单元操作过程与设备设计
过程单元操作课程设计
过程单元操作课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握过程单元操作的基本概念、原理及方法。
2. 学生能够描述常见过程单元操作的特点、适用范围及其在工程实践中的应用。
3. 学生能运用所学知识，分析简单的过程单元操作问题，提出合理的解决方案。
技能目标：1. 学生具备运用过程单元操作进行实验设计和数据处理的能力。
2. 学生能够通过团队合作，完成过程单元操作实验，提高实践操作能力。
3. 学生能够运用所学软件或工具，进行过程单元操作的模拟和优化。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对过程单元操作的兴趣，增强对化学工程学科的认识和热爱。
2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通协作，培养团队精神和责任感。
3. 学生通过学习过程单元操作，认识到其在环境保护和资源利用方面的重要性，提高环保意识。
课程性质：本课程为化学工程与工艺专业核心课程，旨在帮助学生掌握过程单元操作的基本理论、方法和技能。
学生特点：学生为大学二年级本科生，具备一定的化学基础和工程意识，但对过程单元操作的实践应用了解有限。
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，提高学生的实践操作能力和问题解决能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程问题，培养具备创新意识和实践能力的化学工程人才。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括：1. 过程单元操作基本概念：介绍过程单元操作的定义、分类及在化学工程中的应用。
- 教材章节：第1章 过程单元操作概述2. 传质单元操作：讲解扩散、对流传质、质量传递等基本原理及设备。
- 教材章节：第2章 传质单元操作3. 传热单元操作：分析热传导、对流换热、辐射换热等原理及设备。
- 教材章节：第3章 传热单元操作4. 流体力学与流体单元操作：研究流体流动、流体输送、搅拌等基本理论。
- 教材章节：第4章 流体力学与流体单元操作5. 固体颗粒处理与单元操作：探讨固体颗粒的输送、筛分、混合等操作。
《化工单元过程及操作》课程标准
《化工单元过程及操作》课程标准一、课程性质（一）课程定位本课程是中等职业学校化学工艺专业必修的专业基础课，是具体体现和实现职业院校化学工艺专业人才培养目标的重要课程。
通过本课程的学习，使学生掌握化工单元过程及操作的相关知识，具备生产一线工艺设备使用、管理、维护保养的初步技能，进一步提升学生的职业岗位综合能力和职业素养。
本课程应与化工设备与机械、化工生产工艺同时开设，并为后续专业方向课程打好基础。
（二）设计思路本课程是依据"化学工艺专业相关工作任务和职业能力分析表"中的化学工艺专业工作领域设置的，主要是培养学生分析、解决化工生产实际问题方面的能力，在化学工艺专业的教学体系中处于承上启下、不可或缺的地位。
本课程采用了综合化、模块化的设计方法，每个模块均采用了理论实践一体化的思路，力求体现"学练一体、校训融合"的教学理念；本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力；本课程的内容组织形式上强调学生的主体性，在每个模块实施时，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在开始就知道学习的任务和要求，引起学生的注意，利于学生在任务驱动下，自主学习、自我实践。
在企业调研的基础上，根据化工单元过程及操作这一工作任务对知识和技能的需要，对该课程的内容选择作了模块化的改革，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，基于工作过程系统化建设该课程。
以液体流动与输送、沉降与过滤、传热、蒸发、蒸馏、吸收、干燥、冷冻、萃取、结晶、膜分离的化工生产的操作单元为载体来设计教学情境，且每一载体均是一个相对完整的工作过程。
每一模块以化工过程单元操作为主线，结合化工生产常用设备的相关知识，包含每个化工单元操作的简介、技术应用、操作依据、设备构造、操作方法、常见故障分析处理等内容，从而培养学生单元操作的岗位技能和技术应用能力。
教学过程中突出能力训练，力求在实际工作环境中获得真正地职业能力，结合四级职业资格标准对知识、能力、态度的要求，充分运用任务引领、实践导向的课程思想进行项目设计，按照提出任务、制定方案、解决任务、总结与反馈、教学评价等步骤组织项目教学，每个项目在教学中根据企业工作实际情况，要求学生不仅能能正确操作典型化工单元操作设备还能掌握常见化工单元操作的操作要领，并能能处理化工单元操作过程中常见的故障。
化工单元过程及设备课程设计 (2)
化工单元过程及设备课程设计概要本文档旨在对化工单元过程及设备课程的设计进行详细说明。
在本课程中，学生将学习化工单元操作和过程控制，以及使用化工设备的方法和技术。
在课程设计中，学生将了解化学反应工程，流体力学和传热学原理等基础理论，并通过实验和模拟练习掌握操作技能和工程计算。
本课程旨在为学生提供从事工业生产，研究和开发等领域所需的实际技能。
课程内容1.化学反应工程–化学反应动力学–化学反应器设计–催化剂设计和选择2.流体力学与传热学–流体力学基础–管路和泵的设计–换热器的结构和性能3.过程控制–控制回路的稳定性和灵敏度分析–预测控制–先进控制方法和技术课程设计1.实验设计–化学反应器的制备和操作–流体力学和传热学实验–控制回路的建模和仿真实验2.工程计算–化学反应器的设计和优化计算–流体力学特征参数和换热器设计计算–控制回路的模型和仿真3.实习–参观工业化学反应器设备和流体力学传热设备–参与实际的化工单元操作考核形式1.平时作业和实验报告（30%）2.期末考试（70%）–化学反应工程题目–流体力学和传热学问题–过程控制和模型建立参考资料1.Coulson and Richardson, Chemical Engineering, Vol.1, 6thEdition, Butterworth-Heinemann.2.Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, 3rd Edition, JohnWiley & Sons.3.White, Fluid Mechanics, 7th Edition, McGraw-Hill.4.Incropera and DeWitt, Introduction to Heat Transfer, 6thEdition, John Wiley & Sons.5.Shinskey, Process Control Systems, 4th Edition, McGraw-Hill.总结本课程将提供学生全面的化工单元过程及设备操作技能，加强理论和实践相结合的教学模式，使学生能够顺利进入化工行业并为其做出贡献。
化工单元过程与操作
化工单元过程与操作化工单元是指利用化学原理、物理原理和工程技术，对原材料进行加工，生产出一种特定的化学产品的过程。
这种过程通常包括多个步骤和操作，如反应器、分离塔、过滤等。
这些步骤和操作的设计和实施直接影响化工单元的效率和安全性。
一、反应器反应器是化工过程中最基本的单元，它通常是一个大型的容器，容器内充满了化学原料和反应产物。
反应器通常有三种主要类型：批量反应器、连续流反应器和半连续流反应器。
批量反应器是一种适用于小规模生产的反应器，它在一段时间内将原料加进去，然后进行反应，最后得到产物。
连续流反应器是一种适用于大规模生产的反应器，原料流过反应器，进行连续反应。
半连续流反应器则是介于两者之间的一种反应器，它将原料以固定间隔或在固定位置输入反应器。
反应器的设计和操作关键在于控制反应过程，化学反应过程是一个复杂的动态过程，它涉及到多个变量，如温度、压力、倒出与加入速率等。
因此，对反应器的操作需要有精细的计量、调节和控制方案。
二、分离塔分离塔是一种用于将混合物中的不同成分分离出来的设备，在化工流程中具有重要的地位。
分离塔常见的类型包括蒸汽塔、精馏塔、萃取塔、吸收塔等。
精馏塔是化工过程中最常用的分离塔，它基于不同物质在不同环境下的沸点差异，将混合物分离成更纯的成分。
萃取塔则是利用化学反应的差异性，采用溶剂分离法对混合物进行分离。
吸收塔则是采用气体-液体接触的方式，将气体中的污染物和液体中的吸收剂接触起来，从而达到去除污染物的效果。
分离塔的设计和操作基于物质的性质差异和分离条件的变化。
例如，在精馏塔中，设计者需要合理地设置塔板布局、塔板筒快和塔壳形状等因素，确保分离过程达到预期效果。
三、过滤过滤作为化工过程中的一个重要的操作步骤。
它的主要作用是在化学反应中分离出来的固体杂质。
过滤操作通常分为重力过滤、压力过滤、离心过滤和真空过滤等。
重力过滤是将混合物置于筛网上进行筛选。
重力过滤速度较慢，对过滤物料的杂质容忍度较高。
化工单元操作及设备教学设计
化工单元操作及设备教学设计介绍化工单元作为化工生产中的一个基础单元，对于化工专业学生来说是必修课程之一。
化工单元操作及设备教学内容包括化工单元的结构、工艺流程、设备操作等方面。
在教学中，设计合理的化工单元操作及设备教学方案，对于提高化工专业学生的实际操作能力和实验技术水平，具有重要的作用。
下面就化工单元操作及设备教学设计进行介绍。
教学安排化工单元操作及设备教学主要分为理论授课和实验操作二个部分。
理论授课1.化工单元概论化工单元的定义、分类、结构和功能。
化工单元工艺流程及其控制策略。
2.化工单元设备概述化工单元主要设备的类型、结构、工作原理和内部构造。
3.化工单元操作技术化工单元操作的基本原则和操作技术、相关法律法规及安全操作。
实验操作1.实验前准备操作规程、安全注意事项、操作环境检查等。
2.实验操作化工单元操作实验，主要包括以下几个方面：–化工单元设备开机检查、设备启停操作；–化工单元工作流程及其控制策略实验；–化工单元设备故障排除实验；–化工单元安全事故的处理。
3.实验报告对实验操作和结果进行总结和分析，撰写实验报告。
教学方法1.案例教学：结合实际案例，让学生更好的理解和应用化工单元操作及设备原理。
2.领域教学：将化工单元分为不同的领域，让学生更深入了解不同领域的化工单元。
3.模拟实验：通过模拟实验让学生更加深入理解化工单元操作及实验技术。
教学评价根据化工单元操作及设备教学的实际情况，采用下列教学评价方法：1.考试评价：考试方式评价学生对理论知识的掌握情况。
2.实验评价：实验报告形式，主要考核学生的实验能力。
3.课程评估：在本课程结束后，由学生对教师授课内容及操作实验提出建议，对本课程进行改进和完善。
结语化工单元操作及设备教学内容繁多，涉及面较广。
本文对于化工单元操作及设备教学方案进行了简单介绍，希望能够对化工专业学生的实际操作能力和实验技术水平提高有所帮助。
化工单元过程及设备课程设计
化工单元过程及设备课程设计一、课程设计目标本课程旨在通过理论与实践相结合的方式，使学生了解化工单元过程及设备的基本概念、工作原理和操作方法，掌握化工过程工程与设备的设计与计算方法，培养学生的创新思维和实践能力。
二、教学内容安排1.化工单元过程概论-化工过程的基本概念和应用领域-化工单元过程的分类与特点-化工工艺流程与单元操作的关系2.化工过程工程与设备的设计要求-化工过程工程设计中的目标与限制条件-化工设备的设计原则与要求-化工设备的可靠性与安全性3.化工过程工程与设备的热力学计算-化工过程中的能量平衡与传热计算-化工设备的换热原理与计算-化工设备的节能与热力学优化4.化工过程工程与设备的流体力学计算-化工过程中的流体力学基本方程与求解方法-化工设备的流体力学特性与计算方法-化工设备的流态与流动优化5.化工过程工程与设备的质量平衡计算-化工过程中的物质平衡与传质计算-化工设备的分离与提纯原理与计算-化工设备的质量优化与环境保护三、教学方法与手段1.理论授课：通过讲解基本概念、理论模型和计算方法，建立学生的理论基础。
2.实践操作：通过化工实验室的实例，让学生了解化工过程工程与设备在实际操作中的应用。
3.计算练习：通过习题和案例分析，让学生掌握计算方法和解决实际问题的能力。
4.课程设计：学生需要完成一个化工单元过程及设备的设计项目，包括流程图设计、设备选型、热力学和流体力学计算等。
四、教学评估与反馈1.平时成绩：包括课堂表现、实验室操作和习题练习成绩。
2.课程设计成绩：根据学生的课程设计报告和展示结果评定成绩。
3.期末考试：考察学生对课程内容的理解与应用能力。
4.学生反馈：定期进行课程问卷调查，了解学生对课程内容和教学方法的评价，并根据反馈进行调整和改进。
五、教材与参考书目1.主教材：《化工过程工程与设备设计导论》2.参考书目：-《化工过程与设备设计原理》-《化工过程与设备设计计算方法》-《化工过程工程热力学》-《化工过程工程流体力学》-《化工过程工程分离技术与设备》以上是关于化工单元过程及设备课程设计的一个初步规划，希望能够为您提供一些参考。
化工单元操作过程与设备下册课程设计
化工单元操作过程与设备下册课程设计一、设计背景化工单元是化工工艺流程中的重要组成部分，它是物料在化工生产中进行加工和转化的核心部分。
化工单元的运行和操作过程是保障生产线顺利运转的关键因素，因此，化工生产工人必须掌握操作过程和设备控制技术。
本次课程设计以化工单元操作过程与设备控制为主题，旨在帮助学生对化工单元的运行和设备控制技术有深入的理解和掌握。
通过学习实际操作过程，培养学生实践操作和问题解决能力，提高化工生产操作水平。
二、设计目标本次课程设计的主要目标如下：1.了解化工单元的基本原理和组成结构；2.掌握化工单元的操作流程和重点环节；3.学习化工单元的设备控制技术；4.培养学生实践操作和问题解决能力。
三、设计内容1. 化工单元基本原理和组成结构1.化工单元的概念和分类；2.化工单元的组成要素和工艺流程；3.化工单元的特点和工艺参数；4.化工单元的技术经济指标和生产效率。
2. 化工单元的操作流程和重点环节1.化工单元的操作流程和步骤；2.化工单元的操作注意事项和安全措施；3.化工单元的环境监测和污染控制；4.化工单元的故障处理和维护。
3. 化工单元的设备控制技术1.化工单元设备的基本原理和结构；2.化工单元设备的控制系统和自动化技术；3.化工单元设备的传感器和反馈控制技术；4.化工单元设备的检修和保养技术。
4. 化工单元的实践操作与问题解决能力培养1.化工单元实际操作练习；2.化工单元操作中的常见问题解决方法；3.化工单元故障排除和修理；4.化工单元的操作优化和技术革新。
四、课程评估本课程的评估方式如下：1.成绩考核：根据学生的平时表现和期末考试成绩进行评估；2.实验报告：根据学生在实验操作中的表现和实验报告的撰写水平进行评估；3.课堂参与度：根据学生的课堂表现和提问情况进行评估。
五、参考资料1.《化工单元操作手册》；2.《化工单元设备控制技术手册》；3.《化工单元实践操作指南》；4.《化工单元故障排除与维修手册》。
化工单元操作及设备课程设计
化工单元操作及设备课程设计一、课程简介本课程旨在介绍化工单元操作及设备的基本原理和操作技能，包括化工单元的结构及原理、常见的化工操作及设备、化工生产中的安全注意事项等。
通过理论课、实验课的学习和操作实践的演练，学生将掌握化工单元的基本操作知识和技能，并能理解其在化工生产中的重要作用。
二、课程设置1. 理论课一共设置10次理论课，介绍化工单元的结构及原理、常见的化工操作及设备、化工生产中的安全注意事项等。
每次理论课时间为2小时，包括课堂讲授和相关视频的演示。
2. 实验课一共设置5次实验课，实验内容包括：物料输送系统操作、反应器操作、分离设备操作、洗涤塔操作和过滤设备操作。
每次实验课时间为4小时，包括实验操作和实验报告的撰写。
三、课程教材本课程主要教材如下：•《化工单元操作及设备原理》•《化工单元操作及设备实验指导书》四、课程评估1. 平时成绩平时成绩占课程总成绩的30%，包括参加理论课的出勤及课堂参与度、参加实验课的实验操作和实验报告的撰写质量。
2. 期中考试期中考试占课程总成绩的30%，主要考察学生对化工单元的结构及原理、化工操作及设备的理解程度。
3. 期末考试期末考试占课程总成绩的40%，主要考察学生对化工单元操作及设备实践的掌握程度。
五、课程实践除了参加实验课的操作和实验报告撰写外，学生还需要根据课程安排，完成一项化工单元的实践操作。
操作过程中，学生需严格遵守实验室安全规定，保证自身安全和实验室的安全。
六、教学团队本课程的教学团队由资深化工行业专家和教授组成，他们在理论教学及教学实践中拥有丰富的经验和优势，将为学生提供优质的教学服务和指导。
结语本课程旨在为化工专业的学生提供一门实践性强的课程，通过相关理论学习和操作实践，为学生在化工生产的实际操作中奠定基础。
希望通过本课程的学习和实践，培养学生的化工操作技能和安全意识，为其今后的工作和生活打下坚实的基础。
《化工单元过程及设备的选择与操作》课程标准
《化工单元过程及设备的选择与操作》课程标准课程名称：《化工单元过程及设备的选择与操作》总学时数：250学 分 数：12开课单位：化学工程系课程类别：必修课适用专业：应用化工技术、石油化工生产技术、有机化工生产技术、高分子材料应用技术、精细化学品生产技术一、课程的性质《化工单元过程及设备的选择与操作》是我院的应用化工技术、石油化工生产技术、有机化工生产技术、精细化学品生产技术、高分子材料应用技术等化学工程与工艺类高职专业的一门专业核心课程，是学生修完化学物料的识用与分析、化工识图与绘图等方面课程后学习的一门专业技术课程，目的是使学生获得今后从事化工生产过程操作与生产过程技术管理等方面必备技能。
课程内容是在专业调研的基础上，以化工生产企业中工段长以上岗位职工所需的知识结构、必需的职业能力为依据进行组织的，其功能是使学生掌握常用化工单元操作过程和反应过程的相关原理以及相应设备操作与维护技能；会进行单元过程方案的选择、设备的选用及部分设备的简单设计，并为今后学习《无机化工生产运行与操控》、《石油炼制运行与操控》、《有机化工生产运行与操控》、《精细化工生产运行与操控》、《高聚物生产与操控》等专业课程打下扎实的基础。
同时注重培养学生的方法能力、社会能力，最终形成化工生产的职业综合能力。
二、课程设计思路本课程总体设计思路是以应用化工技术专业的工程技术人员的相关工作任务和职业能力分析为依据, 以工作过程为导向，构建的行动体系的工作过程系统化的课程。
按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，该门课程以培养化工单元过程方案选择能力、设备选用与简单设计能力、装置的操作运行能力等为基本目标，打破学科课程的设计思路，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学习者在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学习者的就业能力。
化工单元过程及设备课程设计-- 精馏
化工单元过程及设备课程设计-- 精馏化工单元过程及设备课程设计目录前言 (2)第一章任务书 (3)第二章精馏过程工艺及设备概述 (4)第三章精馏塔工艺设计 (6)第四章再沸器的设计 (18)第五章辅助设备的设计 (26)第六章管路设计 (32)第七章塔计算结果表 (33)第八章控制方案 (33)总结 (34)参考资料 (35)前言本课程设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。
说明书中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了说明。
鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正。
感谢老师的指导和参阅！第一章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
1．1精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。
精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。
本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。
但易漏液，易堵塞。
然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。
1．2再沸器作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。
本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。
液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。
立式热虹吸特点：1.循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
2.结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
3.壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
4.塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
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单元操作过程与设备设计（含仪表控制）任务书
一.设计题目：乙醇---水溶液连续板式精馏塔工艺设计
二.设计任务及条件：
1）原料液含乙醇40%（质量分率，下同），其余为水；
2）产品乙醇含量不低于95%；
3）残液中乙醇含量不高于1%;
4)生产能力为年产3.0万吨（95%）的乙醇产品；
5）操作条件：
精馏塔的塔顶压强 4KPa（表压）
进料状态泡点进料
回流比 R=6.96
加热蒸汽压强 300Kpa
单板压降 0.67Kpa
6）设备型式精馏浮阀塔
7）厂址太原
8）设备工作日330天
9）太原地区夏天水温16-18℃
三.设计项目
1）设计方案的确定
2）流程与说明
3）塔板数的计算
4）塔径
5）塔板结构的设计。
包括：结构尺寸、流体力学性能验算、负荷性能图。
6）其他。
包括加热蒸汽消耗量，冷却水消耗量，冷凝器、再沸器、预热器的选型等，以及进料管、出料管、加热蒸汽管、回流管的选型、输送设备的选型。
7）流程图及主要设备图，分别用A3、A1号图纸。
四.时间及地点安排
时间：2015.12.1-2016.1.1
地点安排：虎裕校区主楼415教室
工艺介绍
此工艺流程以含40%（质量分率，下同）的乙醇原料液为基础进行精馏提纯，利用混合液中各组分挥发度的差异，实现组分高纯度的分离的多级蒸馏操作，得到含乙醇95%的产品。
年生产能力为3万吨。
操作要求
塔顶操作压力97KPa，进料流量437Kmol/h,馏出液流量679Kmol/h，釜液流量1116 Kmol/h，每层塔板压降0.67Kpa，塔底操作压力146.58Kpa,共75层塔板，进料位置于从下往上第五层塔板处。
塔顶温度为78.63℃，塔底温度为110.79℃，平均温度为94.71℃。
进料板温度为103.82℃。
塔径为2400mm。
为保证工艺的稳定运行，原料液储罐的液位应为50%-80%之间，釜液储罐液位根据工艺要求进行合理调放，产品储罐应保证3-5工作日的储量或销售量。
测量位置及测量要求
只是测量而不控制的位置
精馏塔顶及塔底温度及压力；原料罐的液位；回流罐的液位；产品储罐液位；产品冷却器的出口温度
又要测量又要控制的位置
动力车间蒸汽流量；进入精馏塔原料的流量和温度；、釜液的高度；塔顶出料管压力；回流流量与产品流量（比值控制）；。