课程设计05级指导讲稿0865

1、 课程设计05级指导讲稿08. 6. 5 本文市943583064贡献 ppt文档可能在wap端浏览体验不佳。建议您优先选择txt,或 下载源文件到本机查看。 化工原理 课程设计 袁诗海扬州大学化学化工学院化工教研室 课程设计 一、化工过程及装置设计简介 二、工程技术文件编制 三、化工 原理课程设计的目的要求 四、化工原理课程设计的内容 五、化工生 产工艺流程设计 六、板式精憾塔的设计七、板式塔的结构与附属设 备八、筛板精憾塔设计计算步骤 一、化工过程及装置设计简介 （-）化学工程项目建设的基本过程第一阶段是项目可行性研 究阶段；第一阶段是项目可行性研究阶段；第二阶段是工程设计阶 段；第二阶段

2、是工程设计阶段；第三阶段是项目的施工阶段；第 三阶段是项目的施工阶段；第以阶段是项目的开车、第以阶段是项 目的开车、考核及验收 化工专业设计人员所承担的任务为化工过程 及装置设计并为其他相关专业提供设计条件和要求。设计并为其他 相关专业提供设计条件和要求。其工作过程分为初步设计阶段和详 细设计阶段。程分为初步设计阶段和详细设计阶段。 （-）单元过程及设备设计 各单元过程及设备设计是整个化工 过程和装置设计的核心和基础，并贯串穿于设计过程的始终。的核 心和基础，并贯串穿于设计过程的始终。1、单元过程及设备设计的 基本原则、（1）技术的先进性和可靠性）（2）过程的经济性） （3）过程的安全性）（4

3、）清洁生产）（5）过程的可操作性和 可控制性） 2、单元过程及设备设计的基本内容、单元过程的方案和流程 设计、单元过程的方案和流程设计、操作参数的选择与计算、单元 设备工艺设计或选型、与计算、单元设备工艺设计或选型、过程设 备的机械设计、编制设计技术文件。机械设计、编制设计技术文件。 3、单元过程及设备设计的基本过程、（1）过程的方案设计）（2） 工艺 流程设计）（3）单元过程模拟计算）（4）单元设备的工艺 设计）（5）绘制单元过程流程图）（6）工艺设计的技术文件） （7）详细设计） 二、 工程技术文件编制 初步设计和施工图设计阶段的设计工作都要用工程语言将 设计 结果编制成工程技术文件，设计

4、结果编制成工程技术文件，将设计 人员对工程设计的全 部构思以图纸、表格及必要的文字说明的形式 表达出来。部构思以图纸、表格及必要的文字说明的形式表达出来。 这 些图纸、些图纸、表格和说明书的形成过程就是工程技术文件的 编制过程。过程。 化工图样分为化工工艺图与化工机器和化工设备图。化工图样 分为化工工艺图与化工机器和化工设备图。 化工工艺图是反映工艺内容为主的图纸，化工工艺图是反映工 艺内容为主的图纸，主要包括化工 工艺流程图、设备布置图、管路 布置图。工艺流程图、设备布置图、管路布置图。化工机器和化工 设备图纸有化工设备总图、装配图、化工机器和化工设备图纸有化 工设备总图、装配图、部件图、零

5、件图、管口方位图、件图、零件 图、管口方位图、表格图及预焊接件图作为施工设计文件的还有工 程图、通用图和标准图。工设计文件的还有工程图、通用图和标准 图。（一）化工工艺流程图物料流程图带控制点的工艺流程图（二） 设备工艺条件图（设备设计条件单）设备工艺条件图（设备设计条 件单）设备简图技术特性指标管口表（三）设备设计常用标准、 技术文件及技术要求设备设计常用标准、讲义p412讲义 三、 化工原理课程设计的目的要求 课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环 节，是理论联系实际的桥梁，的教学环节，是理论联系实际的桥梁, 是使学牛体察工程实际问题复杂性的初次尝试。程实际问题复杂性 的初

6、次尝试。课程设计目的：课程设计目的综合运用已学基木知 识，进行化工工程设计的初步训练 综合运用已学基本知识，进行化 工工程设计的初步训练，培养提高解决实际工程问题的能力和独立 工作能力。培养提高解决实际工程问题的能力和独立工作能力。 具体要求有以下几点：具体要求有以下几点：（1）熟悉查阅 文献资料、搜集有关数据、正确选用公式。）熟悉查阅文献资料、 搜集有关数 据、正确选用公式。（2）在兼顾技术上先进性、可行性, 经济上合理性的前提）在兼顾技术上先进性、可行性，下，综合分 析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备综合分析设计任务 要求，确定化工工艺流程，选型，提出保证过程正常、选型，提出 保证

7、过程正常、安全允许所需要的检测和计量参数，同时还要考虑 改善劳动条件和环境保护的有效措施。同时还要考虑改善劳动条件 和环境保护的有效措施。（3）进行过程计算及主要设备的工艺设计 计算。）进行过程计算及主要设备的工艺设计计算。（4）用精练 的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自）用精练的语言、简洁 的文字、己的设计思想和计算结果。己的设计思想和计算结果。 四、化工原理课程设计的内容 （一） 课程设计的基本要求一（1）设计方案简介）工艺流程 设备型式2） （2）主要设备的工艺设计计算 工艺参数的选定 物料 衡算热量衡算设备的工艺尺寸计算结构设计（3）典型辅助设备 的选型和计算） （4）工艺流程图）

8、物料流程图带控制点的工艺流程图主体 设备工艺条件图设备的主要工艺尺寸技术特性表接管表（5）编 写设计说明书）内容包括：封面、目录、设计任务书、内容包括: 封面、目录、设计任务书、概述与设计方案简介、设计条件及主要 物性参数表、工艺设计计算、简介、设计条件及主要物性参数表、 工艺设计计算、机械设计计算、辅助设备的计算及选型、设计结果 一览表、设计计算、辅助设备的计算及选型、设计结果一览表、设计 评述、工艺流程图、设备工艺条件图与总装配图、计评述、工艺流 程图、设备工艺条件图与总装配图、参数资料和主要符号说明。资 料和主要符号说明。完整的化工原理课程设计由说明书和图纸两部 分组成 （二） 课程设计

9、的基本内容 （1）设计方案简介）（2）主要设备的工艺设计计算）（3） 典型辅助设备的选型和计算）（4）工艺流程图）（5）主体设备 工艺条件图） 设计说明书内容 封面）（1）标题页 封面）标题页（封面（2）设计任务书）（3） 目录）（4）设计方案简介）（5）工艺流程示意图及说明）（6） 工艺计 算及主体设备设计计算）（7）辅助设备的计算及选型）（8） 设计结果一览表）（9）对木设计的评述）（10）附图（工艺流 程图、主体设备工艺条件图）附图（工艺流程图、主体设备工艺 条件图）（11）参考文献） 主体设备工艺条件图 （1）设备图形）主要尺寸（外形尺寸、连接尺寸）、接管、）、 接管主要尺寸（外形尺寸

10、、结构尺寸、连接尺寸）、接管、人孔等 （2）技术特性）装置的用途、生产能力、最大允许压强、装置的 用途、生产能力、最大允许压强、放高介质温 度、介质的毒性和爆 炸危险性等（3）设备组成一览表） 五、化工生产工艺流程设计 化工生产工艺流程设计是所有化工装置设计中最先着手 的工 作，工艺流程设计是化工过程技术经济评价的依据 的工作，工艺流 程设计是化工过程技术经济评价的依据。化工生产工艺流程设计一 般分为三个阶段（1）生产工艺流程草图）定性地标出物料由原料 转化为产品的过程、定性地标出物料由原料转化为产品的过程、流 向以及 所采用的各种化工过程及设备。所采用的各种化工过程及设 备。（2）工艺物料流

11、程图）在完成物料计算后便可绘制工艺物料 流程图，在完成物料计算后便可绘制工艺物料流程图，这是以图形 与表格相结合的形式来表达物料计算结果。图形与表格相结合的形 式来表达物料计算结果。（3）带控制点的工艺流程图在设备设计 结束、控制方案确定之后，在设备设计结束、控制方案确定z后， 便可绘制带控 制点的工艺流程图。制点的工艺流程图。 物料流程设备示意图、设备流程号、物料及动力管线及流向箭 头、设备示意图、设备流程号、物料及动力管线及流向箭头、主要 阀门附件、必要的计量控制仪表、主要阀门附件、必要的计量控制 仪表、简要的文字注释图例图屮设备仪表等图形用文字予以说明 图签写出图名、设计单位、设计人员、

12、制图人员、写出图名、设计 单位、设计人员、制图人员、审核人员 签名）、图纸比例尺、图号等，）、 图纸比例尺（签名）、图纸比例尺、图号等，以表格形式位于流程 图 右下角 六、板式精帼塔的设计 设计方案的选定（1）装置流程的确定）精惚装置包括精惚塔、 原料预热器、蒸馆釜（再沸器）、精惚装置包括精惚塔、原料预热 器、蒸憾 釜（再沸器）、冷凝器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却 器等设备原料输入采用泵或高位槽送料（2）操作压强的选择） 常压凡通过常压蒸憾不难实现分离要求，并能用江河常压一凡通 过常压蒸憾不难实现分离要求常压凡通过常压蒸憾不难实现分离 要求，水或循环水将惚出物冷凝下來的系统，水或循环水将惚出

13、物 冷凝下来的系统，都应采用常压蒸憾减压一对热敏性物料或混合液 沸点过高的系统则宜采用减压 对热敏性物料或混合液沸点过高 的系统则宜采用减压蒸帼 加压 对常压下惚出物的冷凝温度过低的系统，需提高 加压一 对常压下锚出物的冷凝温度过低的系统加压 对常压下馅出物的冷 凝温度过低的系统，塔压或采用深井水、冷冻盐水作为冷却水；塔 压或采用深井水、冷冻盐水作为冷却水；常压下呈气 态的物料必须 采用加压蒸憾（3）进料热状态的选择）一精、提憾段可采用相 同塔径热在塔底，冷液进料一热在塔底，气相凹流在全塔发挥 作用避免釜温过高，气态进料-避免釜温过高，料液产生聚合 或结焦（4）加热方式）大多采用间接蒸汽加热，

14、设置再沸器大 多采用间接蒸汽加热，大多采用间接蒸汽加热直接蒸汽加热， 釜液中的主要组分是水（5）回流比的选择）一般经验值为r二 （1. 12. 0） rmin （） 多数采用泡点进料 双组分连续精憾塔的工艺设计 （1）物料衡算与操作线方程全塔物料衡算全塔物料衡算 精惚段操作线方程提憾段操作线方程进料线方程（q线方程） 线方程）进料线方程（线方程关键是和对挥发度a的求算关键 是相对挥发度的求算（2）理论板数的求算逐板计算法逐板计 算法直角梯级图解法捷算法一吉利兰经验关联图法估算塔板 数）吉利兰经验关联图法（捷算法吉利兰经验关联图法（估算 塔板数） （3）塔效率的估算 所需理论板数塔效率二实际塔板

15、数 与塔内温度、粘度有关，与塔内温度、粘度有关,见教材p163-164 塔和塔板主要工艺尺寸的设计 （1）塔高） h二 nt et ht 与塔高、塔板间距的选定一与塔高、塔径、物系性质、分离效 与塔高塔径、物系性质、塔的操作弹性，以及塔的安装、检修等都 有关。率、塔的操作弹性，以及塔的安装、检修等都有关。塔体人 孔处的板间距不应小于600700mm 塔体人孔处的板间距不应小 于开手孔的小型塔，该处的板间距可取为450nini以下开手孔的小型 塔，该处的板间距可取为以下（2）塔径） d二 4vs n u 关键是最大空塔气速的计算关键是最大空塔气速的计算计算 出的塔径需要按化工机械标准进行圆整初估

16、塔径要进行流体力学验 算 （3）溢流装置与液体流型）一般可根据初估塔径和液体流量 预选塔板的液流型式溢流堰（出口堰）溢流堰（出口堰）溢流 堰垠长1堰长w依据溢流型式及液体负荷决定堰长 堰高h堰高w hl二hw + how堰高还要考虑降液管底端的液封, 一般应使堰高在降液管 堰高还要考虑降液管底端的液封，底端 0. 006m以上，大塔径和应增大此值。若堰高不能满足 以上，底端以 上 大塔径相应增大此值。液封要求吋，液封要求时，可设进口堰 降液管 降液管小型塔用圆管，小型塔用圆管，一般用弓型 受液盘及进口堰 受液盘及进口堰一般情况多采用平形受液 盘，一般情况多采用平形受液盘，也推荐使用凹形受液盘

17、（4）塔板设计）塔板布置 塔板布置（参阅教材p175-176） 塔板布置筛板的筛孔与开孔率 筛板的筛孔与开孔率（参阅教材p 176）筛板的筛孔与开孔率（5）筛板的流体力学验算）验算目的 是为检验以上初算塔径及各项工艺尺寸的计算是否合理，是否合 理，塔板能否正常操作塔板压降塔板压降?p（参阅教材p148-149） 塔板压降雾沫夹带量v （参阅教材p150-151）雾沫夹带量e雾 沫夹带量漏液点气速ow （参阅教材p155-156）漏液点气速u漏 液点气速液泛（淹塔）（液泛（）（参阅教材p153-154）液泛 淹 塔）（塔板经以上各项流体力学验算合格后，还需绘出塔板的塔板 经以上各项流体力学验算合

18、格后，负荷性能图。负荷性能图。 （6）塔板负荷性能图）允许的气液负荷波动范围用气液相负 荷关系线（允许的气液负荷波动范围用气液相负荷关系线（即vs ls）表达，表达，即为塔板负荷性能图1、雾沫夹带线取极限值 e取极限值v= 0. lkg液 /kg气2、漏液线根据漏液点气速计算3、 溢流液泛线 根据降液管内液层最高允许高度计算4、液量下限线 平 堰由公式计算求得最小液相负荷l,平堰由公式计算求得最小液相 负荷s, min为常数作图5、液量上限线 取液相在降液管内停留吋 间最低允许值（）取液和在降液管内停留时间最低允许值（3 5s）计算出最大液相负荷l ,最大液相负荷s, max为常数作出此 线

19、塔的操作弹性 在塔的操作液气比下，操作线与界限曲线交点的 气相在塔的操作液气比下，操作线ab与界限曲线交点的气相最大 负荷，与气相允许最低负荷v ,之比，最大负荷vs, max与气 相允许最低负荷s, minz比，称为操作负荷 弹性，弹性，即 v s, max 操作弹性二 v s, min 设计塔板时，设计塔板时，可适当调整塔板结构参数使操作点 p结构参数使操作点p在图中适中位置，以提高塔的操作弹性。位 置，以提高塔的操作弹性。 七、板式塔的结构与附属设备 塔体结构（1）塔顶空间）高度远大于板间距，甚至高出一倍 以上，高度远大于板间距，甚至高出一倍以上，或根据除沫 器要 求高度决定，（2）塔底

20、空间）塔底贮液空间依贮存液量停帘3 塔底贮液空间依贮存液量停留5inin或更长时间而定 或更长时间 而定 塔底液面至最下层塔板z间要有1的间距的间距，塔底液 面至最下层塔板z间要有2m的间距，大塔 可大于此值（3）人 孔）每隔6块塔板设一人孔设人孔处的板间距2600mm,每 隔8块塔板设一人孔，设人孔处的板间距，人孔直径一般为 450500mm人孔直径一般为 （4）塔高） ii 二 n ? nf ? np ? 1 ii t + nf ii f + np ii p + ii d + ii b （） 塔板结构 塔径为300900mn）吋，一般采用整块式，塔径超过 塔径为 时一般采用整块式，塔径超过

21、800900mm时，多将塔 板分成数块通过人孔送入塔内时附属设备（1）再沸器（蒸憾釜） 再沸器（蒸憾釜）内置式再沸器（蒸憾釜）内置式再沸器（蒸惚 釜）内置式再沸器 釜式（罐式）釜式（罐式）再沸器虹吸式 再沸器强制循环式再沸器 （2） 塔顶回流冷凝器 通常采用管壳式换热器，有卧式、立式、 通常采用管壳式换热器，有卧式、立式、管内或管外冷 凝等形式 整体式及自流式整体式及自流式整体式一小型塔，冷凝器一般置 于塔顶。整体式小型塔，冷凝器一般置于塔顶。常用于减压蒸惚 或传热面较小的情况。常用于减压蒸惚或传热面较小的情况。自流 式一冷凝器置于塔顶附近的台架上 冷凝器置于塔顶附近的台架上， 自流式 冷凝器置于塔顶附近的台架上，靠改变台架高度获得回流和 采出所需的位差。靠改变台架高度获得回流和采出所需的位差。 强制循环式强制循环式用于塔的处理量很大或塔板数很多时，用 于塔的处理量很大或塔板数很多吋，可将冷凝器置于塔下部适当位 置，用泵向塔顶送回流，于塔下部适当位置，用泵向塔顶送回流， 在泵和冷凝器z间需设回流罐。z间需设回流罐。回流罐的位置 应保证其中液面与泵入口z间的位差大 于泵的汽蚀余量。于泵的汽 蚀余