化工原理工艺流程设计
化工设计专业知识点
化工设计专业知识点化工设计是化学工程的重要分支，是指根据一定的工艺要求和技术经济条件，进行化工产品的设计和投资分析。
在化工设计过程中，需要掌握一系列的专业知识点，本文将介绍一些重要的化工设计专业知识点。
一、化工原理化工原理是化工设计的基础，主要包括化学动力学、传热传质、流体力学、热力学等方面的知识。
化学动力学研究化学反应的速率和机制，对于化工过程的控制和优化至关重要。
传热传质是研究物质的传输和转移，影响着化工过程的效率和产品质量。
流体力学研究液体和气体在各种流动条件下的运动规律，对于管道设计和流体输送有重要意义。
热力学研究能量转化和转移的规律，为化工过程的能量平衡提供理论依据。
二、化工流程图在化工设计中，流程图是必不可少的工具。
化工流程图以图形的形式展示了化工生产过程的主要设备、管道、阀门等元件，有助于分析和优化流程。
化工流程图分为原料处理、反应器、分离器、能源系统、产品处理等部分。
原料处理包括原料的配制、净化和储存等过程；反应器是化学反应进行的场所，根据不同的反应类型选择合适的反应器；分离器用于分离反应产物或原料中的杂质；能源系统包括供热和供冷设备，保证反应过程中的温度控制；产品处理包括产品的净化、储存和包装等。
三、工艺流程工艺流程是根据产品要求和生产条件，确定化工生产过程的工艺路径和操作条件。
工艺流程需要考虑反应的选择、原料的选择和处理、产品的净化和分离等因素。
在确定工艺流程时，需要综合考虑物料平衡、热力平衡、能量平衡和经济性等因素。
工艺流程的合理选择和优化可以提高生产效率，降低生产成本，并保证产品的质量和安全。
四、安全设计在化工设计中，安全是至关重要的考虑因素。
化工生产过程中涉及到很多有毒、易燃、易爆和腐蚀性物质，一旦发生事故可能对人身安全和环境造成严重危害。
因此，安全设计必须充分考虑事故和危险源的排除和控制，需要合理设置安全阀、泄漏控制设备等安全装置，并制定相应的操作规程和应急预案。
五、设备选择化工设计中的设备选择需要综合考虑工艺要求、投资成本、运行成本和安全性等因素。
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔本文将针对化工原理课程设计，探讨苯与甲苯精馏塔的工艺设计。
一、工艺流程苯与甲苯精馏塔的工艺流程如下：苯与甲苯混合物在进入塔后，首先通过反应塔抽收制冷剂进行冷却，从而达到冷却效果，然后通过塔顶进入预分离器进行处理，将其中的气相成分与液相成分分离，剩余的液相通过进料口进入塔体，反复上升和下降，与上部的气相进行平衡沸腾，不断提高纯度，最后在顶部凝结出高纯度的甲苯。
二、设计考虑因素1.塔型塔型应根据生产规模和成本考虑。
一般而言，小型的塔型适合处理小流量、高品质的混合物，而大型的塔型则适合处理大流量、低品质的混合物。
2.动力学参数在设计苯与甲苯精馏塔时，要考虑动力学参数，如液相和气相的流速、物料的热量传递效应等等。
这些参数将直接影响塔的效率和产品品质。
3.填料和操作条件由于苯与甲苯混合物具有一定的粘度和密度差异，因此应在填料和操作条件上进行制约，以避免不同成分之间发生混合或分离出现问题。
三、设计基础1.填料设计填料是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，是决定塔效率和塔高的关键因素。
填料材料应具有良好的性能，如高效的传质、良好的气体液体接触、稳定的抗攻击性等等。
常见的填料材料有氧化铝、陶瓷、合金等。
2.除塔器设计除塔器是苯与甲苯精馏塔的一个重要设计组成部分。
它的主要作用是在塔底处收集返回的液相，防止溢出和保持塔内的可控性。
除塔器的设计应根据填料类型、流量、操作温度和压力等多个因素进行综合考虑，以确保塔的正常运行。
3.塔底设计塔底是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，主要用于收集精馏出的液态产品。
由于反应塔存在高温、高压等因素，因此需要考虑塔底的材料和设计。
常见的材料有碳钢、不锈钢、合金等。
此外，塔底还应配备可靠的排放和泄压装置，以确保塔的安全性。
四、结论苯与甲苯精馏塔是一种常见的化工装置，其设计应考虑多种因素，如塔型、填料、动力学参数等等。
从而确保塔的高效、稳定和可靠性。
化工原理过程设计
制带有主要参数控制点的工艺流程图。
•
•5.计算所设计流程的冷热公用工程用量。并对 工艺流程中的任一台换热器进行计算，要求采用 列管式换热器，计算其主要参数，包括管长、管 子规格、壳程直径、管程数、壳程数、管子数目 等。画出换热的简图，表明接管尺寸。 •6.如果采用离心泵输送原料，试确定适用的离 心泵型号，并确定离心泵的安装高度。
•
•5.2列管式换热器的主要工艺参数的计 算
•
•
•
第六章 离心泵的确定
•
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•工艺流程简图
•
•
所选设计筛板塔的主要结果汇总表
• 序号
项目
1
平均温度
2
平均压力
3
气相流量
4
液相流量
5
实际塔板数
•6
有效段高度
17
塔径
28
板间距
39
空塔气速
4 10
塔截面积
• 11
实际加料版
1 12 全塔回流比R
•
Np=NT/ET
•①塔板效率
•精馏段的塔板效率Et精=0.45×(2.46 ×0.291)-0.245=0.532 •提馏段的塔板效率Et提=0.45 ×(2.46 ×0.266)-0.245=0.544
•
•②实际塔板数的计算
• 精馏段实际塔板数的计算:
•
Np,精=NT精/Et精=5/0.532=10块
•
第二章 设计任务及要求方案
（一）设计任务
某工厂采用石脑油为原料生产对二苯（px）时产生了一股 物流，含有苯40%（质量分数，下同)、甲苯60%.设计一 座常压精馏塔对上述混合物进行分离，要求塔顶流出液中 苯的回收率为95%，釜残液中甲苯的回收率为97%，该工 艺物流的处理量为1.5万吨/年。产品均需要冷却到40℃， 塔釜采用外置再沸器，热公用工程为饱和水蒸汽，蒸汽压 力0.4Mpa（表压），冷公用工程为循环水（20℃-30 ℃） ，环境温度为20 ℃。
化工工艺流程设计教学课程
化工工艺流程设计教学课程1. 工艺流程的基本概念学生将首先学习工艺流程的基本概念，包括流程图、工艺过程和原理、生产设备及其功能等。
他们将了解不同工艺流程对产品质量和产量的影响，以及如何选择最优的工艺流程。
2. 化工原理和化学反应学生将学习化工原理和化学反应，以了解不同原料在特定条件下的化学变化过程。
他们将学习如何选择最佳反应条件，以及如何优化反应条件以提高产量和产品质量。
3. 传热、传质和反应工程在这一部分，学生将学习传热、传质和反应工程的基本原理。
他们将了解如何设计和优化传热、传质和反应设备，以确保工艺流程的高效运行和产品质量的稳定。
4. 流体力学和设备设计学生将学习流体力学的基本原理，并了解不同设备的设计和选择原则。
他们将了解如何选择合适的泵、阀门和管道，以确保流体能够顺利流动，并满足工艺流程的要求。
5. 过程控制和自动化学生将学习过程控制和自动化的基本原理，并了解不同控制系统的设计和应用。
他们将学习如何使用传感器、仪表和控制器来监控和调节工艺流程，以确保产品质量和生产效率。
通过这门课程的学习，学生将能够掌握化工工艺流程设计的基本原理和方法，并能够应用这些知识来解决实际的化工生产问题。
他们将学会如何选择合适的工艺流程和设备，以确保生产过程的高效和产品质量的稳定。
同时，他们还将学会如何使用现代的控制技术来优化生产过程，以满足不断变化的市场需求。
化工工艺流程设计是化工工程领域中至关重要的一环，它直接影响到生产过程的效率和产品质量。
在这门课程中，学生将学习如何运用化工原理、传热、传质和反应工程知识，以及流体力学和设备设计原理，来设计和优化化工工艺流程。
这些知识将帮助他们更好地理解生产过程的复杂性，以及如何应用科学原理来解决生产中的技术难题。
在课程中，学生将学习如何进行工艺流程的基本设计。
这将涉及到选择适当的反应设备、控制设备、传热和传质设备等，以确保生产过程的顺利进行。
学生将学会如何进行合理的设备布局，以减少能源消耗和提高生产效率。
工艺设计说明书带控制点的工艺流程图主体设备工艺条件图化工原理课程设计
2、再沸器 （1）要求： 要求画组装图（简化）； 不要将再沸器与塔画在一起，画再沸器单体设备； 确定主要工艺结构尺寸； 对辅助结构可示意表示，不给尺寸（拉杆、防冲板） 材料及强度不考虑（强度核算）
工艺设计说明书带控制点的工艺流程图 主体设备工艺条件图化工原理课程设计
（2）再沸器组装图 1）壳体 2）封头 3）花板、排管 4）折流板 5）接管大、小尺寸及定位尺寸 6）管束
工艺设计说明书带控制点的工艺流程图 主体设备工艺条件图化工原理课程设计
1、精馏塔的绘制 （1）塔体及裙座： NP、HT、再沸器高度等 （2）塔板分布： NP、HT （3）塔板布置： 水力学要求 （4）接管及分布：内径及长度，要求画出轮廓 （5）人孔（10-20板一个）
工艺设计说明书带控制点的工艺流程图 主体设备工艺条件图化工原理课程设计
工艺设计说明书带控制点的工艺流程图 主体设备工艺条件图化工原理课程设计
二、设备工艺条件表示方法
2）尺寸的基准 a. 设备的筒体、封头的中心线 b. 设备支座的底面 c. 设备法兰的密封面 d. 设备筒体和封头焊接环焊线
3）尺寸的标注方法 尺寸数字随尺寸线方向变化，在尺寸线上方及
左方原则上不许注出封闭尺寸。
主体设备工艺条件图化工原理课程设计
二、设备工艺条件图表示方法
(3) 管口方位图 1）粗实线画设备主体轮廓图，以点划线标出管中 心线，用粗实线画接管及零件的示意图。 2）以顺时针标注角度 3）接管以小写字母a.b.c…..编号 (不推荐i,l,o,q用途尺寸） 相同管则字母加下标：a1,a2….. 编号时按顺时针。
要求：平直、交叉处（细让粗、后让先） 考虑设置间的相对位置 工艺设计说明书带控制点的工艺流程图
主体设备工艺条件图化工原理课程设计
化工原理课程设计
化工原理课程设计（一）——碳八分离工段原料预热器设计学生姓名：왕량学校：대련대학专业班级：화공101学号：10412041指导老师：왕위징时间：2012.07.08目录一、设计任务书 (3)二、概述及设计方案简介 (4)1.碳八芳烃分离工艺简介 (4)2.换热器简介 (4)三、设计条件及主要物性参数 (7)1.设计条件 (7)2.主要物性参数 (7)四、工艺设计计算 (9)1.估算传热面积 (9)2.选择管径和管内流速 (11)3.选取管长、确定管程数和总管数 (12)4.平均传热温差校正及壳程数 (13)5.传热管排列 (14)6.管心距 (15)7.管束的分程方法 (15)8.壳体内径 (16)9.折流板和支承板 (16)10.其它主要附件 (17)11.接管 (17)五、换热器核算 (17)1.热流量核算 (17)2. 传热管和壳体壁温核算 (24)3. 换热器内流体阻力计算 (26)六、设计自我评述 (31)七、参考文献 (32)八、主要符号表 (32)八、附录 (33)附录1 工艺尺寸图 (33)附录2工艺流程图 (34)一、设计任务书化工原理课程设计任务书姓名：王亮班级：化工101碳八分离工段原料预热器设计冷流体：液体（流量15Koml/h）组成摩尔分率乙苯对二甲苯间二甲苯邻二甲苯18% 18% 40% 24%加热水蒸气压力为122Kg cm/由20℃加热到162℃要求管程和壳程压差均小于50KPa,设计标准式列管换热器二、概述及设计方案简介1.碳八芳烃分离工艺简介碳八芳烃分离即C8芳烃分离，根据工业需要将碳八芳烃分离成单一组分或馏分的过程。
C8芳烃分离的主要目的是活的经济价值较高的对二甲苯和邻二甲苯。
因此，C8芳烃分离有常常与碳八芳烃异构化结合在一起，以获得更多的对、邻二甲苯。
在个别情况下，也要分离出高纯度的乙苯、苯乙烯。
各种C8芳烃间沸点很接近难以用一般的精馏方法分离，各种C8芳烃沸点如表所示。
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 案例范本
化工原理课程设计案例范本一、课程设计题目以甲醇为原料，设计甲醇制乙醇的工艺流程。
二、设计要求1.设计产乙醇的工艺流程，包括反应器、分离器、加热器、冷却器等装置的选型和设计。
2.考虑工艺流程的能耗、安全性、环保性等因素。
3.设计出产乙醇的最佳工艺流程，并给出工艺流程图和各设备的工作参数。
三、设计思路1.甲醇制乙醇的反应方程式为：CH3OH + CH3OH → C2H5OH + H2O2.设计工艺流程时，首先需要选择反应器。
甲醇制乙醇反应一般采用连续式反应器或循环式反应器，常见的有管式反应器、搅拌式反应器等。
3.反应器后需要设置分离器，将反应产物中的乙醇和水分离出来。
常见的分离器有蒸馏塔、回流蒸馏塔等。
4.在工艺流程中还需要设置加热器和冷却器，以控制反应温度和分离出的产物温度。
5.最后，需要考虑工艺流程的能耗、安全性和环保性等因素，选择合适的设备和工艺条件。
四、设计步骤1.确定反应器：选择管式反应器，其反应温度为240℃，反应压力为30MPa。
2.设计分离器：选择蒸馏塔作为分离器，分离塔采用三段式结构，塔顶温度为95℃，塔底温度为80℃。
3.设计加热器和冷却器：反应器前后分别设置加热器和冷却器，加热器采用热交换器，冷却器采用空气冷却器。
4.确定工艺流程：甲醇制乙醇的工艺流程如下图所示。
甲醇加热→反应器→分离塔→乙醇冷却五、设计结果1.工艺流程图2.设备参数表设备名称设计参数反应器反应温度240℃，反应压力30MPa分离塔三段式结构，塔顶温度95℃，塔底温度80℃加热器热交换器冷却器空气冷却器六、结论本设计以甲醇为原料，设计了甲醇制乙醇的工艺流程。
通过选择合适的反应器、分离器、加热器和冷却器等设备，设计出了产乙醇的最佳工艺流程，并给出了各设备的工作参数。
该工艺流程具有能耗低、安全性高、环保性好等优点，可为实际生产提供参考。
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它贯穿于整个设计过程 由浅入深 由定性到定量 逐步分阶段进行
4
4.1.1工艺流程设计的原则
工艺流程设计应遵守以下几个原则： 1、产品质量原则：
尽可能采用先进设备、先进的生产方法和成熟的流程。 2、资源利用原则：
14
F．带控制点的工艺流程图（P.93 图4-65）
（1）用图例表示出全部工艺设备。 （2）用图例表示工艺物料和辅助管道的流向及工艺物
料管道上的阀门，异径管等有关附件，但不必绘出法 兰、弯头、三通等一般管件，流程图管道的连接位置 应与配管图基本一致。 （3）用图例表示出控制回路、仪表的参数、功能、仪 表位号和控制方法。 （4）标注全部设备的位号和名称。 （5）表示全部管道的管道概述
工艺流程设计的目的和任务
目的：用图解形式来表达整个生产工艺过程 任务： （1）确定生产工艺流程中各个过程的具体
内容、顺序和组织形式。 （2）绘制工艺流程图。
2
工艺流程设计的重要性
决定车间的命运； 化工设计最主要的一环； 关键性步骤
3
工艺流程的设计顺序：
从化工设计工作进程看： 在可行性研究中、生产工艺路线选定后开始
16
流程图中设备的绘制和标注方法
设备的绘制
常用设备的外形画法可参照图例绘制，如附 录2表2－1。若没有图例，可绘其象征性的简 单外形，以表明该设备的特征；
在流程图上一律不表示设备的支脚、支架、 基础和平台；
设备的布置，原则上按流程图自左至右，要 求图面饱满匀称，清晰整齐；
17
18
19
返20 回
A．流程框图（P.89 图4-62） ※用方框及文字表示主要的工艺设备及过程； ※用箭头表示物流方向。
B．流程示意图 ※用图例表示出主要工艺设备； ※用箭头表示物流方向； ※标注主要工艺设备的位号和名称。
C．流程简图（P.92 图4-63） ※用图例表示出主要工艺设备及部分关键的辅助设备； ※用箭头表示物流方向； ※标注工艺设备的位号和名称； ※以图例表示出主要控制回路仪表的参数、功能、控制方法。
流程中若有几台相同设备并联，可以只画 一台设备，其余几台用细实线方框表示， 在方框内注明位号，并画出通往该设备的 支管。
21
设备的标注方法
12345 数量标识符(相同设备尾号) 设备顺序编号
工序、工段或车间代号 设备分类代号
例：H0101A 表示第一车间第1A＃换热器
位号应标注在设备内或附近空白处，位号和名称 用粗实线分开，位号写在上面如：
N H 3
合 成
苯
加氢
氧化
羟胺
肟化重排
返回
H2
O2
硝 酸 H2
7
确定各个过程或工序的组成 例如:合成氨工艺中的变换工段
H 2 , N 2 , C O ， C O 2 变 换 反 应
少 量 惰 性 气 体
水 洗
碱 洗
变换反应： 水洗 碱洗
CO H2O CO2 H2 CO2 H2O H2CO3 CO2 NaOH Na2CO3 H2O
11
4.2 流程图绘制方法
各设计阶段的设计成果表现为各种图纸、表格及说明 不同的设计阶段有不同的工艺流程图
项目建议书、 全厂（车间、总装置）物料流程图 可行性研究阶段 工段方案流程图
物料流程图 初步设计阶段 带控制点工艺流程图
施工图阶段
带控制点工艺流程图 辅助管道系统与蒸汽伴管系统图
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4.2.1 基本要求
当工艺流程比较复杂，辅助系统图应分开绘制。
在辅助系统流程中，辅助管道只绘制与设备相连 的进出口一段支管，并注明代号、编号及管道规格， 而辅助管道总管与分管相连的部分由辅助系统图来表 示。
R 101
××反应器
注：设备位号应与初步设计一致，若施工图设计中设备增加，则 位号应按顺序增补；如有取消，原有设备位号不再使用。 22
流程图物料管道绘制方法 管道、管件及管道附件表示方法 管道、管件及管道附件图例及常用阀门图例，
如附录2附表2－2和附表2－3。
23
24
25
固体物料除用粗虚线表示外，还要写出物料名称。
13
D．物料流程图（P.93 图4-64）
※用图例表示出主要工艺设备及部分关键的辅助设备； ※用箭头表示物流方向； ※标注工艺设备的位号和名称； ※用表格形式表示出各流股的温度、压力、流量、组分含量百 分比；在有热量变化的过程或设备旁，标出热量计算值。
E．公用工程系统图
※用方框、文字表示使用公用工程的工艺设备及过程； ※用箭头表示物流方向。
15
4.2.2 流程图图面绘制要求
流程图图纸尺寸及线条要求 （1）图幅尺寸
原则上一个主项画一张图，其幅面一般采用1号或2号图纸， 如流程复杂，可分成几部分进行绘制。
（2）设备图例比例
使图面视觉美观 ： 过高、过大或过小的设备，其外形可以适当缩小或放大
（3）线条要求
主要物料管道用粗实线（0.9mm）； 辅助物料管道用中粗实线（0.6mm）； 设备轮廓、管道上的各种附件、局部地坪线、尺寸线、仪 表引出线及连接线用细实线（0.3mm）。
就地取材，充分利用本地资源、减少原料组织与运输。 3、节能原则：
选用的设备效率要高，要降低原材料消耗及水电汽的消耗。 4、安全生产原则：
充分预计生产故障，以便及时妥善处理，保证生产的稳定性。 5、经济效益原则：
这是一个综合的原则，应从原料性质、产品质量和品种、生产 能力以及发展等多方面考虑。
5
4.1.2工艺流程设计的任务
返回
8
确定控制方案 离心泵的流量控制
9
液位控制
返回
10
4.1.3 从工艺角度进行流程设计
A．反应过程 根据反应过程的特点、物性和工艺条件决定反应 器类型及操作方式，根据产品特点选择连续或间 歇生产方式。
B．原料预处理过程 C．产物的后处理
（1）反应副产物的分离 （2）未反应的反应物返回循环利用 （3）产物净化与分离 D．产品包装 E．原料的循环利用
1、确定整个流程的组成 2、确定每个工序的组成 3、确定操作条件 4、确定控制方案 5、确定物流和能量的合理利用方案 6、确定公用工程的配套设施 7、确定三废治理方法 8、确定安全生产措施 9、画出工艺流程图
6
确定整个流程的组成 例如：合成氨生产工艺
煤 或 油
造 气
水 蒸 气
变 换
精 炼
己内酰胺生产工艺