化工原理工程设计
化工原理课程设计2
XXXX 大学课程设计说明书设计题目：化工原理课程设计双组分连续精馏筛板塔的设计学院、系：化学工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：成绩：2014年7月2日目 录0 序言 ...................................................................................................................................................... 2 1 概述 ...................................................................................................................................................... 3 1.1 设计说明 ...................................................................................................................................... 3 1.2 原始数据 ...................................................................................................................................... 3 1.3 设计任务 ...................................................................................................................................... 3 2 物料衡算 .............................................................................................................................................. 4 3 塔顶、塔底的温度及最小回流比 ...................................................................................................... 5 3.1 确定操作压力 .............................................................................................................................. 5 3.2 计算塔顶温度（露点温度） ...................................................................................................... 5 3.3 计算塔底温度（泡点温度） ...................................................................................................... 6 3.4 最小回流比R MIN ........................................................................................................................... 6 4 确定最佳操作回流比和塔板层数 ...................................................................................................... 7 5 塔板结构计算（设计塔顶第一块板） ............................................................................................ 15 5.1 塔径计算 .................................................................................................................................... 15 5.2 确定溢流堰高度w h 和堰上液层高度ow h ............................................................................... 17 5.3 板面筛孔位置 ............................................................................................................................ 18 6 水力学性能参数的计算与校核 ........................................................................................................ 19 6.1 液沫夹带分率的检验 ................................................................................................................ 19 6.2 塔板压降 .................................................................................................................................... 19 6.3 液面落差校核 ............................................................................................................................ 20 6.4 塔板漏液状况校核 .................................................................................................................... 20 6.5 降液管下液泛情况的校核 ........................................................................................................ 20 7 筛板塔主要设计参数、工艺参数汇总 ............................................................................................ 24 8 工艺流程图 ........................................................................................................................................ 25 9 结束语 ................................................................................................................................................ 26 10 参考资料 .......................................................................................................................................... 27 10.1参考文献 ................................................................................................................................... 27 10.2附录 . (27)《化工原理课程设计》是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。
化工原理课程设计心得体会
化工原理课程设计心得体会(实用版)编制人：______审核人：______审批人：______编制单位：______编制时间：__年__月__日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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化工原理课程学习心得
化工原理课程学习心得篇一：化工原理学习心得化工原理学习感想在本次的化工原理学习中，虽然是短短的半个学期，却让我了解了到了许多平时会接触到，但又不明白为什么的生产原理及仪器构造原理。
这门课程主要包括了流体力学基础，流体输送，非均相分离，传热，蒸馏，气体吸收与干燥。
在学习这门课程的时候，我们收获到在学习的这些知识中，用这些知识可以解释生活生产中说用的各种器械，现象，还有处理方法等等。
在流体输送机，换热器，蒸馏塔方面，我们懂得了这些器械的运用以及工作原理，懂得对对这些机械减小由于各种原因造成的损失，从而使效率最大化的方法。
在流体的流动力学、密度、摩擦等各种因素中，热传导方面，蒸馏，干燥这些知识点，我们学到用这些知识来解决问题。
化学工程原理，对于我们食品科学与工程的学生来说，对我们以后不管是在食品的研究，以及食品分析仪器的运用方面，都可以很好的去理解器械或者是材料成型的原理以及构造，而不是处于陌生的态度去面对这些，这也就是我们所学的要在实际中的用途。
如家里的太阳能热水器就是简单的运用了传热的原理：在太阳的照射之下，真空管集热并最大限度的实现光和热的转换，然后通过微循环把热水送至保温水箱，再经过控制系统到用户。
这就是替代了传统加热所需要的煤炭，节约资源，环保高效。
为我们的生活带来了许多的便利。
虽然接触这门课的时候还是有些困难，但是每一个所学的知识点还是挺清晰明确的，但初次接触，难免有些内容还是理解的不是很好，在一些公式以及原理的运用上不能很好的去联想到实际中，但是我们相信，所学的总会用到的，通过我们的复习以及设计，我们又进一步的对这门课的知识理解了更多。
感谢老师来带我们这门课程，让我们在这门课的学习中能更好的更深层次的去理解。
在下半个学期的化工原理实验中，将会用到这门课程所学习到的知识。
这是一个非常好的巩固和重新学习的机会。
希望我可以更好的掌握化工原理这门课程，这对以后的实验仪器的构造原理的了解会有很大的帮助。
制药工程课程设计
《化工原理》课程设计管壳式换热器设计学生姓名孙国良学生学号*******学科专业制药工程院部名称工学院设计时间2016.05.15至2016.06.14二零一六年六月目录引言 (3)一、传热原理及用途 (3)二、换热器的分类与特点 (3)三、结构设计的重要性 (3)四、设计的普遍标准与要求 (4)设计任务 (4)设计步骤与基本原则 (5)一、设计步骤 (5)二、列管式换热器种类选取 (5)三、管程与壳程的选取 (5)三、流体流速的选择 (5)四、管程结构的选择 (6)五、管程和管壳数的确定 (7)六、折流挡板 (7)七、其他主要部件 (7)设计方案的确定 (8)一、设计方案的确定 (8)1.选择换热器类型 (8)2.选定流体流动空间及流速 (8)流程草图及说明 (8)设计计算 (8)一、物性数据的确定 (8)二、计算逆流的平均温度差 (9)三、初选总传热系数K (9)标准化的管壳式换热器设计方案 (10)一、换热器初步选型 (10)二、换热器核算 (10) (14)非标准化管壳式换热器的设计方案一、工艺结构尺寸 (14)二、换热器核算 (16)其他零部件的设计 (20)一、壁厚的确定 (20)二、封头的确定 (21)换热器装配图 (21)设计评述 (21)一、设计总结 (21)二、设计感想 (21)参考资料 (22)致谢 (22)引言一、传热原理及用途换热器是一种在两种或两种以上不同温度的流体间实现物料之间热量传递的设备，其功能是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
在换热器中要实现热交换至少要有两种不同温度的流体，一种流体温度高，放热；另一种流体温度低，吸热。
根据具体的换热要求，换热器中有时也会有两种以上流体参与换热，但其基本原理与两种流体是一致的。
自然界存在三种基本传热方式，即热传导、对流传热、及热辐射。
化工原理课程设计华理
化工原理课程设计华理一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握化工原理的基本概念、基本理论和基本方法，能够运用化工原理解决实际工程问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握化工原理的基本概念和基本理论，包括质量守恒、能量守恒、动量守恒等基本原理。
（2）熟悉化工过程中的基本单元操作，如流体流动、传热、传质、反应工程等。
（3）了解化工工艺流程及设备设计、操作和控制的基本原理。
2.技能目标：（1）能够运用化工原理解决实际工程问题，如进行工艺参数的计算和优化。
（2）具备一定的化工工艺设计和设备选型的能力。
（3）能够运用现代化工软件进行工艺模拟和优化。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工行业的兴趣和热情，提高学生的人文素养。
（2）培养学生团队协作、创新精神和责任意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.化工原理基本概念和基本理论：质量守恒、能量守恒、动量守恒等基本原理。
2.基本单元操作：流体流动、传热、传质、反应工程等。
3.化工工艺流程及设备设计、操作和控制：包括设备选型、工艺计算、工艺模拟等。
4.现代化工软件的应用：Aspen Plus、HYSYS等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：系统讲解化工原理的基本概念、基本理论和基本方法。
2.案例分析法：分析实际工程案例，让学生更好地理解化工原理的应用。
3.实验法：进行实际操作，培养学生动手能力和实验技能。
4.讨论法：分组讨论，培养学生的团队协作和创新能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《化工原理》、《化工工艺学》等。
2.参考书：相关领域的研究论文、技术资料等。
3.多媒体资料：教学PPT、视频、动画等。
4.实验设备：流体力学、传热、传质等实验装置。
五、教学评估本课程的教学评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：包括课堂参与度、提问回答、小组讨论等，占总评的20%。
2.作业：包括课后习题、小论文等，占总评的30%。
化工原理工艺流程设计
化工原理工艺流程设计引言化工原理工艺流程设计是在化工工程中的一个重要环节，它涉及到对化学反应原理、物质传递原理、热力学原理等知识的应用，通过合理地设计工艺流程，实现化工产品的生产。
本文将介绍化工原理工艺流程设计的基本概念、流程和方法。
基本概念化工原理化工原理是指化学反应原理、物质传递原理、热力学原理等在化工工艺中的应用。
在化工工艺中，化学反应是指两种或多种物质发生化学变化，生成新的物质。
物质传递是指物质在不同相之间的传递过程，包括质量传递和能量传递。
热力学是指研究物质和能量之间的转化关系。
工艺流程工艺流程是指将化工原理应用到具体生产中的过程，通过一系列的操作和控制，实现对原料的处理、反应的进行以及产品的分离和处理。
工艺流程通常包括原料处理、反应装置、产品分离和处理等环节。
流程设计化工原理工艺流程设计包括对原料的选择和处理、反应的进行、产品的分离和处理等环节的设计。
下面将介绍几个重要的设计环节。
原料选择和处理原料选择和处理是化工原理工艺流程设计的第一步，它是决定整个工艺流程的基础。
在原料选择上，需要考虑原料的成本、供应稳定性、化学性质等因素。
原料处理包括对原料进行预处理，如过滤、浓缩、分离等操作，以满足后续反应的要求。
反应进行反应进行是化工原理工艺流程设计的核心环节，它决定了产品的生成率和质量。
在反应进行中，要考虑反应的速率、平衡转化率、反应热等因素。
为了提高反应的效率，可以采用催化剂、调节反应条件等措施。
产品分离和处理产品分离和处理是化工原理工艺流程设计的最后一步，它决定了产品的纯度和得率。
产品分离包括物质的分离和提纯，可以采用蒸馏、结晶、萃取等方法。
产品处理包括对产品的加工和包装等操作。
设计方法流程图法流程图法是一种常用的工艺流程设计方法，它通过流程图来表示工艺流程的操作顺序和关系。
流程图中的图形表示不同的操作，箭头表示操作的顺序和流程方向。
通过观察和分析流程图，可以发现和解决工艺流程中存在的问题。
化工原理课程设计(2013)
注意：（1）蒸汽冷凝走壳程，壳程为两相流，故 不计算。 （2）蒸汽冷凝传热系数 ，计算中壁温 需试差。
（1 ） 试算并初选设备规格 （2 ） 面积校核 （3） 流体力学计算。包括管程和壳程
五 原料泵的选择
• 1 确定输送系统的流量与压头; • 2 选择泵的类型与型号,列出该泵的各种性能参数 ; • 3 核算泵的轴功率 • 管径选择; • 各截面高度确定（尤其是进料口或高位槽高度）； • 阻力计算（注意应包括估算的预热器阻力）及通
号
57 开口 14 出人孔 56 开口 13 补强圈 55 开口 13 90 度无缝弯头 54 开口 13 接管 53 开口 13 法兰（凹） 52 开口 12 管嘴 51 开口 11 缠绕式垫片 50 开口 11 补强圈 49 开口 11 人孔 48 开口 101-2 61-3 补强圈 47 开口 101-2 61-3 接管 46 开口 101-2 法兰（凸） 45 开口 91-2 补强圈 44 开口 91-2 接管 43 开口 91-2 法兰（凹） 42 开口 8 补强圈 41 开口 8 接管 40 开口 8 法兰（凹） 39 开口 61-3 法兰（凹） 38 开口 5 补强圈 37 开口 5 接管 36 开口 5 法兰（凹） 35 开口 41-5 缠绕式垫片 34 开口 41-5 补强圈 33 开口 41-5 人孔 32 开口 31-27 管嘴 31 开口 2 补强圈 30 开口 2 接管 29 开口 2 法兰（凹） 28 开口 1 补强圈 27 开口 1 接管 26 开口 1 法兰（凹） 25 筋板 24 引出口 23 透气管 22 椭圆形封头 21 筒体 20 保温支持圈（Ⅰ） 19 锥段 18 防冲板 17 受液盘
过柏努利方程计算扬程。
化工原理 课程设计
化工原理课程设计——水吸收硫化氢填料吸收塔设计姓名：刘家王专业：环境工程班级：环工0701学号：071400321目录一、前言 (3)二、设计条件 (3)三、设计方案的确定 (3)1．吸收装置流程的确定 (3)2．吸收剂的选择 (3)3．操作温度与压力的确定 (4)四、填料的类型和选择 (4)五、填料塔工艺尺寸的计算 (4)1．基础物性数据 (4)2. 物料衡算 (5)3. 塔径计算 (6)4. 填料层高度计算 (8)六、填料层压降的计算…………………………………………………………七、填料塔内件的类型与设计 (8)九、设计一览表 (10)十、对设计过程的评述和有关问题的讨论 (11)十一、参考文献 (11)十二、主要符号说明 (14)十三、附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图）一．前言：在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离。
气体的吸收是用适当的液体吸收剂与气体混合物接触，吸收气体混合物中一个或几个组分，使其中的各组分得以分离的一种操作。
在化工生产中，它主要用于原料气的净化、有用组分的回收、制取气体的溶液，作为成品以及废气的治理等方面。
因此，吸收操作是一种重要的分离方法，在化学工业中应用相当普遍。
吸收操作利用气体混合物各组分在某种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。
气体吸收是物质自气相到液相的转移，这是一种传质过程。
混合气体中某一组分能否进入液相，既取决于气体中该组分的分压，也取决于溶液里该组分的平衡蒸汽压。
如果混合气体中该气体分压大于溶液中该组分的平衡蒸汽压，这个组分便可自气相转移到液相，即被吸收。
可用作吸收的设备种类很多，如填料塔、板式塔、喷洒塔和鼓泡塔等，工业上较多的使用填料塔。
课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。
通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。
化工原理课程设计
一．前言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，是理论系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。
通过化工原理课程设计，要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融汇贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的设计任务，从而得到以化工单元操作为主的化工设计的初步训练。
通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握典型单元操作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。
同时，通过课程设计，还可以使学生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。
1.1概述塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。
工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。
此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。
板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。
工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。
浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。
其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触。
浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自行调节。
浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为F－1型（V－1型）、V－4型、十字架型、和A型，其中F－1型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB －1118－81）。
化工原理课程设计精馏塔cad
化工原理课程设计精馏塔cad一、课程目标知识目标：1. 理解精馏塔的基本化工原理，掌握其结构与功能的关系；2. 学习并掌握使用CAD软件进行精馏塔的设计与绘制；3. 了解精馏塔在化工生产中的应用及其对分离效果的影响。
技能目标：1. 能够运用化工原理知识，进行精馏塔的初步设计与参数计算；2. 掌握CAD软件的基本操作，独立完成精馏塔的三维模型构建和工程图绘制；3. 培养解决实际工程问题、团队协作和动手操作的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理学科的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的环保意识，认识到化工技术在环保领域的重要作用；3. 培养学生的创新意识和工程思维，提高对工程问题的解决能力。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合化工原理与CAD软件应用，以实际工程案例为背景，培养学生的实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的化工原理基础知识，但对实际工程设计和CAD软件操作相对陌生。
教学要求：教师需结合学生特点，采用案例教学、任务驱动、分组合作等教学方法，引导学生掌握课程内容，实现课程目标。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
后续教学设计和评估将以具体学习成果为导向，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 精馏塔基本原理：- 精馏塔的工作原理与结构特点（对应教材第3章第2节）；- 精馏过程中的相平衡与物料平衡（对应教材第3章第3节）。
2. 精馏塔设计与参数计算：- 精馏塔的设计方法与步骤（对应教材第4章第1节）；- 精馏塔关键参数的计算，包括理论板数、回流比等（对应教材第4章第2节）。
3. CAD软件操作与应用：- CAD软件的基本操作与功能介绍（对应教材附录A）；- 精馏塔三维模型构建与工程图绘制（结合教材实例与实际案例）。
4. 实践操作与案例分析：- 案例分析：精馏塔设计在化工生产中的应用（结合教材第5章实例）；- 实践操作：分组进行精馏塔设计与绘制，培养实际操作能力。
河北工业大学化工学院2016版化工原理课程设计全解
3、设备型式：A.浮阀塔
B.筛板塔
4、操作条件：塔顶压强：≥0.005 MPa 进料状况： 自定 回流比： 自定 建厂地区大气压强：760 mmHg 板压降可按）
连续操作乙醇精馏塔
1、生产能力：年产产品酒精 8000 吨； 年开工时数 8000小时；
3、设备型式：A.浮阀塔 B.筛板塔
4、操作条件：塔顶压强： 5.0 KPa 建厂地区平均大气压力 760 mmHg 年平均最高气温：33 ℃ 年平均最低气温：-10 ℃
设计题目及设计条件
（二）
连续操作甲醇－水精馏塔
1、生产能力：年产产品 8000 吨； 年开工时数 8000小时；
2、分离要求：（甲醇质量％） 进料组成： 38.2 ％，其余为水； 精甲醇： ≥ 99.5 ％； 残液组成： ≤ 0.05 ％；
少数结果 多为某一章的问题 教科书 条件确定 正确与否只关系到对 书本知识的掌握 知识来源： 书本知识+文献资料＋实践经验 书本知识
3、对同学的要求：独立完成
1、学习、熟悉查阅资料、收集资料的方法，搜 集有关数据，正确选用公式； 2、树立正确的设计思想，包括技术路线的可行 性、先进性，经济上的合理性，可操作性， 环 境保护等； 3、准确、精练的表达能力：将设计思想、设计 过程和设计结果用精练的语言、简洁的文字、 清晰的图表达出来； 4、熟悉进行实际设计工作的基本步骤：任务 — 搜集数据资料 —方案设计 —工艺设计 —对结 果进行分析、讨论、修正 —— 设计报告
2、分离要求：（乙醇质量％） 进料组成： 40 ％（v/v)，其余为水； 产品乙醇： ≥ 94 ％； 乙醇收率 不低于99.7%
3、设备型式：A.浮阀塔
化工原理课程设计
安徽理工大学化工原理课程设计说明书设计项目：标准列管式换热器的选型设计学院名称：化学工程学院专业班级：弹药12-6班学号：学生姓名：设计组序：第四组指导教师：张洪流二○一五年元月十三日目录一、设计任务书 (3)二、成绩评定 (4)三、前言 (4)四、设计内容 (8)（一）设计参数的确定 (8)（二）产品流量计算 (8)（三）热负荷及冷却水用量计算 (8)（四）传热平均温度差计算 (8)（五）估算传热面积 (9)五、标准列管式换热器的选型设计 (9)（一）初选换热器型号 (9)（二）核算压降 (9)（三）核算传热系数 (10)（四）选型结果 (11)（五）附件设计 (11)六、设计结果一览表 (13)七、结束语 (14)八、参考文献 (15)化工原理课程设计任务书同学：威名化工厂拟采用一列管换热器以净化后的热空气加热甲苯。
已知：原料质量流量为3500 kg/h，初始温度为20℃，要求加热至 65 ℃；空气进口温度为135 ℃，出口温度比进口温度低20℃。
试根据工艺要求进行标准列管式换热器的选型设计。
设计时间：2015.01.12~2015.01.16（校历20周）指导教师：张洪流二○一五年元月九日安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表前言化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
化工原理课程设计能较好地激发我们学生的在学习与创造热情，加深对《化工原理》和《化工设备机械基础》这两门课程上下层约束关系的理解。
因此，化工单元操作设备设计是化工原理及化工设备基础课程的重要教学环节，是培养我们学生综合运用所学知识解决涉及任务的训练，是理论教学与化学工程涉及相结合的纽带，是我们学生理论知识的综合运用及解决工程问题的能力的重要升华。
化工原理课程设计列管式换热器
化工原理课程设计任务书设计题目：列管式换热器的设计班级：生物工程专业指导教师：王帅设计时间：2013.06.17~2013.06.24食品科学与工程学院二O一三年六月目录设计任务书 (3)一、方案设计 (4)1、确定设计方案 (4)2、确定物性数据 (4)3、工艺流程图 (4)二、工艺过程设计计算 (5)三、设计结果一览表 (8)四、设计评述及问题的讨论 (9)五、主体设备设计图（详情参见图纸） (10)六、参考文献 (10)七、主要符号说明 (10)附图··········································································化工原理课程设计任务书哈佛大学食品科学与工程学院一、化工原理课程设计的重要性化工原理课程设计是学生学完基础课程以及化工原理课程以后，进一步学习工程设计的基础知识，培养学生工程设计能力的重要教学环节，也是学生综合运用化工原理和相关先修课程的知识，联系生产实际，完成以单元操作为主的一次工程设计的实践。
化工原理课程设计
主体设备工艺条件图
• 主体设备是指在每个单元操作中处于核心地位 的关键设备，如大家要主要设计的塔设备(板式 塔和填料塔) 等。而换热器、泵、压缩机等属 辅助设备，一般只计算选型，不单独画设备工 艺条件图。 • 主体设备工艺条件图是将设备结构设计和工 艺尺寸计算结果表示出来的总图。
主体设备工艺条件图包括内容:
要求训练提高几个方面的能力：
• (1)熟悉查阅文献资料、搜集有关数据、正确 选用公式的能力。
与平时作业极不同的是，设计者面临许多 未知条件，需要作出选择。 • (2)在考虑技术先进可行、经济上合理的前提 下，分析设计任务要求，确定工艺流程、设备 选型的设计能力，同时还要统筹兼顾节能、劳 动条件和环保等其他方面。
化工原理课程设计
指导教师：阳卫军, 尹双凤, 杨林涛
湖南大学化学化工学院化工系
一、课程设计的意义
• 工程设计的初步训练，理论联系实际的桥梁 综合运用所学知识，独立思考，按时完成 设计任务。了解工程设计的基本内容，掌握主 要程序和方法，培养分析和解决工程实际问题 的能力，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。 • 大四时大家以做毕业论文为主，那么，课程设 计的训练对培养设计能力和严谨的科学作风就 尤为重要。
6、塔和塔板主要工艺尺寸设计
(1)塔高、塔径及塔板ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构尺寸的确定。
(2)塔板的流体力学验算。 (3)塔板的负荷性能图。（精馏段、提馏段） 7、设计结果一览表(主要设备尺寸、衡算结果等); 8、附属设备的选型与计算（选做）；
9、参考文献 ；
10、后记及其它（设计评述或有关问题的分析讨论、致谢 ）
．
(六)绘图
加热蒸汽：低压蒸汽（间接加热）
化工原理教学课程设计
化工原理教学课程设计一、引言化工原理是化工专业的基础课程之一，对学生的基础知识和技能的培养起着重要作用。
本文旨在设计一门全面且高效的化工原理教学课程，通过理论教学、实验教学、案例分析等方法，帮助学生掌握化工原理的理论知识和实际应用能力，提高学生的学习兴趣和学习效果。
二、教学目标1. 理论学习目标：通过本课程的学习，学生应具备扎实的化工原理基础知识，包括化学反应动力学、质量传递、能量传递、流体力学等方面的知识。
2. 实践学习目标：学生应能够熟练操作化工实验仪器设备，掌握常用实验操作技能，并能够分析和解决实践中的问题。
3. 应用目标：学生应能够将所学的化工原理知识应用于实际工程中，理解化工过程中的原理和规律，具备一定的工程设计和问题解决能力。
三、教学内容和教学方法1. 理论教学内容:(1) 化学反应动力学：化学反应速率和化学平衡，反应动力学和反应速率常数，反应速率和温度的关系等。
(2) 质量传递：质量传递的基本概念，质量传递过程的速度控制因素，质量传递的传递机制等。
(3) 能量传递：热力学基本概念和热力学定律，热传导的基本理论，传热方式与传热设备等。
(4) 流体力学：流体的基本性质，流体流动的基本方程和物理规律，流体传动设备等。
2. 实验教学内容：(1) 基础实验：采用常规实验装置，进行化工原理相关的实验，如酸碱中和反应速率的测定，质量传递过程的实验，热传导实验等。
(2) 设计和创新实验：通过设计实验方案，解决实际问题，培养学生的创新能力和实践能力。
3. 教学方法：(1) 理论部分：采用讲授和互动式教学相结合的方式，引导学生主动学习，理解化工原理的基本概念和原理。
(2) 实验部分：注重实践操作，引导学生进行实验操作和数据处理，培养学生的动手能力和实验思维能力。
(3) 案例分析：通过真实的案例分析，帮助学生将理论知识应用于实际工程问题的解决，并培养学生的问题分析和解决能力。
四、教学评估和成绩评定1. 理论部分评估：通过平时作业、课堂互动和小测验等形式进行评估，占总评成绩的30%。
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西南交通大学化工原理工程设计说明书题目：分离苯—甲苯混合物的精馏塔的设计设计者：琪班级：生物工程学号：指导老师：完成日期：2012/7/17目录前言-------------------------------------------------------------------- 设计任务-------------------------------------------------------------- 一．精馏装置工艺流程图---------------------------------------- 二．精馏塔的设计计算-------------------------------------------1.基本数据计算--------------------------------------------------2.回流比的计算--------------------------------------------------3.塔板数的计算-------------------------------------------------- 三．精馏塔的工艺设计-------------------------------------------1.塔径的计算-----------------------------------------------------2.塔高的计算----------------------------------------------------3.塔板结构参数的计算和设计--------------------------------- 附精馏塔塔板设计结果汇总表------------------------------ 提馏塔塔板设计结果汇总表------------------------------- 四．精馏塔的负荷性能的计算-----------------------------------1.塔板的负荷性能计算-----------------------------------------2.塔板的流体力学校核------------------------------------------- 五．精馏塔的辅助设备-------------------------------------------1.塔顶冷凝器-----------------------------------------------------2.塔底再沸器------------------------------------------------------- 六．设计小结----------------------------------------------------------- 七．参考文献-----------------------------------------------------------八．附图---------------------------------------------------------------前言本实验的设计题目是分离分离苯—甲苯混合物的精馏塔的设计。
精馏操作是重要的化工单元操作，广泛应用于石油、化工、轻工、食品、冶金等领域。
此操作主要在塔设备中进行，使液—液混合液经过多次部分气化和部分冷凝，以达到使混合物体系分离成较高纯度的组分的目的，精馏塔设计的主要任务是根据物系性质和工艺要求，确定操作条件。
选择一定的塔型，进行工艺和设备的计算。
精馏装置流程比较定型。
一般包括：精馏塔、塔顶蒸汽冷凝器、塔底再沸器（蒸馏釜）、原料加热器以及输送设备等。
塔器是气液传质的主要设备。
气液混合物通过塔器的处理，就能将其中各组分进行分离。
从精馏的原理可知：要使过程顺利进行，必须具备两个条件：一是气液两相密切接触；二是气液两相接触面积要大。
塔设备中本身的结构正是为提供这两个条件而设计的。
因此选择塔设备一般根据以下原则：能提供良好的气液接触条件和足够大的接触面积，以达到生产能力大，分离效率高，压降小，操作范围广，结构简单，金属材料消耗少。
在选择塔的种类时应注意，不同的塔型各有某些独特的特性。
设计时应根据物系性质和具体要求选择适宜的塔型。
本实验设计选择浮阀塔。
它是在泡罩塔的基础上发展起来的。
它主要的改进是取消了升气管和泡罩。
在塔板开孔上设有浮孔。
这一改进使浮阀塔在操作弹性，塔板效率压降，生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔更优越。
浮阀塔广泛用于精馏，吸收以及脱吸等传质过程中。
设计之所以选择浮阀塔，是因为它具有以下几个优点：①处理能力比同塔型的泡罩塔可增加20%~40%②操作弹性大，一般约为3~4，最高可达6，比筛板塔，泡罩塔，舌形塔都大。
③塔板效率高。
比泡罩塔高15%左右。
④压降小。
在常压下塔中每块板的压降一般都较小。
⑤使用周期长，粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常工作。
⑥安装容易，制造费为泡罩塔的60~80%。
在选定浮阀塔的基础上确定设计方案。
其总原则是尽可能的设计出经济上合理，产品质量高，低耗能的塔设备。
一．精馏装置工艺流程图精馏装置一般包括：精馏塔、塔顶蒸汽冷凝器、塔底再沸器（蒸馏釜）、原料加热器以及输送设备和管路等。
其工艺流程图比较固定。
工业生产常见的精馏流程见下图。
二． 精馏塔的设计及计算1.基本数据的计算苯的分子量：78.1kg/kmol C 6H 6 甲苯的分子量：92.1kg/kmol C 7H 8进料的平均分子量：M F =0.65×78.1+0.35×92.1=82.9kg/kmol 进料液的摩尔量为：F=7700÷82.9=92.88kmol/h 总物料衡算：F=D+W Fxf=DxD+WxW 解之得：D=60.49kmol/h W=32.39kmol/h 2．q 值的计算由苯—甲苯的温度—组成相图（附图2） 得： 当xF=0.65时苯的泡点温度为tD=88.1℃ 进料温度为65℃时的平均温度为t=55.7621.88652=+=+tf tb ℃ 由液体的比热共线图[1]可查得苯的比热CpA=0.46×4.187kJ ·kg -1·K -1=1.93kJ ·kg -1·K -1 甲苯的比热CpB=0.46×4.187 kJ ·kg -1·K -1=1.93 kJ ·kg -1·K -1（采用内差法计算所得）则进料的平均比热Cpm=1.93 kJ ·kg -1·K -1当P=0.1MPa 时，查得[2]苯的气化潜热为γA =393.9kJ ·kg -1 甲苯的气化潜热为γB =363 kJ ·kg -1则进料液的平均气化潜热γm=9235.07865.07865.0⨯+⨯⨯×393.9+0.388×363=381.9 kJ ·kg-1 所以q=117.191.38165-1.8893.191.381)(c pm =⨯+=-+=--+-=--）（m tf tb m il iv if il il iv il iv if iv γγ 即q=1.117.3．计算最小回流比Rmin 由2得q=1.117547.91=-q qq 线为y=1-q q x-556.5547.91-=-x q xf由此作附图3，q 线与平衡线的交点为：xq=0.671，Yq=0.769 所以Rmin=（xd-yq ）/（yq-xq ）=0.899 4、计算最小理论塔板数Nmin由参考[3] 表10—3以及附图2，计算xF=0.65 xD=0.99 xW=0.015下，分别对应的泡点温度，取三处的α的几何平均值。
tF=88.1℃ tD=80.3℃ tW=109.9℃ αF=2.5297 αD=2.5978 αW=2.3553 则α==2.49全回流时，所需理论塔板数最少，由芬斯克（Fenske ）方程[4]N min==-⎥⎦⎤⎢⎣⎡---1log )1)(1(log axw xw xd xd 62.8149.2log )015.01015.0)(99.0199.0(log =-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-- 5、计算理论塔板数N 设R=1.0501.011899.011min =+-=+-=R R R x 由吉利兰关联图[5]得 y=0.75（1-x 0.567） y=1min+-N N N 算出N=8.231min =-+yyN同上，设若干R 值，可算得相应的若干N 值，其结果列表如下从R 与N 的关系可见：当R ＜1.8时，曲线很陡，所需N 较多； 当R ＞1.8时，曲线变平坦，所需N 减少。
取R=1.8，理论塔板数N=13.9作图所求理论塔板数（附图3）N’=14.5取R=2.0，理论塔板数N=13.3作图所求理论塔板数（附图3）N’=14.3则可以看出：当R取1.8时，N’与N最相近故取R=1.8N=14.56、塔板效率的计算采用奥康奈尔（O’connell）法[6]ET=0.49（αμaV）-0.245由4可知α=2.49塔顶：xD=0.99 查得泡点温度为80.3℃塔底：xW=0.015 查得泡点温度为109.9℃则平均温度t=（80.3+109.9）/2=95.1由液体的粘度共线图[7]查得苯的粘度μ=0.25cP甲苯的粘度μ=0.28cP则进料的平均粘度μ=0.25×0.65+0.28×0.35=0.2605cPET=0.49（αμ）-0.245=0.5448cP（与[6]图11—21对照，结果相近，故可用）E0≈0.5448×1.1=0.5997、实际塔板数的计算由附图3可知理论塔板数N=14.5，找到d点①精馏段应为N1=6.7 故实际塔板数为Ne1=N1/E0=11.19 取为12层②提馏段应为N2=14.5-6.7=7.8 故实际塔板数为Ne2=N2/E0=13.02 取为14层即实际塔板数为12+14=26层，实际进料板位置为第12块板。
三．精馏塔的工艺设计一、塔径的计算 1、精馏段的塔径精馏段的平均温度为t=（td+tf ）/2=（80.3+88）/2=84.15℃ 馏出液的平均分子量M=0.99×78.1+0.01×92.1=78.14 kg/kmol 则塔顶t=80.3℃时，蒸汽的密度 )3.80273834114.78100000+⨯⨯==（RT PM v ρ =2.66kg/m3D=60.49kmol/h=0.017kmol/s 则上升的蒸汽的量为：Vs=L+D=(R+1)D=0.017×（1.8+1）×78.14÷2.63=1.4m3 又查表[8]得:当t=80.3℃时，苯和甲苯的液体平均密度为811kg/m3 当t=88℃时，苯和甲苯的液体平均密度为803kg/m3 当t=109.9℃时，苯和甲苯的液体平均密度为780kg/m3则精馏段的液体平均密度=（803+811）/2=807 kg/m3将各处的摩尔分率换算为质量分率：a F =0.65/(0.65+0.35(92/78))=0.612kg/h a D =0.988kg/h a W =0.013kg/h由物料衡算 F=D+W FaF=DaD+WaW解之得D=4731kh/h=1.31kg/s W=2969kg/h=0.82kg/s液体流量为 L=RD=1.8×1.31=2.36kg/s Ls=2.36/807=0.003 m3/s038.063.28074.1003.05.05.0=⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡）（V L Vs Ls ρρ 假设取板间距HT 为0.45m ，由史密斯关联图[9]可得C=0.11m/s 则液泛速度Uf=c92.163.263.2-807110.05.0=⨯=-）（VV L ρρρ m/s取安全系级为0.7 则u=0.7uf=1.34 m/s A ’=Vs/U=1.4/1.34=1.045m2 Af=Vs/Uf=1.4/1.92=0.729m2 D=503.1785.0'=+AfA m 取整为D=1.6m 由于浮阀塔的塔径D 在0.8~1.6m 时 板间距HT 正好在300~450mm 之间 故取板间距为0.45m 合适[10] 2.提馏段的塔径提馏段的平均温度t=(tF+tW)/2=（88+109.8）/2=98.95℃ 进料时t=94.8℃ ρA=)88273834114.78100000+⨯⨯=（RT PM = 2.60kg/m3ρB )88273834192100000+⨯⨯==（RT PM = 3.07kg/m3 ρF=2.60×0.65+3.07×0.35=2.765kg/m3 塔底t=109.9℃ ρA=)9.109273834114.78100000+⨯⨯=（RT PM = 2.450 kg/m3 ρB )9.109273834192100000+⨯⨯==（RT PM = 2.890kg/m3 ρW=2.450×0.0.015+2.890×0.985=2.883kg/m3 平均密度= 2.824kg/m3塔底t=109.9℃，查得液体平均密度为780kg/m3 则提馏段的平均密度为=L ρ(803+780)/2=791.5kg/m3液体流量为Ls ’=L ’/L ρ=(L+qF)/ L ρ=(2.36+1.117×7700÷3600)÷791.5=0.006m3/s蒸汽流量为Vs’=Vs -(1-q)F=1.4—（1—1.117）×（7700/（3600×803））=1.40kg/s07.0824.25.79140.1006.05.05.0=⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡）（V L Vs Ls ρρ 取板间距为0.45m ，由史密斯关联图[9]可得C=0.10m/s 则液泛速度 Uf=c 67.1824.2824.2-5.79110.05.0=⨯=-）（VV L ρρρm/s取安全系级为0.7 则u=0.7uf=1.170m/sA ’=Vs ’/U=1.196m2 Af=Vs ’/Uf=0.0.838m2 D=596.1785.0'=+AfA 取整为D=1.6m由于浮阀塔的塔径D 在0.8~1.6m 时板间距HT 正好在300~450mm 之间，故取板间距为0.45m 合适[10] 二、塔高的计算（塔高包括①塔的有效高度，②顶部空间，③底部空间以及④结合再沸器的安装高度）1、取塔顶与第一块板之间的距离HD 为1.0m （使气流中的液滴自由沉降，减少出塔气中的液沫夹带，经验值一般为1.0~1.5m ）2、取塔底与最下一层之间的高度HB 为1.0m （保证料液不致排完，经验高度为1.0~2.0m ）3、进料板的高度，由于进料可能在此急剧汽化，流速很高，为防止液沫夹带，进料板间距HF 要求较高，一般为塔板间距的2倍。