化工设计概论
一、填空
1．化工设计是一个将系统（如一个工厂、一个车间或一套装置）全部用工程制图的方式，描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化成工程语言的过程。
2．化工设计的特点是政策性强、技术性强、经济性强、综合性强。
3．化工设计的发展与石油化学工业等技术的发展有直接的关系。
4．完成初步设计的同时还应当做出总概算。
5．施工图设计的任务是根据初步设计审批意见，解决初步设计阶段待定的各种问题，并以其作为施工单位编制施工组织、施工设计、施工预算和进行施工的依据。
6．施工图设计详细内容包括图纸总目录、工艺图纸目录、带控制点工艺流程图、首页图、设备布置图、设备图、设备表、管路安装图、综合材料表、设备管口方位图、设备及管路的保温与防腐设计等。
7．现场施工中设计代表的任务是参加基建的现场施工和安装、调试工作，作技术指导，使装置达到设计所规定的各项指标要求。
8．车间工艺设计包括的内容有生产方法的选择、工艺流程的设计、工艺计算、车间布置设计、化工管路设计、提供设计条件及编制概算书和设计文件等。
9．设计人员接受任务后，首先要解决的问题是选择合适的生产方法。
10．工艺设计的中心环节是工艺计算。
11．工艺计算的主要内容包括物料衡算、热量衡算、设备计算与选型等，并在此基础上绘制物料流程图、主要设备总图和必要部件图，以及带控制点的工艺流程图。
12．车间布置设计的任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面和空间中的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构形式。
13．化工管路设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足生产工艺的要求。
14．提供设计条件的内容包括总图、土建、运输、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、给排水等非工艺专业的设计条件。
15．设计中经常进行分析比较的技术经济指标有产品成本、基建投资、劳动生产率、投资回收率、消耗定额、劳动力需要量和工资总额等。
16．设计文件内容包括设计说明书、附图（流程图、设备布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。17．选择生产方法就是选择工艺路线。
18．生产工艺流程图一般由物料流程、图例和设备一览表3个部分组成。
19．设备一览表只需列出序号、位号、设备名称和备注即可。
20．在生产工流程图中，设备轮廓线用细实线画出，物料管线用粗实线画出，动力管线用中实线画出。
21．物料流程图一般以车间为单位进行绘制。
22．工艺流程设计的第一步是确定生产线数目。
23．全工艺流程的核心是反应过程。
24．一般采用的绘制比例是1∶100，如设备过大或过小，则比例相应用1∶200或1∶50。
25．带控制点的工艺流程图包括图形、标注、图例和标题栏4个部分内容。
26．设备的标注由设备位号、设备名称及设备标注线组成。
27．设备位号由设备分类代号、主项代号、设备顺序号和有相同设备的数量尾号组成。
28．写出常用设备名称及其代号
29．绘制管路时，应避免穿过设备或使管路交叉，确实不能避免时，应将横向管路线断开一段。
30．水平管路，在管线的上方标注管路标志方位；垂直管路，在管线的左侧标注管路标志方位。
31．写出常用仪表控制点参量及其代号
32．仪表位号由字母代号和阿拉伯数字编号组成。第一个字母表示被测量，后继字母表示仪表的功能。
33．仪表位号的标注法是上半圆中填写字母代号，下半圆中填写数字编号。
34．精馏塔的具体控制方案是通过塔顶、塔底及进料控制实现的。
35．塔顶控制方案的基本要求是：将出塔蒸气的绝大部分冷凝下来，排除不凝性气体；调节回流量L R和馏出液量D，保持塔内压力稳定。
36．物料衡算的目的是根据原料与产品之间的定量转化关系，计算原料的消耗量，各种中间产品、产品和副产品的产量，生产过程中各阶段的消耗量以及组成，进而为热量衡算、其他工艺计算及设备计算打下基础。
37．物料衡算的基础是质量守恒定律。
38．转化率是表示原料通过化学反应产生化学变化的程度。计算式如下：
转化率=反应掉的原料量÷原料量×100%
39．要想生产能力大，过程既经济又合理，则单程收率越高越好。
40．连续过程的物料衡算方法有直接求算法、利用节点进行核算法和利用联系组分进行物料衡算法3种。
41．循环过程的目的是维持操作，控制产品质量，降低原料消耗，提高原料利用率等。
42．化工生产中常用的加热剂有水蒸气、烟道气、电能，有时也用联苯醚等有机热载体。
43．化工生产中常用的冷却剂有水、空气、冷冻盐水等。
44．动力消耗包括自来水（一次水）、循环水（二次水）、冷冻盐水、蒸气、电、石油气、重油、氮气、压缩空气等。
45．设备设计与选型是在物料衡算和热量衡算基础上进行的，其目的是决定工艺设备的类型、规格、主要尺寸和台数，为车间布置设计、施工图设计及非工艺设计项目提供足够的设计数据。
46．化工设备的主要技术经济指标有单位生产能力、消耗系数、设备价格、管理费用和产品总成本。
47．一般化工设备的使用年限是10～20年，高压设备的使用年限是20～25年。
48．流量按最大流量计或正常流量的1.1～1.2倍计。扬程为所需的实际扬程，它依管网的安装和实际操作条件而定。所选泵的扬程值应大于实际生产所需的扬程值。
49．因为结构简单，输液无脉动，流量调节简单，因此，除难以胜任的场合外，应尽可能选用离心泵。
50．选择换热器时，要根据热负荷、流量的大小，流体的流动特性和污浊程度，操作压力和温度，允许的压力损失等因素，结合各种换热器的特征与使用场所的客观条件来合理选择。
51．一个好的分离方案应具有合理利用能量、降低能耗，设备投资少，生产能力大，产品质量稳定及操作简便等特点。
52．精馏设备的型式很多，按塔内部主要部件不同，可以分为板式塔与填料塔两大类。板式塔又有筛板塔、浮阀塔、泡罩塔、浮动喷射塔多种型式；而填料塔也有多种填料。
53．在精馏设备选型时应满足生产能力大，分离效率高，体积小，可靠性高，满足工艺需要，结构简单，踏板压力降小等的要求。
54．对各种形式塔板的成本进行比较时，不仅考虑一层塔板的造价，还应当将塔板的效率和处理能力考虑在内，也就是从完成同一分离任务考虑，对塔的总投资来进行比较。
55．按结构分类，反应器有管式反应器、釜式反应器、固定床反应器、流化床反应器等，另外还有鼓泡式反应器、塔式反应器等。
56．搅拌器的形式有桨式、涡轮式、推进式、框式（或锚式）、螺杆式及螺带式等。
57．反应釜的换热主要有夹套、内冷、外冷、溶剂蒸发、回流冷却和直接加冷却剂等方式。
58．蒸发设备的选型主要考虑被蒸发溶液的性质，如黏度、发泡性、腐蚀性、热敏性和是否容易结晶或析出结晶等因素。
59．室内布置受气候影响小，操作条件好。小规模的间隙操作、操作频繁的设备或低温地区的设备，以室内布置为宜。
60．图的绘制一般分下列3个阶段进行：先绘制生产工艺流程草图；再绘制物料流程图；后绘制带控制点的工艺流程图。
61．塔的布置形式很多，常在室外集中布置，在满足工艺流程的前提下，可把高度相近的塔相邻布置。
62．塔通常安装在高位换热器和容器的建筑物或框架旁，利用容器或换热器的平台作为塔的人孔、仪表和阀门的操作与维修的通道。
63．换热器的布置原则是顺应管路和缩小管路长度，其位置取决于与他密切联系的设备布置。
64．釜式反应器一般用挂耳支承在建（构）筑物或操作台的梁上；对于体积大、质量大或振动大的设备，要用支脚直接支撑在地面或楼板上。两台以上相同的反应器应尽可能排成一直线。
65．泵应尽量靠近供料设备，以保证良好的吸入条件。它们常集中布置在室外、建筑物底层或泵房。
66．往复式压缩机结构复杂，拆装时间长，所以都布置在压缩机室内，并配有起重装置，其周围要留有足够大的空地。
67．按HG20519.7-92规定，设备布置图一般只绘平面图。图样中包括一组视图、尺寸及标注、安装方位标、附注说明及标题栏等。
68．对于较复杂的装置或有多层建（构）筑物的装置，当平面图表示不清楚时，可以绘制剖视图或局部剖视图。剖视符号用A—A、B—B、X—X大写英文字母表示。
69．管路是化工生产中不可缺少的组成部分，像人体中的血管一样，起着输送各种流体的作用。
70．公称通径既不是管子的内径也不是管子的外径，而是管子的名义直径，它与管子的实际内径相接近，但不一定相等。公称通径用DN表示。
71．公称压力是管路、管件和阀门在一定温度范围内的最大允许工作压力。用PN表示。
72．管路连接常用的方法有焊接、螺纹连接和法兰连接3种。
73．阀门的作用是控制流体在管内的流动。其功能有启闭、调节、节流、自控和保证安全等。
74．不同流体按其性质、形态和操作要求不同，应选用不同的流速。黏度较大的流体，管内的压力降较大，流速应较低。
75．计算管路压力降的目的是为了选择合适的泵、压缩机、鼓风机等输送设备和校核流速或管径。最常用的方法是利用算图进行计算。
76．管路应避免通过电动机、仪表盘、配电盘上空；塔及容器的管路不可从人孔正前方通过。
77．管路安装时应尽量避免出现“气袋”∩、“口袋”∪和盲肠，当无法避免时，应在管线最高点设置放空阀，最低点设置放静阀。阀门、仪表的安装应方便操作与维修，一般阀门安装高度以离操作面1.2 m为宜，水平管路上的阀门、阀杆不宜垂直向下。
78．人孔应设在安全、方便的操作区，常将一个塔的几个人孔设在一条垂线上，并对着道路。
二、选择题(20分，每题1分)
1．属于换热器的控制方案有（AB）
（A）调节换热介质流量；（B）旁路调节；（C）循环调节；（D）PID调节
2．在带控制点的工艺流程图中，常用比例为：（B）
（A）1：10；（B）1：100；（C）1：35；（D）1:150
3．常用设备分类代号中，表示泵的符号为：（B）
（A）B；（B）P；（C）D；（D）C
4．工艺流程图中表示工艺气的是：（C）
（A）PA；（B）PGS；（C）PG；（D）IG
5．在仪表位号的标注中，TRC的含义是：（C）
（A）温度报警积分；（B）温度控制变送；（C）温度记录控制；（D）温度积分控制
6．单程转化率与总转化率的区别在于：（A）
（A）计算基准；（B）计算方法；（C）计算目标；（D）计算程序
7．在设备布置图中，安装方位标的圆直径为：（C）
（A）5 mm；（B）10 mm；（C）14 mm；（D）20 mm
8．同一公称通径管子的（A）相同。
（A）外径；（B）内、外径的算术平均值；（C）内径；（D）内、外径的对数平均值
9．管子中流体和气体的流速一般不超过（C）。
（A）5 m/s，50 m/s ；（B）3 m/s，30 m/s；（C）3 m/s，100 m/s；（D）10 m/s，100 m/s
10．黏度大的流体一般应选择（A）。
（A）低流速；（B）高流速；（C）适宜流速；（D）特定流速
11．在进行车间布置设计时，宜优先考虑（C）。
（A）室内布置；（B）T形布置；（C）露天布置；（D）L形布置
12．在进行车间布置设计时，加热炉、明火设备与产生易燃易爆气的设备间的距离一般不小于（C）。
（A）10 m；（B）15 m；（C）18 m；（D）30 m
13．在不影响工艺流程的情况下，较高设备宜（A）。
（A）集中布置；（B）T形布置；（C）分散布置；（D）L形布置
14．绘制管路布置图时常用常比例为（C）。
（A）1：10；（B）1：20；（C）1：30；（D）1：100
15．在化工设计过程中，概算工作在（BC）过程进行。
（A）编制设计任务书；（B）初步设计；（C）施工图设计；（D）现场施工中
16．在绘制带控制点的工艺流程图时，遇到管路穿过设备或交叉时应（A）。
（A）将纵向管路断开一段；（B）将横向管路断开一段；（C）将横、纵向管路断开一段；（D）将管路都不断开17．用作保温材料的热导率宜（A）。
（A）低；（B）高；（C）较高；（D）适中
18．在绘制带控制点的工艺流程图时，遇到管路拐弯时应（A）。
（A）成直角；（B）圆弧；（C）成45度角；（D）成60度角
19．在带控制点的工艺流程图中，仪表编号的标注方法是：上半圆中填写（C），下半圆中填写（）
（A）数字编号，字母代号；（B）参量代号，功能代号；（C）字母代号，数字编号；（D）功能代号，参量代号20．对间隙操作的釜式反应器来说，人孔或加料口离地面、楼板或操作平台面的高度以（B）为宜。
（A）500 mm；（B）800 mm；（C）1 000 mm；（D）1 200 mm
三、简答题
1. 初步设计工作程序一般有哪几个步骤？
答：初步设计工作程序一般有以下几个步骤：
（1）设计准备阶段；
（2）工艺专业设计方案的确定；
（3）其他专业的具体工作；
（4）各专业有关图纸的会签；
（5）编制初步设计总概算；
（6）审定文件并报上级主管部门组织审批。
2. 生产方法的选择有哪几个步骤？
答：生产方法的选择有以下几个步骤：
（1）设计资料的选择；
（2）生产方法的比较与确定；
（3）选择生产方法时应注意的事项等。
3. 带控制点的工艺流程图以什么为主项进行绘制？其原则是什么？
答：带控制点的工艺流程图以车间（装置）或工段（工序）为主项进行绘制。
原则上是一个主项绘一张图样。如流程复杂可分成数张，但仍算一张图样，使用同一图号。
4. 写出下列按工段编制仪表位号中各部分的含义：
T RC - 1 31
T RC - 1 31
序号（一般用二位数字，也可以用三位数字）
工段代号
功能字母代号
答：
5. 泵的流量控制方案有哪两种？分别用于何种场合？
答：泵的流量控制方案有出口节流控制和旁路控制两种方案。
泵的出口节流控制是离心泵流量控制常用的方法；旁路控制主要用于容积式泵（往复泵、齿轮泵、螺杆泵等）的流量调节。
6. 热量衡算的目的是什么？
答：热量衡算的目的如下：
（1）通过计算传入或传出的热量，确定加热剂或冷却剂的消耗量以及其他能量的消耗；
（2）计算传热面积以决定换热设备的工艺尺寸；
（3）确定合理利用热量的方案以提高热量综合利用的效率。
7. 设备设计与选型的要求有哪些？
答：（1）要充分考虑工艺上的要求；
（2）运行可靠，操作安全，便于连续化和自动化生产；
（3）能创造良好工作环境和无污染；
（4）便于购置、容易制造。
总之，要全面贯彻先进、适用、高效、安全、可靠、省材和节资的原则。具体还要从技术经济指标和设备结构上的要求加以考虑。
8. 选择设备材料时应注意哪些事项？
答：选择设备的材料时，首先要了解处理介质的性质，包括氧化性、还原性、介质浓度和腐蚀性能。
其次是设备要承受的温度（高温、常温还是低温）。各种材料的耐温性能是不一样的，一般随温度升高其耐温性能减弱。在低温下要考虑材料的脆性。
最后还要考虑设备承受的压力（高压、中压、低压或真空）。一般压力愈高，要求材料的强度、耐腐蚀性能也愈好。
9. 车间布置设计包括哪两个部分？
答：车间布置设计包括车间各个工段、各设施在车间场地范围内的平面布置和设备布置两个部分。
10. 化工车间通常包括哪些设施？
答：化工车间通常包括生产设施（生产工段、原料和产品仓库、控制室、露天堆场或贮罐区）、生产辅助设施（除尘通风室、配电室、机修间、化验室等）、生活行政设施（车间办公室、更衣室、浴室、卫生间等）及其他特殊用室（劳动保护室、保健室等）。
11. 露天布置的优、缺点是什么？
答：露天布置的优点是建筑投资少，用地小，有利于安装检修，有利于通风、防火、防爆、防毒；
缺点是受气候影响大，操作条件差，自动控制要求高。
12. 设备布置的原则有哪些？
答：设备布置的原则如下：
（1）设备布置露天化；
（2）满足生产工艺与操作要求；
（3）符合安装与检修的要求；
（4）符合安全技术要求；
（5）符合建筑要求；
（6）考虑通道与管廊的布置。
四、计算题
1．某厂用空气氧化邻二甲苯生产苯酐。原料流量为205 kg/h邻二甲苯，4 500 m3/h空气。从反应的计量关系可知，生成1 mol 的苯酐需反应掉1 mol的邻二甲苯。经检验得到的反应器出口气体组成如下：
试计算：（1）邻二甲苯的转化率、苯酐收率和反应选择性。
（2）苯酐的年产量（按330天/年计）。
解：因为其中含有大量N2，且N2为惰性组分（不参加反应），所以，选择N2作为物料衡算的联系物。
进入反应器的空气中含有N2：
（4 500/22.4）×0.79=158.7 kmol/h
设反应器出口气体的总流量为x kmol/h，则有：
0.78x=158.7 x=203.5 kmol/h
因此，反应器出口气体含有邻二甲苯：
203.5×0.03%=0.061 kmol/h=0.061×106=6.47 kg/h
反应器出口气体含有苯酐：
203.5×0.65%=1.323 kmol/h
所以，邻二甲苯转化率X=（205-6.47）/205=96.8%
苯酐收率Y=1.323/（205/106）=68.6%
反应选择性S=Y/X=0.686/0.968=0.71=71%
苯酐的年产量=1.323×24×330×148
=1.550×106 kg/h
=1 550 t/a
2．一种废酸，组成为23%（质量分数）的HNO3、57%H2SO4和20%H2O。加入93%的浓硫酸及90%的浓硝酸，要求混合成27%HNO3、60%H2SO4的混合酸。计算所需废酸及加入浓酸的数量。
解：设所需废酸量为x kg
浓硫酸量为y kg
浓硝酸量为z kg
第一步：画出物料流程简图。
第二步：选择基准。
可选择废酸或浓酸的质量为基准，也可以用混合酸的质量为基准。本例选择混合酸为基准，总量为100 kg。
第三步：列物料衡算式。
总物料：x+y+z=100 (1)
H2SO4：57%x+93%y=100×0.6=60 (2)
HNO3：23%x+90%z=100×0.27=27 (3)
解由式（1）、（2）和（3）联立的方程组得：
x=41.8 kg 废酸
y=39 kg 浓硫酸
z=19.2 kg 浓硝酸
第四步：核算——水平衡
加入水量：41.8×20%+39×7%+19.2×10%=13 kg
混合酸含水量：100×13%=13 kg
两者相等，故计算正确。
3．乙烯氧化制环氧乙烷的反应器中进行下列反应：
主反应：C2H4（g）+1/2O2 （g）C2H4O（g）
副反应：C2H4（g）+3O2（g）CO2（g）+2H2O（g）
反应温度基本上维持在250 ℃，该温度下主、副反应的反应热分别为：
主反应：-△H5230=105 395 kJ/kmol乙烯
副反应：-△H5230=1 321 726 kJ/kmol乙烯
乙烯单程转化率为32%，反应选择性为69%，反应器出口混合气体温度为210 ℃，流量为45 000 m3/h(STP)。其组成如下：
热损失按反应放出热量的5%考虑。求热载体移出的热量。
解：查得有关气体的比热容如下：
假设热力学途径如下：
则：210 ℃下反应器入口混合气体的比热容C p：
C p=0.035×64.43+0.82×30.04+0.145×31.38=31.44 kJ/（kmol·K）
250 ℃下反应器入口混合气体的比热容C p：
C p=0.035×66.94+0.82×30.17+0.145×31.67=31.67 kJ/（kmol·K）
所以，反应器入口混合气体在210～250 ℃的平均比热容C p平：
C p平=（31.44+31.67）/2=31.56 kJ/（kmol·K）
△H1=（45 000/22.4）×31.56×（250-210）=2.536×106 kJ/h
△H2=（45 000/22.4）×0.035×0.32×0.69×（-105 395）
+（45 000/22.4）×0.035×0.32×（1-0.69）×（-1 321 726）=-1.086×107 kJ/h
△H=△H1+△H2=2.536×106-1.086×107 kJ/h =-8.324×106 kJ/h
根据∑Q=∑H得：
△H=Q1+Q2
热量损失按5%考虑，则Q2=0.05△H=0.05×（-8.324×106）=-4.162×105 kJ/h
那么，由热载体移出的热量Q1：
Q1 =△H- Q2=-8.324×106-（-4.162×105）=-7.908×106 kJ/h
4．有一连续蒸馏塔，分离苯和甲苯混合物为两个纯组分。该混合物中含苯50％。每小时处理混合物1 000 kmo1，塔顶苯的物质的量流率为450 kmol／h塔底甲苯的物质的量流率为475 kmol/h，操作处于稳定状态。试写出苯和甲苯的平衡方程式并计算苯和甲苯的流率。
解：蒸馏过程如图所示。
由于过程是稳定的，若过程中没有化学反应，输入＝输出
对于组分苯为：
500 kmol苯／h＝450 kmol苯／h＋q2
q2 ＝50 kmol苯／h
对于组分甲苯为：
500 kmol甲苯/h＝q1＋475 krnol甲苯/h
q1=25 kmol甲苯/h
编号：SY-AQ-06077 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 化工安全设计的基本概念 Basic concepts of chemical safety design
化工安全设计的基本概念 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 安全设计 化学工业，从产品开发研究初期，到小型试验、中间试验和扩大试验，再经过设计、建设和正式生产，无时无刻不涉及安全问题。而设计阶段对安全问题进行科学周密的考虑，避免设计上的“先天不足”，是化工安全生产的一个至为重要的环节，对化工安全生产具有决定性的作用。因此，必须高度重视安全设计，从源头消除隐患，化解风险。 安全设计的概念 安全设计就是要把生产过程中潜在的不安全因素进行系统地辨识。这些不安全因素能够在设计中消除的，则在设计中消除；如不能消除，就要在设计中采取相应的控制措施和事故防范措施。对于不安全因素的辨识，既需要设计人员具体考虑，也需要安全专业人员的参与，同时，也要深入听取一线生产人员的意见。只有集思广
益，才能最大限度地把不安全因素查清，以便在安全设计中予以消除与控制。 安全设计的考虑因素 化工安全考虑的不安全因素很多，可概括为“八防”：一是防火防爆。如配置可燃气体报警仪、安全阀、压力表等；二是防中毒和窒息。如配置有毒有害气体监测仪，气体泄漏监测、排风联动装置；三是防机械伤害。如旋转设备加防护罩；四是防物体打击。如在立体作业区域加装防物体坠落分隔层；五是防高处坠落。如加装防护栏；六是防触电。如装漏电保护器；七是防灼烫。如将管线及可能的泄漏口设计为非正面对人的位置；八是防职业病。如通风除尘等工业卫生措施。 安全设计的实施 在安全设计工作中，参与设计的安全专业人中员，需要遵循下列程序参与安全设计工作：了解本工程项目的技术内容，对潜在的风险进行辨识；积极收集有关安全的法规、标准和规范，并按相应的类别进行整理；广泛查找同样及类似装置中的安全措施及事故案
《化工原理》课程设计水吸收氨气填料塔设计 学院医药化工学院 专业化学工程与工艺 班级 姓名姚 学号 090350== 指导教师蒋赣、严明芳 2011年12月25日
目录 前言 (1) 1. 水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 (4) 1.1任务及操作条件 (4) 1.2设计案的确定 (4) 1.3填料的选择 (4) 2. 工艺计算 (6) 2.1 基础物性数据 (6) 2.1.1液相物性的数据 (6) 2.1.2气相物性的数据 (6) 2.1.3气液相平衡数据 (6) 2.1.4 物料衡算 (7) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (7) 2.2.1 塔径的计算 (7) 2.2.2 填料层高度计算 (9) 2.2.3 填料层压降计算 (12) 2.2.4 液体分布器简要设计 (13) 3. 辅助设备的计算及选型 (15) 3.1 填料支承设备 (15) 3.2填料压紧装置 (16) 3.3液体再分布装置 (16) 4. 设计一览表 (17) 5. 后记 (18) 6. 参考文献 (10) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）
前言 在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，塔设备属于使用量大应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。 在化学工业中，经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离，其主要目的是回收气体混合物中的有用物质，以制取产品，或除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理，或除去工业放空尾气中的有害成分，以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一，它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。 塔设备按其结构形式基本上可分为两类；板式塔和填料塔。以前在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。因此，填料塔已经被推广到大型气、液操作中，在某些场合还代替了传统的板式塔。如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。 综合考察各分离吸收设备中以填料塔为代表，填料塔技术用于各类工业物系的分离,虽然设计的重点在塔体及塔内件等核心部分,但与之相配套的外部工艺和换热系统应视具体的工程特殊性作相应的改进。例如在DMF回收装置的扩产改造项目中,要求利用原常压塔塔顶蒸汽,工艺上可以在常压塔及新增减压塔之间采用双效蒸馏技术,达到降低能耗、提高产量的双重效果，在硝基氯苯分离项目中;改原多塔精馏、两端结晶工艺为单塔精馏、端结晶流程,并对富间硝基氯苯母液进行精馏分离,获得99%以上的间硝基氯苯,既提高产品质量,又取得了降低能耗的技术效果。 过程的优缺点：分离技术就是指在没有化学反应的情况下分离出混合物中特定组分的操作。这种操作包括蒸馏，吸收，解吸，萃取，结晶，吸附，过滤，蒸发，干燥，离子交换和膜分离等。利用分离技术可为社会提供大量的能源，化工产品和环保设备，对国民经济起着重要的作用。为了使1填料塔的设计获得满足分离要
《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师
目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一．设计题目 (3) 二．操作条件 (3) 三．塔设备型式 (3) 四．工作日 (3) 五．厂址 (3) 六．设计内容 (3) 设计方案 (4) 一．工艺流程 (4) 二．操作压力 (4) 三．进料热状态 (4) 四．加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一．全塔的物料衡算 (5) 二．理论塔板数的确定 (5) 三．实际塔板数的确定 (7) 四．精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五．塔体工艺尺寸设计 (10) 六．塔板工艺尺寸设计 (12) 七．塔板流体力学检验 (14) 八．塔板负荷性能图 (17) 九．接管尺寸计算 (19) 十．附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)
苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%（以上均为质量%）。 二．操作条件 1.塔顶压强自选； 2.进料热状况自选； 3.回流比自选； 4.塔底加热蒸汽压强自选； 5.单板压降不大于0.9kPa； 三．塔板类型 板式塔或填料塔。 四．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五．厂址 厂址为天津地区。 六．设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算； 3.塔板数的确定； 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 5.精馏塔主要工艺尺寸；
车间（化工燃易爆）的防爆设计与安全——措施及 效果（3）参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
车间（化工燃易爆）的防爆设计与安全——措施及效果（3）参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 针对以上问题，在实际工作中，我采取了一些相应的 措施，基本上达到了预期效果。当然，也许会有更好的办 法去解决这些问题。 2.1电加热问题 在精细化工实验楼的电气仪表设计审核过程中，就反 应釜电加热问题，我提出了如下解决方案。 2.1.1采用可控硅、移相或者过零触发控制回路，见图 2。这样，既保证反映釜加热均匀，又使得电加热元件使用 寿命一致，且温控精度高。 图2 移相/过零触发控制回路 2.1.2采用双回路或者三回路控制，测温点均匀分布，
视设备构造情况而定，见图3。这样，可保证电源供电的均衡性，也可以保证温控自如。 图3 双回路控制测温点均匀分布 2.1.3各回路并列报警。这样可以保证反应釜加热温度不会过高，各温度测量点均匀分布，相互制约。 该方案提出后，得到设计部门认可，并予以采纳。目前运行情况良好。 2.2电动设备控制问题 在无规聚丙烯（APP）生产车间的搬迁、安装过程中，根据防爆车间要求，我对砂磨机、三辊研磨机、升降搅拌机等生产设备均采取了如下措施。 2.2.1控制设备与电动设备分离，将控制设备移至配电间或者操作室，见图4。 图4 控制设备与电动设备分开配置 2.2.2对电动设备采取防爆措施。
《化工单元操作》 课程整体教学设计（2014～ 2015学年第二学期） 课程名称：化工单元操作 所属系部：化工学院 制定人：宋丽萍 合作人：吴晓滨 制定时间： 2015年1月20日 包头轻工职业技术学院
课程整体教学设计 一、课程基本信息 课程名称：化工单元操作 课程代码：181103 学分：20 学时：360 授课时间：第二学期授课对象：三年制专科 课程类型：应用化工技术专业职业能力必修课。 先修课程:化工机械基础后续课程:现代煤化工生产技术 二、课程定位 《化工单元操作》课程面向的岗位有：管路安装、泵及其他动设备操作、流量控制、压力控制、温度控制、DCS控制操作、设备保全等。《化工单元操作》安排在《化工机械基础》之后，《现代煤化工生产技术》之前的一门专业基础课，时间安排在第三学期。其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，依据操作原理的共性，分成为若干单元操作过程，通过项目训练，掌握各单元典型设备的操作技能及设备选用原则和技能，学习各单元操作的基本原理、基本计算。中职定位：单元设备简单操作 本科定位：单元设备工作原理及生产能力设计 培训地位：单元设备工作原理简介 三、课程目标设计 总体目标： 本课程是应用化工技术专业专业核心类课程，专业课程体系符合高技能人才培养目标和
专业相关技术领域职业岗位（群）的任职要求，本课程对学生职业能力培养和职业素养养成起主要支撑或明显促进作用，与高等数学、无机化学、有机化学、化工图纸识用与绘制、物理化学等前续课程密切衔接，为后续课程《化工设计概论》、《化工工艺学》、《化工顶岗实习》、《毕业设计》等打下坚实的基础。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。 能力目标： 1、能运用流体力学知识，根据输送流体的性质，正确选用管道及安装。根据输送机械设备操作规范，操作常见泵的开启与调节。根据输送机械设备操作规范，操作常见泵的开启与调节。 2、能运热量传递知识，根据传热设备的操作要求，操作和维护传热设备。 3、能运用蒸发原理知识，根据蒸发设备的操作要求，操作和维护蒸发设备。 4、能运用蒸馏原理知识，根据蒸馏设备的操作要求，操作和维护蒸馏设备。 知识目标：（知道...;了解…；理解…；掌握…。） 1、知道流体力学，了解其基本内容，理解流体动力学的基本概念，掌握机理及基本计 算方法； 2、知道非均相物系分离的基本原理，重力沉降和过滤的基本概念及相关计算；掌握 3、知道传热单元，了解传热过程，理解传热原理，掌握热量传递过程中的传热单元操 作的基本概念及传热基本方程； 4、知道吸收，了解吸收过程，理解吸收原理，掌握气体吸收的基本原理及其相关计算； 5、掌握两组分溶液精馏的原理和流程，精馏塔的操作及设计计算方法； 6、掌握干燥过程的基本概念，熟悉湿空气的性质及湿度图的应用，干燥过程的相关计 算。 素质目标：（职业道德、职业素质、职业规范在本课中的具体表现） 1、进入工作环境，必须穿着工作服、安全帽、工作鞋等。 2、不能随意触动设备。 3、操作设备要严格按照操作规程进行操作。 4、保持工作环境的卫生。 5、保持节俭节约。 四、课程内容设计：（包括顶岗实习、项目实施等，项目小于内容）
化工原理课程设计-填料吸收塔的设计
课程设计 题目：填料吸收塔的设计 教学院：化学与材料工程学院 专业：化学工程与工艺（精细化工方向） 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 5 月31 日
《化工原理课程设计》任务书 2011～2012 学年第2学期 学生姓名：专业班级：化学工程与工艺(2009) 指导教师：工作部门：化工教研室 一、课程设计题目：填料吸收塔的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1. 工艺条件与数据 煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；吸收塔气-液平衡y*=0.125x；解吸塔气-液平衡为y*=3.16x；吸 收回收率≥95%；吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；生产能力为每小时 处理含苯煤气2000m3；冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。 2. 操作条件 吸收操作条件为：1atm、27℃，解吸操作条件为：1atm、120℃；连续操作；解吸气流为过热水蒸气；经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充 新鲜吸收剂；过程中热效应忽略不计。 3. 设计内容 ①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计； ②塔径的计算； ③其他工艺尺寸的计算。 三、进度安排 1．5月14日：分配任务； 2．5月14日-5月20日：查询资料、初步设计； 3．5月21日-5月27日：设计计算，完成报告。 四、基本要求 1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。设计说明 书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程 和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计 算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。 设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。 设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作 条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算； 设计结果概览；附录；参考文献等。 2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)。 教研室主任签名： 年月日
中国石油大学（北京）远程教育学院 化工设计概论期末复习题 一、给出下面概念和术语的定义 1、热； 2、活塞流型反应器； 3、管件； 4、分离过程； 5、温-焓图(T-H)； 6、固定床反应器； 7、聚式流态化； 8、传质分离过程（平衡分离过程）； 9、工艺流程示意图；10、连续过程；11、中间反应；12、速率控制分离过程； 13、逆流反应器；14、分离因子；15、化工过程；16、间歇过程；17、工艺过程阶段； 18、夹点；19、化学反应路线；20、流化床反应器； 二、单项与多项选择题 1、（）衡算式是化学反应过程物料衡算不能应用的。 A．总质量衡算式；B．组分质量衡算式； C．元素原子物质的量衡算式；D．元素原子质量衡算式 2、在进行过程的物料平衡计算时，对系统需要分析的内容有（）。 A．确定物料平衡方程式；B．确定物流约束式；C．确定设备约束式；D．确定变量3、在温-焓图中得到热复合曲线的步骤有（）步骤。 A．划分温区；B．各热流温度按高到低顺序排列； C．求每个温区的总热交换量；D．画出每个温区的总物流线 4、（）不是化工设计的内容。 A．反应过程选择与优化；B．分离过程选择与优化； C．厂区道路规划与设计；D．化工过程系统优化 5、管道布置图包括下面（）图样。 A．管件图；B．管架图管道施工说明； C．蒸汽伴管系统布置图；D．管道平面布置图
6、（）分离过程不是速率控制分离过程。 A．膜分离过程；B．反渗透分离过程；C．冷冻干燥分离过程；D．超滤分离过程7、间歇过程有（）特点。 A．生产灵活性高；B．易实现自动化； C．适合有固相的物流；D．适合生产季节性产品 8、分离过程的选择应分析分离过程的（）方面。 A．可行性；B．经济性；C．可靠性；D．生产规模 9、对能量过程的分析方法有（）。 A．能量衡算法；B．热流分析法；C．熵分析法；D．功衡算法 10、夹点之上区域不可设置（）。 A．热阱；B．保温器；C．热源；D．物流混合器 11、对新过程的化工设计需要进行（） A．概念设计；B．装置设计；C．中试设计；D．反应设计 12、换热网络设计的目的是得到（）。 A．最小的公用工程量；B．最少的换热器台数； C．换热效益最大化；D．合理的公用工程量 13、（）分离过程是扩散分离过程。 A．渗析分离过程；B．结晶分离过程；C．超滤分离过程；D．精馏分离过程14、能量过程的特点体现在（）方面。 A．能量的形式；B．能量转换；C．能量流率；D．能量传递的设施 15、（）不是非工艺设计的内容。 A．总图运输设计；B．公用工程设计；C．管路设计；D．土建设计 16、设备布置图的标注包括下面（）内容。 A．平面定位尺寸；B．设备尺寸；C．高度方位尺寸；D．安装方位标 17、化工过程的特征是过程中有（）。 A．中间反应；B．反应物预处理；C．最终反应；D．化学反应过程
《化工原理》课程设计 水吸收氨气填料吸收塔设计 学院河南城建学院 专业化学工程与工艺 指导教师王要令 班级 1014112 姓名喻宏兴 学号 101411252 2013年 12月24日
附：设计任务书 (1) 设计题目 年处理量为吨氨气吸收塔设计 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h，其中含空气为94%，氨气为6%（体积分数，下同）。要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%，采用清水进行吸收，吸收塔的用量为最小用量的 1.5 倍【20℃氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3·kPa)】 (2) 工艺操作条件 ①操作平均压力：常压； ②操作温度：t=20℃； ③每年生产时间：7200h； ④填料类型选用：聚丙烯阶梯环填料； 规格：DN50 （3）设计任务 1.填料吸收塔的物料衡算； 2.填料吸收塔的工艺尺寸设计与计算； 3.填料吸收塔有关附属设备的设计和选型； 4.绘制吸收系统的工艺流程图； 5.编写设计说明书； 6.对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录 0. 前言 (5) 1. 设计方案简述 (5) 1.1 设计任务的意义 (5) 1.2 设计结果 (5) 2. 工艺流程简图及说明 (7) 3. 工艺计算及主体设备设计 (8) 3.1 液相物性数据 (8) 3.2 气相物性数据 (8) 3.3 物料计算 (8) 3.4 平衡曲线方程及吸收剂用量的选择 (9) 3.5 塔径的计算 (10) 3.6 填料层高度的计算 (11) 3.7 填料层压降计算 (14) 4. 附属设备计算及选型 (15) 4.1 液体分布器简要设计 (15) 4.2 填料支承装置 (15) 4.3 填料压紧装置 (15) 4.4 液体再分布装置 (16) 4.5 塔顶除沫装置 (16) 4.6 塔附属高度及塔总高的计算 (16)
化工单元操作课程设计
目录 一、设计任务书 (2) 二、设计方案 (3) 1、确定设计方案 (3) 2、确定物性数据 (3) 3、计算总传热系数 (4) 4、计算传热面积 (5) 5、工艺结构尺寸 (5) 6、换热器核算 (7)
设计任务书 1、设计题目 甲醇冷凝冷却器的设计 2、设计任务及操作条件 （1）处理能力11000 kg/h甲醇。 （2）设备形式列管式换热器 （3）操作条件 ①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。 ②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。
③允许压降：不大于105 Pa。 ④每年按330天计，每天24小时连续运作。 3、设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。 设计方案1．确定设计方案 （1）选择换热器的类型
两流体温度变化情况： 热流体进口温度64℃，出口温度50℃冷流体。 冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。 从两流体温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用列管式换热器。 （2）流动空间及流速的确定 由于循环冷却水易结垢，为便于清洗，应使冷却水走管程，甲醇走壳程。另外，这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。同时，在此选择逆流。选用φ25mm ×2.5mm 的碳钢管，管内流速取u i = 0.6 m/s 。 2、确定物性数据 定性温度：可取流体进出口温度的平均值。 壳程甲醇的定性温度为： 6450572 +T ==℃ 管程循环水的定性温度为： ℃＝＋＝ 352 40 30t 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
课程设计 专业名称 班级 学生姓名 学号 课题名称化工工艺学课程设计指导教师
目录 1 课程设计任务书 2 概述 (6) 2.1乙醇的性质及质量标准 (6) 2.1.1物理性质 (6) 2.1.2化学性质 (6) 2.1.3生化性 (6) 2.1.4质量标准 (6) 2.2乙醇生产的意义及发展史 (7) 2.2.1乙醇生产的意义 (7) 2.2.2乙醇生产的发展 (7) 2.3乙醇的应用领域 (8) 2.4主要生产工艺 (8) 2.5 乙醇发酵常用的微生物 (10) 3 乙醇发酵工艺 3.1 乙醇发酵分类 (10) 3.2 操作要点 (12) 3.3 结果 (12) 4 参考文献 5 感谢
1 “精细化工工艺学”课程设计任务书 1.1课程设计的目的： 精细化工是化学或化工专业的一门专业课，是继无机化学、有机化学、化工原理等专业基础课之后，把基础知识用于具体化工生产的一个专业体现。而精细化工课程设计是继前面专业课之后的一个总结性教学环节，是化工类人才培养中进行的一次实践，它犹如学生搞毕业设计那样的一次“预演习”，无疑对学生毕业前进行毕业设计将有很大的帮助，而对于一些毕业前只搞毕业论文不搞毕业设计的学生，是使他们得到工程师训练的不可缺少的一环。 1.2课程设计的要求： 以表面活性剂、涂料、香料、化妆品、抗静电剂、热稳定剂、纳米材料以及新型功能材料等精细化工研究领域为基本方向，相应的组别选择相应的方向中具体的精细化学品作为设计目标，进行合成设计。 设计题目举例：
1.3 设计内容 课程设计的基本要求就是要对所选择的设计目标做出文献综述及实验方案的设计，具体要求为： 1、查阅至少四篇相关文献，写出文献综述，并设计相应的设计方案； 2、设计方案要求画出具体的设计工艺及参数，要求工艺及方案合理可行； 3、课程设计期间遵守有关规章制度； 1.4 设计数据基础 可查相关教材或工具手册 1.5 工作计划 1、领取设计任务书，查阅相关资料（3天）； 2、确定设计方案，进行相关的工艺设计（5天）； 3、校核验算，获取最终的设计结果（2天）； 4、编写课程设计说明书（论文），绘制工艺流程图（3天）。 1.6设计成果要求 1、通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书（论文）电子稿及
?填空题 1. 新建项目设计包括新产品设计和采用新______ 或新技术的产品设计。 2. 设计代表的任务是参加基本建设的______ 和安装。 3. 化工计算包括工艺设计中的_______ 、能量衡算以及设备选型和计算三个内 容。 4. 设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和______ 时必然涉及到的 因素。 5. 工艺流程草图流程线的起始和终了处注明_______ 的名称来源及去向。 6. 设备在工艺管道及仪表流程图上应标注______ 和名称。 7. 对于连续操作过程，选用_____ 作为基准是很自然的。 8. 工艺设计的任务是根据工艺需要，计算并________ 某种型号设备，以便订货。 9. 根据工艺流程的特点，确定反应釜是_______ 操作还是间歇操作。 10. 设备布置首先要满足工艺______ 和工艺条件的要求。 11. 化工厂使用最多的换热器是_____ 换热器与再沸器。 12. 真空管线应尽量短，尽量减少弯头和______ 以降低阻力，达到更高的真空度。 13. 管架是用来_____ 、固定和约束管道的。 14. 循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生_______ 并在管壁上 结垢。 15. 物质的燃烧必须具备______ 个条件。 16. 化工设计可根据____ 性质分类，也可按设计性质分类。 17. 施工图设计的任务是根据_____ 审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各 项问题。 18. 扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：_______ 和说明书的附图、 附表。 19. 工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个组成部分：即_______ 管径和管道等级。 20. 执行器的图形符号由_____ 机构和调节机构两部分组合而成。 21. 加压操作的塔可分为_____ 出料和液相出料两种。
化工厂设计和操作安全 化工厂安全贯穿于规划、设计、建厂、试车、投产的全过程。工厂的选址和布局、设备配置和结构材料的微小变化都会对化工安全产生重大影响。安全问题在工厂设计的初始阶段就应该考虑到。否则，到了设计后期，投资和时限的紧迫有可能忽略这项内容。本章叙述了化工厂设计和操作在安全方面的考虑，至于设计和操作本身的详细知识，请参阅有关的专门书籍。
第一节工厂的定位、选址和布局 工厂所在的地区，工厂和环境以及工厂内部组件之间的相对位置，对化工厂的安全是至关重要的问题。这包括化工厂的定位、选址、布局和单元区域规划四方面的内容。本节只介绍前三者，而单元区域规划将另处给出。 一、危险和防护的一般考虑 在工厂的定位、选址和布局中，会有各式各样的危险。为便于讨论，可以把它们划分为潜在的和直接的两种类型。前者称为一级危险，后者称为二级危险。对于一级危险，在正常条件下不会造成人身或财产的损害，只有触发事故时才会引起损伤、火灾或爆炸。典型的一级危险有：①有易燃物质存在；②有热源存在；③有火源存在；④有富氧存在；⑤有压缩物质存在；⑥有毒性物质存在；⑦人员失误的可能性；⑧机械故障的可能性；⑨人员、物料和车辆在厂区的流动；⑩由于蒸气云降低能见度等。 一级危险失去控制就会发展成为二级危险，造成对人身或财产的直接损害。二级危险为：①火灾；②爆炸；③游离毒性物质的释放；④跌伤；⑤倒塌；⑥碰撞。 对于所有上述两级危险，可以设置三道防护线。第一道防护线是为了解决一级危险，并防止二级危险的发生。第一道防护线的成功主要取决于所使用设备的精细制造工艺，如无破损、无泄漏等。在工厂的布局和规划中也有有助于构筑第一道防护线的内容，如： (1)根据主导风的风向，把火源置于易燃物质可能释放点的上风侧； (2)为人员、物料和车辆的流动提供充分的通道。 尽管做出以上努力，但仍时有二级危险例如火灾发生。对于二级危险，为了把生命和财产的损失降至最小程度，需要实施第二道防护线，在工厂的选址和规划方面采取一些步骤，如： (1)把最危险的区域与人员最常在的区域隔离开；
化工工程设计中的安全问题研究 摘要：化工工程设计由于其复杂性、独特性以及参考资料的不权威等，很容易 在实施过程中出现安全问题。而要想降低化工工程设计中安全问题发生的可能性，必须在化工厂选址以及布局合理化的同时，加强对化工工程设计中的管道、电气 设备和塔设备的安全控制，达到保障化工生产安全的目的。 关键词：化工工程；工程设计；安全问题 引言：化工工程项目把化工工程设计作为基础内容，因为化工行业被称为高 危行业，说明他的危险系数是非常之高的，所以要求工程设计的每一个步骤都要 准确，而且要多次检验审查，才可以投入实际操作中。要推进化工工程安全顺利 的实行，提高化工产品的质量，负责的工作人员需要认真研究可能会出现的问题，然后总结经验，使得工程运行的安全性得到保障。安全问题是重中之重，因此在 施工过程中，提升安全性放在化工工程项目的首位，在保障人员安全的前提下， 来实施和建设项目。这样可以促进化工工业尽快成为稳定的化工工程，进一步使 得化工工业朝着良性发展的方向迈进。 1 化工工程设计中存在的安全问题 1.1 施工过程中，对于细节点的重视程度不够 化工工程设计，本身就是一项比较复杂和危险的工作，设计人员在设计的时候，一定得加强对细节点的重视程度，不然就会出现非常严重的后果。但是，从 当前的发展情形来看，最容易忽视的往往就是工作中的细节点，如果不重视这些 细节，就非常容易出现安全隐患。例如在化工工艺中，就存在着许多的危险物品 或者是有毒气体，而在工作的过程中，设计人员假设没有根据物体的特征进行实 际的分析，就会威胁到自身的财产安全，也无法保证设计过程中的安全性。同时，在设计和生产的厂区中，部分工作人员的安全意识不够，对于化工工程的认识不 够充分，对于安全问题也不够重视。 1.2 设备连接不够紧密，审核工作不仔细 化工工程设计的时候，需要将多台设备连接在一起，确保这些设备连接的紧 密性。但是，从实际的发展现状来看，设计人员在工作的时候，由于自身的专业 素养较低，致使设备连接错误、型号不对等，这样的情况，不仅会导致整个系统 都出现问题，更会产生巨大的安全隐患，威胁到人们的生命安全，也影响到后续 的设计工作。此外，在工程设计的过程中，必须要拥有一份比较完善的设计资料，这份资料对于工程的设计思路有着非常重要的影响。从现阶段的设计情形来看， 我国化工工程设计的技术同发达国家相比，仍旧有一定的差距，针对这类问题， 就需要设计人员加强对设计资料的准确制定。如果相关部门在资料审核的过程中，不够仔细，仅仅是为了赶上工期，就忽略对资料的准确规定，这也会对工程设计 造成非常不利的影响。 1.3 设计流程存在一定的安全隐患 在工程设计的过程中，部门领导应该将工作合理化的分配给每一位员工，这 样可以避免设计工作中出现权责不明的现象。要知道，化学产品的生产过程并不 是固定的，而是会根据实际的情况进行相应的变化，每一个产品的生产过程都会 影响到产品最后的质量和效益。从当前的设计情形中就可以看出，部分化工企业 过分的追求经济效益，只是考虑到化工的设计，忽视了其中的安全性，这就为化 工工艺埋下了一定的安全隐患，假设将不合理化的材料应用到其中，势必会发生 一些安全事故。
化工单元操作课程设计 题目甲醇冷凝冷却器的设计 学院化学与化工学院 专业轻化工程 班级轻化11002班 学号1016121072 学生姓名李江露 指导教师陈飞飞 完成日期2013年01月07 日
一、前言 (2) 二、设计任务书 (3) 三、方案简介 (4) 四、选型与设计指导思想 (5) 五、设计方案 (6) 1、确定设计方案 (6) 2、确定物性数据 (6) 3、计算总传热系数 (7) 4、计算传热面积 (8) 5、工艺结构尺寸 (8) 6、换热器核算 (11) 六、设计结果一览表 (15) 七、主要符号说明 (16) 八、个人小结 (17) 九、参考文献 (19)
化工原理主要研究各单元操作的基本原理以及所用典型设备的结构和设备工艺尺寸的计算或设备选型。 化工单元操作课程设计是综合运用化工原理课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，并在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。 课程设计与平时的作业不同，在设计中需要自己做决策，主观性较强。确定方案、选择流程、查阅资料、进行过程和设备计算，并对自己和选择作出论证和核算，经反复的分析比较，选择出最理想的方案和最合理的设计。 本次设计的主要任务是换热器的选型和设计，即对在生产过程中甲醇冷却装置的设计。此次课程设计的主要内容是通过对甲醇和循环水的分析，确定设计方案，选择最佳流程并计算、核算、制图等一系列过程。 通过课堂理论知识的学习及课程设计的实际行动和创新，不仅有助于理解和掌握知识，更培养了分析和解决问题的能力。
设计任务书 1、设计题目 甲醇冷凝冷却器的设计 2、设计任务及操作条件 （1）处理能力12000 kg/h甲醇。 （2）设备形式列管式换热器 （3）操作条件 ①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。 ②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。 ③允许压降：不大于105 Pa。 ④每年按330天计，每天24小时连续运作。 3、设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。
化工原理课程设计填料吸收塔的设计
课程设计 题目：填料吸收塔的设计 教学院：化学与材料工程学院 专业：化学工程与工艺（精细化工方向） 学号： 学生姓名： 指导教师：
年5月31日 《化工原理课程设计》任务书 ～年第2学期 学生姓名：专业班级：化学工程与工艺( ) 指导教师：工作部门：化工教研室 一、课程设计题目：填料吸收塔的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1. 工艺条件与数据 煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；吸收塔气-液平衡y*=0.125x；解吸塔气-液平衡为y*=3.16x；吸收回收率≥95%；吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；生产能力为每小时处理含苯煤气m3；冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。 2. 操作条件 吸收操作条件为：1atm、27℃，解吸操作条件为：1atm、120℃；连续操作；解吸气流为过热水蒸气；经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充新鲜吸收剂；过程中热效应忽略不计。 3. 设计内容 ① 吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计；
② 塔径的计算； ③ 其它工艺尺寸的计算。 三、进度安排 1．5月14日：分配任务； 2．5月14日-5月20日：查询资料、初步设计； 3．5月21日-5月27日：设计计算，完成报告。 四、基本要求 1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。 设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。 设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献等。 2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)。 教研室主任签名： 年月日
一．填空题 六.计算题 1. 利用乙烯部分氧化制取环氧乙烷，将乙烯在过量空气条件下通过银催化 剂进行如下反应，进料物质流量为1000mol/h，进料中含乙烯10%（mol），乙烯转化率为25%，计算反应器出口物料量。 反应方程式如下： 2C2H4+O2→2C2H4O 2.氨氧化反应器的能量衡算 氨氧化反应式为： 4NH3（气）＋5O2（气）→ 4NO（气）＋6H2O（气） 此反应在25℃、101．3kPa的反应热为ΔＨ0r=－904.6KJ。现有25℃的100molNH3/h和300mol O2/h连续进入反应器，氨在反应器内全部反应，产物在300℃呈气态离开反应器。如操作压力为101．3kPa，计算反应器应输入或输出的热量。 300℃时NO、O2和H2O 的 C（NO）＝30.80 J/（mol·℃） P C（O2）＝30.80 J/（mol·℃）P C（H2O）＝34.80 J/（mol·℃）P 3. 乙苯脱氢制苯乙烯，通入纯乙苯为250kg/h，乙苯与水蒸气质量比为1：1.3，乙苯转化率为50%，其中在转化掉的乙苯中有90%转化成苯乙烯；10%转化成苯；试计算反应器出口物料质量流量。 转化成苯乙烯的反应： C8H10→Ｃ8H8+H2 转化成苯的反应： C8H10→Ｃ6H6+C2H4 4.甲烷在连续式反应器中用空气氧化生产甲醛，甲烷的转化率为40%，氧气完全反应。 CH4（气）＋O2→HCHO（气）＋H2O（气） 以100mol进反应器的甲烷为基准。假定反应在足够低的压力下进行，气体
便可看作理想气体。甲烷于25℃进反应器．空气于25℃进反应器，如要保持出口产物为150℃，需从反应器取走多少热量？ C（N2,150℃）＝29.24 J/（mol·℃） P C（HCHO,150℃）＝9.12 J/（mol·℃） P C（H2O,150℃）＝34.00 J/（mol·℃） P C（CH4,150℃）＝39.2J/（mol·℃） P ΔＨ0f （CH4）=－74.85KJ/mol ΔＨ0f （HCHO）=－115.9KJ/mol ΔＨ0f （H2O）=－241.83KJ/mol 5.邻二甲苯空气氧化制苯酐，乙知邻二甲苯的转化率为70%，氧的用量为理论用量的150%，每小时投入邻二甲苯250kg，试计算出口物料流量。 反应式如下： C8H10+3O2→Ｃ8H4O3+3H2O 6.甲烷和氢气混合用空气完全燃烧来加热锅炉，烟道气分析按体积组成为 N272.28%；CO28.12%；O22.44%；H2O17.15%。问：燃料中甲烷和氢气的比例？ 反应式：H2+1/2O2→Ｈ2O CH4+2O2→CO2+2H2O 答案 一．填空题 1.工艺 2.现场施工 3.物料衡算 4.工艺流程 5.物料 6.位号 7.单位时间 8.选择
专业：化学工程与工艺 班级：黔化升061 姓名：唐尚奎 指导教师：王瑾老师 设计时间: 2007年1月 前言 在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。 塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。 筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10.5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次设计就是针对水乙醇体系，而进行的常压二元筛板精馏塔的设计及其辅助设备的选型。由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳切希望各位老师指出，以便订正。 目录 一、设计任务 二、方案选定 三、总体设计计算-------------------------------05 3.1气液平衡数据------------------------------ 05 3.2物料衡算------------------------------------- 05 3.3操作线及塔板计算------------------------- 06 3.4全塔Et%和Np的计算----------------------06 四、混合参数计算--------------------------------07 4.1混合参数计算--------------------------------07 4.2塔径计算--------------------------------------08 4.3塔板详细计算-------------------------------10 4.4校核-------------------------------------------12 4.5负荷性能图----------------------------------14 五、筛板塔数据汇总-----------------------------16 5.1全塔数据-------------------------------------16 5.2精馏段和提馏段的数据-------------------17 六、讨论与优化-----------------------------------18 6.1讨论-------------------------------------------18 6.2优化--------------------------------------------18
填料吸收塔课程设计说明书 专业：材料工程 班级：高聚物111 姓名：李进亮 班级学号： 指导老师：张晓东 日期：
化工单元操作课 化工单元操作课程设计任务书 班级：高聚物111 姓名：李进亮学号： 常压下，在填料塔中用清水吸收混合气中的二氧化硫。 一、设计条件 1.操作方式：连续操作； 2.生产能力：处理炉气量：2415； 3.操作温度：25℃； 4.操作压力：常压； 5.进塔混合气含量；二氧化硫的摩尔分数为0.065％；其余为空 气； 6.进塔吸收剂：清水； 7.二氧化硫回收率：95％； 二、设计要求 1.流程布置与说明； 2.工艺过程计算； 3.填料的选择； 4.填料塔工艺尺寸的确定； 5.输送机械功率的选型； 三、设计成果 1.设计任务书一份； 2.设计图纸：（填料塔工艺条件图） 四、设计时间
2013年5月13日年5月24日 五、主要参考资料 1、化工原理课程设计，汤金石，化学工业出版社，1990 2、化工工艺设计手册，上海医药设计院 3、传质与分离技术，周立雪，化学工业出版社 4、流体流动与传热，张洪流，化学工业出版社 5,、化工单元过程课程设计，王明辉主编，化学工业出版社 6、化工单元过程课程设计，刘兵主编，化学工业出版社 六、指导教师：张晓东 化学制药教研室 2013.5
目录 摘要 (3) 前言 (4) 1.1吸收技术概况 (4) 1.2吸收设备分类 (4) 第二章水吸收二氧化硫填料塔设计 (7) 2.1任务及操作条件 (7) 2.2吸收剂的选择 (7) 2.3填料塔的填料的选择 (8) 2.4 操作参数的选择 (9) 2.4.1操作温度的确定 (9) 2.4.2操作压力的确定 (10) 第三章吸收塔工艺条件的计算 (11) 3.1 基础物性数据 (11) 3.1.1液相物性数据 (11) 3.1.2 气相物性数据 (11) 3.1.3气液相平衡数据 (11) 3.2物料衡算 (12) 3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (14) 3.3.1 空塔气速的确定 (14) 3.3.2填料规格校核: (17) 3.3.3 传质单元高度的计算 (17) 3.4 填料层压降的计算 (21) 3.5 液体分布器计算 (23) 3.5.1液体分布器 (23)