化工原理课程设计-2018

1、化工原理课程设计化工原理课程设计 应用化学专业应用化学专业 王华军王华军 华中科技大学化学与化工学院华中科技大学化学与化工学院 2018.62018.6 提提 纲纲 1。化工原理课程设计的目的。化工原理课程设计的目的 2。化工原理课程设计的内容。化工原理课程设计的内容 3。绘图。绘图 4。设计任务及要求设计任务及要求 列管式换热器设计列管式换热器设计 板式精馏塔设计板式精馏塔设计 1 化工原理课程设计的目的化工原理课程设计的目的 （1）课程设计是课程设计是化工原理化工原理课程的一个课程的一个总结性总结性教教 学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关

2、选修课 程的基本知识去程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，解决某一设计任务的一次训练，是使是使 学生体会学生体会工程设计复杂性的初步尝试工程设计复杂性的初步尝试。 （2）在整个教学计划中，课程设计起着培养学生）在整个教学计划中，课程设计起着培养学生独独 立工作能力立工作能力的重要作用。的重要作用。 （3）通过课程设计，可以树立正确的设计思想，培）通过课程设计，可以树立正确的设计思想，培 养养实事求是、严肃认真、高度负责实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风。的工作作风。 工程设计初步训练工程设计初步训练 理论联系实际的桥梁理论联系实际的桥梁 1 化工原理课程设计的目的化工原理课程设计的目

3、的 （4）通过课程设计）通过课程设计,学生应注重以下能力的训练和培学生应注重以下能力的训练和培 养：养： 1. 查阅资料查阅资料，选用公式和搜集数据选用公式和搜集数据的能力；的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑 经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境 保护的保护的正确设计思想正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分，在这种设计思想的指导下去分 析和解决实际问题的能力；析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行迅速准确的进行工程计算工程计算的能力；的能力； 4. 用用精炼的语言，

4、简洁的文字，清晰的图表精炼的语言，简洁的文字，清晰的图表来表来表 达自己设计思想的能力。达自己设计思想的能力。 课程设计对培养设计能力和严谨的科学作风尤为重要。课程设计对培养设计能力和严谨的科学作风尤为重要。 2 化工原理课程设计的内容化工原理课程设计的内容 （一）课程设计的基本内容（一）课程设计的基本内容 1. 设计方案简介设计方案简介 对给定或选定的工艺流程、主要的设备型式进行对给定或选定的工艺流程、主要的设备型式进行 简要的论述；简要的论述； 2. 主要设备的工艺设计计算主要设备的工艺设计计算 包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、 设备的工艺尺

5、寸计算及结构设计；设备的工艺尺寸计算及结构设计； 3. 典型辅助设备的选型和计算典型辅助设备的选型和计算 包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型 号规格的选定；号规格的选定； 2 化工原理课程设计的内容化工原理课程设计的内容 4. 带控制点的工艺流程简图带控制点的工艺流程简图 以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备 的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点；的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点； 5. 主体设备工艺条件图主体设备工艺条件图 (装配图装配图) 图面上应包括设备的主要工艺尺寸

6、，技术特性表图面上应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表 和接管表；和接管表； 6. 撰写设计说明书撰写设计说明书 2 化工原理课程设计的内容化工原理课程设计的内容 （二）课程设计报告（二）课程设计报告 课程设计报告由课程设计报告由说明书和图纸说明书和图纸两部分组成。说明两部分组成。说明 书是设计的书面总结，也是后续设计工作的主要依据，书是设计的书面总结，也是后续设计工作的主要依据， 应包括以下主要内容：应包括以下主要内容： （1）封面（课程设计题目、班级、姓名、指导教师、）封面（课程设计题目、班级、姓名、指导教师、 时间时间 ）；）； （2）目录；）目录； （3）设计任务书；）设计任务书； （

7、4）设计方案简介；）设计方案简介； （5）设计条件及主要物性参数表；）设计条件及主要物性参数表； 2 化工原理课程设计的内容化工原理课程设计的内容 （6）工艺计算及主体设备设计；）工艺计算及主体设备设计； （7）辅助设备的计算及选型；）辅助设备的计算及选型； （8）设计结果汇总表；）设计结果汇总表； （9）设计评述及设计者对本设计有关问题的讨论；）设计评述及设计者对本设计有关问题的讨论； （10）（附图）工艺流程图（简）及）（附图）工艺流程图（简）及主体设备工艺主体设备工艺 条件图（装配图）条件图（装配图）； （11）致谢）致谢 （12）参考文献。）参考文献。 3 绘图绘图 3.3.塔板结构图

8、塔板结构图 3#3# 4.4.带控制点的工艺流程简图带控制点的工艺流程简图 2#2#或加长或加长3# 3# 以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物料以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物料 流向、物流量、能流量和主要化工参数测控点。流向、物流量、能流量和主要化工参数测控点。 5.5.主体设备工艺条件图（装配图）主体设备工艺条件图（装配图） 1# 1# 或或2#2# 包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和接管表包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和接管表 直角坐标纸，包括局部放大直角坐标纸，包括局部放大 2.2.塔板负荷性能图塔板负荷性能图直角坐标纸直角坐标纸 1.1.图解求理论板数

9、图解求理论板数 （一（一. .）绘图项目）绘图项目 a.a.带控制点的工艺流程带控制点的工艺流程简图简图 一般应包括如下内容：一般应包括如下内容： 流程（设备流程（设备, , 管线管线, , 测控点：说清来龙去脉）测控点：说清来龙去脉） (1)(1)设备示意图设备示意图 大致按设备外形比例画出，标明设备的主要管口，适当考大致按设备外形比例画出，标明设备的主要管口，适当考 虑设备合理的相对位置；虑设备合理的相对位置； (2)(2)设备流程号；设备流程号； 3 绘图绘图 (3)(3)物料及动力物料及动力( (水、汽、真空、压缩机、冷冻盐水等水、汽、真空、压缩机、冷冻盐水等) )管线及管线及 流向箭

10、头；流向箭头； (4)(4)管线上的主要阀门、设备及管道的必要附件，如冷凝水排管线上的主要阀门、设备及管道的必要附件，如冷凝水排 除器、管道过滤器、阻火器等；除器、管道过滤器、阻火器等； (5)(5)必要的计量控制仪表必要的计量控制仪表, ,如流量计如流量计F F、液位计、液位计L L、压强表真空表、压强表真空表 P P及其它测量仪表等；及其它测量仪表等； (6)(6)简要的文字注释，如冷却水、加热蒸汽来源、热水及半成简要的文字注释，如冷却水、加热蒸汽来源、热水及半成 品去向等。品去向等。 3 绘图绘图 带控制点的工艺流程图一般是由工艺专业人员和自控专业人员带控制点的工艺流程图一般是由工艺专业

11、人员和自控专业人员 合作绘制的。合作绘制的。 课程设计只要求能标绘出测控点即可。课程设计只要求能标绘出测控点即可。 （b b）主体设备工艺条件图（装配图）主体设备工艺条件图（装配图） 主体设备是指在每个单元操作中处于核心地位的关键设备主体设备是指在每个单元操作中处于核心地位的关键设备 主体设备工艺条件图是将设备结构设计和工艺尺寸计算结果主体设备工艺条件图是将设备结构设计和工艺尺寸计算结果 表示出来的总图。表示出来的总图。 (1)(1)设备图形设备图形 指主要尺寸指主要尺寸( (外形尺寸、结构尺寸、连接外形尺寸、结构尺寸、连接 尺寸尺寸) )、接管、人孔等。、接管、人孔等。 (2)(2)技术特性

12、技术特性 指装置的用途、生产能力、最大允许压强、指装置的用途、生产能力、最大允许压强、 最高介质温度、介质的毒性和爆炸危险性等。最高介质温度、介质的毒性和爆炸危险性等。 (3)(3)设备组成一览表设备组成一览表 主体设备工艺条件图包括的内容主体设备工艺条件图包括的内容 3 绘图绘图 （二（二. .）绘图注意事项）绘图注意事项 1.1.图幅图幅 2.2.图例与图签（标题栏）图例与图签（标题栏） 图例是将物料流程图中画出的有关管线、阀门、设备附件、计图例是将物料流程图中画出的有关管线、阀门、设备附件、计 量控制仪表等图形用文字予以说明。量控制仪表等图形用文字予以说明。 图签是图名、设计单位、设计人

13、员签名（职责）的一份表格，图签是图名、设计单位、设计人员签名（职责）的一份表格， 其位置在流程图右下角。边框线及不同内容分隔线均为粗实线，其位置在流程图右下角。边框线及不同内容分隔线均为粗实线， 其余为细实线。其余为细实线。 3 3。明细栏。明细栏 4 4。管口表。管口表 5 5。技术特性表。技术特性表 6 6 件号的编写件号的编写 件号应尽量编排在主视图上，由主视图的左下方开始，件号应尽量编排在主视图上，由主视图的左下方开始， 按顺时针方向连续编号，在垂直和水平方向应排列整齐，按顺时针方向连续编号，在垂直和水平方向应排列整齐， 尽量保持间隔均匀，并尽可能编排在图形的左侧和上方尽量保持间隔均匀

14、，并尽可能编排在图形的左侧和上方 以及外形尺寸线的内侧。以及外形尺寸线的内侧。 件号若有遗漏或需增添时，则应编排在外围。件号若有遗漏或需增添时，则应编排在外围。 7.7.图线基本要求图线基本要求 4 设计任务及要求设计任务及要求 （一）列管式换热器设计任务书（一）列管式换热器设计任务书 1。设计题目。设计题目 煤油冷却器设计煤油冷却器设计 2。设计任务及操作条件。设计任务及操作条件 设备型式：列管式换热器设备型式：列管式换热器 处理能力：处理能力：15+0.1nm万吨万吨/年煤油。年煤油。 (n=1,2,3为班号；为班号；m为学号后两位为学号后两位) 操作条件：操作条件： （1）煤油：入口温度

15、）煤油：入口温度140，出口，出口40 ； （2）冷却介质：自来水。）冷却介质：自来水。 （3）允许压降：不大于）允许压降：不大于105Pa （4）煤油定性温度下的物性数据：密度）煤油定性温度下的物性数据：密度825kg/m3，粘度：，粘度： 7.1510-4Pas，比热容为，比热容为2.22kJ/(kg ) ，导热系数为，导热系数为 0.14W/(m )。 4 设计任务及要求设计任务及要求 （5）每年按）每年按330天计算，每天天计算，每天24小时运行。小时运行。 3.设计项目设计项目 试设计选择适宜的列管式换热器并进行核算。根据设计项目试设计选择适宜的列管式换热器并进行核算。根据设计项目

16、绘出换热器装配图。绘出换热器装配图。 4 设计任务及要求设计任务及要求 （二）板式精馏塔设计任务书（二）板式精馏塔设计任务书 1。题目：乙醇。题目：乙醇-水连续精馏塔的设计水连续精馏塔的设计 2。设计任务及操作条件。设计任务及操作条件 （1）进料组成中含乙醇）进料组成中含乙醇25%(质量质量)，其余为水。，其余为水。 （2）产品中乙醇含量不得低于）产品中乙醇含量不得低于94% (质量质量)。 （3）残液中乙醇含量不得高于）残液中乙醇含量不得高于0.1%(质量质量)。 （4）生产能力为日产）生产能力为日产(24h) 50+0.1nm吨吨94%(质量质量)的乙的乙 醇产品。醇产品。 (n=1,2,

17、3为班号；为班号；m为学号后两位为学号后两位) （5）操作条件）操作条件 4 设计任务及要求设计任务及要求 精馏塔塔顶压强精馏塔塔顶压强4kPa(表压表压)。 进料热状态，自选。进料热状态，自选。 回流比，自选。回流比，自选。 加热蒸气，低压蒸气。加热蒸气，低压蒸气。 单板压降不大于单板压降不大于0.7kPa。 （6）设备型式：筛板塔）设备型式：筛板塔 （7）厂址：武汉地区）厂址：武汉地区 3。设计内容。设计内容 1）设计方案的确定及流程说明）设计方案的确定及流程说明 2）塔的工艺计算（理论板需图解求取用坐标纸绘制乙醇）塔的工艺计算（理论板需图解求取用坐标纸绘制乙醇-水溶水溶 液的液的y-x图

18、一张，并用图解法求理论塔板数图一张，并用图解法求理论塔板数 ) 4 设计任务及要求设计任务及要求 3 3）塔和塔板主要工艺尺寸设计）塔和塔板主要工艺尺寸设计 (1)(1)塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定。塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定。 (2)(2)塔板的流体力学验算。塔板的流体力学验算。 (3)(3)塔板的负荷性能图塔板的负荷性能图。 （4 4）设计结果一览表）设计结果一览表 （5 5）辅助设备选型辅助设备选型与计算与计算 （6 6）工艺流程简图（）工艺流程简图（2 2或加长或加长3 3）及）及精馏塔的工艺条件图精馏塔的工艺条件图 （装配图）（装配图）（ 1 1或或2 2 ）、）、塔板结构条件图塔板结构条件图 （3 3可用方可用方 格座标纸）格座标纸） （7 7）设计评述或有关问题的分析讨论、致谢。）设计评述或有关问题的分析讨论、致谢。 4 设计任务及要求设计任务及要求 （三）设计要求（三）设计要求 1。以上两题任选一题完成。以上两题任选一题完成。 2。上交资料：设计报告。上交资料：设计报告(设计说明书和图纸设计说明书和图纸)。图纸主要是主。图纸主要是主 体设备工艺条件图体设备工艺条件图(装配图装配图)。 3。工艺计算可以笔算，也可以采用相关软件如。工艺计算可以笔算，也可以采用相关软件如Aspen Plus软软 件计算。图纸可以采用手绘也可采用