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化工课程设计

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化工原理课程设计

2010 －2011 学年度

学院 专业

班级 学号

题目名称 苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计

化工原理课程设计任务书

设计题目：年处理35000t苯—甲苯混合液筛板精馏塔设计 课程设计的目的与意义：

化工原理课程设计是培养学生综合运用化工原理及先修课程的基本知识进行化工工艺设计的能力，使学生掌握化工设计的基本程序和方法，得到一次化工设计的基本训练，并应着重培养学生以下几方面的能力。

1. 查阅技术资料，选用公式和搜集数据的能力。

2. 树立既考虑技术上的先进性与可靠性，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保护的正确设计思路，在这种设计思想的指导下去分析和解决工程实际问题的能力。

3. 迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力。

4. 用简洁的文字、清晰的图表示表达自己设计结果的能力。

工艺操作条件：

年处理量：35000吨， 料液初温：35℃

料液浓度：55%（苯质量分率）

塔顶产品浓度：98%（苯质量分率）

塔底釜液浓度：2%(以质量计)

每年实际生产天数：330天 （一年中有一个月检修）

精馏塔塔顶压强：4Kpa （表压）

冷却水进口温度：30℃

饱和水蒸气压力：0.1Mpa（表压）

设备型式：筛板塔

厂址：江苏盐城

课题设计任务：

（1） 完成主题设备的工艺设计与计算；

（2） 有关附属设备的设计和选型；

（3） 绘制带控制点的工艺流程简图和主体设备的工艺条件图；

（4）编写设计说明书。

指导教师

2010 年 12 月 6 日

一． 设计任务和条件

（1） 年处理含苯55%（质量分数）的苯-甲苯混合液35000吨。

（2） 产品苯含量98%。

（3） 残液中苯含量不高于2%。

（4） 操作条件：

精馏塔的塔顶压力 4kpa（表压）

进料状态 泡点进料

料液初温 35℃

冷却水温度 30℃

加热蒸汽压力 0.1Mpa

（5）设备型式 筛板塔

（6）厂址 江苏盐城

二．设计计算

（一）设计方案的确定

本设计任务为分离苯和甲苯混合物。应采用常压下的连续精馏装置。本设计采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后进入储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 （二）精馏塔的物料衡算

1.原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分数

苯的摩尔质量 MA=78kg/kmol

甲苯的摩尔质量 MB=92kg/kmol

xF= 0.55/780.55/780.45/92=0.59

xD=0.98/780.98/780.02/92=0.983

xW=0.02/780.02/780.98/92=0.024

2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

MF=0.59×78+0.41×92=83.74

MD=0.983×78+0.017×92=78.24

MW=0.024×78+0.976×92=91.66

3.物料衡算

原料液处理量 qn，F=335000102433083.74=52.77kmol/h

总物料衡算 52.77=qn，D+qn，W

苯物料衡算 52.77×0.59=0.983×qn,D+0.024×qn,W

联立解得 qn，D=31.14 kmol/h

qn，W=21.63 kmol/h

(三)塔板数的确定

1.理论板层数NT的确定

苯-甲苯属理想体系

x-y图

(2)求最小回流比及操作回流比。

采用作图法求最小回流比。在图中对角线上，自点e（0.59，0.59）作垂线ef即为q线，该线与平衡线的交点坐标为yq=0.775,xq=0.590。

故最小回流比为

Rmin=xDyqyqxq=1.12

取操作回流比为

R=1.5Rmin=1.5×1.12=1.68

（3）求精馏塔的气、液相负荷

qn,L=Rqn,D=1.68×31.14=52.32kmol/h

qn,v=(R+1)qn,D=(1.68+1)×31.14=83.46kmol/h

qn,L’=qn,L+qn,F=105.09kmol/h

qn,v’=qn,v=83.46kmol/h

(4)操作线方程

精馏段操作线方程为

y=,,qnLqnVx+,,qnDqnVxD=0.627x+0.367

提馏段操作线方程为

y’=,,qnLqnVx’-,,qnWqnVxW=1.259x’-0.0062

（5） 图解法求理论板层数 采用图解法求理论板层数，如图所示。求解结果为：总理论板层数NT=16，其中NT，精=7，NT，提=8（不包括再沸器），进料板位置NF=8。 2.实际板层数的求取

0.2450.49TLE=0.53

精馏段实际板层数 Np，精=7/0.53=13

提馏段实际板层数 Np，提=8/0.53=15

总实际板层数 Np=Np，精+Np，提=28

（四）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

1.操作压力

塔顶操作压力 pD=p当地+p表=98+4=102kpa

每层塔板压降 △p=0.7kpa

进料板压力 pF=102+0.7×13=111.1kpa

塔底压力 pW=111.1+0.7×15=121.6kpa

精馏段平均压降 pm=（102+111.1）/2=106.55kpa

提馏段平均压降 pn=（111.1+121.6）/2=116.35kpa

2．操作温度

y = 12.289x2 - 42.444x + 110.41y = -14.237x2 - 15.649x + 110.3970758085909510010511011500.10.20.30.40.50.60.70.80.91x(y)t

t-x-y图

由图解理论板，见x-y图，得x1=0.957，x8=0.556，x16=0.0164

代入方程y=1.289x2-42.444x+110.41得

塔顶温度 tD=81.4℃

进料板温度 tF=90.6℃

塔底温度 tW=109.7℃

精馏段平均温度 tm=（81.4+90.6）/2=86℃

提馏段平均温度 tn=（90.6+109.7）/2=100.15℃

3.平均摩尔质量

塔顶气、液混合液平均摩尔质量：由xD=y1=0.983，查平衡曲线得x1=0.957 MVDm=0.983×78+0.017×92=78.24 kg/kmol

MLDm=0.957×78+0.043×92=78.60 kg/kmol

进料板气、液混合液平均摩尔质量：由图解理论板，得yF=0.759,xF=0.556。

MVFm=0.759×78+0.241×92=81.37 kg/kmol

MLFm=0.556×78+0.444×92=84.22 kg/kmol

精馏段气、液混合物平均摩尔质量：

MVm=（78.24+81.37）/2=79.81 kg/kmol

MLm=（78.60+84.22）/2=81.41 kg/kmol

塔底气、液混合液平均摩尔质量：x16=0.0164,y16=0.0382

MVDn=0.0382×78+0.9618×92=91.465 kg/kmol

MLDn=0.0164×78+0.9836×92=91.77 kg/kmol

提馏段气、液混合物平均摩尔质量：

MVn=（81.37+91.465）/2=86.42 kg/kmol

MLn=（84.22+91.77）/2=88 kg/kmol

4.平均密度

（1）气相平均密度 由理想气体状态方程计算，即

精馏段ρVm=mVmmpMRT=109.279.818.31486273.15=2.92kg/m3

提馏段3116.3586.423.24/8.314(100.15273.15)nVnnpMVnkgmRT

（2）液相平均密度 液相平均密度计算公式：

1m= /Wii

塔顶液相平均密度：由tD=81.4℃，ρA=812kg/m3，ρB=807 kg/m3。

ρLDm=10.98/8120.02/807=811.90kg/m3

进料板液相平均密度：由tF=90.6℃，ρA=792kg/m3，ρB=790 kg/m3。

进料板液相的质量分数为

0.559780.5180.559780.44192A

31791.03/0.518/7920.482/790LFmkgm

精馏段液相平均密度为

3811.90791.03/2801.47/Lmkgm

塔底液相平均密度：由tW=109.7℃，ρA=755 kg/m3 ρB=765 kg/m3

ρLWm= 10.02/7550.98/765=764.80kg/m3

提馏段液相平均密度为

3791.03764.80/2777.92/Lnkgm

5．液相平均表面张力

液相平均表面张力计算公式： Lmxii

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化工设计课程设计任务书

化工设计课程设计任务书

化工设计课程设计任务书

一、课程设计任务书概述

化工设计课程设计是化学工程专业的必修课程之一，旨在培养学生的工程设计能力和实践能力。本次课程设计任务书旨在指导学生完成一项涉及化工领域的综合性设计任务，要求学生在理论知识、实验技能和创新思维等多个方面得到锻炼和提高。

二、任务要求

1.任务背景

以某化工企业为背景，要求学生根据企业实际情况，开展一项涉及化工领域的综合性设计任务。具体内容包括但不限于：产品研发、新工艺开发、设备改造升级等。

2.任务目标

通过本次课程设计，要求学生达到以下目标：

（1）掌握化工领域相关理论知识和实验技能；

（2）运用所学知识和技能，解决实际问题；

（3）提高创新思维和团队协作能力；

（4）撰写规范的课程设计报告。

3.任务内容

（1）确定项目目标：根据企业需求，确定项目目标及相关参数。

（2）方案制定：制定符合项目目标的方案，并进行初步设计。

（3）实验验证：根据方案，进行实验验证，确定方案的可行性。

（4）方案完善：对初步设计进行完善，优化设计方案。

（5）报告撰写：根据要求，撰写规范的课程设计报告。

4.任务时间安排

本次课程设计任务需在一个学期内完成。具体时间安排如下：

第1-2周：确定项目目标、制定初步方案；

第3-10周：进行实验验证、完善方案；

第11-14周：撰写课程设计报告。

5.任务评分标准

本次课程设计任务按照以下标准评分：

（1）项目目标与参数确定：10分；

（2）方案制定与初步设计：20分；

（3）实验验证及可行性分析：30分；

（4）方案完善及优化设计：20分；

（5）课程设计报告撰写质量：20分。

三、参考文献要求

在完成课程设计任务的过程中，学生需要参考相关文献。参考文献应当具有一定权威性和可靠性，并且符合学术规范。建议参考以下文献：

[1] 李国华, 陈宗基. 化工过程模拟[M]. 北京: 化学工业出版社, 2007.

[2] 王志鹏. 化工过程计算机辅助设计[M]. 北京: 化学工业出版社, 2010.

课程设计l化工课程设计

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1 板式吸收塔设计任务书

一 设计题目

水吸收二氧化硫板式吸收塔设计

二 设计任务及操作条件

1 设计任务

混合气体的处理为3000Nm3/h ，其中含硫5%，要求塔顶排放气体中含硫低于0.02%。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小量的1.1-2.0倍。

2 操作条件：操作压力 常压 ，操作温度 20℃

3 塔板类型: 筛孔式塔板

4 设备型式： 塔板

5 厂址：安徽地区

三 设计内容

1 设计方案的选择及流程说明

2 工艺计算

3 主要设备工艺尺寸设计

（1）塔径的确定

（2）理论板数及全塔效率计算

（3）板间距、总塔高、总压降及接管尺寸的确定

4 辅助设备选型与计算

5 设计结果汇总

6 工艺流程图及板式吸收塔工艺条件图

7 设计评述

2 目 录

第一章 设计方案的简介.……………………………………………（5）

1.1 概述………………………………………………………………（5）

1.1.1 塔设备的类型 ……………………………………………… （5）

1.1.2 板式塔与填料塔的比较及选型 …………………………… （5）

1.2 板式塔的设计……………………………………………………（8）

1.2.1 设计方案——装置流程的确定………………………………（8）

1.2.2 塔板的类型与选择……………………………………………（9）

第二章 板式塔工艺尺寸计算………………………………………（10）

2.1 基础物性数据……………………………………………………（10）

2.1.1 液相物性数据…………………………………………………（10）

2.1.2 气相物性数据…………………………………………………（10）

2.1.3 气液相平衡数据………………………………………………（10）

2.2 物料衡算………………………………………………………（11）

化工原理课程设计

化工原理课程设计

长 春 理 工 大 学

科 研 训 练 报 告

化学与环境工程 学院 0807113 班

姓 名 彭京蒙

时 间 2011年12月

地 点

指导教师 杨秀云

目 的：

主要内容：

指导教师评语：

成绩评定 签字 年 月 日

注：本页由教师填写

摘 要

Schiff碱是一类非常重要的含氮配体，是由醛或酮的羰基和伯胺、肼及其衍生物的 基团缩合而得的一类具有甲亚胺基官能团的有机化合物。Schiff碱配体由于在合成上具有极大的灵活性和良好的配位能力，因而Schiff碱金属配合物的研究一直受到广泛重视，在生物化学、医药、催化、电化学等方面表现出许多新颖的性能。本文利用一系列的有机合成反应，制备出含有Schiff碱的有机配体，然后通过溶剂挥发法、液层扩散法及水热和溶剂热等方法，在有机溶剂的条件下与过渡金属盐反应，培养出过渡金属配合物的单晶，并对得到的单晶进行测试和表征。

关键词：Schiff碱 过渡金属配合物

Abstract

Schiff base is a very important class of nitrogen-containing ligands, aldehyde

or ketone from the carbonyl and primary amine, hydrazine and its derivatives

from condensation of a group with a sub-class of amino functional groups of

organic compounds. Schiff base ligands as in the synthesis has great flexibility

化工课程设计心得体会7篇

化工课程设计心得体会7篇

化工课程设计心得体会7篇

化工课程设计心得体会1

这次为期六个星期左右的课程设计终于结束，这次的任务是设计一个列管式换热器。虽然设计和学习的时间不长，却收获颇多，受益匪浅。

首先，这次课程设计是我们所接触的实践任务中最繁琐的、专业性最强的课程设计，让我认识到：课堂上理论知识掌握的再好，没有落实到实处，是远远不够的。换热器的设计，从课本上简单的理论计算，到根据需求满足一定条件的切实地进行设计，不再仅仅包括呆板单调的计算，还要根据具体要求选择、区分和确定所设计的换热器的每一个细节，我觉得这是最大的一个挑战。

其次，这次课程设计还考验了我们的团队合作精神，以及严谨的工作态度、平和的心态。这次设计工作量大，用到的知识多，而且我们又是第一次设计，所以单独靠自己是不法完满的完成本次课程设计。我经常与同组同学一起讨论，甚至争论，这样，我们就能发现问题，并能因此产生比较合理的结果和方法。大家都明白了，那其他的都不是问题。同时争论让我更加清楚地了解自己，让我明白我要更加耐心的表达我的想法，把问题解析清楚，也要耐心的听其他同学的意见。在同组同学无法通过讨论得出正确结果的时候，我们通过请教其他组同学或者与其讨论得到新的想法和正确的结论。

最后要提到的就是绘图了。由于工程制图不是我们的专业，而且我们将近两年时间没有接触了，差不多都将其内容忘光了。于是乎我们只能捧着厚厚的课本将其仔细的复习一遍，然后再进行正式的绘图工作。绘图过程中遇到了不少的麻烦，简直让人头疼。刚开始整体的布局规划就很麻烦，要布局得当才能使图既能够画完，又表现得十分清晰。而且因为换热器中有很多的零部件，它们的尺寸或者厚度很小，画的时候很难准确地按照比例将其绘画出来。而且A1图纸又是非常的巨大，我只能早点去图书馆，找个没人的位置坐下，终于功夫不负有心人，经过几天的努力，最后将换热器图圆满顺利地完成了。虽然在这次的换热器设计中遇到了很多的麻烦，但最终通过自己的努力、同学们的帮助，最终还是完成了任务。通过这次的设计任务，我巩固了以前所学习的知识，并让我对化工知识有了更深的认识和理解，还增强了我的查阅能力以及动手能力。总之，收获还是蛮多的。