课程设计指导书2013

课程设计指导书

学 院： 石油化工学院 系(教 研 室)： 化工系 课程设计名称： 化工原理课程设计 适 用 专 业： 化学工程与工艺 制 订 时 间： 2012年6月

浙江海洋学院教务处

年 月 日

一、目的要求

完成以单元操作为主的工艺设计，通过课程设计掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图等方面得到一次基本训练，要求学生要有正确的设计思想以及实事求是、严肃认真的工作态度。

二、设计内容

本次设计针对某二元体系（如苯-甲苯、或苯-氯苯）进行精馏分离，拟采用板式塔进行分离，需要对精馏塔的类型和结构尺寸进行设计，要求用A3图纸手绘出带控制点的精馏工艺流程简图。

2.全塔物料衡算

根据进料组成、进料量、产品纯度等确定塔顶、塔釜产品组成和组成，为方便计算，将质量流量和组成换算成摩尔组成。

3.精馏流程确定

1）精馏塔类型：填料塔或板式塔，确定选择理由。本次设计确定用板式塔，选择使用筛板塔或浮阀塔。

2）进料热状态确定，是否需换热器预处理。

3）塔顶冷凝回流是饱和回流还是冷回流，使用全凝器或分凝器。 4）精馏塔加热方式确定，即是否需要再沸器。

5）产品是否需要冷却到安全温度以下，是否应有产品中间罐和产品罐

4.理论板数的确定NT（可用图解法、逐板法、简捷法，请参考“化工原理”教科书

或有关参考书，本指导书主要叙述图解法）

1）通过有关物性手册获得相平衡数据，画出t-x-y、y-x图， 2）在y-x图上确定最小回流比Rmin ， 3）确定适宜回流比R=1.1~2.0Rmin，

4）在y-x图上作出精馏段操作线、q线、提留段操作线， 5）在y-x图上作理论梯级数，确定理论板数。

5.确定塔高

1）确定塔板效率：根据所选填料以及物料性质等，由经验公式确定塔板效率 2）确定实际塔板数

3）确定板间距：根据物系性质等因素确定塔板间距，注意考虑人孔或手孔处的板间距。 4）确定塔有效高度

5）确定塔高：塔高=塔顶空间+塔有效高度+塔釜空间

6.塔径初步计算（精馏段与提留段分开计算）

1）确定最大空塔气速、及空塔气速

2） D'

3）圆整塔径

4）若精馏段与提留段的塔径相差不大，取同一数据（取大者）

7.塔板工艺尺寸计算

1）溢流装置的设计

①降液管的类型与溢流方式

②溢流装置的设计计算（堰长、堰高、降液管宽度和截面积、降液管低隙高度、受液盘等） 2）塔板设计

①塔板布置（开孔区、溢流区、安定区、无效区）

②塔板上开孔数的计算及其排列（孔径、孔排列方式、孔间距、孔数（粗算）、开空率（粗算））

③作图，获得比较精确的空数、开孔率

8.流体力学验算

1）塔板压降（干板阻力、气体通过液层的阻力、液体表面张力阻力），要求小于允许压降。 2）液面落差 3）液沫夹带 4）漏液 5）液泛

9.塔板负荷性能图

三、设计结果总汇 四、绘图

手绘带控制点的精馏工艺流程简图，参见马江权等编写的《化工原料课程设计》

（附录3），A3图纸。

五、参考资料

1. 夏清,陈常贵.化工原理.(上,下)[M].天津： 天津大学出版社2005 2．马江权，冷一欣.化工原理课程设计 [M] .北京：中国石化出版社，2011 3.刘启光等.化学化工物性数据手册（有机卷）[M.北京：化学工业出版社，2002 4.刘巍.冷换设备工艺计算手册[M].北京：中国石化出版社，2003

A10化工-1 班《化工原理课程设计》设计安排和设计任务书

一、设计目的与任务

化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识、完成以单位操作为主的设计实践。通过课程设计掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图等方面得到一次基本训练，要求学生要有正确的设计思想以及实事求是、严肃认真的工作态度。

二、设计时间与指导教师

1.设计时间：自2013年1月7日~7月11日，共一周。 2.指导教师：陈英 三、设计分组

A10化工有1个班，共36人。每一个同学为一组，独立完成。 四、设计题目

1.设计题目是“×××万吨/年苯-甲苯连续精馏装置的工艺设计”，每位同学的处理量和原料组成不同。

五、设计依据

（一）×××万吨/年苯-甲苯连续精馏装置的工艺设计

1.原料组成： 苯的质量分率为40%、45%、50%、55%、60%

2.年原料处理量：25000t、30000t、35000t、40000t、45000t、50000t、55000t、

60000t。

3.产品要求： 塔顶产品含苯量不小于98.5%（质量分率）；塔釜产品含苯量不

大于1.5%（质量分率）

4.工艺操作条件：

塔顶压力4kPa(表压) 进料状态（自选） 塔顶用全凝器，泡点回流 回流比R =1.1~2Rmin 单板压降≤0.7kPa 5.加热蒸汽为0.25MPa（表压） 6.使用板式塔（浮阀塔板）

7.工作日：每年330天，每天24小时 8.厂址：浙江地区建立该装置

原料性质和处理量与学生学号关系见表1 表1 原料性质和处理量与学生学号关系

六、设计要求及主要内容

要求完成设计说明书和相关设计图纸作为本课程的主要成果 1.设计说明书

包括封面、设计任务书、目录、正文，正文包括下述内容（要求手写）。 1) 前言 （说明设计题目、设计进程及自认达到的目的） 2) 对生产工艺流程作简要说明 3) 精馏塔的装置的物料衡算

4) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 5) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 6) 塔板主要工艺尺寸的计算 7) 塔板的流体力学验算 8) 塔板负荷性能图 9) 精馏塔接管尺寸计算 10) 板式塔设计结果一览表 11) 设计自评 12) 参考文献 2. 绘图

要求手工绘制

1）带控制点的工艺流程简图，A3图纸 七、参考资料

1. 马江权，冷一欣.化工原理课程设计（第二版）[M].北京：中石化出版社，2011 2.夏清,陈常贵..化工原理.(上,下)[M].天津： 天津大学出版社，2005 3.贾绍义.化工原理课程设计 [M] .天津：天津大学出版社，2002

4.刘启光等.化学化工物性数据手册（有机卷）[M.北京：化学工业出版社，2002 5.刘巍.冷换设备工艺计算手册[M].北京：中国石化出版社，2003 八、设计成绩评定

化工原理课程设计作为一门考察课，单独记成绩。成绩按计算及绘图成绩60%、答辩成绩40%计总评成绩，总成绩分为优、良、中、及格和不及格五等。

计算及绘图成绩包括设计计算内容质量、设计图纸质量等；答辩成绩通过指导教师的提问、学生回答问题的熟悉程度与正确程度等。 九、设计期间纪律要求

1.对有抄袭他人设计说明书或找他人代画图纸等弄虚作假者一律按成绩不及格论处。 2.设计期间严格在指定教室设计，不准在其它教室和寝室设计。 3.设计资料及绘图工具要妥善保管，否则照价赔偿。

2013年1月