版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
设计概论与化工制图2022/11/251设计概论与化工制图设计概论与化工制图2022/11/211设计概论与化工制图工厂基本建设过程
1、可行性研究2、初步设计3、施工图设计4、施工、试车、验收{}
1、厂址选择2、总平面设计3、工艺设计1、工艺流程设计2、化工计算3、设备的选型与设计4、车间布置设计5、管道设计6、公用工程7、向有关专业提供条件8、工程概预算9、技术经济分析10、安全生产与环境保护2022/11/252设计概论与化工制图工厂基本建设过程1、可行性研究{}1、厂址选择
第五章化工计算
第一节化工过程一、化工过程分类1、化学反应:有新物质生成的变化类型。2、分离或提纯:利用相变如蒸馏,结晶,萃取。3、混合:利于加速传热传质,溶液,乳浊液,悬浮液。4、输送:液体输送,机械输送,风力输送。5、温度、压力和相变:温度可使物质产生相变如冷凝,蒸发,熔化。温度可改变粘度,溶解度,表面张力。压力对气体在液体中的溶解度有很大影响。2022/11/253设计概论与化工制图第五章化工计算二、化工过程综合1、过程综合要求:提出几个方案。2、过程分析和优化:使设备费和操作费最低。3、过程选择:对比方案,选择最好方案。三、化工过程参数1、温度2、压力3、流量4、组成2022/11/254设计概论与化工制图二、化工过程综合2022/11/214设计概论与化工制图
第二节物料衡算一、物料衡算的意义和作用物料衡算是化工计算中最基本、最重要的内容之一,是进行化工计算的基础。对工厂技术经济指标有举足轻重的影响。二、物料平衡方程式1、普遍应用的平衡式输入量+产生量-输出量-消耗量=累积量2、连续稳定过程的平衡式输入量+产生量=输出量+消耗量3、间歇过程的平衡式初始输入量+产生量=最终输出量+消耗量2022/11/255设计概论与化工制图第二节物料衡算一、物料衡算的三、物料衡算的方法和步骤1、收集计算数据:原料,辅料,中间产物,产品的规格。单位时间流量。消耗定额。转化率,选择性,收率。物理化学常数。2、画物料流程图:物料衡算方框图。3、确定衡算范围:假设一独立体系。4、选定计算基准:100kgkg/h。5、列出输入--输出物料平衡表:
2022/11/256设计概论与化工制图三、物料衡算的方法和步骤2022/11/216设计概论与化工例5-1用恒沸蒸馏法,将含有95%的乙醇水溶液制成浓度达99.9%乙醇水溶液,以苯作溶剂。其流程及各物流的组成如图5-2所示。试计算每生产100吨99.9%乙醇水溶液,应向塔A加入的:(1)95%的乙醇水溶液量;(2)苯量。
2022/11/257设计概论与化工制图例5-1用恒沸蒸馏法,将含有95%的乙醇水溶液制成浓度达9例5-12022/11/258设计概论与化工制图例5-12022/11/218设计概论与化工制图设:x=苯的输入量;y=95%乙醇输入量;z=5%乙醇输出量。三个组分,三个未知数,可列出三个方程求解。1)苯的衡算x=02)乙醇的衡算0.95y=0.999(100)+0.05z3)总的物料衡算x+y=100+z
上三式联立求解得:x=0y=105.44(吨)z=5.44(吨)答:应向塔A加入95%的乙醇水溶液105.44吨;苯为零。2022/11/259设计概论与化工制图设:x=苯的输入量;y=95%乙醇输入量;z=5%乙醇输输入输出95﹪乙醇------------------------------------合计2022/11/2510设计概论与化工制图输入输出95﹪乙醇2022/11/2110设计概论与化工制图
第三节能量衡算能量衡算应用在如下几方面1、确定功率:流体输送,搅拌,过滤,粉碎等单元操作所需功率。2、确定热量和冷量:如蒸发,蒸馏,冷凝,冷却所需热量和冷量。3、确定供热速率及放热速率:化学反应热效应。4、确定节能措施:充分利用余热,降低能耗。2022/11/2511设计概论与化工制图第三节能量衡算能量衡算应用在如下
一、能量的形式和概念1、动能(K)表示物体作相对于环境运动所具有的能量。2、势能(Z)表示物体在重力场中受重力作用而具有的能量。3、内能(U)表示物体内分子、原子能量的宏观尺度。4、热(Q)物体与环境之间由于温差而引起传递的能量。5、功(W)物体与环境之间由于矢量位移而引起传递的能量。2022/11/2512设计概论与化工制图
一、能量的形式和概念2022/11/2112设计概论与化工二、能量平衡方程式1、能量衡算的基本方程式输入的能量-输出的能量=累积的能量
2、间歇过程的能量平衡方程式
△U=Q-W3、连续稳定流动过程的能量平衡方程式输入的总能量=输出的总能量
△H=Q-W4、机械能平衡方程式伯努利方程式
2022/11/2513设计概论与化工制图二、能量平衡方程式2022/11/2113设计概论与化工制图三、热量衡算在能量衡算中,不讨论能量转换,只考虑热量变化的衡算称为热量衡算。1、热平衡方程式1)等压过程,只做膨胀功(如连续过程)热量衡算式为:△H=∑H出-∑H入=∑Q2)非流动体系,忽略动能和势能(如间歇过程):△U=∑U出-∑U入=∑Q3)普遍应用的平衡式:
Q1(物料)+Q2(介质)+Q3(反应)=Q4(物料)+Q5(设备)+Q6(损失)2022/11/2514设计概论与化工制图三、热量衡算2022/11/2114设计概论与化工制图2、热量衡算的方法和步骤1)分析各股物料之间热平衡关系
2)收集计算数据3)标绘热量衡算示意图
4)确定衡算范围
5)选定计算基准:100kgkg/h。
6)列出输入--输出热平衡表
2022/11/2515设计概论与化工制图2、热量衡算的方法和步骤2022/11/2115设计概论与化3、有关热数据的计算
1)焓:恒压时
2)真实热容与平均热容
2022/11/2516设计概论与化工制图3、有关热数据的计算2022/11/2116设计概论与化工制
3)热容的估算柯普法则:1mol化合物的总热容,近似地等于化合物里以原子形式存在的元素热容的总和。4)潜热克拉贝龙—可劳修斯公式:
5)反应热由标准生成热计算反应热。由标准燃烧热计算反应热。由键能估算反应热。2022/11/2517设计概论与化工制图3)热容的估算2022/11/2117设计概论与化工制图*柯普法则:1mol化合物的总热容,近似地等于化合物里以原子形式存在的元素热容的总和。例:估算固体Ca(OH)2的热容(见表5-1)
(Cp)Ca(OH)2=(Cp)Ca+2(Cp)O+2(Cp)H(Cp)Ca(OH)2=[26
+(2×17)
+(2×9.6)]
(Cp)Ca(OH)2=79.2J/mol.℃2022/11/2518设计概论与化工制图*柯普法则:1mol化合物的总热容,近似地等于2022/1*由键能估算反应热。估计乙烷裂解制乙烯的反应热1.列出反应式C2H6→C2H4+H22.写成化学键形式
H﹨
/HH﹨
/HH-C-C-H→C=C+H-HH/
﹨HH/
﹨H3.归纳改组化学键6H-C+C-C→4H-C+C=C+H-H2H-C+C-C→C=C+H-H2022/11/2519设计概论与化工制图*由键能估算反应热。2022/11/2119设计概论与化工制4.查键能数据(见表5-2和表5-3)5.代入公式1摩尔乙烷分解为1摩尔乙烯和1摩尔氢时,吸热125.6kJ2022/11/2520设计概论与化工制图4.查键能数据(见表5-2和表5-3)2022/11例:30000吨/年聚丁二烯橡胶聚合釜的热量衡算,开工8000小时/年双系列双釜串联操作,即每条生产线的生产能力为15000吨/年,每条生产线上都有两个聚合釜串联操作,聚合生成量在Ⅰ釜与Ⅱ釜的分配率为60﹪:40﹪。纯度系数1.06,损耗0.03。
1)分析各股物料之间热平衡关系(物料走向,平衡方程)2)收集计算数据3)标绘热量衡算示意图
4)确定衡算范围
5)选定计算基准:kg/h
6)列出输入--输出热平衡表2022/11/2521设计概论与化工制图例:30000吨/年聚丁二烯橡胶聚合釜的热量衡算,开工8001、分析物料走向2022/11/2522设计概论与化工制图1、分析物料走向2022/11/2122设计概论与化工制图每条生产线的聚合物生成量为2022/11/2523设计概论与化工制图每条生产线的聚合物生成量为2022/11/2123设计概论与2、收集计算数据组成
Ⅰ釜
Ⅱ釜进料公斤/时出料公斤/时进料公斤/时出料公斤/时丁二烯238012231223452丁烯24242424溶剂(已烷)9670967096709670催化剂7.83657.83657.83657.8365聚丁二烯
115711571928温度℃20606080合计120821208212082120822022/11/2524设计概论与化工制图2、收集计算数据组成Ⅰ釜Ⅱ釜进料
分析过程中存在的热量形式,可确定收集那些数据,聚合釜内各物料只有温度变化,无相变。比热和聚合反应热可由手册查出,也可由实验确定,搅拌热可从现场测得。
(丁二烯,溶剂油,胶液比热十分接近,取相同数值简化计算)收集数据如下丁二烯与溶剂油或胶液的比热千卡/公斤℃20℃0.54
聚合热千卡/公斤搅拌热千卡/时
33060℃0.58Ⅰ釜3000080℃0.62Ⅱ釜400002022/11/2525设计概论与化工制图分析过程中存在的热量形式,可确定收集那些丁二烯与溶剂3、计算热量2022/11/2526设计概论与化工制图3、计算热量2022/11/2126设计概论与化工制图4、计算设备热负荷与冷却水消耗量设备热负荷为Q2,以千卡/时为基准当冷却水温差确定后,可用下式计算冷却水消耗量:2022/11/2527设计概论与化工制图4、计算设备热负荷与冷却水消耗量2022/11/2127设计5、列出热量平衡表项目
Ⅰ釜
Ⅱ釜
千卡/时千卡/时千卡/时
千卡/时合计2022/11/2528设计概论与化工制图5、列出热量平衡表项目Ⅰ釜Ⅱ釜3、计算热量2022/11/2529设计概论与化工制图3、计算热量2022/11/2129设计概论与化工制图4、计算设备热负荷与冷却水消耗量设备热负荷为Q2,以千卡/时为基准当冷却水温差确定后,可用下式计算冷却水消耗量:2022/11/2530设计概论与化工制图4、计算设备热负荷与冷却水消耗量2022/11/2130设计5、列出热量平衡表项目
Ⅰ釜
Ⅱ釜
千卡/时千卡/时千卡/时
千卡/时1.34.23.822.540.30.44.25.99
1.221.15合计5.425.427.147.142022/11/2531设计概论与化工制图5、列出热量平衡表项目Ⅰ釜Ⅱ釜输入输出95﹪乙醇苯99﹪乙醇5﹪乙醇合计105.44105.441005.44105.442022/11/2532设计概论与化工制图输入输出95﹪乙醇105.442022/11/2132设计概Thanks,anyquestion??2022/11/2533设计概论与化工制图Thanks,anyquestion??2022/11/2设计概论与化工制图2022/11/2534设计概论与化工制图设计概论与化工制图2022/11/211设计概论与化工制图工厂基本建设过程
1、可行性研究2、初步设计3、施工图设计4、施工、试车、验收{}
1、厂址选择2、总平面设计3、工艺设计1、工艺流程设计2、化工计算3、设备的选型与设计4、车间布置设计5、管道设计6、公用工程7、向有关专业提供条件8、工程概预算9、技术经济分析10、安全生产与环境保护2022/11/2535设计概论与化工制图工厂基本建设过程1、可行性研究{}1、厂址选择
第五章化工计算
第一节化工过程一、化工过程分类1、化学反应:有新物质生成的变化类型。2、分离或提纯:利用相变如蒸馏,结晶,萃取。3、混合:利于加速传热传质,溶液,乳浊液,悬浮液。4、输送:液体输送,机械输送,风力输送。5、温度、压力和相变:温度可使物质产生相变如冷凝,蒸发,熔化。温度可改变粘度,溶解度,表面张力。压力对气体在液体中的溶解度有很大影响。2022/11/2536设计概论与化工制图第五章化工计算二、化工过程综合1、过程综合要求:提出几个方案。2、过程分析和优化:使设备费和操作费最低。3、过程选择:对比方案,选择最好方案。三、化工过程参数1、温度2、压力3、流量4、组成2022/11/2537设计概论与化工制图二、化工过程综合2022/11/214设计概论与化工制图
第二节物料衡算一、物料衡算的意义和作用物料衡算是化工计算中最基本、最重要的内容之一,是进行化工计算的基础。对工厂技术经济指标有举足轻重的影响。二、物料平衡方程式1、普遍应用的平衡式输入量+产生量-输出量-消耗量=累积量2、连续稳定过程的平衡式输入量+产生量=输出量+消耗量3、间歇过程的平衡式初始输入量+产生量=最终输出量+消耗量2022/11/2538设计概论与化工制图第二节物料衡算一、物料衡算的三、物料衡算的方法和步骤1、收集计算数据:原料,辅料,中间产物,产品的规格。单位时间流量。消耗定额。转化率,选择性,收率。物理化学常数。2、画物料流程图:物料衡算方框图。3、确定衡算范围:假设一独立体系。4、选定计算基准:100kgkg/h。5、列出输入--输出物料平衡表:
2022/11/2539设计概论与化工制图三、物料衡算的方法和步骤2022/11/216设计概论与化工例5-1用恒沸蒸馏法,将含有95%的乙醇水溶液制成浓度达99.9%乙醇水溶液,以苯作溶剂。其流程及各物流的组成如图5-2所示。试计算每生产100吨99.9%乙醇水溶液,应向塔A加入的:(1)95%的乙醇水溶液量;(2)苯量。
2022/11/2540设计概论与化工制图例5-1用恒沸蒸馏法,将含有95%的乙醇水溶液制成浓度达9例5-12022/11/2541设计概论与化工制图例5-12022/11/218设计概论与化工制图设:x=苯的输入量;y=95%乙醇输入量;z=5%乙醇输出量。三个组分,三个未知数,可列出三个方程求解。1)苯的衡算x=02)乙醇的衡算0.95y=0.999(100)+0.05z3)总的物料衡算x+y=100+z
上三式联立求解得:x=0y=105.44(吨)z=5.44(吨)答:应向塔A加入95%的乙醇水溶液105.44吨;苯为零。2022/11/2542设计概论与化工制图设:x=苯的输入量;y=95%乙醇输入量;z=5%乙醇输输入输出95﹪乙醇------------------------------------合计2022/11/2543设计概论与化工制图输入输出95﹪乙醇2022/11/2110设计概论与化工制图
第三节能量衡算能量衡算应用在如下几方面1、确定功率:流体输送,搅拌,过滤,粉碎等单元操作所需功率。2、确定热量和冷量:如蒸发,蒸馏,冷凝,冷却所需热量和冷量。3、确定供热速率及放热速率:化学反应热效应。4、确定节能措施:充分利用余热,降低能耗。2022/11/2544设计概论与化工制图第三节能量衡算能量衡算应用在如下
一、能量的形式和概念1、动能(K)表示物体作相对于环境运动所具有的能量。2、势能(Z)表示物体在重力场中受重力作用而具有的能量。3、内能(U)表示物体内分子、原子能量的宏观尺度。4、热(Q)物体与环境之间由于温差而引起传递的能量。5、功(W)物体与环境之间由于矢量位移而引起传递的能量。2022/11/2545设计概论与化工制图
一、能量的形式和概念2022/11/2112设计概论与化工二、能量平衡方程式1、能量衡算的基本方程式输入的能量-输出的能量=累积的能量
2、间歇过程的能量平衡方程式
△U=Q-W3、连续稳定流动过程的能量平衡方程式输入的总能量=输出的总能量
△H=Q-W4、机械能平衡方程式伯努利方程式
2022/11/2546设计概论与化工制图二、能量平衡方程式2022/11/2113设计概论与化工制图三、热量衡算在能量衡算中,不讨论能量转换,只考虑热量变化的衡算称为热量衡算。1、热平衡方程式1)等压过程,只做膨胀功(如连续过程)热量衡算式为:△H=∑H出-∑H入=∑Q2)非流动体系,忽略动能和势能(如间歇过程):△U=∑U出-∑U入=∑Q3)普遍应用的平衡式:
Q1(物料)+Q2(介质)+Q3(反应)=Q4(物料)+Q5(设备)+Q6(损失)2022/11/2547设计概论与化工制图三、热量衡算2022/11/2114设计概论与化工制图2、热量衡算的方法和步骤1)分析各股物料之间热平衡关系
2)收集计算数据3)标绘热量衡算示意图
4)确定衡算范围
5)选定计算基准:100kgkg/h。
6)列出输入--输出热平衡表
2022/11/2548设计概论与化工制图2、热量衡算的方法和步骤2022/11/2115设计概论与化3、有关热数据的计算
1)焓:恒压时
2)真实热容与平均热容
2022/11/2549设计概论与化工制图3、有关热数据的计算2022/11/2116设计概论与化工制
3)热容的估算柯普法则:1mol化合物的总热容,近似地等于化合物里以原子形式存在的元素热容的总和。4)潜热克拉贝龙—可劳修斯公式:
5)反应热由标准生成热计算反应热。由标准燃烧热计算反应热。由键能估算反应热。2022/11/2550设计概论与化工制图3)热容的估算2022/11/2117设计概论与化工制图*柯普法则:1mol化合物的总热容,近似地等于化合物里以原子形式存在的元素热容的总和。例:估算固体Ca(OH)2的热容(见表5-1)
(Cp)Ca(OH)2=(Cp)Ca+2(Cp)O+2(Cp)H(Cp)Ca(OH)2=[26
+(2×17)
+(2×9.6)]
(Cp)Ca(OH)2=79.2J/mol.℃2022/11/2551设计概论与化工制图*柯普法则:1mol化合物的总热容,近似地等于2022/1*由键能估算反应热。估计乙烷裂解制乙烯的反应热1.列出反应式C2H6→C2H4+H22.写成化学键形式
H﹨
/HH﹨
/HH-C-C-H→C=C+H-HH/
﹨HH/
﹨H3.归纳改组化学键6H-C+C-C→4H-C+C=C+H-H2H-C+C-C→C=C+H-H2022/11/2552设计概论与化工制图*由键能估算反应热。2022/11/2119设计概论与化工制4.查键能数据(见表5-2和表5-3)5.代入公式1摩尔乙烷分解为1摩尔乙烯和1摩尔氢时,吸热125.6kJ2022/11/2553设计概论与化工制图4.查键能数据(见表5-2和表5-3)2022/11例:30000吨/年聚丁二烯橡胶聚合釜的热量衡算,开工8000小时/年双系列双釜串联操作,即每条生产线的生产能力为15000吨/年,每条生产线上都有两个聚合釜串联操作,聚合生成量在Ⅰ釜与Ⅱ釜的分配率为60﹪:40﹪。纯度系数1.06,损耗0.03。
1)分析各股物料之间热平衡关系(物料走向,平衡方程)2)收集计算数据3)标绘热量衡算示意图
4)确定衡算范围
5)选定计算基准:kg/h
6)列出输入--输出热平衡表2022/11/2554设计概论与化工制图例:30000吨/年聚丁二烯橡胶聚合釜的热量衡算,开工8001、分析物料走向2022/11/2555设计概论与化工制图1、分析物料走向2022/11/2122设计概论与化工制图每条生产线的聚合物生成量为2022/11/2556设计概论与化工制图每条生产线的聚合物生成量为2022/11/2123设计概论与2、收集计算数据组成
Ⅰ釜
Ⅱ釜进料公斤/时出料公斤/时进料公斤/时出料公斤/时丁二烯238012231223452丁烯24242424溶剂(已烷)9670967096709670催化剂7.83657.83657.83657.8365聚丁二烯
115711571928温度℃20606080合计120821208212082120822022/11/2557设计概论与化工制图2、收集计算数据组成Ⅰ釜Ⅱ釜进料
分析过程中存在的热量形式,可确定收集那些数据,聚合釜内各物料只有温度变化,无相变。比热和聚合反应热可由手册
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024二手房所有权变更协议范例
- 动物声音课件教学课件
- 教案课件模式教学课件
- 临时公务租赁租车协议书范本
- 教学课件数学教学课件
- 仓储行业人才引进与管理
- IT服务代理协议
- 产业园区物业管理系统
- 会所泳池设计装修合同样本
- 4S店合同管理与战略规划
- 国开2024年秋《教育心理学》形成性考核1-4答案
- 市政道路及设施零星养护服务技术方案(技术标)
- 《中国心力衰竭诊断和治疗指南2024》解读(总)
- 国学经典文化PPT课件
- GB_T 14976-2012流体输送用不锈钢无缝钢管
- 导数概念ppt课件
- 旋翼式水表的结构和工作原理(共21页)
- Mathcad操作指南(2)
- 大水学校德育活动记录
- 七年级英语上培优扶差记录表
- 乳头溢液的诊断及处理ppt课件
评论
0/150
提交评论