河北科技大学化工工艺课程设计剖析复习过程
化工过程分析课程设计
化工过程分析课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解化工过程中常见单元操作的基本原理，掌握其数学模型和计算方法。
2. 掌握化工过程流程图绘制与分析方法，能够解读并分析实际化工流程。
3. 了解化工过程模拟与优化基本原理，能够运用相关软件进行简单模拟计算。
技能目标：1. 能够运用所学知识，分析化工过程中各单元操作的影响因素，并提出优化方案。
2. 培养学生运用文献检索、资料搜集等手段，获取化工过程相关信息的能力。
3. 提高学生团队协作、沟通表达和解决问题等综合实践能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工过程分析的兴趣，激发学生探索精神和创新意识。
2. 增强学生的环保意识，使其认识到化工过程优化对资源和环境的重要性。
3. 引导学生树立正确的人生观和价值观，认识到化工技术在国家经济发展中的重要作用。
课程性质：本课程为高中化学选修课程，以化工过程分析为核心，结合实际案例，使学生掌握化工过程的基本原理和分析方法。
学生特点：高中生具有一定的化学基础和逻辑思维能力，但实践经验不足，需结合实际案例进行教学。
教学要求：注重理论联系实际，强调实践操作，培养学生分析问题和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够运用所学知识对化工过程进行分析和优化。
二、教学内容1. 化工过程基本原理：包括流体流动、传热、传质、反应工程等基本概念和原理。
2. 单元操作分析：讲解常见单元操作（如蒸馏、吸收、萃取、干燥等）的原理、设备及其在化工过程中的应用。
3. 化工流程图绘制与分析：学习流程图的绘制方法，分析实际化工生产过程中的流程图。
4. 化工过程模拟与优化：介绍化工过程模拟与优化的基本原理，结合实例讲解相关软件的操作和应用。
5. 实践案例分析：选取具有代表性的化工过程案例，分析其单元操作、流程及优化方案。
教学内容与课本关联性：1. 紧密结合教材，按照教材章节顺序组织教学内容，确保知识的系统性和连贯性。
2. 以教材为基础，拓展实际案例分析，提高学生运用知识解决实际问题的能力。
化工工艺课程设计
化工工艺课程设计化工工艺课程设计是指在化学工程及相关领域中，通过合理的理论体系与实际工艺操作相结合，为工艺系统提供优化设计方案的过程。
该过程包括工艺流程设计、设备选型、操作规范、安全评估等多个环节。
下面将从几个方面分析和探讨化工工艺课程设计的重要性，以及如何实施化工工艺课程设计。
1. 重要性化工工艺课程设计在化学工程领域中是一项非常重要的工作。
首先，它是优化工艺流程的关键一步，可以有效地增强化工工艺的效率和经济性。
其次，化工工艺课程设计可以更好地保证化工工艺系统的安全和稳定。
在任何一步操作中，需要考虑潜在的风险和危险，从而减少可能导致人员伤亡、生产设备损坏等问题的发生。
此外，优秀的化工工艺课程设计还能够提高化工工艺的技术含量和科技创新能力，从而推动行业的发展。
2. 实施过程化工工艺课程设计的实施过程分为以下步骤：第一步：确定优化目标和标准。
优化目标和标准是任何化工工艺课程设计的基础。
确定这些目标和标准时，要考虑经济、技术要求、安全规范、环境保护等多方面因素。
第二步：确定工艺流程。
在确定优化目标后，需要分析现有工艺流程中的各个环节，找出可优化的部分，预测优化后的效果，并设计新的工艺流程。
第三步：选择设备。
在新的工艺流程设计后，需要选择适合的设备，以确保工艺运行的稳定和安全。
设备的选择要考虑生产要求、工艺流程、操作舒适度、维护效率以及安全性等方面的综合因素。
第四步：编写操作规范。
操作规范是确保工艺正常运行的关键。
编写操作规范时，要根据设备、流程特点以及安全评估结果编制详细记录，防止操作过程中出现问题。
第五步：进行安全评估。
在课程设计之前和课程设计之后，都需要对化工工艺系统进行严格的安全评估。
评估过程包括工艺流程风险分析、安全设备评估、人员安全教育等环节。
3. 总结化工工艺课程设计是化学工程领域中不可或缺的环节。
实施化工工艺课程设计要充分考虑经济性、技术性、安全性、可操作性等综合因素。
化工工艺课程设计要时刻关注现代行业的发展和技术改革，致力于提高化工工艺的效益和竞争力。
化工工艺学教案
化工工艺学教案（无机部分）学院、系：化学与制药工程学院任课教师：赵风云授课专业：化学工程与工艺课程学分：课程总学时：64课程周学时： 42008年 9月 2日合成氨教学进程周次上课方式学时章节及主要内容备注1 讲授 2第一章绪论一、化学工程与化学工艺二、氨的发现与制取三、合成氨的原料四、氨的生产工艺分类五、氨生产技术的发展六、氨合成工业的发展方向七、氨的性质和用途多媒体2 讲授 4第二章原料气的制取第一节煤气化制取氨合成气的基本原理第二节、煤气化的工业方法第三节、间歇制气过程及工艺条件第四节、煤气化工艺流程及存在的问题第五节、水煤浆加压气化制气技术第六节灰熔聚流化床制气技术第七节烃类蒸汽转化法7 讲授 4第三章硫化物的脱除第一节脱硫概述第二节湿式氧化法脱硫第三节对苯二酚氨水液相催化法第四节栲胶法脱硫第五节脱硫主要设备第六节干法脱硫8 讲授 4第四章一氧化碳变换第一节一氧化碳变换的基本原理第二节变换催化剂第三节工艺流程主要设备第五节多段变换炉温度曲线第六节变换系统的热能回收9 讲授 3第五章二氧化碳的脱碳第一节二氧化碳的脱除概述第二节氨水中和法脱除二氧化碳第三节热碳酸钾法脱除二氧化碳第四节主要设备第五节 NHD脱碳6 讲授 4第六章原料气的精制第—节铜氨液洗涤法第二节第—节甲烷化法第三节深冷分离法8 讲授 4第七章：氨合成第—节氨合成原理及热力学基础第二节氨合成催化剂第三节氨合成工艺条件第四节氨的分离及氨合成流程第五节主要设备9 讲授 2 第八章：尿素生产简介第九章烧碱生产简介河北科技大学教案用纸上次课复习：本次课题（或教材章节题目）：第一章绪论教学要求：了解氨的生产发展历程和氨的性质及用途，掌握气态烃蒸汽转化法制取合成氨原料气的原理、工艺条件的制定原则。
重点：1、氨的性质，氨合成工业的发展：单系列、大型化、生产规模、生产能力、劳动强度。
2、气态烃蒸汽转化法的原理、工艺条件、主要设备。
难点：1、氨与空气或氧的混合物在一定浓度范围能够发生爆炸，有饱和水蒸气存在时，氨-空气混合物的爆炸界限较窄。
《化工工艺学》教案检测和操作控制
《化工工艺学》教案检测和操作控制第一章：绪论1.1 教学目标了解化工工艺学的基本概念和发展历程。
理解化工工艺学在化工行业中的重要性。
掌握化工工艺学的基本研究内容和应用领域。
1.2 教学内容化工工艺学的定义和发展历程。
化工工艺学的研究内容和方法。
化工工艺学在化工行业中的应用领域。
1.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学。
引导学生积极参与讨论和提问。
1.4 教学评估通过课堂讨论和提问了解学生对化工工艺学的基本概念的理解。
通过作业和练习检查学生对化工工艺学应用领域的掌握情况。
第二章：化工过程及其检测2.1 教学目标理解化工过程的基本概念和分类。
掌握化工过程中常用的检测方法和原理。
学会选择合适的检测方法并进行操作。
2.2 教学内容化工过程的定义和分类。
化工过程中常用的检测方法，如温度、压力、流量、液位等。
检测方法的原理和操作步骤。
2.3 教学方法采用讲授和实验操作相结合的方式进行教学。
引导学生通过实验实践来加深对检测方法的理解。
2.4 教学评估通过实验操作评估学生对检测方法的掌握情况。
通过作业和练习检查学生对检测原理的理解。
第三章：化工过程控制与优化3.1 教学目标理解化工过程控制的基本概念和目的。
掌握化工过程控制的基本原理和方法。
学会进行化工过程优化和调整。
3.2 教学内容化工过程控制的基本概念和目的。
化工过程控制的基本原理，如PID控制、模糊控制等。
化工过程优化和调整的方法和步骤。
3.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学。
引导学生通过案例分析来加深对化工过程控制的理解。
3.4 教学评估通过案例分析和讨论评估学生对化工过程控制的掌握情况。
通过作业和练习检查学生对化工过程优化和调整的方法的理解。
第四章：化工安全与环保4.1 教学目标了解化工安全的重要性。
掌握化工安全的基本知识和措施。
理解化工环保的基本概念和原则。
4.2 教学内容化工安全的基本知识和措施，如防火、防爆、防毒等。
化工工艺学课程教案
化⼯⼯艺学课程教案百度⽂库?让每个⼈平等地捉升⼝我2014学年第2学期函授13化学⼯程（专升本）专业《化⼯⼯艺学》课程教案4课时/次共10次40课时教师：________________教研室：______________百度⽂库?让每个⼈平等地捉升⼝我§ 1 第⼀章合成氨原料⽓的制备教学⽬的：掌握优质固体燃料⽓化、⽓态炷蒸汽转化、重汕部分氧化等不同原料制⽓过程的基本原理：原料和⼯艺路线：主要设备和⼯艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使⽤条件。
教学重点：优质固体燃料⽓化、⽓态炷蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制⽓过程。
教学难点：消耗定额的计算和催化剂的使⽤条件。
新课内容：第⼀节固体燃料⽓化法⼀、槪述固体燃料（煤、焦炭或⽔煤浆）⽓化：⽤氧或含氧⽓化剂对其进⾏热加⼯，使碳转变为可姻性⽓体的过程。
⽓化所得的可燃⽓体称为煤⽓，进⾏⽓化的设备称为煤⽓发⽣炉。
⼆、基本概念1、煤的固定碳；固体燃料煤除去灰分、挥发分、硫分和⽔分以外，其余的可燃物质称为固定碳。
2、煤的发热值：指1公⽄煤在完全燃烧时所放出的热量。
3、标煤：低位发热值为7000kcal/kg的燃料4.空⽓煤⽓：以空⽓作为⽓化⽽⽣成的煤⽓其中含有⼤量的氮（50%以上）及⼀定量的⼀氧化碳和少量的⼆氧化碳和氢⽓。
5?混合煤⽓（发⽣炉煤⽓）：以空⽓和适量的蒸汽的混合物为⽓化剂⽣成的煤⽓，其发热量⽐空⽓煤⽓为⾼。
在⼯业上这种煤⽓⼀般作燃料⽤。
6. ⽔煤⽓：以蒸汽作为⽓化剂⽽⽣成的煤⽓，英中氢及⼀氧化碳的含疑⾼在85%以上，⽽氮含量较低。
7. 半⽔煤⽓：以蒸汽加适疑的空⽓或富氧空⽓同时作为⽓化剂所创得的煤⽓或适当加有发⽣炉煤⽓的⽔煤⽓，其含氮量为21—22%。
三、⽓化对煤质的基本要求（1）保持⾼温和南⽓化剂流速（2）使燃料层各处间⼀截⽽的⽓流速度和温度分布均匀。
这两个条件的获得，除了与炉⼦结构（如加料、排渣等装置）的完善程度有关外，采⽤的燃料性质也具有重⼤影响。
第一章 化工工艺流程设计讲解
主反应
? c 温度的限制条件（材质和催化剂的要求）
? 2）组成
? a 某一反应物要求很高的转化率
? 例如 CO + Cl2 → COCl（光气） 二异氰酸酯的原料
? 要求不含氯，Cl2的转化率100%，采取CO过量
? b 产物与反应物分离困难
? 如C6H6（苯） + H2 → C6H12（环己烷）
设计资料的筛选
?设计资料的筛选必需是实事求是，一般要掌 握以下原则：
? 1、去伪存真； ?用可靠的最新资料。
二、化工工艺设计的内容
? (1) 原料路线和技术路线的选择 ? (2) 工艺流程设计 ? (3) 物料衡算 ? (4) 能量衡算 ? (5) 工艺设备的设计和选型 ? (6) 车间布置设计 ? (7) 化工管道设计 ? (8) 非工艺设计基础数据 ? (9) 编制设计文件：包括编制设计说明书、附图和附表。
在设计不同阶段，工艺设计的内容和深度各不相同， 如物料衡算和能量衡算一般在初步设计阶段进行，管道 设计则在施工图阶段才能进行。
化工工艺设计中应参考的“四化原 则”：
(1) 工厂布置一体化 各生产厂房及辅助厂房尽可能布置在一起，以节省占地。
(2) 生产装置露天化 化工设备尽量布置在露天，既可改善工作条件，防止有害气
?
围低限 。
? b 若回收的冷量或热量可利用，取常规 R/Rmin的高限。
? c 对于产品纯度极高的精密精馏，取较大 R/Rmin值（因为 R/Rmin 较 小，塔板数急剧增加）
? 3）产品纯度和回收率
?
（正确选定产品的纯度有重大的经济意义）
(4) 确定控制方案
a 离心泵的流量控制
FRC FRC
PI PI
化学工程与工艺专业分析化学实验讲义
化学工程与工艺专业分析化学实验讲义化学工程与工艺专业是一门应用型科学，主要研究化学反应工程原理、化工过程及相关技术的综合性学科。
作为该专业的学生，实验课程是非常重要的一部分，通过实验可以帮助学生更好地理解理论知识、掌握实际操作技能，提高实践能力。
本文将介绍一份分析化学实验讲义，主要包括分析化学实验的目的、原理、实验步骤和结果分析等方面。
一、实验目的本次实验的目的是学习和掌握分析化学中的常用分析技术，并运用这些技术进行物质的定性与定量分析。
通过本次实验，学生应能够了解和掌握气相色谱分析的原理和操作方法，能够正确使用气相色谱仪进行样品分析。
二、实验原理气相色谱是一种常用的分离和分析技术，它基于物质在气相中的分配行为实现物质的分离和定性/定量分析。
其主要原理是通过溶剂和样品之间的分配和移动过程来实现样品中各种组分的分离。
在气相色谱仪中，样品首先被蒸发成气体，然后通过色谱柱中的固定相进行分离，最后通过检测器检测各组分的峰信号，并对其进行定性和定量分析。
三、实验步骤1.样品制备：取适量的待分析物样品，按照一定比例配制成溶液或气体样品。
2.样品进样：将制备好的样品以一定速度进样到气相色谱仪的进样口。
3.色谱柱选择：根据待分析物的性质选择合适的色谱柱。
4.色谱柱调试：根据待分析物的特性进行色谱柱的调试优化，如优化气相流速、柱温等条件。
5.实验测定：开启气相色谱仪，运行待分析物样品，记录峰面积、峰高等数据。
6.数据处理：根据测得的数据进行定性和定量分析，生成实验报告。
四、实验结果与分析通过实验测定，可以得到样品中各组分的峰面积或峰高数据。
通过对比样品和标准品的测定数据，可以进行定性和定量分析。
定性分析主要通过对比待分析物样品的色谱图与标准品的色谱图，判断样品中是否存在目标成分。
定量分析主要通过计算待分析物样品的峰面积或峰高与标准品之间的比例关系，从而推算出待分析物样品中目标成分的含量。
五、实验注意事项1.实验操作要严谨，遵循实验安全规范。
化工工艺说课PPT学习教案
速度式
离心式压缩机 轴流式压缩机 混流式压缩机
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3.型号解释
4 M 32 – 190 / 54 - BX
德瑞技术 最终排气压力（5.4MPa) 打气量（190m3/min）
活塞推力（32T) 对称平衡型（M型）
四列气缸
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4.结构简述
四列四级对动平衡型、气缸水冷、 压力循环润滑、电机（汽轮机） 拖动，刚性直联，各列气缸水平 布置并分布在曲轴两侧。
证备用完好。 4）严格进行润滑油的管理制度，作到“五定三过滤”
工作，保持油温在指标以内。 5）及时排除油、气、水管路接头、法兰等密封点的泄
露。不能消除的及时挂牌示意待停机处理。 6）备用压缩机应排净积水，每天盘车两次。 7）及时消除油污，、灰尘，保持压缩机周围环境清洁，
作到文明生产。
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如何判断活门损坏
➢压力 ➢温度 ➢声音
处理方法
根据损坏情况减量，如无法维持生产，联系调度 ，停车进行更换。
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9.夏季生产注意事项与维护
1）夏季气温高，必须禁止超温、超压、超电流 生 产。 2）雷雨天气多，做好电机及设备防雨、防洪工作，同
时注意雷击断电停车。 3）空气湿度大，注意防潮，备用设备按规定盘车，保
工艺流程工艺流程脱硫工段的水煤气脱硫工段的水煤气入口总管水入口总管水分离器分离器一段气缸一段气缸一段出口缓一段出口缓冲器一级冷却器冷却一级冷却器冷却一级油一级油水分离器水分离器二段入口缓冲器二段入口缓冲器二二段出口缓冲器段出口缓冲器二段冷却器二段冷却器二二段油水分离器段油水分离器送净化工段送净化工段从净化工段来的净化气从净化工段来的净化气三段入三段入口缓冲器口缓冲器三段气缸三段气缸三段出口三段出口缓冲器缓冲器三段冷却器三段冷却器三段油水三段油水分离器分离器四段入口缓冲器四段入口缓冲器四段四段气缸气缸四出缓冲器四出缓冲器四段冷却器四段冷却器四段油水分离器四段油水分离器合成工段合成工段第14页共29页7
化工工艺课程教学设计
《化工工艺学》课程整体教学设计（2014～ 2015学年第1学期）课属院系：化工新材料工程学院课程代码： 1101107制定人：傅丽制定时间： 2014.09山东理工职业学院一、课程信息（一）管理信息课程名称：化工工艺学课程代码: 1102025课属院系：化工新材料工程学院制定者：傅丽批准人: 靳庆华（二）基本信息学分： 6 学时96 教学对象应用化工技术专业大二学生课程属性：专业拓展课程课程类型理论+实践课先修课程：化工制图、无机化学、分析化学、化工单元操作后续课程：二、教学对象分析《化工工艺学》面向应用化工技术专业大二学生开设。
大二学生思维较活跃，精力充沛，求知欲强，动手能力强，已掌握必要的基础化学、高等数学、化工单元操作等知识基础，并具有一定的逻辑思维和分析能力，对于《化工工艺学》的理论学习任务有一定优势；但同时仍存在少数学生基础不牢，学习积极主动性差的现象。
针对这一特殊学情，我们在教学设计中本着“必须够用”的原则将理论推导简化，以设备操作为主，将理论知识与实践技术有机融合，提高学生的学习积极性，达到培养技能型人才的教学效果。
三、课程设计指导思想本课程以“工学结合，能力为本”的职业教育理念为指导，以工作工程为主线，融岗位能力要求和职业资格标准为一体，突破学科体系模式，以典型化工工艺为载体，将相关的管理技术、设备维护、工艺操作和工艺平价合理整合。
校企合作共同构建教学内容体系，突出高职教育的职业性和开放性。
本课程采用综合化、项目化的设计方法，结合对企业需求的调研，将教学内容划分为9个项目。
每个项目均采用了理论实践一体化的思路，工学结合，力求体现“做中学，学中做”的教学理念。
本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。
在内容组织形式上强调学生的主体性，在每个任务实施时，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在开始就知道学习的任务和要求，利用学生在任务驱动下自主学习，自我实践。
河北科技大学
3）、自动化程度提高 微机控制 连锁装置 报警装置 自动分析仪器 4）、 操作环境的改善 5）、 新技术的应用
第三节 我国氨合成工业的发展及方向
------从建设中型氮肥厂开始
1956年，化工部化工设计院自行设计年产7.5万吨合成氨装置以及建设了 四川化工厂。 1958年，原化工部氮肥设计院编制了年产5万吨合成氨的定型设计，相继 建成了衢州化工厂合成氨分厂、吴泾化工厂和广州氮肥厂。 1964～1966年，我国建设了四川泸州天然气化工厂。其合成氨装置从英 国引进，采用天然气加压蒸汽转化法制合成氨原料气，年产合成氨10万 吨；其尿素装置从荷兰引进，采用水溶液全循环法，年产尿素16万吨。 1965年，陕西兴平化肥厂开始建设从意大利引进的年产5万吨合成氨重油 加压部分氧化法装置，国内配套合成氨、硝酸、硝铵部分，于1970年建 成投产。与此同时，还采用加压碳化法合成氨流程制碳酸氢铵工艺，之 后又相继建成了宝鸡等8个厂。
下游产品主要是尿素和硝酸铵
小型合成氨装置
700多套，生产能力约为3000万t/a
其下游产品原来主要是碳酸氢铵，现有 112套经过改造生产尿素。 经4改6或1830工程
以煤、焦为原料的占96%，以气为原料的 仅占4%。
小氮肥企业协会寿终正寝
2007年11月27日，全国小氮肥第13次技
术经验交流会是以小氮肥名义召开的最
我国第一套自主设计自主建设的年产2.5万吨合成氨装置
1963年9月投产时的上海吴泾化工厂， 因厂区及环保问题已于2007年9月拆除
我国小氮肥的发展和壮大
目前，15套“18/30”装置， 90多套“8/13”装置
九十年代，40000吨/年 八十年代，15000吨/年 文化大革命，5000吨/年
化工专业课程设计全解
流程简图
D
RADFRAC FEED
W16:23:5816:23:5816:23:58
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1、塔径的计算 采用Smith法分别计算精馏段和提馏段的D 2、塔板上流体流型的选择 根据塔径和液体流量 3、降液管和溢流堰尺寸的确定 4、浮阀及其排列
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5、塔板布置 确定边缘区和安定区尺寸 根据阀孔动能因数F0=9~12，计算阀孔气速ω0 浮阀个数N=V/(0.785d02 ω0 ) 确定排列高度 确定横向上排列的浮阀排数 开孔率
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6、塔板水力学计算 塔板压降 降液管中清液高Hd 液体在降液管中停留时间 雾沫夹带量e 泄露 负荷性能图
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塔顶冷凝器
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塔顶空间高度、板间距、塔底空间高度、进 料空间高度 人孔设计：位置及其板间距 塔体总高度 封头设计 裙座设计 接管设计
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工艺计算 6、回流比和理论板数计算
根据恩德伍德公式试差计算θ和Rmin 根据芬斯克方程计算Nmin 取不同的R/Rmin=(1.0~3.0)，计算不同的R、 X=(R-Rmin)/(R+1) 根据吉利兰图或公式计算出不同的Y，根据 Y=(N-Nmin)/(N+1)计算出不同的N
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工艺计算
以R/Rmin为横坐标、N为纵坐标作回流比与理 论板数关系曲线图 根据曲线拐点确定回流比和理论板数
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工艺计算 7、求实际塔板数
计算塔顶塔底算术平均温度
计算相对挥发度和进料粘度 根据奥康奈尔关联式计算全塔效率ET
化工工艺设计课程设计
化工工艺设计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工工艺设计的基本原理和方法，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解化工工艺设计的概念、目的和意义；（2）掌握化工工艺流程的基本组成部分及其相互关系；（3）熟悉常用的化工工艺设计方法和步骤；（4）了解化工工艺设计中的常用设备和参数选择。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识对简单的化工工艺进行设计；（2）具备对化工工艺流程进行分析和优化能力；（3）学会使用化工工艺设计软件进行工艺模拟和计算；（4）具备一定的工艺创新能力，为我国化工行业的发展贡献力量。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工行业的热爱和敬业精神；（2）增强学生的责任感和使命感，关注化工工艺设计的安全、环保和可持续发展；（3）培养学生团队协作和沟通交流的能力，提高综合素质。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.化工工艺设计的基本概念、目的和意义；2.化工工艺流程的组成、结构和功能；3.常用化工工艺设计方法和步骤；4.化工工艺设计中的设备选择和参数计算；5.化工工艺流程的优化和调整；6.化工工艺设计软件的应用；7.化工工艺设计案例分析。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，具体包括：1.讲授法：系统地传授化工工艺设计的基本概念、原理和方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解和掌握化工工艺设计的方法和技巧；3.实验法：学生进行化工工艺实验，提高学生的动手能力和实际操作技能；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的思维能力、沟通能力和团队协作精神。
四、教学资源为了保证教学质量和效果，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的化工工艺设计教材，为学生提供系统的理论知识；2.参考书：提供相关的化工工艺设计参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的课件、教学视频等，增强课堂教学的趣味性和生动性；4.实验设备：配备齐全的化工工艺实验设备，为学生提供实践操作的机会；5.网络资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和信息。
大学化工分析课程设计教案
一、教学目标1. 使学生掌握化工分析的基本原理和方法，提高学生的实验技能和数据分析能力。
2. 培养学生独立思考、解决问题的能力，提高学生的团队合作意识。
3. 使学生了解化工生产过程中常见的分析检测方法，为今后的工作打下基础。
二、教学内容1. 分析化学基础知识2. 化工分析常用仪器及操作3. 化工生产过程中常见物质的定量分析4. 化工生产过程中常见物质的定性分析三、教学过程第一周：分析化学基础知识1. 介绍分析化学的基本概念、发展历程和在我国的应用。
2. 讲解定量分析和定性分析的基本原理。
3. 分析化学常用术语和符号。
第二周：化工分析常用仪器及操作1. 介绍化工分析常用仪器，如滴定仪、色谱仪、质谱仪等。
2. 讲解仪器的原理、操作方法和注意事项。
3. 实验室安全操作规范。
第三周：化工生产过程中常见物质的定量分析1. 介绍滴定分析法、重量分析法、光谱分析法等定量分析方法。
2. 讲解定量分析实验步骤、数据处理方法及注意事项。
3. 进行定量分析实验，如酸碱滴定、氧化还原滴定等。
第四周：化工生产过程中常见物质的定性分析1. 介绍色谱分析法、电化学分析法、化学发光分析法等定性分析方法。
2. 讲解定性分析实验步骤、数据处理方法及注意事项。
3. 进行定性分析实验，如红外光谱、气相色谱等。
第五周：课程设计1. 学生分组，每组选择一个化工生产过程中常见的物质进行分析。
2. 查阅相关文献，确定分析方法。
3. 设计实验方案，进行实验操作。
4. 分析实验数据，撰写实验报告。
第六周：课程设计成果展示1. 学生分组进行课程设计成果展示。
2. 评审小组对每组的设计成果进行评价。
3. 学生总结经验教训，反思课程设计过程中的问题。
四、教学评价1. 实验报告质量：实验报告应包括实验目的、原理、仪器、步骤、数据、结果与分析等内容，要求格式规范、内容完整、数据准确。
2. 实验操作技能：考核学生实验操作的正确性、熟练程度和安全性。
3. 数据分析能力：考核学生对实验数据的处理和分析能力。
化工工艺课程设计摘要
化工工艺课程设计摘要一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握化工工艺基本原理，理解化工生产过程中的关键环节。
2. 使学生了解不同化工工艺的特点及其在生产中的应用。
3. 引导学生掌握化工工艺流程图的绘制方法。
技能目标：1. 培养学生运用化工原理分析和解决实际工艺问题的能力。
2. 提高学生运用工艺流程图表达化工过程的能力。
3. 培养学生团队合作和沟通协调能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对化工工艺的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、细致的学习态度，树立安全、环保意识。
3. 引导学生关注化工领域的发展，认识到化工在国民经济发展中的重要作用。
本课程针对高年级学生，结合化工工艺学科特点，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。
课程目标旨在使学生在掌握基本知识的基础上，培养解决实际问题的能力，同时关注学生的情感态度和价值观的培养，为我国化工领域输送高素质的人才。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。
后续教学设计和评估将围绕课程目标展开，以评估学生的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容紧密结合课程目标，确保科学性和系统性。
具体包括以下几部分：1. 化工工艺基本原理：讲解化工生产过程中的反应、传质、传热等基本原理，涉及课本第1章至第3章内容。
2. 常见化工工艺：介绍石油化工、化肥、无机化工等典型工艺流程，分析其优缺点，对应课本第4章至第6章。
3. 化工工艺流程图绘制：讲解工艺流程图的绘制方法和技巧，包括符号、设备和管道的表示，参考课本第7章。
4. 实际案例分析：分析典型化工工艺案例，使学生学会运用所学知识解决实际问题，结合课本第8章内容。
5. 实践操作：组织学生进行化工工艺模拟实验，提高实践操作能力，联系课本第9章实验内容。
教学内容安排和进度如下：1. 第1周至第3周：化工工艺基本原理；2. 第4周至第6周：常见化工工艺；3. 第7周至第8周：化工工艺流程图绘制；4. 第9周至第11周：实际案例分析；5. 第12周至第14周：实践操作。
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化工工艺与化工设计概论课程设计题目年产四万吨合成氨变换工段工艺初步设计系别化学与制药工程学院专业化学工程与工艺姓名曹泽众学号100101401指导教师刘洪杰孙立明赵瑞红目录1.前言 (2)2.工艺原理 (2)3.工艺条件 (2)4.设计规模及设计方案的确定 (3)5.工艺流程简述 (4)6.主要设备的选择说明 (4)7.对本设计的综述 (4)第一章变换工段物料及热量衡算 (6)第一节变换炉物料及热量衡算 (6)第二节主要设备的物料与热量衡算 (15)第二章设备的计算 (17)主要设备一览表................................................‥ (25)前 言氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。
合成氨的生产主要分为：原料气的制取；原料气的净化与合成。
粗原料气中常含有大量的C ，由于CO 可使氨合成触媒中毒，必须进行净化处理，所以，变换工段的任务就是，使co 转化为易于清除的CO 2和氨合成所需要的H 2。
因此，CO 变换既是原料气的净化过程，又是原料气造气的继续。
最后，少量的CO 用液氨洗涤法，或是低温变换串联甲烷化法加以脱除。
变换工段是指CO 与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。
在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。
工艺原理：一氧化碳变换反应式为：CO+H 2O=CO 2+H 2+Q (1-1)CO+H 2 = C+H 2O (1-2)其中反应（1）是主反应，反应（2）是副反应，为了控制反应向生成目的产物的方向进行，工业上采用对式反应（1—1）具有良好选择性催化剂，进而抑制其它副反应的发生。
一氧化碳与水蒸气的反应是一个可逆的放热反应，反应热是温度的函数。
变换过程中还包括下列反应式： H 2+O 2=H 2O+Q 工艺流程的选择合成氨变换工艺发展至今，工艺主要有4种：全中变、中串低、全低变和中低低。
对于每一种变换工艺，由于采用不同的热回收方式而使变换工艺的流程及设备结构有所不同。
合理选择变换工艺应考虑一下因素：半水煤气、水和蒸汽的质量，半水煤气中硫化氢的质量；变换气中CO 含量要求；对变换后续工段的影响；企业现有管理水平和操作水平。
本设计采用全低变流程。
变换炉的段间降温方式有：半水煤气冷机降温、水冷激降温和蒸汽冷激降温。
由于水的蒸发潜热大，少量的水就能达到降温的目的，用它降温既方便又灵敏，另外，由于水冷激降温是将气体的显热转变为蒸汽的潜热，降温后系统内总的热负荷并没有增加多少，相应的系统阻力也变化较小。
所以，本次设计变换炉段间降温方式采用水冷激降温。
工艺流程简述 下边原料及主要工艺条件 写任务书上的 其他条件 任务书压力:压力对变换反应的平衡几乎没有影响。
但是提高压力将使析炭和生成甲烷等副反应易于进行。
单就平衡而言，加压并无好处。
但从动力学角度，加压可提高反应速率。
从能量消耗上看，加压也是有利。
由于干原料气摩尔数小于干变换气的摩尔数，所以，先压缩原料气后再进行变换的能耗，比常压变换再进行压缩的能耗底。
具体操作压力的数值，应根据中小型氨厂的特点，特别是工艺蒸汽的压力及压缩机投各段压力的合理配置而定。
一般小型氨厂操作压力为0.7-1.2MPa,中型氨厂为1.2-1.8Mpa 。
本设计压力取1.7MPa.温度：变化反应是可逆放热反应。
从反应动力学的角度来看，温度升高，反应速率常数增大对反应速率有利，但平衡常数随温度的升高而变小，即 CO 平衡含量增大，反应推动力变小，对反应速率不利，可见温度对两者的影响是相反的。
因而存在着最佳反应温度。
对一定催化剂及气相组成，从动力学角度推导的计算式为Tm=1212ln 1E E E E RT T e e-+式中Tm 、Te —分别为最佳反应温度及平衡温度，最佳反应温度随系统组成和催化剂的不同而变化。
汽气比：水蒸汽比例一般指H 2O/CO 比值或水蒸汽/干原料气.改变水蒸汽比例是工业变换反应中最主要的调节手段。
增加水蒸汽用量，提高了CO 的平衡变换率，从而有利于降低CO 残余含量，加速变换反应的进行。
由于过量水蒸汽的存在，保证催化剂中活性组分Fe 3O 4的稳定而不被还原，并使析炭及生成甲烷等副反应不易发生。
但是，水蒸气用量是变换过程中最主要消耗指标，尽量减少其用量对过程的经济性具有重要的意义，蒸汽比例如果过高，将造成催化剂床层阻力增加；CO 停留时间缩短，余热回收设备附和加重等。
设计规模及设计方案的确定 1）原料组成本设计采用的原料的组成，如表1所示。
表1 半水煤气的组成（干基）组分H2CO CO2O2N2CH4合计含量/％41.0 27.0 12.0 0.3 18.7 1.0 1002）建设规模年生产40000t合成氨厂生产能力，年工作日按330天计，日产量40000/330/24=5.05t/h。
3）设计方案本工艺采用以煤为原料一氧化碳低温变换工艺设计。
催化剂采用B302Q,该催化剂的活性温度为180℃～500℃之间，变换炉为二段，一二段采用换热器降温，最终一氧化碳的变换率达到符合生产的需要。
工艺流程简述半水煤气温度35℃，压力0.88MPa，进入饱和塔加热增湿，出塔气体补充蒸汽达到所需的蒸汽比后进入蒸汽混合器，饱和塔出气所夹带的少量水雾皆可蒸发成蒸汽，而保证进入热换热器的半水煤气的干燥，半水煤气在热交换器中被加热到38℃左右，进入变换炉，经一段变换后的气体由变换炉引到热交换器降温后气体再回到变换炉二段触媒层，完成全部变换反应，出炉气体先去热交换器与部分半水煤气换热后依次进入水加热器和热水塔加热系统中循环热水，出热水塔的变换气进入第二水加热器加热锅炉给水后，再进入冷凝塔，被冷却水所洗涤和冷却。
然后进变换气储罐。
画方框图图1 一氧化碳变换生产流程主要设备的选择说明低温变换流程中，主要设备有低变炉、饱和热水塔、换热器、水加热器等。
以上设备的选择主要是依据所给定的合成氨系统的生产能力、原料气中碳氧化物的含量以及变换气中所要求的CO浓度。
对本设计评述半水煤气的变换是合成氨生产中较为关键的一步，因为能否正常生产出合格的变换气，是后面的所有工序正常运转的前提条件。
因此，必须控制一定的工艺条件，使转化气的组成，满足的工艺生产的要求。
在本设计中，根据已知的原料气组成，操作条件，采用了全低变变换的工艺流程路线。
首先进行物料和热量衡算，在计算的基础上，根据计算结果对主要设备选型，最终完成了本设计的宗旨。
在本设计中，主要参考了《小合成氨厂工艺技术与设计手册》和《合成氨工艺学》《化工原理》《物理化学》等书。
第一章变换工段物料及热量衡算第一节变换炉物料衡算及热量衡算已知条件(1)生产流程见图1；(2)干半水煤气成分见表1；(3)每吨氨消耗干半水煤气量 3270Nm3；(4)半水煤气温度35℃；变换气温度38℃；(5)触媒型号B302Q(6)变换气中一氧化碳（干基）1.5%；(7)各设备的热损失按5%计算；(8)热水塔出口变换气温度：75-80℃；(9)加入蒸汽为饱和蒸汽：压力1.0Mpa(表)；冷却水温度：37℃1．确定转化气组成：已知条件低变炉进口气体组成：表1 半水煤气的组成（干基）年产10万吨合成氨生产能力：日生产量：100000/330/24=12.63t/h要求出低变炉的变换气干组分中CO％小于1.5％表2 进低变炉的变换气干组分2．变换炉工艺条件计算(1)进出口温度的估计根据触媒B302Q的活性温度,选取变换炉进气温度为200℃(此值尚待以后计算检验是否合适)。
因系煤气冷激气流程,进出口温度差可稍小一点,现取为20℃,则变换炉出口温度为200+20=220℃。
(2)蒸汽比的选择假定汽气比为1.2,则单位干混合煤气应加入水蒸气：882.9×1.2=1059.48N 3m ；n （水） =56.76kmol则进变换器总的湿转化气量为 v 总=3270+1059.48=4329.48N 3m表3 变换进口的湿气组成生产中可测定原料气及变换气中一氧化碳的含量（干基），而由下式计算一氧化碳的实际变换率x ：X p ％=()a a a a Y Y Y Y '+'-1×100 式中a Y 、'a Y 分别为原料及变换气中CO 的摩尔分率（干基）。
所以：X p ％=()()27% 1.5%100%1 1.5%27%X -+⨯=93.0％变换后气体中有关成分的浓度为(氧气与氢气的反应略去不计；转化率为93.0％) H 2=0.3097+0.2039×0.930=0.4993 CO=0.2039×（1-0.930）=0.0143 CO 2=0.0906+0.2039×0.930=0.2802 H 2O=0.2447-0.2039×0.930=0.0551 出口组成的平衡常数由下试算出: K=222%%%%CO H CO H O ⨯⨯=0.2802*0.49930.0551*0.0143=177.56相应的平衡温度由参考《无机化工工艺学》P88查得，T=200℃时，K=227.9;T=250℃时，K=86.51.内插法求得K=177.56时，T为217.8℃。
出口平衡温差为220-217.8=2.2℃。
计算所得出口平衡温差在合理范围之内，不必重新假设蒸汽比，原假设的蒸汽比可用。
（3）湿半水煤气组成上一个表中的数据3.低变炉一段催化剂床层的物料衡算计算基准：1吨氨。
假设CO在一段催化床层的实际变换率为70％。
因为进低变炉一段催化床层的变换气湿组分：见上表假设O2与H2完全反应，O2完全反应掉故在一段催化床层反应掉的CO的量为：70％×882.9=618.03M3(标)=27.59koml出一段催化床层的CO的量为：882.9*（1-30%）=264.87M3(标)故在一段催化床层反应后剩余的H2的量为: 1340.7 +508.61-2×9.56=1777.02(标)=79.33koml故在一段催化床层反应后剩余的CO2的量为：376.66+508.61=885.27M3(标)=39.52koml出低变炉一段催化床层的变换气干组分：剩余的H 2O 的量为：1017.31-508.61+2×9. 56=527.82M3(标)=23.56koml 所以出低变炉一段催化床层的变换气湿组分：对出低变炉一段催化床层的变换气的温度进行计算： 根据：K=222%%%%CO H CO H O ⨯⨯=(0.2134*0.4284)/(0.0817*0.1273)=8.7901查《无机工艺学》知当t=450℃ K=7.311；t=400℃ K=11.70。