化工原理课程设计实例
化工原理课程设计计算示例
化工原理壳程设计计算示例一浮阀塔工艺设计计算示例拟设计一生产酒精的板式精馏塔。
来自原料工段的乙醇-水溶液的处理量为48000吨/年，乙醇含量为35%（质量分率）原料温度为45℃。
设计要求：塔顶产品的乙醇含量不小于90%（质量分率），塔底料液的乙醇含量不大于0.5%。
一、塔形选择及操作条件的确定1．塔形：选用浮阀塔2．操作条件：操作压力：常压；其中塔顶：1.013×105Pa塔底：[1.013×105+N（265~530）Pa]进料状态：饱和液体进料加热方式：用直接水蒸气加热热能利用：拟采用釜残液加热原料液二、工艺流程三、有关工艺计算首先，根据题目要求，将各组成要求由质量分率转换为摩尔分率，其后由23971.1/H O kg m ρ=，3735/kg m ρ=乙醇参考资料（一），查出相应泡点温度及计算平均分子量。
同理求得0.779D x = 0.0002W x = (1)0.17646(10.176)1822.3/f f f M x M x M kg kmol =+-=⨯+-⨯=乙醇水同理求得：39.81/D M kg kmol =，18.1/D M kg kmol =1. 最小回流比及操作回流比的确定由于是泡点进料，x q =x f =0.174过点e(0.174，0.174)作x=0.174直线与平衡线交与点d ，由点d 可以读得y q =0.516，因此，min(1)0.7790.5160.7690.5160.174D q q qx y R y x --===--又过点a （0.779,0.779）作平衡线的切线，可得切点g 由切点g 可读得'0.55q x =，'0.678q y =，因此，'min(1)''0.7790.6780.7890.6780.55q q qD x y R y x --===--可见min min(2)0.789R R ==，操作回流比R=1（min / 1.27R R =在1.1~2.0的范围内）2． 塔顶产品量、釜残液量及加热蒸汽量的计算 取每年工作日300天，每天24小时计，进料量为：3480010299/3002422.3F kmol h ⨯==⨯⨯由全塔物料衡算方程写出：0V F D W +=+ 00(y =蒸汽）D=65.85kmol/h 00f D W V y Fx Dx Wx +=+ W=364.85kmol/h'W L L qF RD qF ==+=+ q=1(泡点) V 0 =131.7kmol/h3. 全凝器冷凝介质的消耗量塔顶全凝器的热负荷：(1)()c VD LD Q R D I I =+-由资料（一）可查出：1266/VD I kJ kg =，253.9/LD I kJ kg =故6(11)65.8539.81(1266253.9) 5.30610/c Q kJ h =+⨯⨯-=⨯取冷凝介质为水，其进出冷凝器的温度分别为25℃和35℃，那么在平均温度下水的比热为4.17/pc C kJ kg =℃，因此，冷却水的用量： 621 5.30610127120/() 4.174(3525)c c cp Q W kg h C t t ⨯===--4． 热能利用拟利用釜残液预热原料液，将原料液预热至泡点所需的热量为21()f f pf f f Q W C t t =-83.834564.42fm t +==℃ 进出预热器原料的平均温度64.4fm t =℃下，可查出其比热 4.275/.pf C kJ kg =℃，所以364800010 4.275(83.8345) 1.10710/30024f Q kJ h ⨯=⨯-=⨯⨯釜残液放出的热量：12()W W PW W W Q W C t t =-若将釜残液温度降至55℃，那么平均温度为99.835577.22fm t +==℃下其比热为 4.191/.pf C kJ kg =℃，因此 6364.8518.1 4.191(99.3855) 1.22810/W Q kJ h =⨯⨯-=⨯可见W f Q Q >，理论上可以将原料液加热到泡点。
化工原理课程设计示例
化工原理课程设计示例化工原理是化学工程专业的重要课程之一，涉及到化工工艺的基础理论和原理，以及实际应用中所需的技术和方法。
针对这一学科，课程设计是一种很好的教学方法，通过设计和实践，能够让学生更好地理解和掌握化工原理的知识，并培养他们的综合应用能力。
下面，我们将介绍一个化工原理课程设计示例，以供参考。
一、课程设计题目甲酸的制备二、课程设计目标1.了解甲酸生产工艺的基本原理和流程；2.掌握甲酸合成反应的机理和影响因素；3.学习酸碱滴定法测定甲酸浓度的方法和步骤；4.锻炼实验操作技能和数据处理能力；5.培养团队协作精神，加强交流合作。
三、课程设计内容1.确定实验方案测定甲酸浓度使用酸碱滴定法，合成甲酸的反应方程式为：CO + 2H2 → HCOOH总反应数过程为：CO + H2O → CO2 + H2CO2 + H2 → CO + H2OCO + 2H2 → HCOOH反应器采用连续式反应器，进料量和流量必须控制好，分别采用质量流量计和进口压力表控制。
反应器床采用三层石墨板材，反应温度150℃，压力30bar，配有内置冷却器，防止反应器温度过高。
2.实验步骤(1)将二氧化碳气体按设定的流量通入反应器；(2)将氢气按设定的流量通入反应器；(3)通过回流冷却的反应器将甲酸收集到集液瓶内；(4)使用酸碱滴定法测定甲酸的浓度；(5)记录实验数据和进行统计分析。
3.实验器材和试剂器材：反应器、石墨板、流量计、进口压力表、集液瓶、烘箱、滴定管、洗瓶等。
试剂：氢气、二氧化碳气体、甲酸、浓硫酸、氨水等。
4.团队合作和交流实验需要分工合作，每个小组成员负责一个工作岗位，需要相互协作和配合。
进行实验和数据处理时，要及时交流和沟通，以确保实验的顺利进行。
五、实验报告课程设计结束后，学生需要准备一份实验报告，内容包括：实验方案的设计、实验的步骤和结果、数据处理方法和结果、数据分析和讨论等。
同时还需在报告中反映出团队合作和个人贡献等。
化工原理课程设计--苯-甲苯连续筛板式精馏塔的设计
0.0045
0.458
0.472
0.489
0.503
由上表数据可作出漏液线1
3.6.2 液沫夹带线
以 为限,求出 关系如下:
由
精馏段:
,
整理得:
在操作范围内,任取几个 值,依上式计算出 值
表2-4
0.0006
0.0015
0.0030
0.0045
2.457
2.362
2.24
2.138
提馏段:
提馏段:
板上不设进口堰，
故在本设计中不会发生液泛现象
3.6.1
由
,
得
精馏段:
=
在操作线范围内,任取几个 值,依上式计算出
表2-2
0.0006
0.0015
0.0030
0.0045
0.564
0.579
0.598
0.613
提馏段:
=4.870
操作线范围内,任取几个 值,依上式计算出
表2-3
0.0006
0.0015
对于进料： =93.52℃
得：
又
精馏段平均相对挥发度：
提馏段平均相对挥发度：
由液体平均粘度公式： 可求得不同温度下苯和甲苯的粘度
对于苯(A)，其中 ， 即：
当 ℃时，
当 ℃时，
对于甲苯(B)，其中 ， 即：
当 ℃时，
当 ℃时
又精馏段的液相组成：
提馏段的液相组成：
精馏段平均液相粘度：
提馏段的平均液相粘度:
塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。
化工原理课程设计《板式塔课程设计》省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
塔
高
加料口板间距加大，设测试
口；
塔釜空间=1-3m，设人孔、测试口；
裙座=2m，设人孔两个。
绘图
➢物料流程图： 只标设备名称，物料构成、流量。
➢塔板构造图： 塔板分块、孔旳排列、降液管旳尺寸；
➢塔体工艺图： 总高、管口位置、板间距、管口方位、 管口表、技术特征表。
河北科技大学
设计 制图 审核 批准
D圆整 初选塔径 1米下列100
进制
构造参数旳设计
hw , ho ,Ws ,Ws' ,Wc ,do , t
how
hn
溢流强度 i= Lh < 3.5 ~ 4.5
hw
LW
计算hOW
hw 20 ~ 50mm
hw hL - how
ho 20 ~ 25mm hw
hL = 60mm
降液管、受液盘旳构造及尺寸
进料管：泵加料 u= 1-3m/s；高位槽进料u= 0.5-1m/s
回流液管：泵回流 u= 1.5-3m/s；重力回流u= 0.5-1m/s
（3）冷却剂、加热剂用量
Qc Vrc WcC p t2 t1
QB VrB W蒸汽 r蒸汽
t2 400C ~ 450C
冷却剂用量 加热剂用量
将工艺计算成果列表
用途
塔顶蒸汽管 排空管 回流管 进料管
塔底蒸进口管 热电阻接口 压力计接口 液位计接口
塔底液体出口管 人孔
河北科技大学
设计 制图 审核 批准
浮阀精馏塔 工艺条件图
图号
材料 比例
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5、设计阐明书内容
每项单独一页 正文
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(完整版)化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)(正式版)
《化工原理》课程设计水吸收氨气过程填料塔的设计学院专业制药工程班级姓名学号指导教师2013 年 1 月 15 日目录设计任务书 (4)第一节前言 (3)1.1 填料塔的有关介绍 (4)1.2 塔内填料的有关介绍.............................. 错误!未定义书签。
第二节填料塔主体设计方案的确定 .. (5)2.1 装置流程的确定 (5)2.2 吸收剂的选择 (5)2.3 填料的类型与选择 (7)2.4 液相物性数据 (6)2.5 气相物性数据 (8)2.6 气液相平衡数据 (7)2.7 物料横算 (7)第三节填料塔工艺尺寸的计算 (8)3.1 塔径的计算 (8)3.2 填料层高度的计算及分段 (9)3.2.1 传质单元数的计算 (10)3.2.2 传质单元高度的计算 (10)3.2.3 填料层的分段 (11)第四节填料层压降的计算 (12)第五节填料塔内件的类型及设计 (13)第六节填料塔液体分布器的简要设计 (13)参考文献 (15)对本设计的评述及心得 (15)附表：附表1填料塔设计结果一览表 (15)附表2 填料塔设计数据一览 (15)附件一：塔设备流程图 (17)设计任务书(一)、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为7500 m3/h，其中含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数）。
采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。
(二)、操作条件（1）操作压力常压（2）操作温度 20℃.(三)填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。
(四)工作日每年300天，每天24小时连续进行。
(五)厂址厂址为衡阳地区(六)设计内容1.吸收塔的物料衡算；2.吸收塔的工艺尺寸计算；3.填料层压降的计算；4.液体分布器简要设计5.吸收塔接管尺寸计算；6.绘制吸收塔设计条件图；7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。
化工原理 课程设计 精馏塔
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计：精馏塔
一、设计题目
设计一个年产10万吨的乙醇-水溶液精馏塔。
该精馏塔将采用连续多级蒸馏的方式，将乙醇与水进行分离。
乙醇的浓度要求为95%（质量分数），水含量要求低于5%。
二、设计要求
1. 设计参数：
操作压力：常压
进料流量：10万吨/年
进料组成：乙醇40%，水60%（质量分数）
产品要求：乙醇95%，水5%
2. 设计内容：
完成精馏塔的整体设计，包括塔高、塔径、填料类型、进料位置、塔板数、回流比等参数的计算和选择。
同时，还需完成塔内件（如进料口、液体分布器、再沸器等）的设计。
3. 绘图要求：
需要绘制精馏塔的工艺流程图和结构示意图，并标注主要设备参数。
4. 报告要求：
完成设计报告，包括设计计算过程、结果分析、经济性分析等内容。
三、设计步骤
1. 确定设计方案：根据题目要求，选择合适的精馏塔类型（如筛板塔、浮阀塔等），并确定进料位置、塔板数和回流比等参数。
2. 计算塔高和塔径：根据精馏原理和物料性质，计算所需塔高和塔径，以满足分离要求。
3. 选择填料类型：根据物料的特性和分离要求，选择合适的填料类型，以提高传质效率。
4. 设计塔内件：根据塔板数和填料类型，设计合适的进料口、液体分布器、再沸器等塔内件。
5. 进行工艺计算：根据进料组成、产品要求和操作条件，计算每块塔板的温度和组成，以及回流比等参数。
6. 进行经济性分析：根据设计方案和工艺计算结果，分析项目的投资成本和运行成本，评估项目的经济可行性。
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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5.3.1 浮阀数目 ·························· ························· 19 ·········· ··········· ···· 5.3.2 排列 ···························· 19 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······· 5.3.3 校核 ···························· 20 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······· 6. 流体力学验算 ······························21 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 6.1 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) hp ············ ··········· 21 ·········· · 6.1.1 干板阻力 hc ························ 21 ··········· ·········· ··· ·········· ··········· ··· 6.1.2 板上充气液层阻力 h1 ··················· 21 ··········· ········ ·········· ········· 6.1.3 由表面张力引起的阻力 h ················· ················ 21 ·········· ······ 6.2 漏液验算 ····························· 22 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 6.3 液泛验算 ····························· 22 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 6.4 雾沫夹带验算 ··························· ·························· 22 ·········· ··········· ····· 7. 操作性能负荷图 ····························· ···························· 23 ·········· ··········· ······· 7.1 雾沫夹带上限线 ························· 23 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 7.2 液泛线······························· ······························ 23 ·········· ··········· ········· 7.3 液体负荷上限线 ························· 24 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 7.4 漏液线······························· ······························ 24 ·········· ··········· ········· 7.5 液相负荷下限线 ························· 24 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 7.6 操作性能负荷图 ························· 24 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 8. 各接管尺寸的确定 ··························· 26 ··········· ·········· ······ ·········· ··········· ······ 8.1 进料管······························· ······························ 26 ·········· ··········· ········· 8.2 釜残液出料管 ··························· ·························· 26 ·········· ··········· ····· 8.3 回流液管 ····························· 27 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 8.4 塔顶上升蒸汽管 ························· 27 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 8.5 水蒸汽进口管 ··························· ·························· 28 ·········· ··········· ·····
《化工原理课程设计》报告
48000 吨/年乙醇~水 精馏装置设计
年级 专业 设计者姓名 设计单位 完成日期
1
年
月பைடு நூலகம்
日
目
录
一、概述 ·····································4 ··········· ·········· ··········· ····· ·········· ··········· ··········· ····· 1.1 设计依据 ································ 4 ··········· ·········· ··········· ·········· ··········· ··········· 1.2 技术来源 ································ 4 ··········· ·········· ··········· ·········· ··········· ··········· 1.3 设计任务及要求 ····························· ··········· ·········· ······· 5 ·········· ··········· ······· 二：计算过程 ··································· ··········· ·········· ··········· ·· 5 ·········· ··········· ··········· ·· 1. 塔型选择 ································· ··········· ·········· ··········· · ·········· ··········· ··········· 6 2. 操作条件的确定 ····························· 6 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 2.1 操作压力 ······························6 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 2.2 进料状态 ······························6 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 2.3 加热方式 ······························6 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 2.4 热能利用 ······························7 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 3. 有关的工艺计算 ····························· 7 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 3.1 最小回流比及操作回流比的确定 ················· 8 ··········· ······ ·········· ······· 3.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算 ·········· ········· 8 ········· 3.3 全凝器冷凝介质的消耗量 ·····················9 ··········· ·········· ·········· ·········· 3.4 热能利用 ······························9 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 3.5 理论塔板层数的确定 ·······················10 ··········· ·········· ·· ·········· ··········· · 3.6 全塔效率的估算 ························· 11 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 3.7 实际塔板数 N P ··························12 ··········· ·········· ····· ·········· ··········· ···· 4. 精馏塔主题尺寸的计算·························12 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ··· 4.1 精馏段与提馏段的体积流量 ···················12 ··········· ········ ·········· ········ 4.1.1 精馏段 ···························12 ··········· ·········· ······ ·········· ··········· ····· 4.1.2 提馏段 ···························14 ··········· ·········· ······ ·········· ··········· ····· 4.2 塔径的计算 ····························15 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······ 4.3 塔高的计算 ····························17 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······ 5. 塔板结构尺寸的确定 ··························17 ··········· ·········· ····· ·········· ··········· ···· 5.1 塔板尺寸 ····························· 17 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 5.2 弓形降液管 ····························18 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······ 5.2.1 堰高 ···························· 18 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······· 5.2.2 降液管底隙高度 h0 ····················· ···················· 18 ·········· ·········· 5.2.3 进口堰高和受液盘 ····················· ···················· 19 ·········· ·········· 5.3 浮阀数目及排列 ························· 19 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ····