2化工原理2013——2015教程

化工原理课程设计

《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 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．设计内容 (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．设计内容 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；

化工原理课程设计最终版

青岛科技大学 化工课程设计 设计题目：乙醇-正丙醇溶液连续板式精馏塔的设计指导教师： 学生姓名： 化工学院—化学工程与工艺专业135班 日期:

目录一设计任务书 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 （二）精馏塔设计模拟 （三）塔板工艺尺寸计算 1）塔径 2）溢流装置 3)塔板分布、浮阀数目与排列 （四）塔板的流体力学计算 1）气相通过浮阀塔板的压强降2）淹塔 3)雾沫夹带 （五）塔板负荷性能图 1）雾沫夹带线 2）液泛线 3）液相负荷上限 4）漏液线 5）液相负荷上限 （六）塔工艺数据汇总表格 三塔的附属设备的设计 （一）换热器的选择 1)预热器 2)再沸器的换热器 3)冷凝器的换热器 （二）泵的选择 四塔的内部工艺结构 （一）塔顶 （二）进口 ①塔顶回流进口 ②中段回流进口 （三）人孔 （四）塔底 ①塔底空间 ②塔底出口 五带控制点工艺流程图 六主体设备图 七附件 （一）带控制点工艺流程图 （二）主体设备图 八符号表 九讨论 十主要参考资料

一设计任务书 【设计任务】设计一板式精馏塔，用以完成乙醇-正丙醇溶液的分离任务 【设计依据】如表一 表一 【设计内容】 1）塔板的选择； 2）流程的选择与叙述； 3）精馏塔塔高、塔径与塔构件设计； 4）预热器、再沸器热负荷及加热蒸汽消耗量，冷凝器热负荷及冷却水用量，泵的选择； 5）带控制点工艺流程图及主体设备图。 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 本设计的任务是分离乙醇—正丙醇混合液，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，运用Aspen软件做出乙醇—正丙醇的T-x-y 相图，如图一：

图一：乙醇—正丙醇的T-x-y相图 由图一可得乙醇—正丙醇的质量分数比为0.5:0.5时，其泡点温度是84.40o C （二）精馏塔设计模拟 1.初步模拟过程 运用Aspen软件精馏塔Columns模块中DSTWU模型进行初步模拟，并不断进行调试，模拟过程及结果如下：

化工原理课程设计

课程设计说明书 水吸收氨填料吸收塔的设计 课程名称：化工原理课程设计 院系：生态与资源工程学院 专业：生物工程 年级（班级）： 姓名： 学号: 指导教师： 完成日期：2018年12月30日

课程设计成绩评定表

课程设计任务书

目录 1 引言 (1) 2 填料塔主体设计方案的确定 (2) 2.1 装置流程的确定 (2) 2.2 填料的类型与选择 (2) 2.2.1 填料种类的选择 (2) 2.2.2 填料规格的选择 (4) 2.3 基础物性数据 (5) 2.3.1 液相物性数据 (5) 2.3.2 气相物性数据 (5) 2.3.3 气液相平衡数据 (6) 2.4 物料衡算 (6) 2.4.1 进塔气相摩尔比 (6) 2.4.2 出塔气相摩尔比 (6) 3 吸收塔的工艺尺寸计算 (7) 3.1 填料塔塔径的计算 (7) 3.2 填料层高度计算 (8) 3.3 吸收塔高度计算 (11) 4 填料层压降的计算 (11) 5 吸收塔接管尺寸计算 (11) 5.1 气体进料管 (11) 5.2 液体进料管 (12) 6 塔的辅助装置的选型 (13) 6.1 液体分布器 (13) 6.2 填料支撑装置 (14) 7 设计一览表 (16)

处理量为3500m3/h的水吸收氨填料吸收塔的设计 1 引言 在化学工业中，经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离，其主要目的是回收气体混合物中的有用物质，以制取产品，或除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理，或除去工业放空尾气中的有害成分，以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一，它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。 塔设备按其结构形式基本上可分为两类；板式塔和填料塔。以前在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。因此，填料塔已经被推广到大型气、液操作中，在某些场合还代替了传统的板式塔。如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。 为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染，需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收，本次课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气，使其达到排放标准。设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况，从而使吸收过程易于进行，而且，填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点，从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。 利用混合气体中各组分在同一种液体(溶剂)中溶解度差异而实现组分分离的过程称为气体吸收气体吸收是一种重要的分离操作，它在化工生产中主要用来达到以下几种目的。(1)分离混合气体以获得一定的组分。(2)除去有害组分以净化气体。(3)制备某种气体的溶液。一个完整的吸收分离过程，包括吸收和解吸两个部分。典型过程有单塔和多塔、逆流和并流、加压和减压等。

化工原理课程设计说明书

目录 目录 (1) 第一章绪论 (3) 1.1 精馏操作 (3) 1.2 精馏塔操作原理 (3) 1.3 精馏设备 (3) 第二章设计方案的确定 (5) 2.1精馏塔塔形介绍 (5) 2.1.1 筛板塔 (5) 2.1.2 浮阀塔 (5) 2.1.3 填料塔 (5) 2.2 精馏塔的选择 (5) 2.3 操作压力的确定 (6) 2.4 进料热状况的确定 (6) 2.5 精馏塔加热和冷却介质的确定 (6) 2.6 自动控制方案的确定 (7) 2.7 工艺流程说明 (8) 2.8 设计任务 (8) 第三章精馏塔工艺设计 (9) 3.1 全塔物料衡算 (9) 3.1.1 料液及塔顶、底产品中环己烷的摩尔分率 (9) 3.1.2 平均摩尔质量 (9) 3.1.2 料液及塔顶底产品的摩尔流率 (9) 3.2 绘制t-x-y图 (9) 3.3 理论塔板数和实际塔板数的确定 (10) 3.3.1理论塔板数的确定 (10) 3.3.2 实际塔板数的确定 (11) 3.4 浮阀塔物性数据计算 (12) 3.4.1 操作压力 (12) 3.4.2 操作温度 (12) 3.4.3 平均摩尔质量 (13)

3.4.4 平均密度 (13) 3.4.5 平均粘度 (14) 3.4.6 平均表面张力 (14) 3.5 浮阀塔的汽液负荷计算 (15) 3.5.1 精馏段的汽液负荷计算 (15) 3.5.2提馏段的汽液负荷计算 (15) 第四章塔的设计计算 (16) 4.1 塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (16) 4.1.1塔径的设计计算 (16) 4.1.2塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (16)

2015自动控制原理复习习题答案

自动控制原理复习提纲 一、单选题 1．根据控制元件的特性，控制系统可分为（ B ）。 A.反馈控制系统和前馈控制系统 B.线性控制系统和非线性控制系统 C.恒值控制系统和随动控制系统 D.连续控制系统和离散控制系统 2．系统的动态性能包括（ D ）。 A ．稳定性、准确性 B ．快速性、稳定性 C ．稳定性、平稳性 D ．平稳性、快速性 3．传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（ C ）。 A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号与初始条件 4. 如下图所示系统的闭环传递函数Gk(s) =（ C ）。 A. 133212321()G G G H G G G H +++ B. 12 3212321()G G G H G G G H ++++ C. 123231()1G G G H G H ++ D. 123 321232 ()1()G G G G H G G G H ++++ 5．设系统的传递函数为1 5251 )(2++=s s s G ，则系统的阻尼比为（ A ）。 A.0.5 B. 1 C.0.2 D. 1.2 6.适合应用传递函数描述的系统是（ A ）。 A.单输入、单输出的线性定常系统 B.单输入、单输出的线性时变系统 C.单输入、单输出的定常系统 D.非线性系统 7.二阶系统的传递函数为1 441 2 ++s s ,则其无阻尼固有频率n ω和阻尼比ξ依次为（ B ）。 A.1,0.5 B.0.5,1 C.2,1 D.1,2 8. 主导极点的特点是（ D ）。 A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近 9.增大系统的开环增益，将使系统跟随稳态误差( B )。

化工原理课程设计

化工原理课程设计 ──板式塔的工艺设计 学院 专业班级 姓名 学号 指导老师 成绩 学年第二学期

目录 1.任务书 ····························································· - 3 - 2.任务要求 ····································错误！未定义书签。 3.设计过程 ·························································· - 3 - 3.1塔板工艺尺寸计算········································ - 4 - 3.2塔板流体力学验算········································ - 8 - 3.3塔板负荷性能图··········································- 10 - 3.4数据汇总···················································- 14 - 3.5心得体会与总结··········································- 15 -

1.任务书 拟建一浮阀塔用以分离甲醇——水混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试根据以下条件做出浮阀塔的设计计算。 已知条件： 2.任务要求： 1．进行塔的工艺计算和验算 2．绘制负荷性能图 3．绘制塔板的结构图 4．将结果列成汇总表 5．分析并讨论

3.设计过程 3.1塔板工艺尺寸计算 （1）塔径：欲求塔径，先求出空塔气速u,而 u =安全系数?m ax u ； 最大允许速度m ax u 计算公式为：m ax u =V V L C ρρρ- 式中C 可由史密斯关联图查出，横坐标的数值为： h h V L 5.0??? ? ??V L ρρ=0.09681.018191.8820.00640.5 =???? ??; 取板间距;45.0m H T =取板上液层高度m h L 06.0=； 那么，图中的参数值为：m h H L T 39.006.045.0=-=-； 根据以上的数值，查史密斯关联图可得0.078m/s C 20=; 因为物系的表面张力为m mN /38因此需要按照下式进行校正： 2 .02020??? ??=σC C 所以校正后得到C 为： 0.0887m/s 20380.0780.2 =? ?? ? ???=? ?? ? ??=2 .02020σC C ； 取安全系数为0.6，则空塔气速为： m ax u = 2.524m/s 1.01 1.01 8190.0887=-?=-V V L C ρρρ； 1.51m/s 2.5240.6u 0.6u max =?=?=； 塔径D 为： 1.26m 1.51 3.141.881 4πu 4V D S =??== ； 按照标准塔径圆整为m D 4.1=；则 塔截面积为：

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化工课程设计（一）————碳八分离工段乙苯冷却器 姓名：马成伟 专业班级：过控112 学号：11414012 指导教师：王卫京 日期：2013-7-5

目录 目录 (2) 第一章、设计任务书 (3) 第二章、概述及设计方案简介 (4) (一) C8烃分离 (4) (二) 换热器简介 (5) 第三章、设计条件及主要的物性参数 (6) (一) 选择换热器类型 (6) (二) 流程安排 (6) (三) 确定物性参数 (6) 第四章、工艺设计计算 (8) (一) 换热器的热流量 (8) (二) 冷却水用量 (8) (三) 平均传热温差 (8) (四) 估算传热面积 (8) 选择管径及管内流 (9) 选取管长确定管程数和总管数 (10) (五) 平均传热温差校正及壳程数 (11) (六) 传热管的排列.............................................. 错误！未定义书签。 管心距 (12) 管束的分程方法.............................................. 错误！未定义书签。 壳体内径 (13) 折流板和支承板.............................................. 错误！未定义书签。 其它主要附件.................................................. 错误！未定义书签。 接管 (14) (七) 换热器核算 (14) 热流量核算 (14) 管内表面传热系数 (14) 污垢热阻和管壁热阻 (15) 传热系数K (16) 换热器面积裕度 (16) (八) 传热管和壳体壁温核算 (16) (九) 换热器内流体阻力计算 (18) 管程总阻力 (18) 壳程阻力 (18) (十) 换热器主要结构尺寸和计算结果 (19) 第五章、自我评价 (21) 第六章、参考资料 (21) 第七章、主要符号表 (22) 附录 (23) 附录一工艺流程图 (23) 附录二工艺尺寸图 (24)

中国石油大学自动控制原理2015-2016年期末考试 B卷 - 答案

B卷 2015—2016学年第1学期 《自动控制原理》 （闭卷，适用于：测控） 参考答案与评分标准

一、填空题（20分，每空1分） 1. 自动控制系统由控制器和 被控对象 组成。 2. 就控制方式而言，如果系统中不存在输出到输入的反馈，输出量不参与控制，则称为 开环控制系统 ；如果系统中存在输出到输入的反馈，输出量参与控制，则称为 闭环控制系统。 3. 设单位反馈系统的开环传递函数100 (s)H(s),(0.1s 1) G s = +试求当输入信号 (t)t r α=时，系统的稳态误差为_______ 。 4. 两个传递函数分别为1(s)G 与2(s)G 的环节，以并联方式连接，其等效传递函数 为(s),G 则(s)_____________G =。 5. 若某系统的单位脉冲响应为0.5(t)20e t g -=，则该系统的传递函数为 _______________。 6. 控制系统输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。 一阶系统传递函数的标准形式为______________,二阶系统传递函数标准形式为___________________。 7. 若要求系统响应的快速性好，则闭环极点应距离虚轴越 __远__（远/近）越好。 8. 二阶系统的传递函数25 (s),25 G s s = ++则该系统是_欠_(过/欠/临界)阻尼系统。 9. 常用的三种频率特性曲线是 Nyquist 曲线（极坐标图） 、 Bode 曲线 、和 Nichols 曲线 。 10. PI 控制规律的时域表达式是_____________________，PID 控制规律的传递函数表达式是_____________________。 11. 离散控制系统的稳定性，与系统的结构和参数 有关 (有关/无关），与采样周期 有关 (有关/无关)。 12. 非线性系统常用的三种分析方法是 描述函数法 、 相平面 和逆系统方法。 12(s)G (s) G +20 0.5s +1 1 Ts +2 22 2n n n s s ω?ωω++/100α0(t)K (t)(t)dt t p p i K m e e T =+ ?1 (s)K (1s) c p i G T s τ=++

化工原理课设

第一章设计方案的确定 蒸发操作条件的确定主要是指对以下参数的确定：蒸发器加热蒸汽的压强（或温度）、冷凝器的操作压强（或温度）的确定。合理选择蒸发过程的操作条件，对于保证产品质量以及降低能耗都是极为重要的。 1.1蒸发操作条件的确定 1.1.1加热蒸汽压强的确定原则 被蒸发溶液有一个允许的最高温度，即保证物料不会被分解或发生其他反应的极限温度，这是确定加热蒸汽压强的一个重要依据。正确的做法是使操作在低于最大温度范围内进行，常用方法有加压蒸发，常压蒸发或真空蒸发（闪蒸）。 蒸发过程消耗大量加热蒸汽同时产生大量二次蒸汽的，因此从节能的观点出发，应充分利用二次蒸汽作为其它加热用的热源（即要求蒸发装置能够提供温度较高的二次蒸汽）。这样既可减少锅炉产生蒸汽的消耗量，又可以减少末效进入冷凝器的二次蒸汽量，提高了蒸汽利用率，故采用较高温度的饱和蒸汽作为加热蒸汽对蒸发操作的过程来说是有利的，但通常所用饱和蒸汽的温度不超过180℃,因为过高温会导致过高压强,反而会增加设备费和操作费，考虑到经济效益的问题，一般的加热蒸汽压强在500-800 kPa范围之内。本次设计任务中，加热蒸气设计压强为500 kPa。 1.1.2 冷凝器操作压强的确定原则 若一效采用较高压强的加热蒸汽，则末效可采用常压或加压蒸汽，此时末效产生的二次蒸汽具有较高的温度，可以全部利用。而且各效操作温度高时，溶液粘度低，传热好。若一效加热蒸汽压强低，末效应采用真空操作，此时各效二次蒸汽温度低，进入冷凝器冷凝需消耗大量冷却水，而且溶液粘度大，传热差。但对于那些热敏性物料的蒸发，为充分利用热源还是经常采用的。对混合式冷凝器，其最大的真空度取决于冷凝器内的水温和真空装置的性能。通常冷凝器的最大真空度为80-90kPa。本次设计中，以大气压强为100 kPa，冷凝器设计压强为80 kPa。 1.2 蒸发器的类型及其选择 在化工、制药、食品、生物等生产中，大多数蒸发器都是利用饱和水蒸汽作为

《化工原理课程设计》指南

《化工原理课程设计》指导书 一、课程设计的目的与性质 化工原理课程设计是化工原理课程的一个实践性、总结性和综合性的教学环节,是学生进一步学习、掌握化工原理课程的重要组成部分，也是培养学生综和运用课堂所学知识分析、解决实际问题所必不可少的教学过程。 现代工业要求相关工程技术人员不仅应是一名工艺师,还应当具备按工艺要求进行生产设备和生产线的选型配套及工程设计能力。化工原理课程设计对学生进行初步的工程设计能力的培养和训练,为后续专业课程的学习及进一步培养学生的工程意识、实践意识和创新意识打下基础。 二、课程设计的基本要求 (1)在设计过程中进一步掌握和正确运用所学基本理论和基本知识，了解工程设计的基本内容，掌握设计的程序和方法,培养发现问题、分析问题和解决问题的独立工作能力。 （2）在设计中要体现兼顾技术上的先进性、可行性和经济上的合理性,注意劳动条件和环境保护,树立正确的设计思想，培养严谨、求实和科学的工作作风。 (３）正确查阅文献资料和选用计算公式,准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计计算。 (4）用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想和计算结果。 三、设计题目 题目Ⅰ：在生产过程中需将3000kg/h的某种油（在90℃时，密度为825kg/m3；定压比容为2.22ｋJ/ｋg·℃；导热系数为0．1４0W/ｍ·℃；粘度为0．０0０７15Pa·ｓ；污垢热阻为0.0００172m2·℃/W)从140℃冷却至40℃,压力为0.３ＭＰa,冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为0.4MPａ，循环水的入口温度为3５℃，出口温度为45℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。 题目Ⅱ：在生产过程中需将500０kg/h的某种油(在９0℃时,密度为825ｋg／m3；定压比容为2.２2ｋJ ／kg·℃；导热系数为０．１4０W／m·℃；粘度为0.0０0715Pa·s;污垢热阻为0．00017２m2·℃/W）从140℃冷却至4０℃,压力为0.３MＰa，冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为0.４MPａ,循环水的入口温度为３5℃，出口温度为４5℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。 题目Ⅲ：在生产过程中需将７００0kg/h的某种油（在9０℃时，密度为825ｋｇ/ｍ3；定压比容为２．２2kＪ/kg·℃；导热系数为0.１４0W／ｍ·℃;粘度为0．００07１5Pa·s；污垢热阻为0．0001７2m２·℃/W)从140℃冷却至4０℃,压力为0.3MPａ,冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为０.4MPa,循环水的入口温度为35℃,出口温度为45℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。

化工原理课程设计 (3)

化工原理课程设计(3)文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

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)

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前言 热交换器是进行热量之间传递的通用工艺设备,被广泛应用于各个工业部门,如化工、食品、电力。 换热器分类方式多样,按照其工作原理可分为:直接接触式换热器、蓄能式换热器和间壁式换热器三大类,其中间壁式换热器用量最大,据统计,这类换热器占总用量的99 %。间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类,其中管壳式换热器使用量最大，以其在高温、高压和其他大型的换热设备中性能良好，因此被广泛操作使用。管壳式换热器类型也有多种，如，固定管板式换热器、浮头式换热器及填料函式换热器。 近年来尽管管壳式换热器倍受新型换热器的挑战,但由于管壳式热交换器具结效率高、便于清洗拆卸、操作弹性大、应用材料广等优点,管壳式换热器目前仍是化工、石油和石化行业中使用的主要类型换热器。如何优化改造管壳式换热器，提高其换热效率，便于操作，是现在换热器优化最关注的问题。本说明书目的是对有机物进行冷却，通过对管路进行一系列设计，寻求一种较优的方法。

目录 一．前言 (2) 二．课题及工艺要求 (5) 2.1 课题 (5) 2.2 工艺要求 (5) 三．选定设计方案 (5) 3.1换热器类型选择 (5) 3.2确定流动空间 (5) 3.3流速的确定 (5) 四．确定物性数据 (6) 五．计算总传热系数 (6) 5.1 热流量 (6) 5.2平均传热温差 (6) 5.3 冷却水的用量 (7) 5.4 总传热系数 (7) 六．计算传热面积 (8) 七．工艺结构尺寸 (8) 7.1管径及管内流速 (8) 7.2管程数和传热管数 (8)

7. 3平均传热温差校正及壳程数 (9) 7.4传热管排列和分程方法 (10) 7.5壳体内径 (10) 7.6折流板 (10) 7.7接管 (11) 八．换热器核算 (11) 8.1热流量核算 (11) 8.1.1壳程对流传热系数 (11) 8.1.2.管程对流传热系数 (12) 8.1.3 污垢热阻 (13) 8.1.4 传热系数 (13) 8.1.5 传热面积 (13) 8.1.6 换热器内流体的流动阻力 (14) 九．换热器主要计算结果汇表 (15) 十．主要符号说明 (17) 十一.参考文献 (20)

化工原理课程设计

《化工原理》课程设计 设计（论文）题目：板式精馏塔的设计 学院名称：材料与化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工151 姓名：学号 指导教师：职称 定稿日期：2018年1月7日

目录 1设计任务书 (4) 1.1设计任务 (4) 1.2工艺操作条件 (4) 1.3设计内容要求 (4) 2精馏塔设计 (5) 2.1塔设备设计思路 (5) 2.2乙醇—水溶液的分析 (5) 2.2.1乙醇—水溶液的性质 (5) 2.2.2乙醇—水溶液气液平衡数据的获取 (5) 2.3工艺操作条件的确定 (7) 2.3.1压力的确定 (7) 2.3.2进料热状态的确定 (7) 2.3.3回流比的确定 (8) 2.3.4塔盘类型与选择 (9) 2.3.5塔釜加热、塔顶冷凝方式 (12) 2.3.6工艺流程图 (12) 3精馏塔的工艺计算 (13) 3.1物料衡算 (13) 3.2操作线的计算 (13) 3.3精馏塔工艺条件及有关物性数据 (14) 3.3.1Aspen plus简捷计算法 (14) 3.3.2AspenPlus严格计算法 (14) 3.4塔径计算 (16) 3.5溢流装置计算 (17) 3.6塔板布置及浮阀数目与排列 (20) 3.7塔板流体力学校验 (21) 3.7.1气相通过浮阀塔板的压强降 (21) 3.7.2液泛 (21) 3.7.3雾沫夹带 (22) 3.8塔板负荷性能图 (23) 3.8.1雾沫夹带线 (23) 3.8.2液泛线 (24)

3.8.3液相负荷上限线 (24) 3.8.4漏液线 (25) 3.8.5液相负荷下限线 (25) 3.9水力学校核 (26) 4计算结果汇总 (30) 5Aspen软件验算 (31) 5.1达到目标要求回流比的计算 (31) 5.2最佳进料位置的计算 (31) 5.3塔径验算 (32) 6参考文献 (34)

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设计任务及操作条件 1.设计题目 非标准列管式水冷却丙醇换热器的工艺设计 2.设计任务 （1）熟悉查找与设计任务有关的图书资料 （2）工艺设计 （3）换热器结构设计 （4）选定主要零部件 （5）绘制条件单 （6）编写设计说明书 3.设计条件 （1）处理量：25000㎏?h-1； （2）丙醇冷却温度为80℃，冷凝液离开换热器的温度为35℃；（3）冷却介质：循环水，入口温度20℃，出口温度（根据实际设定）； （4）允许压降：合理； （5）每年按300天计，每天24h连续运行； （6）设备型式：卧式列管换热器。

前言 1.合理地实现所规定的工艺条件 传热量、流体的热力学参数（温度、压力、流量、相态等）与物理化学性质（密度、粘度、腐蚀性等）是工艺过程所规定的条件。设计者应根据这些条件进行热力学和流体力学的计算，经过反复比较，使所设计的换热器具有尽可能小的传热面积，在单位时间内传递尽可能多的热量。其具体做法如下： （1）增大传热系数。在综合考虑流体阻力及不发生流体诱发振动的前提下，尽量选择高的流速。 （2）提高平均温差。对于无相变的流体，尽量采用接近逆流的传热方式。因为这样不仅可提高平均温差，还有助于减少结构中的温差应力。在允许的条件时，可提高热流体的进口温度或降低冷流体的进口温度。 （3）妥善布置传热面。例如在管壳式换热器中，采用合适的管间距或排列方式，不仅可以加大单位空间内的传热面积，还可以改善流体的流动特性。错列管束的传热方式比并列管束的好。如果换热器中的一侧有相变，另一侧流体为气相，可在气相一侧的传热面上加翅片以增大传热面积，更有利于热量的传递。 2.安全可靠 换热器是压力容器，在进行强度、刚度、温差应力以及疲劳寿命计算时，应遵照我国《钢制石油化工压力容器设计规定》与《钢制管壳式换热器设计规定》等有关规定与标准。这对保证

工学化工原理课程设计

化工原理课程设计设计题目：空气中丙酮的回收工艺操作学院：化学化工学院 班级：化工0902 姓名（学号）：侯祥祥3091303039 朱晓燕3091303036 熊甜甜3091303035 周利芬3091303033 指导教师：吴才玉 2012年01月

目录 一、前言 (3) 二、设计内容 (5) （一）设计对象 (5) （二）工艺路线设计 (5) 1.路线选择 (5) 2.流程示意图 (8) 3.流程说明 (9) （三）工艺的设计计算 (10) 1.物料衡算 (10) 2.热量衡算 (12) （四）设备的设计计算 (21) 1.主要参数 (21) 2.直径 (21) 3.附加条件 (21) （五）设备示意图 (23) 三、总结体会 (24) 四、参考文献 (29) 五、附录 (31) 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。 在化工生产中，常常需要进行混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，吸收和精馏两个单元操作为此提供了重要措施。气体吸收过程是化工生

产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用气体混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。精馏是常用的液体混合物的分离操作，它利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝，从而达到轻重组分分离的目的。 塔设备是一种重要的单元操作设备，其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的过程。它广泛用于吸收、精馏、萃取等单元操作，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。塔设备一般分为连续接触式和阶跃接触式两大类。前者的代表是填料塔，后者的代表则为板式塔。在本次课程设计中，吸收操作采用的是填料塔，而精馏操作采用的则为板式塔。 填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。过去，填料塔多推荐用于0.6～0.7m以下的塔径。近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展。 筛板塔是1932年提出的，当时主要用于酿造，其优点是结构简单，制造维修方便，造价低，气体压降小，板上液面落差较小，相同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板效率接近浮阀塔。其缺点是稳定操作范围窄，小孔径筛板易堵塞，不适宜处理粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。但设计良好的筛板塔仍具有足够的操作弹性，对易引起堵塞的物系可采用大孔径筛板，故近年我国对筛板的应用日益增多，所以在本设计中设计该种塔型。 在设计过程中应考虑到设计的吸收塔和精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 本课程设计的主要内容是工艺路线的设计、过程的物料衡算、工艺计算、结构设计等。

化工原理课程设计

（封面） XXXXXXX学院 化工原理课程设计报告 题目： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导老师： 时间：年月日

目录 任务书 (1) 流程示意图 (3) 流程及方案的说明和论证 (4) 设计计算及说明（含校核） (5) 主体设备结构图 (11) 设计结果概要表 (11) 设计评价及问题讨论 (11) 参考文献目录 (12)

流程示意图

流程及方案的说明和论证 一．流程的说明和论证 经过一系列的生产工艺后得到的无水乙醇液体温度还接近于其沸点，且无水乙醇是易挥发液体。在相对高温下不利于无水乙醇的装罐贮存，所以在蒸馏后冷凝和冷却必不可少。又因为是流体的大生产量冷却，故使用列管式换热器将其进行冷却以达到一定的贮存温度。物料通过泵被送入冷却器冷却后，由出料管流出，不合格的物料由回流阀送回冷却器重新冷却，直至符合要求。经过处理的河水由冷却器的进口管流入，由出口管流出，其与无水乙醇进行逆流交换热量。 本实验无水乙醇进口温度为70o C,出口温度为40o C。河水进口温度为20o C，出口为t2=30 o C。生产能力为600 t/d。 二．方案的说明和论证 1.确定流程； 2.计算定性温度以确定物性数据； 3.计算热负荷； 4.按纯逆流计算平均传热温差，然后按单壳程多管程计算温度校正，如果温差校正系数小于0.8，应增加壳程数； 5.选择适当的总传热系数K以估算传热面积； 6.计算冷却水用量； 7.确定两流体流经管程或壳程，选定管程流体速度，由流速和流量估算单程管的管子根数，由管子根数和估算的传热面积，估算管子长度和直径，再由系列标准选用适当型号换热器。 8.传热管排列和分程方法； 9.计算壳体内径和折流板间距、折流板数； 10.计算壳程流体传热膜系数； 11.计算管程流体流速，若结果与前面设定的流速不接近，则要从头在设定一个速度，再开始算过，直到两者相互接近； 12.计算管内传热膜系数； 13.确定污垢热阻，计算总传热系数，如果相差较多，应重新估算； 14.壁温核算，结果如果大于50℃，要设置温差补偿装置；如果超过105Pa，则要从头开始再设数据算，直到结果不大于105Pa为止。17.计算传热面积安全系数，必须满足5％－15％的安全度，若不在此范围内，则要再改数据再试算，直到符合要求； 15.计算壳程接管内径，选取壳程流体进出口接管规格； 16.计算管程接管内径，选取管程流体进出口接管规格；

化工原理课程设计教学大纲

《化工原理课程设计（Ⅰ、Ⅱ）》大纲 课程名称：化工原理课程设计 英文名称：Course Design of Principles of Chemical Engineering 课程编号：1804031(1804032) 课程类别：专业基础课 学时数：四周(第四学期两周和第五学期两周) 学分数：4 学分 使用专业：化学工程与工艺 一、课程设计目的与任务 化工原理课程设计是一门重要的实践课程，是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程所学知识，完成以化工单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计，对学生进行设计技能的基本训练，培养学生综合运用所学的书本知识解决实际问题的能力，也为毕业设计打下基础。因此，化工原理课程设计是提高学生实际工作能力的重要教学环节。 二、教学基本要求 通过课程设计学生应在下列几个方面得到较好的培养和训练： 1. 使学生掌握化工设计的基本程序与方法； 2. 结合设计课题，培养学生查阅有关技术资料及物性参数的获取信息能力； 3. 通过查阅技术资料，选用设计计算公式，搜集数据，分析工艺参数与结构尺寸间的相互影响，增强学生分析问题、解决问题的能力； 4. 对学生进行化工工程设计的基本训练，使学生了解一般化工工程设计的基本内容与要求； 5. 通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求； 6. 了解一般化工制图基本要求，对学生进行绘图基本技能训练。 三、课程设计内容及学时分配 化工原理课程设计应以化工单元操作的典型设备为对象，课程设计的题目尽量从科研和生产实际中选题。化工原理课程设计内容包括： 1. 设计方案简介：包括对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。 2. 主要设备的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。

化工原理课程设计 (2)

课程设计说明书 设计题目：二甲苯—三甲苯双组份连续精馏筛 板塔的设计 学院、系： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 2012年07月09日

目录 1第一部分 工艺设计 (4) 1.1物料衡算： ......................................................................................................................... 4 1.2塔顶温度、塔底温度及最小回流比的计算： ................................................................. 5 1.3确定最佳操作回流比与塔板层数： (6) 1.3.1 列相平衡关系式： ................................................................................................. 6 1.3.2 列操作线方程： ..................................................................................................... 6 1.3.3 由塔顶向下逐板计算精馏段的汽、液相组成: .................................................... 7 1.3.4 由进料口向下逐板计算提馏段的汽、液相组成: ................................................ 7 1.3.5 逐板法计算塔板层数： ......................................................................................... 7 1.3.6 对上表塔板数列表： ........................................................................................... 12 1.3.7 绘制R-N T 曲线，确定最佳操作回流比及最佳理论板数： ............................. 13 1.3.8 查取塔板效率： ................................................................................................... 13 1.3.9 计算全塔理论板数： . (14) 2第二部分 结构设计 (14) 2.1 塔板结构计算：（设计塔顶第一块板） (14) 2.1.1 计算塔顶实际的汽液相体积流量： (14) 2.1.2选取塔板间距T H ： ............................................................................................. 14 2.1.3 计算液泛速度F U )(max U ： ............................................................................... 15 2.1.4 空塔气速： ........................................................................................................... 15 2.1.5 选取溢流方式及堰长同塔径的比值D l w /: ...................................................... 15 2.1.6 计算塔径： ........................................................................................................... 15 2.1.7 计算塔径圆整后的实际气速： ........................................................................... 16 2.1.8 在D=1.8m 时，塔板结构尺寸： ........................................................................ 16 2.2溢流堰高度w h 及堰上液层高度ow h 的确定 .................................................................. 16 2.3板面筛孔布置的设计 ....................................................................................................... 16 2.3.1 选取筛孔直径d 0=5mm 。 (17) 2.3.2 计算开孔区面积A α： ...................................................................................... 17 2.3.3 开孔率 .............................................................................................................. 17 2.3.4 开孔面积： ........................................................................................................... 17 2.4 水力学性能参数计算及校核 (17) 2.4.1 液沫夹带分率的检验 ........................................................................................... 17 2.4.2 塔板压降 ............................................................................................................... 18 2.4.3 液面落差的校验： ............................................................................................... 18 2.4.4 塔板漏液状况的校验 ........................................................................................... 19 2.4.5 降液管液泛情况的校验： .. (19)