许海丹完成日期2014年月日1 物料衡算物料衡算即应用质量守恒定理,对物料质量的变化进行衡算。

对于一般体系,物料衡算均可表示为:物料的积聚率=(物料进入率)-(物料流出率)+(反应生成率)-(反应消耗率)对于无化学反应过程时,表达式为:物料的积聚率=(物料进入率)-(物料流出率)1.1 苯、甲苯分离工段图1 苯、甲苯精馏分离流程模拟图1.2 精馏塔的物料衡算表1 精馏塔物料衡算表Stream NoIN OUTFEED D WPhase LIQUID V APOR LIQUID Temperature ℃20 80.14054 110.6504 Pressure atm 1.000000 1.000000 1.006805 Vapor Frac 0.0 0.0 0.0Component Mass Flowkg/hrMassFracMass Flowkg/hrMass FracMass Flowkg/hrMass FracC6H65686.98 0.69 5675.60604 0.9992817 12.66557 0.0049405 C7H82555.02 0.31 2.55502 0.0007183 2550.941 0.9950595Total 8242 1 5678.393 1 2563.607 1 8242 82421.3 换热器的物料衡算表2 换热器物料衡算表Stream NoIN OUTW WATER 4 6Phase LIQUID LIQUID LIQUID LIQUID Temperature ℃110.6504 22.00000 40.00000 51.73891 Pressure atm 1.006805 1.000000 1.004778 0.9999087 Liquid Frac 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 Component Mass Flow kg/hr Mass Flow kg/hr Mass Flow kg/hr Mass Flow kg/hr C6H612.66557 0.0 12.66557 0.0C7H82550.941 0.0 2550.941 0.0H2O 0.0 3000.000 0.0 3000.000 Total 5563.607 5563.6071.4 总物料衡算表3 总物料衡算表Stream NoIN OUTFEED W ATER D 4 6Phase LIQUID LIQUID V APOR LIQUID LIQUID Temperature ℃20.00000 22.00000 80.14054 40.00000 51.73891 Pressure atm 1.000000 1.000000 1.000000 1.004778 0.9999087 Vapor Frac 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0Component Mass Flowkg/hrMass Flowkg/hrMass Flowkg/hrMass Flowkg/hrMass Flowkg/hrC6H65686.98 0.0 5674.314 12.66557 0.0C7H82555.02 0.0 4.078553 2550.941 0.0H2O 0.0 3000.000 0.0 0.0 3000.000 Total 11242 112422 能量衡算物料平衡计算之后,我们还需要根据各阶段的物料量,进行热平衡计算,热量平衡计算可以为生产过程提供热能的供需量,如换热器的换热面积、热介质或冷介质的消耗量、设备能量消耗等,从而可以求得原材料、燃料和能量的消耗定额,计算成本和经济效益、通过热量或能量平衡计算,可以从各个环节找出不合理的消耗,依此作为实现高产、低耗的重要手段。

因此进行热量衡算是工厂规划必要的前提。

工艺工程中输入和输出的热量和能量、能量或热量的转换是基于能量守恒定律的。

在一个封闭的体系中,各个能量之总和将维持不变,热平衡是以物料平衡为基础的,在连续生产过程中我们以单位时间来计算,把装置或过程中所发生的化学反应的热效应、物理变化的热效应、从外界输入的热量和随反应物、反应产物带出的热量以及设备、器壁散失热量等都考虑在内进行计算。

即:Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6式中:Q1—物料带入设备的热量,KJ;Q2—加热剂或冷却剂传给设备及所处理物料的热量,KJ;Q3—过程的热效应,KJ;Q4—物料带出设备的热量,KJ;Q5—加热或冷却设备所消耗的热量或冷量,KJ;Q6—设备向环境散失的热量,KJ.(1)化学反应的热效应化学反应中的热效应可以通过与过程有关化合物的生成热和燃烧热来求得,而根据盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分步完成,其过程的热效应是相同的。

因此,我们进行热量衡算的时候可以不必考虑反应的中间过程,而只考虑始末状态。

即:Q反应= ∑生成物- ∑反应物其中:Q—化学反应热;∑生成物—生成物的生成焓之和;∑反应物—反应物的生成焓之和。

(2)热量散失计算模拟过程中该部分热在简化过程中被忽略不计。

综合考虑各部分热量,在整个体系中,热量应满足守恒定律,即:输入系统中的能量–从系统中输出的能量= 系统中积累的能量而在本流程模拟中系统能量的积累等于物料进出焓差,输入输出的能量差都体现在设备的热负荷中,故:进出物流焓变=设备的热负荷Q = ∑H out - ∑H in其中:Q—设备的热负荷;∑H out—设备的热负荷;∑H in—进入设备的各物料焓之和。

本热量平衡计算书以单元设备为衡算对象进行热量衡算。

2.1 精馏塔的能量衡算表4精馏塔能量衡算表Stream NoIN OUTFEED D WPhase LIQUID V APOR LIQUID Temperature ℃20 80.14054 110.6504 Pressure atm 1.000000 1.000000 1.006805 Vapor Frac 0.0 0.0 0.0 Mole Flow kmol/hr 100.5335 72.68605 27.84748 Mass Flow kg/hr 8242 5678.393 2563.607 Volume Flow cum/sec 0.0026198 0.0019329 0.0009142 Enthalpy Watt 1057209 1152347 211593 △H Enthalpy Watt 306731设备名称塔底再沸器塔顶冷凝器负荷Watt1998677.92 -1691947.4 Q=1998677.92-1691947.4=306730.52 = △H 热量守恒2.2 换热器的能量衡算表5 换热器能量衡算表Stream NoIN OUTW WATER 4 6Phase LIQUID LIQUID LIQUID LIQUID Temperature ℃110.6504 22.00000 40.00000 51.738889 Pressure atm 1.006805 1.000000 1.004778 0.9999087 Liquid Frac 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 Mole Flow kmol/hr 27.84748 166.5253 27.84748 166.5253Mass Flow kg/hr 2563.607 3000.000 2563.607 3000.000 Volume Flow0.0009142 0.0008363 0.0008389 0.0008615cum/secEnthalpy Watt 211593 -13224483 113977 -13126867 △H Watt 0△H=0,能量守恒3 换热器的选型设计通常所需要的换热面积与实际换热面积是有差异的,需要做出调整。

调整应考虑以下原则:1、由于本工艺中所需换热器的传热面积较大,需要把两个或以上的换热器并联或串联使用。

当流股的体积流量较大时,流体在换热器内的湍动程度充分,使用并联的换热器不会引起传热系数的较大变化,而可以有效的降低压降;当流股的体积流量较小时,为了使流体有较高的湍动程度,提高传热系数,可以使用多管程的换热器。

为了避免压降过大,也可以将换热器串联使用。

2、调整挡板数和挡板间距可以改变流体的湍动程度,从而改变传热系数,但在计算中影响不大,主要根据标准进行选择,为了减少压降可以选择较大的板间距。

3、列管式固定板换热器内的管数与关的布置有关,一般情况下不可以随意改动,每个标准型号的换热器都有骨固定的管数,但是,可以封死某几根管子以减少管子数,来改变传热面积,以满足要求。

4、冷却水的用量对所需的换热面积有很大的影响。

5、冷却水的出口温度一般不宜超过45℃,因为工业冷却水所含的部分盐类的溶解度随着温度的升高而减小,如出口温度过高,盐类析出,将会形成传热性很差的污垢,使传热过程恶化。

6、对于消耗公用设施的节点,不应该再用冷却水向外界排热。

对需要热公用设施进行加热的节点,不要用冷公用设施对该节点进行冷却。

7、对于用冷却水向外界排热的节点,不应该再以热公用设施加热。

对需要冷公用设施进行冷却的节点,不要用热公用设施对该节点进行加热。

首先用Aspen Plus对每个换热器进行模拟,得到以下数据:表6选型计算换热器名称C104换热器类型无相变换热器换热器管程传热特点液体无相变换热器壳程传热特点气体无相变(0.975)换热器管程物料选择水换热器壳程物料选择热甲苯设备数据项目结果换热器壳内径 1.00m换热器管长 3.00m换热器管数200换热管外径0.036m换热管内径0.035m换热管间距0.04m换热管排列方式三角形换热管程数 1挡板切割高度0.263m 换热器折流挡板间距0.05882352m换热器折流挡板数50 换热器缓冲挡板(是/否)是传热数据项目单位数值换热器总传热系数kW/(m2·K) 0.04926534 换热器热负荷MW 0.09761618 换热器对数平均温差℃——(没有就空白)换热器实际换热面积m267.8584013(小数点)换热器理论换热面积m257.4244575 换热器管程平均温度℃36.869换热器壳程平均温度℃75.325换热器管程流体流量kg/hr 3000换热器壳程流体流量kg/hr 2563.60676 换热器管程流速m/s 0.00441101换热器壳程流速m/s 0.07720940换热器管程程数— 1换热器壳程程数— 1换热器管程压力降MPa 9.2504e-06换热器壳程压力降MPa 0.0001977换热器壳程设计压力MPa 2.0265e-07换热器管程腐蚀裕度— 1.3换热器壳程腐蚀裕度— 1.34 精馏塔的设计举例浮阀的阀片可以浮动,随着气体负荷的变化而调节其开启度,因此,浮阀塔的操作弹性大,特别是在低负荷时,仍能保持正常操作。

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