化学工程与工艺专业课程设计――张龙章(北京化工大学).
《化工工艺学》课程教学大纲
《化工工艺学》课程教学大纲课程名称:化工工艺学课程编码:18000029学时:48学时学分:3学分开课学期:第6学期课程类别:必修课程性质:专业必修课适应专业:化学工程与工艺先修课程:有机化学、物理化学、化工原理、化工设备机械基础、催化原理、化工热力学、化学反应工程等。
一.课程的性质、目的与任务本课程是化学工程与工艺专业的专业必修课,是在学完化工原理、物理化学、有机化学等基础课和技术基础课以后所开设的,是综合所学过的各门课程的基本原理,结合有机化学工业生产的特点,去组织生产工艺过程的一门课程,是理论密切联系实际的一门课程。
其主要目的和任务是,通过本课程的学习,使学生熟悉化学工业生产所用原料的来源与基本性质;熟悉各类基本反应的原理,熟悉各种化工操作单元,学会组织优化生产工艺流程,并具有一定的安全生产基本知识,在学习过程中,着重培养学生的分析问题和解决问题的能力。
二.本课程的基本要求第1章绪论了解基本有机化学工业生产的任务及其在国民经济中的重要地位;基本有机化学工业的四种原料;基本有机化学工业的主要产品。
第2章原料资源及其加工了解无机化学矿及其加工、石油及其加工、天然气及其加工、煤及其加工、生物质及其加工、再生资源的开发利用、空气和水第3章烃类热裂解熟练掌握热裂解过程的化学反应与反应机理:烃类热裂解的一次反应;烃类热裂解的二次反应;烃类热裂解反应机理与动力学。
熟练掌握烃类管式炉裂解生产乙烯:原料烃组成对裂解结果的影响;操作条件的影响;管式反应器的改进与急冷器。
掌握裂解气的净化与分离:概述;酸性气体的脱除;脱水与脱炔,;裂解气的压缩。
熟练掌握裂解气的深冷分离:顺式分离流程;优化分离流程的组织原则;乙烯分离的三种流程及其比较;脱甲烷塔及操作条件;能量的综合利用。
第4章芳烃的转化了解芳烃的来源;芳烃的供需和芳烃间的相互转化。
掌握芳烃转化反应的化学过程:主要转化反应及其反应机理;催化剂。
熟练掌握芳烃的歧化和烷基转移:甲苯歧化的化学过程;工业生产方法;掌握C8芳烃的分离和异构化:C8芳烃的分离;C8芳烃的异构化。
北化化工原理课程设计
北化化工原理课程设计一、课程目标知识目标:1. 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;2. 了解北化化工原理课程中涉及的单元操作原理及其应用;3. 掌握化学工程中的典型工艺流程及设备。
技能目标:1. 能够运用流体力学、传热学和传质学原理分析化工过程中的实际问题;2. 学会运用单元操作原理设计简单的化工工艺流程;3. 培养运用化工原理解决实际问题的能力。
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. 培养学生的团队协作精神和沟通能力,提高合作解决问题的能力;3. 增强学生的环保意识,认识到化工技术在可持续发展中的重要性。
课程性质:本课程为化学工程与工艺专业核心课程,旨在使学生掌握化工原理的基本理论、方法和技能。
学生特点:学生具备一定的化学基础,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,培养学生的实际操作能力和工程观念。
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,为我国化工行业的发展贡献力量。
后续教学设计和评估将围绕上述具体学习成果展开。
二、教学内容1. 流体流动与输送:涵盖流体静力学、流体动力学、管道与阀门等内容,结合课本第二章进行教学。
- 流体静力学:压力、压强、流体作用力等概念;- 流体动力学:流体运动方程、伯努利方程、流体阻力等;- 管道与阀门:管道类型、流体输送设备、阀门种类及选用。
2. 热量传递:包括热传导、对流和辐射等原理,结合课本第三章进行教学。
- 热传导:热传导方程、热阻、热绝缘材料等;- 对流:对流换热量、Nu数、流体与固体表面的对流换热;- 辐射:辐射定律、热辐射计算、辐射换热器。
3. 质量传递:涉及传质方程、扩散、对流传质等,结合课本第四章进行教学。
- 传质方程:质量守恒方程、Fick定律;- 扩散:扩散系数、扩散传质计算;- 对流传质:对流传质系数、对流传质计算。
4. 单元操作原理及设备:包括沉降、过滤、吸收、蒸馏等,结合课本第五章进行教学。
《化学工程与工艺专业实验》教学大纲
《化学工程与工艺专业实验》教学大纲课程名称:《化学工程与工艺专业实验》课程总学时:48课程总学分:2实验学时:48课程属性:专业限选适用专业:化学工程与工艺专业开设学期:第7学期本大纲执笔人:GH 审稿人:JHGJH 审定人:JGHJH一、课程简介、教学目的与要求(一)课程简介《化学工程与工艺专业实验》为化学工程与工艺专业的核心课程。
其主要任务是通过本课程的学习,一方面巩固所学的理论知识和进一步加深基础理论的认识。
另一方面培养学生对实验现象进行分析、归纳和总结的能力,为今后从事有关的科研工作打下良好的基础。
本课程面对化学工程与工艺及相关专业四年级学生,总学时为48学时,2学分。
(二)、教学目的与要求本课程内容与理论教学结合比较密切,要求学生在实验过程中结合所学的理论知识,善于观察实验过程中所出现的各种现象,培养学生理论联系实际的能力。
实验过程中,严格要求学生认真操作,认真观察现象,认真做好实验记录,培养学生严谨的科学态度。
通过实验中观察到的现象和测定的实验数据,联系所学的理论知识,认真进行数据处理,写实验报告过程中要求正确得出实验结论,正确解释实验中出现的现象(尤其是哪些与书本中所学知识不相同的现象),从而,培养学生的科学思维和逻辑思维能力。
二、实验项目内容与学时分配序号实验项目名称计划学时实验类型开出要求实验目的与基本要求1二元气液平衡实验4验证必开1、了解和掌握用双循环气液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。
2、了解缔合系统气液平衡数据的关联方法,从实验测得的T-p-x-y数据计算各组分的活度系数。
3、通过实验了解平衡釜的构造,掌握气液平衡数据的测定方法和技能。
4、掌握二元系统气液平衡相图的绘制。
2三元水-盐体系平衡数据测定实验4验证必开1、熟悉液液平衡数据测量装置和原理,测绘环己烷—水—乙醇三组分体系液液平衡线;掌握气相色谱仪——2、计算机工作站系统分析三组分体系的方法。
重点:用液—液平衡釜测量恒温液—液平衡数据。
化学工程与工艺专业课程设计――张龙章(北京化工大学).
二、1.物料衡算1全塔物料衡算实值放大倍数泡点进料qRmin 1.885427451R 4.9 2.61L kmol/h V kmol/h L' kmol/h摩尔流量191.9728056231.1509292329.63901343物性计算1进料温度乙醇液密度kg/m3水液密度kg/m382.35733.9074618970.77202162精馏段气相温度蒸气密度kg/m3蒸汽质量流量kg/h78.26 1.4530046869684.343434液相液相摩尔组成液平均摩尔质量g/mol乙醇液密度kg/m30.841741.629685737.67475823提馏段液相温度乙醇液密度kg/m3水液密度kg/m396.95720.3086783960.6670762气相气相摩尔组成平均气摩尔质量g/mol上升蒸汽密度kg/m3 0.115521.2597750.7000775822.确定NT、Np及加料位置1计算理论塔板数总精馏提馏理论版块数14.7412 2.742板效率ETa顶a底a定性温度℃1.07586068312.030859333.59771156987.6053实际塔板数的计算总精馏提馏实际塔板26.8295947523.43196048 3.39763427圆整后塔板28244三、塔1.塔径及塔间距的初步计算1精馏段乙醇临界温度℃水临界温度℃平均临界温度K 243374.1536.90313Flv HT/mm C200.0363192344500.083有效横截面积An lw/D Af/At1.197711450.70.088反算At m2An m2Un1.539379884 1.403914454 1.3187425562提馏段乙醇临界温度℃水临界温度℃平均临界温度K 243374.1645.842327Flv HT/mm C200.033325154500.083有效横截面积An lw/D Af/At0.8069271370.80.148反算At m2An m2Un1.1309729760.9635889762.0235494092.溢流装置的设计(1溢流程数因为D<2.2m,则选择单流型(2降液管尺寸单流型,弓形降液管(3溢流堰高hw①精馏lw lh/(lw^2.5E0.9811.20569177 1.028②提馏lw lh/(lw^2.5E0.967.02484008 1.015(4降液管底缘到塔顶的距离h0 ①精馏取h0 mm校核ud m/s取Ud m/s34.17273440.0883681080.11②提馏取h0 mm校核ud m/s取Ud m/s35.549675890.0516303590.0523.塔板布置(1鼓泡区面积A a精馏段Wd/D Wd m Wc mm0.1429285790.2001000150提馏段Wd/D Wd m Wc mm0.20.2450 (2开孔区的设计精馏段d0 mm塔板厚度δ mm孔速u0 m/s 39 2.38.295957003提馏段d0 mm塔板厚度δ mm孔速u0 m/s 39210.75646142四、流1.精馏段1塔板压降动能因子Faβ开孔率10 4.99102溢流液泛hr m Hd m(HT+hw/2-Hd0.001194765#DIV/0!#DIV/0!3停留时间Af m2t s0.13546543#DIV/0!4过量雾沫夹带hf m ev0.13750.0340921525严重漏液hσ m Uom m/s K0.0002335618.388616068#DIV/0! 2.提馏段1塔板压降动能因子Faβ开孔率9 3.90770.188124082溢流液泛hr m Hd m(HT+hw/2-Hd0.0004078510.263526788-0.01760195 3停留时间Af m2t s0.16738425.033794834过量雾沫夹带hf m ev0.130.0393604255严重漏液hσ m Uom m/s K0.00058149813.031522340.577857085 五精馏段1.流量下限线x yLmin m3/h 2.81525905402.815259054 2.815259054150002.流量上限线xHd m Lmax m3/h#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!3.严重漏液线①Lh m3/h how m hL m10.0029591070.043631842②Lh m3/h how m hL m120.0155101110.056182845③Lh m3/h how m hL m240.024*******.0652935014.过量雾沫夹带线①Lh m3/h how m hf m10.0029591070.109079605②Lh m3/h how m hf m120.0155101110.140457113③Lh m3/h how m hf m240.024*******.1632337525.液泛线①Lh m3/h Hd m hr m140.2453363670.00206315he m hd m uo m/s0.0384962180.14691544328.93213414 校核Ua Faβ000.971②Lh m3/h Hd m hr m190.2453363670.003799986he m hd m uo m/s0.0400313540.1397623628.21901548 校核Ua Faβ000.971③Lh m3/h Hd m hr m240.2453363670.006063136he m hd m uo m/s80.2459248380.000648713he m hd m uo m/s0.040513770.151********.98158733 校核Ua Faβ14.029*******.738254317.234366418②Lh m3/h Hd m hr m100.2459248380.001013614he m hd m uo m/s0.0413266930.14798588346.50044287校核Ua Faβ13.8854459411.618041347.064496889③Lh m3/h Hd m hr m120.2459248380.001459604he m hd m uo m/s0.0420407660.14504885846.03669112校核Ua Faβ13.7469655411.50217391 6.902838612六H1/m10.09438222精馏段主体高HzH2/m 1.078935422提留段主体高HsH3/m0.375椭圆形封头高度H4/m(1.2-1.5 1.5塔顶分离空间HaH5/m(1.1-1.3 1.3底部空间,满足气液分离Hb H6/m(5-15min 1.402175277液封H7/m(2-33裙座高H8/m0.675加料版增高Hf进料板Δ待求h/m19.42549292七、附热量衡算1.加料时带入λ的热量二、精馏塔的工艺计算质量流率kg/h摩尔流率kmol/h体积流量m3/h 3445.832459137.6662078 4.076558748 1641.41414139.17812359 2.188160611804.41831798.48808424 1.895219904Xd/(Rmin+1(%Yq Xd/(R+1%29.514.427137260.351834639;V' kmol/h231.1509292平均密度kg/m3体积流率m3/h体积流率m3/s845.2797253 4.0765587480.001132377蒸汽体积流量m3/h6665.046249水液体密度kg/m3液相质量分数平均液体密度kg/m3下降液体体积流量m3/h 973.34362430.9314750.134215110.65378337平均液密度kg/m3下降液体体积流量m3/h下降液体质量流量kg/h952.0891553 6.3432893856039.377032上升蒸汽质量流量kg/h上升蒸汽体积流量m3/h4914.2167467019.531649加料板第13块乙醇粘度cP水粘度cP平均粘度cP板效率0.410.320.342493080.512121041加料位置24.4319604825,26三、塔及塔径的结构设计25℃时表面张力(达因/cm精馏温度表面张力22.68616.75762373C液泛气速Uf m/s空塔气速Un0.080115137 1.818567978 1.545782781At m2塔径D m圆整 m1.41 1.339876035 1.4Un/uf0.72515439225℃时表面张力(达因/cm精馏温度表面张力69.940652.9540705C液泛气速Uf m/s空塔气速u0.100844441 3.717559757 2.416413842At m2 D m圆整 m实际AT0.947097578 1.098126637 1.2 1.130973336 Un/uf0.544321959how m hL mm hw mm0.0143272665540.6727344how m hL mm hw mm0.0101503245241.84967589h0 m hw-ho mm0.027********.22019015h0 m hw-ho mm0.035296972 6.552704151Ws mm r x Aa m2700.650.42989999 1.029829194 Ws mm r x Aa m2700.550.290.607062588初算排间距t m开孔率初算浮阀数 nf开孔面积A0 m2 #DIV/0!0186.81643750排间距t m开孔率初算浮阀数 nf开孔面积A0 m2#DIV/0!0.00783914151.74595520.18127429四、流体力学计算与校核Co hd m Hp m0.75#DIV/0!#DIV/0!Co hd m Hp m0.740.0079185370.211118937五、筛板性能图系列六x y0010.653783376665.046249 y2314388.88515000x yUom m/s Vh m3/h7.8778280840Uom m/s Vh m3/h8.4399876610Uom m/s Vh m3/hhow mβHp m0.024*******.6321539910.173979731 Vh m3/hy系列六x y000 14000 6.3432893857019.5316491314385.8975814000Uom m/s Vh m3/h12.503903238159.890228Uom m/s Vh m3/h13.004915548486.844571Uom m/s Vh m3/h13.412538298752.85406Un m/s Vn m3/h2.8601344029921.578321Un m/s Vn m3/h2.7158754359421.155461Un m/s Vn m3/h2.594325868999.509673how mβHp m0.0118485050.7544719210.191577944 Vh m3/h30659.59392how mβHp m0.0137489720.7433039190.189312576Vh m3/h30345.60508how mβHp m0.0155259340.7327288870.187089624Vh m3/h30042.96652六、塔高的确定七、附属设备的选型计算下降液体质量流量kg/h7991.767426开孔区设计(浮阀塔d0 mm39精馏段F u0 m/s10.18.378916573提馏段F u011.1913.37386703精馏段塔板压降阀全开前 hd阀全开后 hd h10.0384832710.0370122960.0275溢流液泛hr Hd0.5(Ht+hw0.0011947650.0932070610.245336367气泡夹带τ4.266542451液沫夹带cvksZ m0.08156159410.99979998严重漏液线fo5提馏段塔板压降阀全开前 hd 阀全开后 hd h1 0.0329056470.0357952010.026溢流液泛hrHd0.5(Ht+hw0.0004078510.0882030520.245924838气泡夹带τ8.37887425液沫夹带cvksZ m0.05289317510.72严重漏液线fo5浮阀塔精馏段严重漏液线1fou054.147978501过量雾沫夹带线2Fb 大Vs2.396624021液相负荷下限线3液相负荷上限线4Lh73.15液泛线ab0.010*******.184327266B 220992040.3气液比Vh/Lh625.6036956液泛线所取数据LhVh^250117227279.952112739678.154108171891.556103529282.45898807771.9660940 06350.356289124085.81Vh^2=B-C*Lh^2-D*Lh^(2/3Lh=3.0096484160116.46679113642.726873983921.647068770260.827263472013.857458088576.043实际塔板数的计算总精馏圆整后塔板2824塔体高度设计椭圆封头Hc 塔顶椭圆封头塔底 Hc"0.3750.3252,塔顶空间Hd1.3人孔数4取600,进料3、主体高度Hz具体见PPT12.94、塔底空间Hb1.2155、塔高16.115六、附属设备的计算与选型1、全凝器的设计溜出液流率 DG kg/s回流比R塔顶蒸汽冷凝潜热RD;kj/kg 0.455948373 4.9983.3假设冷却剂进出口温度t1℃ t2 ℃平均温度℃254535乙醇入口温度T1 ℃出口为泡点温度 T2℃逆流平均温差;K 78.2678.2642.47816722水流速度ui m/s选管子管内径 d内 m1.58553890525*2.5 mm0.02乙醇水数据定性温度入 ;w/(m*k78.260.24542、接管写管径时都用mm为单位(1塔顶蒸汽管假设流速u; m/s Vs d ;m15 1.8514017360.396423842(2回流管假设强制回流 u ; m/s Vs d ;m20.0029593840.043405098 (3进料管料液由泵输送假设u; m/s Vs20.001132377 (4塔釜出料管假设 u ;m/s Vs d ;m0.70.000526450.03094458 (5塔釜蒸汽管假设 u ;m/s Vs d ;m18 1.9498699020.371382665 3、贮槽储存时间 ;h装料系数进料 Vh80.8 4.076558748 4、选泵L mm75 nf t mm t 圆整 mm 184.966769874.2352582670 nf t t 圆整 mm 122.047685266.3197161665流体力学计算与校核全塔压降1 m全塔压降2 m p1 pa0.0659832710.064512296485.5587926Aa m2cf Fa1.2684494280.1256.2271477全塔压降1 m全塔压降2 m p1 pa 0.0589056470.061795201550.1784248 Aa m2cf Fa0.7962052290.09770.72018826提馏段Vs Vh fo0.9167073973300.1466285Vh Fa大8627.8464742.614382767Lh90.39c d a136.4205566 1.0424602180.009435877 C D12620.072995320815.594Vh/Lh1106.607506液泛线所取数Vh Lh 10827.1547550 10617.8942452 10400.5716954 10174.9340256 9940.20985558 9695.68720460 9440.55537662 9173.88229764 8894.58502266 8601.39068168 8292.78365970 7966.93252472 7621.586189747678808284868890见上提馏加料位置425,26,进料2取675人孔直径取480mm塔顶热负荷Qc;KW2645.170805查得水 cp2 kj/kg/k查的水的密度kg/m³冷却水用量 qm2;kg/s冷却水体积流量qv2;m³/s4.174993.9531.686281810.031879151K 估 KW/㎡/K换热面积 A计㎡0.7583.02840349管外径 d外 m n 单l单 m故,得取L ;m0.0256418 4.5粘度 pa*s蒸汽冷凝量qm1;kg/s M'α外 w/m/k0.000471 2.6900953980.0148272932158.246925选标准 d 外径壁厚得d 内校核 u ;m/s0.450.0260.39814.8814294标准 d 外径壁厚得 d 内校核 u ;m/s0.0540.0050.044 1.946283649 d; m选标准 d 外径壁厚得 d 内0.0268494670.0380.0050.028选标准 d 外径壁厚得 d 内校核 u ;m/s 0.0420.0050.0320.654586851选标准 d 外径壁厚得 d 内校核 u ;m/s 0.4260.0180.3916.32249513贮槽体积 V选高径比 D 内高 H40.765587482 2.960678695 5.921357391n开孔率17.571428570.143537988 n开孔率15.769230770.128912867 p2 pa474.7341579Fb56.60618848p2 pa577.166847Fb61.81315879uoVs Vh 5.97581190.8613099.6,2.43bc d 0.183150324131.3643961 1.04352369BC D 251553540.713921.800796101782.49Vh^2Vh Lh Vh 133934443.511573.0049538091.4128900246.711353.42445107838.7123782621.411125.76386157658.2118580194.910889.45338207477.7113291708.210643.85777257297.2107916003.410388.26277307116.7102452011.810121.85812356936.2 过量雾沫夹带线Vh=8199.7-36.1Lh Vs=2.2777-36.1Ls Lh=2.948所取数据96898745.069843.716019406755.791255286.439552.763288456575.285520783.729247.744791506394.779694442.938927.174409556214.273775522.818589.267885606033.767763329.918231.848511655853.261657214.347852.210793705672.755456565.977446.916541755492.249160811.027011.477092805311.742769409.046539.832493855131.236281850.246023.441727904950.729697653.035449.55530623016361.884797.53706416237545.314029.583764查的水粘度pa*s查的水热导率入;w/(m*k雷诺数Re Pr l/dα内 w/m/k0.00072720.641443342.8601 4.7323552257037.06873管城数N实际换热面积m³总管数n487.9256计算得 K 计 KW/㎡/k A875.6799171.112 1.23607923热轧无缝钢管校核u热轧无缝钢管1.839014985热轧无缝钢管。
化学工程与工艺专业教学大纲
化学工程与工艺专业教学大纲化学工程与工艺专业教学大纲一、引言化学工程与工艺是一个综合性强、应用领域广泛的工科专业,涉及化工流程、化工装备、化学反应工程等多个方面知识与技能。
本专业培养的人才旨在从事化工及相关行业的工作,包括生产、设计、研发等。
本大纲旨在明确化学工程与工艺专业的培养目标、课程设置及教学要求,为学生提供全面系统的知识和能力培养。
二、培养目标本专业培养具有扎实的化学、物理基础知识,掌握化学工程与工艺的基本理论和技术,具备化工系统工程的设计与管理能力的应用型人才。
三、课程设置1. 基础课程- 高等数学- 大学物理- 无机化学- 有机化学- 物理化学- 材料科学与工程- 化工原理- 工程力学2. 专业核心课程- 化工热力学- 化工流体力学- 化学反应工程- 分离工程- 化工传质与分离- 化工过程控制- 燃烧工程- 化工仪表与自动化3. 专业选修课程- 生物化学工程- 化工安全与环境保护- 石油化工工艺- 化学工程实验- 能源与环境工程- 多相反应工程- 高分子工程- 生物质转化工程四、教学要求1. 知识与理论学生应掌握化学和物理的基础知识,了解化工工艺与化学反应原理。
具备应用化学工程原理解决实际问题的能力。
2. 实践操作能力学生应熟悉并掌握化工实验室的基本操作技能和实验方法,具备安全操作实验设备的能力,并能独立分析实验数据。
3. 设计与管理能力学生应具备化工系统工程的设计和管理能力,能够参与化工工艺流程设计、设备选型和生产运营的规划与管理。
4. 创新与实践能力学生应具备综合应用所学知识解决实际问题的能力,能够独立进行科学研究和技术创新,并具备撰写科技论文或技术报告的能力。
五、教学方法1. 理论教学采用讲授与讨论相结合的方式进行,注重培养学生的理论分析能力和问题解决能力。
2. 实验教学以探索性和设计性实验为主,培养学生的实验操作技能和实践能力,注重解决实际问题的能力。
3. 设计教学通过课堂设计教学和课程设计等形式,培养学生的工程设计和管理能力,注重实际工程问题的解决。
《化学工程与工艺专业实验》教学大纲
《化学工程与工艺专业实验》教学大纲添加人: granger 添加时间: 2006年6月22日点击次数: 352《化学工程与工艺专业实验》教学大纲英文名称:Experiments in Chemical Engineering and Technology学分:1.5学分学时:48学时实验学时:48学时教学对象:化学工程与工艺专业先修课程:物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、化工传递过程、化工分离、化工工艺教学目的:《化学工程与工艺专业实验》是化工专业实践性教学的重要环节。
通过实验使学生能更加深入地理解所学过的化工专业理论知识,熟悉和正确使用化工专业实验室中常用的仪器和设备;掌握化工专业实验技能,实验数据的处理方法以及工程实验的设计和组织方法;熟悉实验室安全技术。
提高学生的实验动手能力、观察能力以及分析问题和解决问题的能力。
培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风。
为学生今后从事化工实验室工作、科学研究工作以及新产品、新工艺和新单元操作技术开发工作打下扎实的基础。
教学要求:化工专业实验结合前期已学过的化工热力学、化学反应工程、传递与分离工程以及化工工艺等课程每位本科生安排做专业实验12个左右。
要求学生熟悉化工专业有关实验技能:温度、压力和流量等精确测量方法,加热、冷却及恒温方法,混合物组成或纯度的各种分析方法。
掌握相平衡和其它热力学数据测量方法,传递过程数据测量方法;混合物分离方法;反应动力学数据测定方法和气-固、液-固以及气-液-固催化反应技术;部分化学物质的制备技术等。
熟悉实验数据的处理方法以及计算机技术在化工实验中的应用。
熟悉实验室防火、防爆、防毒等安全技术。
教学内容:化学工程与工艺专业开设以下实验:1.二氧化碳临界状态观测及PVT关系测定(4学时) 综合性实验基本要求:了解CO2临界状态观测方法,增加对临界状态概念的感性认识;掌握CO2的PVT关系测定方法及用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧;熟悉活塞式压力台及低温恒温器的正确使用方法。
化工工艺学-《化工工艺学》课程教学大纲
《化工工艺学》课程教学大纲课程编号:课程名称:化工工艺学/Chemical Technology学时/学分:48/3适用专业:化学工程与工艺先修课程:有机化学,无机化学,化工原理,物理化学,化工热力学,分离工程,反应工程。
开课学院:化学工程学院化学工程系一、课程的性质、目的和任务本课程是化学工程与工艺专业本科生的必修课和骨干专业课。
本课程从化工生产的工艺角度出发,运用化工过程的基本原理,阐明化工工艺的基本概念和基本理论,介绍典型产品的生产方法与工艺原理、典型流程与关键设备、工艺条件与节能降耗分析。
通过本课程学习,培养学生应用已学过的基础理论解决实际工程问题的能力,使学生了解当今化学工业概貌极其发展方向;掌握化工过程的基本原理,典型工艺过程的方法、原理、流程及工艺条件;了解化工生产中的设备材质、安全生产、三废治理等问题。
以便学生在以后的生产与开发研究工作中开拓思路、触类旁通、灵活应用,并初步具备开发新技术、新工艺、新产品和新设备的能力,以降低生产过程中的物料消耗和能量消耗,提高经济效益,更好地满足社会需要。
二、本课程的教学内容、基本要求及学时分配课程在分析讲解常用反应单元工艺原理的基础上,侧重典型化工资源的加工或典型化工产品的生产过程。
学生通过掌握反应单元工艺的基本原理,掌握安排化工生产过程的方法。
重点讲解化工资源的加工或化工产品生产过程中的反应特性以及由此引发的生产方法、工艺流程和工艺条件;难点在于如何引导学生开拓思维,统筹考虑能量综合利用、三废治理及后续产品的生产过程。
(一)教学内容1. 绪论化学工业的范围和分类;化学工业的现状和发展方向;化工工艺学与化学工业、化学工艺、化学工程、工业催化等学科的关系;化学工艺学在化学工程和工艺专业中的地位。
2. 化工资源及其初步加工煤的概述、组成和结构,烟煤和无烟煤的综合利用;石油的性质、组成和分类,原油的预处理和常减压蒸馏,改善汽油辛烷值和安定性的方法,石油的催化裂化和加氢裂化,催化重整和芳烃抽提,延迟焦化。
化学工程与工艺工程专业《有机化学实验》教学大纲
《有机化学实验》教学大纲课程编码:0413100402课程名称:有机化学实验实验总学时数/学分:30/2适用专业:化学工程与工艺、制药工程开课教研室:有机化学教研室一、实验教学的目的和要求本课程是化学工程与工艺专业和制药工程专业学生必修的一门专业基础课,它是有机化学的重要组成部分。
其教学任务不仅是让学生验证、巩固和加深课堂所学的基础理论知识,更重要的是培养学生的实验操作能力、综合分析问题和解决问题的能力以及学生自主设计实验的能力。
使学生养成严肃认真、实事求是的科学态度和严谨的工作作风。
本课程的主要目的:使学生通过实验来加深对课堂上所学有机化学的基本理论和反应的理解,增强运用所学理论解决实际问题的能力;使学生掌握有机化学实验的基本操作技能,学会正确选择有机化合物的合成、分离提纯及分析鉴定的方法;培养学生严谨的科学态度和良好的科学素养,养成良好的实验室工作习惯,使学生初步具有独立进行实验的能力,为后续课程的学习及研究工作的开展和参加实际工作奠定良好的基础。
本课程的要求:学生进行实验前,应对相关的有机化合物的性质有所了解,因而本课程要求学生学会使用有关的手册、文献资料及信息网络查阅有机化合物的物理化学常数;要求学生实验前认真预习,写出预习笔记;实验课中仔细观察和正确记录,整理分析数据;课后按规范书写实验报告。
做好有机化学实验,应抓住以下三个环节:(1)预习:实验前应认真阅读实验教材相关内容,明确实验目的、了解实验原理、内容、步骤和注意事项,做到心中有数;(2)实验:认真操作,细心观察,如实记录实验现象,如遇到异常现象,应仔细找出原因,并始终保持环境安静、整洁;(3)总结:认真做好实验报告,认真解释实验现象,正确处理实验数据,得出正确结论。
二、实验项目名称和学时分配表三、单项实验的内容和要求实验(一)熔点的测定1.实验内容(1)毛细管法测定熔点。
2.实验要求(1)学习熔点测定的原理;(2)掌握毛细管法测定熔点的方法;(3)每个实验小组2人,每组测定两种固体样品。
化工工艺学课程设计书
化工工艺学课程设计书一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握化工工艺学的基本概念、原理和方法,培养学生运用化工原理分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:•掌握化工工艺学的基本概念、原理和常用工艺流程。
•了解不同类型的化工反应器及其操作条件优化。
•熟悉化工过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒原理。
•学习化工过程中的物质传递、热量传递和压力传递的基本原理。
2.技能目标:•能够运用化工原理分析和解决实际问题,如设计简单的化工流程、计算反应器参数等。
•具备化工过程模拟和优化能力,能够使用相关软件进行工艺模拟。
•具备实验操作能力,能够进行化工实验并分析实验数据。
3.情感态度价值观目标:•培养学生对化工行业的兴趣和热情,提高学生对化工工艺学的认识和理解。
•培养学生团队合作意识和沟通能力,提高学生解决实际问题的能力。
•培养学生对科学研究的热情和追求,提高学生对科学探索的态度和价值观。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.化工工艺学基本概念和原理:包括化工工艺学的定义、分类和基本原理,化工过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒原理。
2.化工反应器及其操作条件优化:包括不同类型的化工反应器及其特点,反应器操作条件的优化方法。
3.物质传递:包括质量传递的基本原理、传递速率和阻力的概念,以及物质传递过程中的各种因素对传递速率的影响。
4.热量传递:包括热量传递的基本原理、传递速率和阻力的概念,以及热量传递过程中的各种因素对传递速率的影响。
5.压力传递:包括压力传递的基本原理、传递速率和阻力的概念,以及压力传递过程中的各种因素对传递速率的影响。
6.化工实验:进行化工实验操作,收集和分析实验数据,验证和巩固所学的理论知识。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下:1.讲授法:通过教师的讲解和演示,向学生传授化工工艺学的基本概念、原理和方法。
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二、1.物料衡算1全塔物料衡算实值放大倍数泡点进料qRmin 1.885427451R 4.9 2.61L kmol/h V kmol/h L' kmol/h摩尔流量191.9728056231.1509292329.63901343物性计算1进料温度乙醇液密度kg/m3水液密度kg/m382.35733.9074618970.77202162精馏段气相温度蒸气密度kg/m3蒸汽质量流量kg/h78.26 1.4530046869684.343434液相液相摩尔组成液平均摩尔质量g/mol乙醇液密度kg/m30.841741.629685737.67475823提馏段液相温度乙醇液密度kg/m3水液密度kg/m396.95720.3086783960.6670762气相气相摩尔组成平均气摩尔质量g/mol上升蒸汽密度kg/m3 0.115521.2597750.7000775822.确定NT、Np及加料位置1计算理论塔板数总精馏提馏理论版块数14.7412 2.742板效率ETa顶a底a定性温度℃1.07586068312.030859333.59771156987.6053实际塔板数的计算总精馏提馏实际塔板26.8295947523.43196048 3.39763427圆整后塔板28244三、塔1.塔径及塔间距的初步计算1精馏段乙醇临界温度℃水临界温度℃平均临界温度K 243374.1536.90313Flv HT/mm C200.0363192344500.083有效横截面积An lw/D Af/At1.197711450.70.088反算At m2An m2Un1.539379884 1.403914454 1.3187425562提馏段乙醇临界温度℃水临界温度℃平均临界温度K 243374.1645.842327Flv HT/mm C200.033325154500.083有效横截面积An lw/D Af/At0.8069271370.80.148反算At m2An m2Un1.1309729760.9635889762.0235494092.溢流装置的设计(1溢流程数因为D<2.2m,则选择单流型(2降液管尺寸单流型,弓形降液管(3溢流堰高hw①精馏lw lh/(lw^2.5E0.9811.20569177 1.028②提馏lw lh/(lw^2.5E0.967.02484008 1.015(4降液管底缘到塔顶的距离h0 ①精馏取h0 mm校核ud m/s取Ud m/s34.17273440.0883681080.11②提馏取h0 mm校核ud m/s取Ud m/s35.549675890.0516303590.0523.塔板布置(1鼓泡区面积A a精馏段Wd/D Wd m Wc mm0.1429285790.2001000150提馏段Wd/D Wd m Wc mm0.20.2450 (2开孔区的设计精馏段d0 mm塔板厚度δ mm孔速u0 m/s 39 2.38.295957003提馏段d0 mm塔板厚度δ mm孔速u0 m/s 39210.75646142四、流1.精馏段1塔板压降动能因子Faβ开孔率10 4.99102溢流液泛hr m Hd m(HT+hw/2-Hd0.001194765#DIV/0!#DIV/0!3停留时间Af m2t s0.13546543#DIV/0!4过量雾沫夹带hf m ev0.13750.0340921525严重漏液hσ m Uom m/s K0.0002335618.388616068#DIV/0! 2.提馏段1塔板压降动能因子Faβ开孔率9 3.90770.188124082溢流液泛hr m Hd m(HT+hw/2-Hd0.0004078510.263526788-0.01760195 3停留时间Af m2t s0.16738425.033794834过量雾沫夹带hf m ev0.130.0393604255严重漏液hσ m Uom m/s K0.00058149813.031522340.577857085 五精馏段1.流量下限线x yLmin m3/h 2.81525905402.815259054 2.815259054150002.流量上限线xHd m Lmax m3/h#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!3.严重漏液线①Lh m3/h how m hL m10.0029591070.043631842②Lh m3/h how m hL m120.0155101110.056182845③Lh m3/h how m hL m240.024*******.0652935014.过量雾沫夹带线①Lh m3/h how m hf m10.0029591070.109079605②Lh m3/h how m hf m120.0155101110.140457113③Lh m3/h how m hf m240.024*******.1632337525.液泛线①Lh m3/h Hd m hr m140.2453363670.00206315he m hd m uo m/s0.0384962180.14691544328.93213414 校核Ua Faβ000.971②Lh m3/h Hd m hr m190.2453363670.003799986he m hd m uo m/s0.0400313540.1397623628.21901548 校核Ua Faβ000.971③Lh m3/h Hd m hr m240.2453363670.006063136he m hd m uo m/s80.2459248380.000648713he m hd m uo m/s0.040513770.151********.98158733 校核Ua Faβ14.029*******.738254317.234366418②Lh m3/h Hd m hr m100.2459248380.001013614he m hd m uo m/s0.0413266930.14798588346.50044287校核Ua Faβ13.8854459411.618041347.064496889③Lh m3/h Hd m hr m120.2459248380.001459604he m hd m uo m/s0.0420407660.14504885846.03669112校核Ua Faβ13.7469655411.50217391 6.902838612六H1/m10.09438222精馏段主体高HzH2/m 1.078935422提留段主体高HsH3/m0.375椭圆形封头高度H4/m(1.2-1.5 1.5塔顶分离空间HaH5/m(1.1-1.3 1.3底部空间,满足气液分离Hb H6/m(5-15min 1.402175277液封H7/m(2-33裙座高H8/m0.675加料版增高Hf进料板Δ待求h/m19.42549292七、附热量衡算1.加料时带入λ的热量二、精馏塔的工艺计算质量流率kg/h摩尔流率kmol/h体积流量m3/h 3445.832459137.6662078 4.076558748 1641.41414139.17812359 2.188160611804.41831798.48808424 1.895219904Xd/(Rmin+1(%Yq Xd/(R+1%29.514.427137260.351834639;V' kmol/h231.1509292平均密度kg/m3体积流率m3/h体积流率m3/s845.2797253 4.0765587480.001132377蒸汽体积流量m3/h6665.046249水液体密度kg/m3液相质量分数平均液体密度kg/m3下降液体体积流量m3/h 973.34362430.9314750.134215110.65378337平均液密度kg/m3下降液体体积流量m3/h下降液体质量流量kg/h952.0891553 6.3432893856039.377032上升蒸汽质量流量kg/h上升蒸汽体积流量m3/h4914.2167467019.531649加料板第13块乙醇粘度cP水粘度cP平均粘度cP板效率0.410.320.342493080.512121041加料位置24.4319604825,26三、塔及塔径的结构设计25℃时表面张力(达因/cm精馏温度表面张力22.68616.75762373C液泛气速Uf m/s空塔气速Un0.080115137 1.818567978 1.545782781At m2塔径D m圆整 m1.41 1.339876035 1.4Un/uf0.72515439225℃时表面张力(达因/cm精馏温度表面张力69.940652.9540705C液泛气速Uf m/s空塔气速u0.100844441 3.717559757 2.416413842At m2 D m圆整 m实际AT0.947097578 1.098126637 1.2 1.130973336 Un/uf0.544321959how m hL mm hw mm0.0143272665540.6727344how m hL mm hw mm0.0101503245241.84967589h0 m hw-ho mm0.027********.22019015h0 m hw-ho mm0.035296972 6.552704151Ws mm r x Aa m2700.650.42989999 1.029829194 Ws mm r x Aa m2700.550.290.607062588初算排间距t m开孔率初算浮阀数 nf开孔面积A0 m2 #DIV/0!0186.81643750排间距t m开孔率初算浮阀数 nf开孔面积A0 m2#DIV/0!0.00783914151.74595520.18127429四、流体力学计算与校核Co hd m Hp m0.75#DIV/0!#DIV/0!Co hd m Hp m0.740.0079185370.211118937五、筛板性能图系列六x y0010.653783376665.046249 y2314388.88515000x yUom m/s Vh m3/h7.8778280840Uom m/s Vh m3/h8.4399876610Uom m/s Vh m3/hhow mβHp m0.024*******.6321539910.173979731 Vh m3/hy系列六x y000 14000 6.3432893857019.5316491314385.8975814000Uom m/s Vh m3/h12.503903238159.890228Uom m/s Vh m3/h13.004915548486.844571Uom m/s Vh m3/h13.412538298752.85406Un m/s Vn m3/h2.8601344029921.578321Un m/s Vn m3/h2.7158754359421.155461Un m/s Vn m3/h2.594325868999.509673how mβHp m0.0118485050.7544719210.191577944 Vh m3/h30659.59392how mβHp m0.0137489720.7433039190.189312576Vh m3/h30345.60508how mβHp m0.0155259340.7327288870.187089624Vh m3/h30042.96652六、塔高的确定七、附属设备的选型计算下降液体质量流量kg/h7991.767426开孔区设计(浮阀塔d0 mm39精馏段F u0 m/s10.18.378916573提馏段F u011.1913.37386703精馏段塔板压降阀全开前 hd阀全开后 hd h10.0384832710.0370122960.0275溢流液泛hr Hd0.5(Ht+hw0.0011947650.0932070610.245336367气泡夹带τ4.266542451液沫夹带cvksZ m0.08156159410.99979998严重漏液线fo5提馏段塔板压降阀全开前 hd 阀全开后 hd h1 0.0329056470.0357952010.026溢流液泛hrHd0.5(Ht+hw0.0004078510.0882030520.245924838气泡夹带τ8.37887425液沫夹带cvksZ m0.05289317510.72严重漏液线fo5浮阀塔精馏段严重漏液线1fou054.147978501过量雾沫夹带线2Fb 大Vs2.396624021液相负荷下限线3液相负荷上限线4Lh73.15液泛线ab0.010*******.184327266B 220992040.3气液比Vh/Lh625.6036956液泛线所取数据LhVh^250117227279.952112739678.154108171891.556103529282.45898807771.9660940 06350.356289124085.81Vh^2=B-C*Lh^2-D*Lh^(2/3Lh=3.0096484160116.46679113642.726873983921.647068770260.827263472013.857458088576.043实际塔板数的计算总精馏圆整后塔板2824塔体高度设计椭圆封头Hc 塔顶椭圆封头塔底 Hc"0.3750.3252,塔顶空间Hd1.3人孔数4取600,进料3、主体高度Hz具体见PPT12.94、塔底空间Hb1.2155、塔高16.115六、附属设备的计算与选型1、全凝器的设计溜出液流率 DG kg/s回流比R塔顶蒸汽冷凝潜热RD;kj/kg 0.455948373 4.9983.3假设冷却剂进出口温度t1℃ t2 ℃平均温度℃254535乙醇入口温度T1 ℃出口为泡点温度 T2℃逆流平均温差;K 78.2678.2642.47816722水流速度ui m/s选管子管内径 d内 m1.58553890525*2.5 mm0.02乙醇水数据定性温度入 ;w/(m*k78.260.24542、接管写管径时都用mm为单位(1塔顶蒸汽管假设流速u; m/s Vs d ;m15 1.8514017360.396423842(2回流管假设强制回流 u ; m/s Vs d ;m20.0029593840.043405098 (3进料管料液由泵输送假设u; m/s Vs20.001132377 (4塔釜出料管假设 u ;m/s Vs d ;m0.70.000526450.03094458 (5塔釜蒸汽管假设 u ;m/s Vs d ;m18 1.9498699020.371382665 3、贮槽储存时间 ;h装料系数进料 Vh80.8 4.076558748 4、选泵L mm75 nf t mm t 圆整 mm 184.966769874.2352582670 nf t t 圆整 mm 122.047685266.3197161665流体力学计算与校核全塔压降1 m全塔压降2 m p1 pa0.0659832710.064512296485.5587926Aa m2cf Fa1.2684494280.1256.2271477全塔压降1 m全塔压降2 m p1 pa 0.0589056470.061795201550.1784248 Aa m2cf Fa0.7962052290.09770.72018826提馏段Vs Vh fo0.9167073973300.1466285Vh Fa大8627.8464742.614382767Lh90.39c d a136.4205566 1.0424602180.009435877 C D12620.072995320815.594Vh/Lh1106.607506液泛线所取数Vh Lh 10827.1547550 10617.8942452 10400.5716954 10174.9340256 9940.20985558 9695.68720460 9440.55537662 9173.88229764 8894.58502266 8601.39068168 8292.78365970 7966.93252472 7621.586189747678808284868890见上提馏加料位置425,26,进料2取675人孔直径取480mm塔顶热负荷Qc;KW2645.170805查得水 cp2 kj/kg/k查的水的密度kg/m³冷却水用量 qm2;kg/s冷却水体积流量qv2;m³/s4.174993.9531.686281810.031879151K 估 KW/㎡/K换热面积 A计㎡0.7583.02840349管外径 d外 m n 单l单 m故,得取L ;m0.0256418 4.5粘度 pa*s蒸汽冷凝量qm1;kg/s M'α外 w/m/k0.000471 2.6900953980.0148272932158.246925选标准 d 外径壁厚得d 内校核 u ;m/s0.450.0260.39814.8814294标准 d 外径壁厚得 d 内校核 u ;m/s0.0540.0050.044 1.946283649 d; m选标准 d 外径壁厚得 d 内0.0268494670.0380.0050.028选标准 d 外径壁厚得 d 内校核 u ;m/s 0.0420.0050.0320.654586851选标准 d 外径壁厚得 d 内校核 u ;m/s 0.4260.0180.3916.32249513贮槽体积 V选高径比 D 内高 H40.765587482 2.960678695 5.921357391n开孔率17.571428570.143537988 n开孔率15.769230770.128912867 p2 pa474.7341579Fb56.60618848p2 pa577.166847Fb61.81315879uoVs Vh 5.97581190.8613099.6,2.43bc d 0.183150324131.3643961 1.04352369BC D 251553540.713921.800796101782.49Vh^2Vh Lh Vh 133934443.511573.0049538091.4128900246.711353.42445107838.7123782621.411125.76386157658.2118580194.910889.45338207477.7113291708.210643.85777257297.2107916003.410388.26277307116.7102452011.810121.85812356936.2 过量雾沫夹带线Vh=8199.7-36.1Lh Vs=2.2777-36.1Ls Lh=2.948所取数据96898745.069843.716019406755.791255286.439552.763288456575.285520783.729247.744791506394.779694442.938927.174409556214.273775522.818589.267885606033.767763329.918231.848511655853.261657214.347852.210793705672.755456565.977446.916541755492.249160811.027011.477092805311.742769409.046539.832493855131.236281850.246023.441727904950.729697653.035449.55530623016361.884797.53706416237545.314029.583764查的水粘度pa*s查的水热导率入;w/(m*k雷诺数Re Pr l/dα内 w/m/k0.00072720.641443342.8601 4.7323552257037.06873管城数N实际换热面积m³总管数n487.9256计算得 K 计 KW/㎡/k A875.6799171.112 1.23607923热轧无缝钢管校核u热轧无缝钢管1.839014985热轧无缝钢管。