北京化工大学——化工过程设计概述
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化工设计知识点概括化工设计是指根据工艺技术要求和经济指标,对化工产品的工艺过程进行优化设计的过程。
在化工设计过程中,需要掌握一些基本的知识点。
本文将概括介绍几个重要的化工设计知识点。
1. 化工工艺流程化工工艺流程是指化工产品的生产工艺过程中的各个环节及其相互关系。
通常,化工工艺流程包括原料处理、反应过程、分离过程和产品收率等几个基本步骤。
在设计过程中,需要对每个步骤进行合理安排,以保证产品质量和生产效率。
2. 物质平衡和能量平衡物质平衡和能量平衡是化工设计中的两个重要方面。
物质平衡要求对原料和产物之间的质量关系进行准确计算和控制,以确保产品的质量稳定。
能量平衡则是指对能量流动进行计算和优化,以提高能源利用效率和降低生产成本。
3. 设备设计在化工设计中,需要进行各种设备的设计,如反应器、蒸馏塔、换热器等。
设备的设计要考虑到工艺流程的特点和要求,以及设备的操作安全和可靠性。
因此,在设计过程中需要掌握各种设备的性能参数和设计原理。
4. 材料选择化工设计中的材料选择非常重要,它直接影响到产品的质量和生产成本。
在选择材料时,需要考虑到其化学性质、物理性质、耐腐蚀性等方面的要求。
同时,还需要根据不同的工艺条件选择合适的材料。
5. 安全与环保安全和环保是化工设计的重要考虑因素。
合理设计化工过程,减少事故风险,遵循安全操作规程,确保工作人员的生命安全和健康。
同时,在设计过程中应考虑到对环境的影响,并采取相应的措施减少污染。
以上仅是化工设计中的部分知识点概括,实际上,化工设计是一个综合性强的学科,需要掌握化学、工程学和计算机等多个领域的知识。
通过不断学习和实践,不断提高自己的综合能力,才能成为一名优秀的化工设计师。
北化化工原理课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握化工原理中流体流动与输送、热量传递和质量传递的基本理论;2. 了解北化化工原理课程中涉及的单元操作原理及其应用;3. 掌握化学工程中的典型工艺流程及设备。
技能目标:1. 能够运用流体力学、传热学和传质学原理分析化工过程中的实际问题;2. 学会运用单元操作原理设计简单的化工工艺流程;3. 培养运用化工原理解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工原理学科的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队协作精神和沟通能力,提高合作解决问题的能力;3. 增强学生的环保意识,认识到化工技术在可持续发展中的重要性。
课程性质:本课程为化学工程与工艺专业核心课程,旨在使学生掌握化工原理的基本理论、方法和技能。
学生特点:学生具备一定的化学基础,具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,培养学生的实际操作能力和工程观念。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际工作中,为我国化工行业的发展贡献力量。
后续教学设计和评估将围绕上述具体学习成果展开。
二、教学内容1. 流体流动与输送:涵盖流体静力学、流体动力学、管道与阀门等内容,结合课本第二章进行教学。
- 流体静力学:压力、压强、流体作用力等概念;- 流体动力学:流体运动方程、伯努利方程、流体阻力等;- 管道与阀门:管道类型、流体输送设备、阀门种类及选用。
2. 热量传递:包括热传导、对流和辐射等原理,结合课本第三章进行教学。
- 热传导:热传导方程、热阻、热绝缘材料等;- 对流:对流换热量、Nu数、流体与固体表面的对流换热;- 辐射:辐射定律、热辐射计算、辐射换热器。
3. 质量传递:涉及传质方程、扩散、对流传质等,结合课本第四章进行教学。
- 传质方程:质量守恒方程、Fick定律;- 扩散:扩散系数、扩散传质计算;- 对流传质:对流传质系数、对流传质计算。
4. 单元操作原理及设备:包括沉降、过滤、吸收、蒸馏等,结合课本第五章进行教学。
化工设计知识点总结化工设计是化学工程领域中非常重要的一部分,它涉及到各种化工流程、设备选择和操作等方面的内容。
本文将对化工设计中的一些关键知识点进行总结,并分为以下几个方面来进行讨论:一、化工流程设计化工流程设计是化工设计的核心内容,它包括流程图的绘制、物料平衡、能量平衡、设备选择等方面的内容。
1. 流程图的绘制在化工流程设计中,流程图的绘制是非常重要的一步。
可以使用标准的符号和线条来表示不同的操作步骤和设备,以清晰地表达化工过程中的各个环节。
2. 物料平衡物料平衡是指在化工流程中,对物料的输入和输出进行计算和控制。
通过物料平衡的计算,可以确保化工过程中物料的使用效率和产出效果。
3. 能量平衡能量平衡是指在化工流程中,对能量的输入和输出进行计算和控制。
能量平衡的计算是化工过程中节能减排的重要手段,可以提高能量利用效率。
4. 设备选择在化工流程设计中,选择合适的设备是非常重要的一环。
需要考虑设备的工艺性能、安全性能、经济性、可靠性等方面的因素,以确保化工过程的稳定运行。
二、化工设备设计化工设备设计是化工设计中的另一个重要内容,它涉及到各种设备的结构设计、功能设计和操作设计等方面。
1. 结构设计化工设备的结构设计是指对设备的外形和内部结构进行设计和优化。
需要考虑设备的强度、稳定性和方便性等方面的因素,以确保设备在使用过程中的安全性和可靠性。
2. 功能设计化工设备的功能设计是指根据化工过程的需求,对设备的功能进行设计和调整。
需要考虑设备的传热、传质、混合等功能,以满足化工过程的要求。
3. 操作设计化工设备的操作设计是指对设备的操作方式和操作流程进行设计和规划。
需要考虑操作的简便性、安全性和效率性等方面的因素,以确保设备在操作过程中的顺利运行。
三、化工安全设计化工安全设计是化工设计中最重要的一部分,它涉及到化工过程中的安全措施和应急预案等方面的内容。
1. 安全措施化工安全设计需要考虑设备的安全性能、操作的安全性和人员的安全等方面的因素。
化工过程开发与设计化工过程开发是从一个化学新产品、新工艺概念的形成,通过实验室研究、中试放大、工艺设计、技术经济评价等环节,直至付诸工业化的全部过程。
1. 化工过程开发概论科学:关于自然、社会和思维的知识体系。
技术:根据自然科学原理和生产实践经验发展成的各种工艺操作方法和技能。
研究:钻研、反复探索开发:开拓、发展、扩张的意思方法:是解决问题的手段、途径等1.1 收集材料方法(1)观察、测量(2)情报调研(3)实验、试验(4)模拟1.1.2 搜集事实材料的方法1、观察法2、测量法3、实验法4、模拟法1.1.3 思维加工方法整理事实材料建立系统理论随即搜索性思维数学处理化学工艺:凡是运用化学方法改变物质组成、结构,合成新物质的生产过程和技术。
化学工业:运用化学工艺生产化学品的产业部门。
化学工程:研究化学工业生产过程中的共同规律,解决规模放大,设计和生产操作的科学。
化工过程研究与开发:从一个有关新产品、新技术或新工艺的概念的形成,到科研、设计、建设工厂,从实验室研究过渡到第一套工业规模生产装置,付诸实施的全部过程。
化工过程研究与开发的目的:①产品开发②工艺过程开发③工艺改进④应用开发化工过程开发的基本内容:根据基础理论研究的成果和有关工程资料,按照科学的方法,寻求技术可靠、经济合理的途径来制备该化学品,然后进行扩大试验,评价过程的可行性,设计工业装置,实现工业化。
1.3.1 实验室研究与工业生产的不①原料来源的影响②杂质的积累③传递规律变化1.3.2 化工过程开发的特点(1)原料、生产方法和产品的多样性和化工开发的多方案性(2)化工过程开发要十分重视能量和资源的充分利用(3)环境保护和过程安全是化工过程开发中必须重视的问题(4)在化工过程开发中技术经济观点十分重要1.3.3 放大是化工过程开发的核心1.4 化工过程开发的基本方法1.4.1 实验研究方法1.4.2 数学模型方法数学模型方法放大是过程开发研究中的一个重要方向。
化工设计化工过程设计教学教案PPT一、教学目标1. 了解化工过程设计的基本概念和重要性。
2. 掌握化工过程设计的主要步骤和方法。
3. 了解化工过程中的单元操作和设备选型。
4. 培养学生的工程思维和创新能力。
二、教学内容1. 化工过程设计概述化工过程设计的定义和目的化工过程设计与化工工艺设计的区别2. 化工过程设计的主要步骤需求分析与项目可行性研究工艺流程设计设备选型与设计工艺参数优化安全、环保与经济评估3. 单元操作及设备选型流体流动与输送设备传热与换热器设备传质与分离设备反应与反应器设备4. 工艺流程图的绘制工艺流程图的符号与表示方法工艺流程图的绘制步骤与技巧5. 工艺参数的优化与计算基本工艺参数的计算方法工艺参数的优化方法与技巧三、教学方法1. 讲授法:讲解化工过程设计的基本概念、步骤和方法。
2. 案例分析法:分析实际案例,让学生了解化工过程设计的具体应用。
3. 互动教学法:引导学生参与课堂讨论,提高学生的工程思维和创新能力。
4. 实践操作法:让学生动手绘制工艺流程图,优化工艺参数,提高实际操作能力。
四、教学资源1. 教材:化工过程设计相关教材。
2. PPT课件:详细讲解化工过程设计的基本概念、步骤和方法。
3. 案例资料:提供实际案例,供学生分析和学习。
4. 绘图软件:如AutoCAD,用于绘制工艺流程图。
五、教学评价1. 课堂参与度:评估学生在课堂讨论中的表现,考察学生的工程思维和创新能力。
2. 作业完成情况:评估学生对课堂所学知识的掌握程度。
3. 工艺流程图的绘制:评估学生对工艺流程图的绘制能力和工艺参数的优化能力。
4. 期末考试:全面考察学生对化工过程设计的理解和掌握程度。
六、教学环境1. 教室环境:宽敞明亮的教室,配备投影仪、计算机等教学设备。
2. 网络环境:保证学生能够访问互联网,获取相关资料和信息。
3. 实验室环境:提供化工过程设计相关的实验室,让学生能够进行实际操作和实验。
七、教学过程1. 导入:通过引入实际案例,引发学生对化工过程设计的兴趣和关注。
目录第一章项目总论 (4)1.1 项目概述 (4)1.2 设计依据 (4)1.3 工艺特点与优势 (5)1.4 主要原料及产品方案 (6)1.5 装置主要技术经济指标 (7)第二章总图运输 (9)2.1 设计依据 (9)2.2 设计范围 (9)2.3 厂址概况 (9)2.4 总平面布置 (10)第三章工艺路线 (20)3.1 抽提工段特点 (20)3.2 抽提工艺基本原理 (20)3.3 工艺流程简述 (22)3.4 物料平衡 (35)3.5 开停车步骤和异常现象及处理方法 (37)3.6主要原辅料、产品性质及消耗 (45)3.7 公用工程消耗 (50)3.8 ETBE制取工段 (51)3.9 正丁烯精制工段 (53)3.10 热回收式焚烧炉(RTO/TNV)尾气处理工段 (54)第四章自动控制 (56)4.1 自控水平 (56)4.2 仪表的选型 (59)4.3 工艺控制方案 (60)4.4 主要控制方案 (63)4.5 控制点一览表(丁二烯抽提) (70)第五章空压站、氮氧站 (75)5.1 设计依据 (75)5.2 空压站 (75)5.3 氮氧站 (75)第六章供电与通信 (77)6.1 设计依据 (77)6.2 供电电源 (77)6.3 变电所和配电间 (77)6.4 动力和照明 (79)6.5 室外线路 (80)6.6 防爆和防火 (80)6.7 防雷和接地 (81)第七章土建 (84)7.1 设计依据 (84)7.2 厂区自然条件 (84)7.3 建筑、结构设计 (87)第八章给水排水 (88)8.1 概述 (88)8.2 编制依据 (88)8.3 给排水系统设计 (88)第九章环境保护 (92)9.1 设计依据 (92)9.2 厂址与环境现状 (92)9.3 主污染物、污染源分析 (92)9.4 主要防治措施 (94)9.5 厂内绿化 (95)第十章采暖通风与空气调节 (97)10.1 设计标准与依据 (97)10.3 设计目标 (97)10.4 采暖系统 (98)第十一章管路布置 (99)11.1 设计依据 (99)11.2 管道选型 (99)11.3 管道编号 (101)11.4 工艺管道编号及选型结果 (104)11.5 管道布置 (104)第十二章储运 (108)12.1 设计依据 (108)12.2 储存系统 (108)12.3 运输系统 (109)第十三章维修 (111)13.1 设计原则 (111)13.2 设备维护 (111)13.3 维修管理 (113)第十四章安全技术规程 (115)14.1 设计规范 (115)14.2 装置常规安全设施简介 (115)14.3 主要物品的安全技术数据 (125)14.4 生产操作安全 (127)14.5 突发事件处理原则及要求 (129)第十五章工业卫生 (132)15.1 工业卫生 (132)第一章项目总论1.1 项目概述本新建化工厂通过新型精馏技术分离乙烯裂解联产的混合碳四组分,提高其综合利用率,增加商品的附加值。
化工工艺设计概述引言化工工艺设计是指在化学工程领域中,根据产品的要求和工艺流程,进行各种化学反应的选型和优化,以及设备的选择和设计的过程。
化工工艺设计的目标是确保产品的质量和产量,并同时考虑经济性和环境友好性。
本文将从化工工艺设计的基本流程、设计原则和现代化趋势等方面进行概述。
化工工艺设计基本流程化工工艺设计的基本流程一般包括以下几个阶段:1.前期调研和确定产品要求:在设计化工工艺之前,需要调研市场的需求和产品的特性,并确定产品的基本要求,例如产品的纯度、产量、工艺条件等。
2.反应过程选型和优化:根据产品的要求和反应过程的特性,在候选的反应过程中选择最适合的反应路径和催化剂,并进行反应条件的优化,以达到最佳的反应效果和产量。
3.设备选择和设计:根据反应过程的特性和产品的要求,选择合适的设备,并进行设备的布局和设计,包括反应器、分离装置、传热设备等。
4.工艺流程模拟和优化:通过工艺流程的模拟和优化,分析和评估工艺的可行性和经济性,以及确定最佳的操作条件和工艺流程。
5.安全性和环境友好性评估:对设计的工艺进行安全性和环境友好性的评估,包括对化学品的危险性评估、事故风险评估和环境影响评估等。
6.工艺自动化和控制系统设计:根据工艺流程的特性和要求,设计工艺的自动化系统和控制策略,以实现工艺的稳定性和自动化控制。
化工工艺设计原则在进行化工工艺设计时,需要遵循以下几个原则:1.安全性原则:化工工艺设计应当以安全为首要考虑因素,避免使用有害物质和不安全的工艺条件,以及对操作人员和环境造成的风险。
2.经济性原则:化工工艺设计应当追求经济性,降低生产成本,提高产量和效益,并考虑到原材料和能源的利用效率。
3.环境友好性原则:化工工艺设计应当遵循环保的原则,减少对环境的污染和对资源的消耗。
4.可行性原则:化工工艺设计应当保证工艺的可行性,确保产品能够按照设计要求进行生产,并满足市场需求。
5.灵活性原则:化工工艺设计应当考虑到工艺的灵活性,使得工艺能够适应不同规模的生产和市场需求的变化。
第一章化工过程设计1.1 过程工程化工过程是化学工业和石油化学工业等复杂系统的核心部分。
过程工程概括了建立和定量地分析整个工厂工艺过程流程的全部工作内容,而且要求所建立的过程流程必须是技术上可行、经济上合理、符合安全条例、易于操作的实体。
一般来说,过程工程包括过程开发、过程设计和过程改善三个部分。
过程工程的发展与化工系统工程的研究方法是密不可分的。
过程开发是指过程的概念设计及研究的定向评价。
其内容可分为如下几个方面:①研究部门所研究的过程开发及评价;②引进技术的过程评价;③新过程的基准规模或中试规模的开发;④出于革新的目的对现存过程的综述。
过程设计一般包括两方面内容:预过程设计与最终过程设计。
最终过程设计可提供建立过程所需的全部文件和图纸。
过程改善是面对已经建成的化工过程,对它进行过程分析、寻找卡脖因素,优化操作策略,改革工程设施等,以实现挖潜的目的。
简言之,过程工程包括全新过程的建立和老过程的改造两部分内容。
必须强调指出的是,经济法则是指导过程工作的基本方针之一。
发展国民经济,必须重视经济效益,经济效益是评价过程工程的基本准则之一。
1.2 过程设计过程设计是过程工程中极有意义的一个阶段。
通常是指继过程开发研究之后直至完成课题全部设计图纸的阶段。
过程设计阶段是总结过程开发阶段的全部信息,进而完成全部过程的合成(或过程的改善)方案。
因而,从事过程设计的设计者必须全面掌握过程开发的工作内容,分清所开发的内容哪些是属于成熟的、有操作经验的技术;哪些是没有经验的、不具备工业实践条件的技术。
对于后者要慎重的对待,应在使用传统的设计方法及常用的数学模型,作进一步考查之后再下结论。
在现代过程设计中,一个重要概念就是,寻找过程的最优设计方案。
这一点在过去是难以设想的,四、五十年代逐级放大的中试过程,方案有限,谈不到多方案的比较;到了五、六十年代,虽然出现了台式计算器和计算尺,但也无法应付庞大工作量的多方案寻优计算。