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化工原理操作课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握化工原理中基本操作原理，如流体流动、热量传递和质量传递等；2. 使学生了解化工设备的基本构造、性能及操作方法；3. 帮助学生理解化工过程中常见的单元操作及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用化工原理解决实际问题的能力，能进行简单的工艺计算；2. 提高学生动手操作能力，能正确使用化工设备进行实验操作；3. 培养学生团队协作能力，能在小组讨论中发表见解，共同完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对化工原理学科的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨、细致的科学态度，使其注重实验安全，遵循实验规程；3. 引导学生关注化工行业的发展，认识到化工技术在实际生活中的应用，培养其社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
在后续的教学设计和评估中，注重理论知识与实践操作的紧密结合，以提高学生的综合素质和工程实践能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 化工原理基本概念：流体流动、热量传递、质量传递等基本原理的学习，涉及教材第一章内容。
2. 化工设备与工艺：介绍常见化工设备构造、性能及操作方法，包括泵、压缩机、换热器等，涉及教材第二章内容。
3. 单元操作：学习精馏、吸收、萃取、干燥等典型化工单元操作，分析各操作在实际工程中的应用，涉及教材第三章至第六章内容。
4. 化工工艺计算：培养学生运用化工原理解决实际问题的能力，进行简单的工艺计算，涉及教材第七章内容。
5. 实验操作：组织学生进行化工原理实验，锻炼动手操作能力，涉及教材实验部分内容。
教学内容安排和进度如下：1. 第1-4周：学习化工原理基本概念；2. 第5-8周：了解化工设备与工艺；3. 第9-12周：研究单元操作；4. 第13-16周：进行化工工艺计算；5. 第17-20周：实验操作及总结。
教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，确保学生能够循序渐进地掌握化工原理及操作知识。
化工原理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握化工原理的基本概念、基本理论和基本方法，包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等，培养学生分析和解决化工问题的能力。
1.掌握流体的密度、粘度、热导率等物理性质。
2.理解流体力学的基本方程，包括连续方程、动量方程和能量方程。
3.掌握流体流动和压力降的基本理论，包括层流和湍流、管道流动和开放流动等。
4.理解气液平衡的基本原理，包括相图、相律和相变换等。
5.掌握传质过程的基本方法，包括扩散、对流传质和膜传质等。
6.能够运用流体力学基本方程分析流体流动问题。
7.能够计算流体流动和压力降的基本参数，如流速、压力降等。
8.能够分析气液平衡问题，确定相态和相组成。
9.能够运用传质过程的基本方法分析和解决化工问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生对化工原理学科的兴趣和热情。
2.培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
3.培养学生团队协作和自主学习的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等。
1.流体的物理性质：包括密度、粘度、热导率等，通过实例讲解其测量方法和应用。
2.流体力学基本方程：讲解连续方程、动量方程和能量方程，并通过实例分析其应用。
3.流动和压力降：讲解层流和湍流的特性，分析管道流动和开放流动的压力降计算方法。
4.气液平衡：讲解相图、相律和相变换的基本原理，并通过实例分析气液平衡问题。
5.传质过程：讲解扩散、对流传质和膜传质的基本方法，并通过实例分析传质问题的解决方法。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等基本概念和理论。
2.讨论法：通过小组讨论，引导学生主动思考和分析化工问题，提高学生的分析和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际化工案例，使学生更好地理解和应用化工原理，培养学生的实际操作能力。
化工原理知识课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握化工原理的基本概念，如流体力学、热力学、传质和反应工程等；2. 引导学生了解化工过程中常见单元操作及其原理，如蒸馏、吸收、萃取等；3. 帮助学生理解化学工程在国民经济发展中的作用，培养他们对化工行业的兴趣。
技能目标：1. 培养学生运用化工原理分析和解决实际问题的能力；2. 提高学生运用数学和物理知识解决化工过程中相关问题的能力；3. 培养学生查阅化工文献、资料，了解化工行业发展趋势的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱化工专业，树立为化工事业贡献力量的信念；2. 增强学生的环保意识，让他们认识到化学工程在环境保护中的责任和使命；3. 培养学生的团队协作精神，提高他们在实际工作中的沟通与协作能力。
课程性质：本课程为专业基础课，旨在为学生奠定扎实的化工原理知识基础，为后续专业课程学习打下坚实基础。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的数学、物理和化学基础，思维活跃，求知欲强。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生运用知识解决实际问题的能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，激发他们的学习兴趣和责任感。
通过具体的学习成果分解，使教学设计和评估更具针对性。
二、教学内容1. 流体力学基础：流体静力学、流体动力学、流体阻力、流体输送设备原理及计算；2. 热力学基础：热力学第一定律、热力学第二定律、热力学循环、热量传递方式及设备；3. 传质过程：质量传递原理、分子扩散、对流传质、传质设备及应用；4. 反应工程基础：化学反应动力学、反应器设计、反应条件优化；5. 单元操作：蒸馏、吸收、萃取、吸附、离子交换等操作原理及设备；6. 化工工艺：典型化工工艺流程分析、工艺参数优化、设备选型及操作；7. 化工设备：常见化工设备结构、原理、材料及强度计算；8. 化工安全与环保：化工生产过程中的安全措施、环境保护及三废处理。
教学内容安排和进度：第一周：流体力学基础；第二周：热力学基础；第三周：传质过程；第四周：反应工程基础；第五周：单元操作（蒸馏、吸收）；第六周：单元操作（萃取、吸附）；第七周：化工工艺；第八周：化工设备；第九周：化工安全与环保。
化工原理课程设计完整版一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法，了解化工生产的基本过程和设备，培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解化工原理的基本概念和原理；（2）熟悉化工生产的基本过程和设备；（3）掌握化工计算方法和技能。
2.技能目标：（1）能够运用化工原理解决实际问题；（2）具备化工过程设计和优化能力；（3）学会使用化工设备和仪器进行实验和调试。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和沟通能力；（2）增强学生对化工行业的认识和兴趣；（3）培养学生对科学研究的热爱和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.化工原理基本概念和原理：包括溶液、蒸馏、吸收、萃取、离子交换等基本操作原理和方法。
2.化工生产过程和设备：包括反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等的基本结构和原理。
3.化工计算方法：包括物料平衡、热量平衡、质量平衡等计算方法。
具体教学大纲安排如下：第1-2周：化工原理基本概念和原理；第3-4周：化工生产过程和设备；第5-6周：化工计算方法。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解基本概念、原理和方法，引导学生理解和掌握；2.案例分析法：分析实际案例，让学生学会运用化工原理解决实际问题；3.实验法：进行实验操作，培养学生的实践能力和实验技能；4.小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《化工原理》；2.参考书：相关化工原理的教材和学术著作；3.多媒体资料：教学PPT、视频、动画等；4.实验设备：反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等。
以上教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估，考察学生的学习态度和理解能力。
化工原理课程设计 柴诚敬一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握化工原理的基本概念，如流体力学、热力学、传质与传热等；2. 学会运用化学工程的基本原理分析典型化工过程中的现象与问题；3. 掌握化工流程设计的基本方法和步骤，能结合实际案例进行流程分析与优化。
技能目标：1. 能够运用数学工具解决化工过程中的计算问题，如物料平衡、能量平衡等；2. 培养学生运用实验、图表、模拟等方法对化工过程进行研究和评价的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达及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和热爱，激发学习积极性；2. 增强学生的环保意识，使其认识到化工过程对环境的影响及责任感；3. 培养学生严谨、求实的科学态度，提高其创新意识和实践能力。
本课程针对高年级学生，结合化工原理课程性质，注重理论与实践相结合，旨在培养学生运用基本原理解决实际问题的能力。
教学要求以学生为中心，注重启发式教学，激发学生的主动性和创造性。
课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
通过本课程的学习，使学生能够全面掌握化工原理知识，为未来从事化工领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括：1. 化工流体力学基础：流体静力学、流体动力学、流体阻力与流动形态等；参考教材第二章：流体力学基础。
2. 热力学原理及应用：热力学第一定律、第二定律，以及理想气体、实际气体的热力学性质；参考教材第三章：热力学原理及其在化工中的应用。
3. 传质与传热过程：质量传递、热量传递的基本原理，以及相应的传递速率计算；参考教材第四章：传质与传热。
4. 化工过程模拟与优化：介绍化工过程模拟的基本方法，如流程模拟、动态模拟等，以及优化策略；参考教材第五章：化工过程模拟与优化。
5. 典型化工单元操作：分析各类单元操作的基本原理及设备选型，如反应器、塔器、换热器等；参考教材第六章：典型化工单元操作。
教学大纲安排如下：第一周：化工流体力学基础；第二周：热力学原理及应用；第三周：传质与传热过程；第四周：化工过程模拟与优化；第五周：典型化工单元操作。
福大化工原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握化工原理中的基本概念、原理及公式，如流体力学、热力学、传质和反应工程等。
2. 掌握化工过程中常见单元操作的基本原理和设计方法，如蒸馏、吸收、萃取等。
3. 了解化工工艺流程的设计与优化，能够运用所学知识分析实际问题。
技能目标：1. 能够运用流体力学知识，解决实际流体流动问题，如流量计算、压力损失分析等。
2. 能够运用热力学知识，进行简单的热力学计算，如热量平衡、相平衡等。
3. 能够运用传质原理，分析和解决传质过程中的问题，如质量传递、传质系数等。
4. 能够运用反应工程知识，分析化学反应过程，并进行简单的设计计算。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理学科的兴趣，激发学生主动学习和探索的精神。
2. 培养学生的团队协作意识，学会与他人合作解决问题，提高沟通与表达能力。
3. 培养学生的环保意识，了解化工生产对环境的影响，树立绿色化工观念。
4. 培养学生严谨的科学态度和良好的学术道德，遵循实验数据和事实，勇于面对和解决问题。
本课程针对福大化工专业高年级学生，课程性质为专业核心课程。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和工程意识。
课程目标旨在使学生掌握化工原理的基本知识和技能，具备分析和解决实际问题的能力，为未来从事化工领域工作打下坚实基础。
通过对课程目标的分解，后续教学设计和评估将更加具体、可衡量，有助于提高教学质量。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 化工流体力学：流体静力学、流体动力学、流体阻力与能量损失、流体输送设备等。
2. 化工热力学：热力学第一定律、热力学第二定律、相平衡与相图、热量传递与换热器等。
3. 传质过程原理：质量传递基本方程、扩散传质、对流传质、传质设备与工艺等。
4. 化工反应工程：化学反应动力学、反应器设计、反应器操作与优化、多相反应等。
具体教学内容安排如下：第一周：化工流体力学（流体静力学、流体动力学）第二周：化工流体力学（流体阻力与能量损失、流体输送设备）第三周：化工热力学（热力学第一定律、热力学第二定律）第四周：化工热力学（相平衡与相图、热量传递与换热器）第五周：传质过程原理（质量传递基本方程、扩散传质）第六周：传质过程原理（对流传质、传质设备与工艺）第七周：化工反应工程（化学反应动力学、反应器设计）第八周：化工反应工程（反应器操作与优化、多相反应）教学内容依据教材章节进行组织，保证科学性和系统性。
化工课程设计说明书massachusetts institute of technology这里不能上传cad 的文件，只好将图纸打包到网盘里面了：/down/1916602/zxw101zwfc一.目的培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基础理论和基本知识去完成某项单元操作设备设计任务的实践能力。
二.目标设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的。
三.题目固定管板式冷却器的设计 四.设计条件管程和壳程的压力均不大于0。
6MPa ，管程和壳程的压力降均不大于30KPa 。
被冷却的物料为己烷，物料从正常温度(1T )被冷却，出口温度(2T )自定。
冷却剂为自来软水，进口温度为30C ︒(1t )，出口温度(2t )自定。
五.设计步骤1. 方案设计(1) 冷却剂的选用：自来软水(2) 换热器型式的选择：固定管板式(3) 流体壳程的选择：自来软水走管程，己烷走壳程 (4) 流体流动方向的选择：双管程+单壳程 2. 工艺设计(1) 查出己烷的正常沸点(进口温度) 1T = 68.74C ο(2) 选定己烷的出口温度 2T =44C ο (3) 选定冷却剂的出口温度 2t =38C ο (4) 计算逆流传热的平均温度差 1212ln m t t t t t ∆-∆∆=∆∆逆=3868.7438ln 4430----（68.74）（44-30）=21.28C o (5) 校正传热平均温度差 122168.7444 3.0933830T T R t t --===--211138300.206568.7430t t P T t --===-- 由(,)R P =φ查表得φ=0.93， 因为0.85<0.93<0.95，满足要求。
由此得： m m t t ∆=∆= 折逆φ0.93⨯21.28=19.79C o (6) 计算定性温度m m T t 和12m T =121（T +T ）=（68.74+44）=56.37C 2o12m t =121（t -t ）=（30+38）=34C 2o(7) 查出物料和冷却剂的物性参数112428.34m p Q q c ⨯=⨯⨯⨯1214001000（T -T ）=（68.74-44）=973473.64J/S 243600 (9) 根据总传热系数K 的大致范围，初选总传热系数0K =470W/(2m k ) (10) 初算传热面积0S 200973473.64104.6447019.79m Q S m K t ===∆⨯折(11) 根据工艺条件，选取公称压力PN=1.0MPa(12) 根据流体物性，选定换热管材为：碳素钢(13) 由初算传热面积0S 和选定的公称压力PN ，根据管壳式换热器行业标准JB/T4715-92，初定换热器的工艺尺寸：1. 从行标中直接查取计算换热面积：S=109.32m2. 公称直径DN 取600mm(卷制圆筒，圆筒内径为公称直径)3. 管长L=4500mm4. 管壁⨯壁厚bmm ⨯：0Фd ： Φ19⨯2mm5. 总管数： n=4166. 中心排管数： Nc=237. 管程流通面积i A =0.03682m8. 管子排列方式：正三角形9. 管心距：t=25mm 10. 管程数：P N =2 11. 壳程数：S N =112. 折流板间距：h=300mm 13. 折流板型式：25﹪圆缺形14.计算冷却剂的流量22973473.6429.153/4174m p Q q kg s c ===⨯21（t -t ）（38-30）15.计算管程流速i u 29.1530.7967/994.30.0368mi i i q u s A ===⨯ρ 因为0.5<0.7967<3m/s ，所以满足要求。
化工原理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握化工原理的基本概念和基本原理，了解化工过程的基本单元操作，包括流体流动、传质、传热等，培养学生分析和解决化工问题的能力。
具体来说，知识目标包括：1.掌握流体流动的基本原理和计算方法；2.了解传质和传热的基本原理和计算方法；3.掌握化工过程的基本单元操作和流程。
技能目标包括：1.能够运用流体流动、传质、传热的基本原理分析和解决实际问题；2.能够运用化工原理的基本单元操作设计和优化化工过程。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生的科学精神和创新意识，使其能够积极面对和解决化工过程中的问题；2.培养学生的团队合作意识和责任感，使其能够有效地参与和完成化工项目。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括化工原理的基本概念、基本原理和基本单元操作。
具体来说，教学大纲如下：1.流体流动：流体的性质、流动的类型和计算方法；2.传质：传质的类型和计算方法、传质的设备；3.传热：传热的基本原理和计算方法、传热的设备；4.化工过程的基本单元操作：反应器、分离器、输送设备等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体来说：1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握化工原理的基本概念和基本原理；2.讨论法：通过小组讨论，让学生深入理解和掌握化工原理的知识；3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解化工过程的基本单元操作和流程；4.实验法：通过实验操作，让学生亲自体验和验证化工原理的知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：化工原理教材，用于提供基础知识和理论框架；2.参考书：化工原理相关参考书，用于提供更多的知识和案例；3.多媒体资料：化工原理相关的视频、图片等资料，用于辅助讲解和展示；4.实验设备：化工原理实验设备，用于进行实验操作和验证。
化工原理课程设计模板一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握化工原理中流体流动与传输的基本概念，包括流体性质、流动状态及流体力学方程。
2. 学习并掌握热量传递的三种基本方式，即导热、对流和辐射，及其在化工过程中的应用。
3. 掌握质量传递的基本原理，包括扩散、对流传质和膜分离等，并能应用于化工单元操作中。
4. 分析典型化工单元操作的工作原理和设备结构，理解其工程实践意义。
技能目标：1. 能够运用流体力学原理，解决实际流体流动问题，如流量测量、泵和风机的选型等。
2. 能够运用热量传递原理，分析和解决化工过程中的热量控制问题，如换热器的设计和优化。
3. 能够运用质量传递原理，进行物质的分离和提纯，如吸收、蒸馏等操作。
4. 能够结合单元操作原理，设计简单的化工流程，进行初步的工程计算和设备选型。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理学科的兴趣和热情，激发学生探索科学规律的积极性。
2. 培养学生的工程意识，使其认识到化工原理在国民经济发展中的重要地位和作用。
3. 培养学生的团队协作精神和沟通能力，使其在解决实际问题时能够与他人合作，共同完成任务。
4. 培养学生的创新思维，使其在遇到问题时能够主动思考，寻求解决方案。
本课程针对高年级本科生，结合化工原理的学科特点，以理论知识与工程实践相结合的方式进行教学。
课程目标旨在使学生在掌握基本理论知识的基础上，能够运用所学知识解决实际问题，并培养其工程素养和创新能力，为未来从事化工领域的工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 流体流动与传输：包括流体性质、流体静力学、流体动力学、流体流动阻力与能量损失、泵与风机等章节内容。
- 流体性质：密度、粘度、表面张力等。
- 流体静力学：压力、压强、流体静力平衡。
- 流体动力学：连续性方程、伯努利方程、动量方程。
- 流体流动阻力与能量损失：摩擦阻力、局部阻力、雷诺数。
- 泵与风机：类型、工作原理、性能参数。
2. 热量传递：涵盖导热、对流、辐射及换热器设计等内容。
《化工原理》课程设计报告设计题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔2014-09-14（一）设计任务书: 苯—氯苯精馏塔设计（二）设计题目（三）要求: 试设计一座苯-氯苯连续精馏塔, 要求产量纯度为99.8%的氯苯3.0吨/小时, 塔顶流出液中含氯苯不得高于2%, 原料液中含氯苯38%（均为质量分数）, 其他条件见下面（二）至（五）。
（四）另外, 在确定一些自选操作参数或结构参数时（如进料状况、回流比、冷却水出口温度、板间距等）, 应选取两个不同数值（产生两种局部或整体方案）, 进行适当比较分析, 确定优选方案, 以便建立经济、节能、环保等设计意识。
主要内容见下页（六）。
（五）操作条件（1）塔顶压力4kPa（表压）（2）进料热状况自选（3）回流比R=1.6Rmin（4）塔底加热蒸汽压强 0.5MPa（表压）（5）单板压降≤0.7kPa（六）塔板类型塔设备型式为板式塔（错流筛板塔）（七）设备工作日（八）每年300天, 每天24小时连续运行（九）厂址选在天津地区（十）设计内容1 设计方案简介2 精馏塔的物料衡算3 精馏塔塔板数确定4 精馏塔工艺条件及有关物性数据计算5 精馏塔主要工艺尺寸（塔高、塔径及塔板结构尺寸）计算6 精馏塔的流体力学验算7 精馏塔塔板的负荷性能图8 精馏塔辅助设备选型与计算9 设计结果一览表10 带控制点的生产工艺流程及精馏塔的主体设备条件图11设计总结和评述一、 设计方案简介本次设计的内容是分离苯-氯苯的板式精馏塔, 基本流程是原料由管道运送到原料罐之后, 由泵打入精馏塔, 其间要经过一个原料预热器, 从塔顶出来的组分由管道通过冷凝器之后, 一部分作为产品输送到产品罐, 一部分回流作为塔内的下降液体；塔底的部分液体在经过再沸器气化之后成为塔内上升蒸汽, 部分液体存在塔底, 一部分液体由管道流出作为氯苯的产品, 并由泵输送至氯苯储罐。
其中冷凝器的冷却水可以采用自来水, 原料可以使用塔底液体进行预热, 再沸器的加热蒸汽来自锅炉房。
————大学化工原理课程设计说明书专业：班级：学生姓名：学生学号：指导教师：提交时间：成绩：化工原理课程设计任务书专业班级设计人一、设计题目分离乙醇-水混合液（混合气）的填料精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理乙醇-水混合液（混合气）：0.7 万吨（开工率300天/年）；原料：乙醇含量为40 %（质量百分率，下同）的常温液体（气体）；分离要求：塔顶乙醇含量不低于（不高于）93 %；塔底乙醇含量不高于（不低于）0.3 %。
建厂地址：沈阳三、设计要求（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：1、前言；2、流程的确定和说明（附流程简图）；3、生产条件的确定和说明；4、精馏（吸收）塔的设计计算；5、附属设备的选型和计算；6、设计结果列表；7、设计结果的讨论与说明；8、注明参考和使用的设计资料；9、结束语。
（二）绘制一个带控制点的工艺流程图（2#图）（三）绘制精馏（吸收）塔的工艺条件图（坐标纸）四、设计日期：2012 年03 月07 日至2012 年03 月18 日目录前言 (1)第一章流程确定和说明 (2)1.1加料方式的确定 (2)1.2进料状况的确定 (2)1.3冷凝方式的确定 (2)1.4回流方式的确定 (3)1.5加热方式的确定 (3)1.6再沸器型式的确定 (3)第二章精馏塔设计计算 (4)2.1操作条件与基础数据 (4)2.1.1操作压力 (4)2.1.2气液平衡关系与平衡数据 (4)2.1.3回流比 (4)2.2精馏塔工艺计算 (5)2.2.1物料衡算 (5)2.2.2 热量衡算 (9)2.2.3理论塔板数的计算 (12)2.2.4实际塔板数的计算 (13)2.3精馏塔主要尺寸的设计计算 (15)2.3.1塔和塔板设计的主要依据和条件 (15)2.3.2. 塔体工艺尺寸的计算 (18)2.3.3填料层高度的计算 (21)2.3.4填料层压降的计算 (22)2.3.5填料层的分段 (24)第三章附属设备及主要附件的选型计算 (25)3.1冷凝器的选择 (25)3.1.1 冷凝剂的选择 (25)3.2再沸器的选择 (26)3.2.1间接加热蒸气量 (26)3.2.2再沸器加热面积 (26)3.3塔内其他构件 (27)3.3.1 接管的计算与选择 (27)3.3.2 液体分布器 (29)3.3.3 除沫器的选择 (30)3.3.4 液体再分布器 (31)3.3.5填料及支撑板的选择 (31)3.3.6裙座的设计 (31)3.3.7手孔的设计 (32)3.3.8 塔釜设计 (32)3.3.9 塔的顶部空间高度 (32)3.4精馏塔高度计算 (32)第四章设计结果的自我总结和评价 (34)4.1精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 (34)4.2精馏塔主要工艺尺寸 (34)4.3同组数据比较 (35)4.4设计结果的自我总结与评价 (35)附录 (37)一、符号说明 (37)二、不同设计条件下设计结果比较 (38)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。
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。
填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。
气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。
壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。
因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
但近年来又倾向于认为在一定塔径范围内，采用新型高效填料（如鲍尔环或鞍型填料）可以得到很好的经济效果。
总之根据不同的具体情况（特别是在小直径塔，或压降有一定限制，或有腐蚀情况时），填料塔还是具有很多适用的。
本次课程设计就是针对乙醇-水体系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型。
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，恳请老师指出以便修正。
第一章流程确定和说明选择精馏设备，首先应从经济考虑，在充分考虑整个系统热能的利用，降低操作费用。
另外还应考虑到它对操作稳定性的影响，塔的操作如不稳定就不能保证产品质量的均匀，具体情况如下：1.1加料方式的确定加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速，通过重力加料，可以节省一笔动力费用，但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单，安装方便。
如果采用自动控制泵来控制泵的流量和流速，其控制原理较复杂，且设备操作费用高。
本设计采用高位槽进料。
1.2进料状况的确定进料状况一般有冷液进料和泡点进料。
对于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，节省加热费用。
但冷液进料受环境影响较大，对于沈阳地区来说，存在较大温差，冷液进料会增加塔底蒸汽上升量，增加建筑费用。
采用泡点进料，不仅对稳定塔操作较为方便，且不受季节温度影响。
综合考虑，设计上采用泡点进料。
泡点进料时，基于恒摩尔流假定，精馏段和提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，故精馏段和提馏段塔径基本相等，制造上较为方便。
1.3冷凝方式的确定塔顶冷凝采用全冷凝器，用水冷凝，在常压下乙醇和水不反应，且容易冷凝，故用全冷凝器符合要求。
1.4回流方式的确定回流方式可分为重力回流和强制回流。
对于小塔型，回流冷凝器一般安装在塔顶，其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流控制较难。
如果需要较高的塔处理量或塔板数较多时，回流冷凝器不适合于塔顶安装，且塔顶冷凝器不易安装、检修和清理。
在此情况下，可采用强制回流，塔顶上升蒸汽量采用冷凝器以冷回流流入塔中。
本次设计为小型塔，故采用重力回流。
1.5加热方式的确定加热方式分为直接蒸汽加热和间接蒸汽加热，直接蒸汽加热时蒸汽直接由塔底进入塔内，由于重组分是水，故省略加热装置。
但在一定的回流比条件下塔底蒸汽对回流液有稀释作用，使理论塔板数增加，费用增加。
间接蒸汽加热时通过加热器使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论板数，缺点是增加加热装置。
本次设计采用间接蒸汽加热。
1.6再沸器型式的确定再沸器的形式选用立式再沸器，在相同传热面积下，此种再沸器的体积小，节省费用，此外，蒸发釜的物料始终维持恒定的压力，传热情况稳定。
在塔釜和蒸发釜以及相接管道内的落热量少，可以减少物料的停留时间，避免长期受热。
第二章精馏塔设计计算2.1操作条件与基础数据2.1.1操作压力精馏操作按操作压力可分为常压、加压和减压操作。
精馏操作中压力影响非常大，当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分离不利；当压力减小时，对分离有利。
但当压力太低时，对设备要求太高，设备费用增加。
因此在设计时一般采用常压蒸馏乙醇—水系统在常压下挥发度相差较大，较易分离，故本设计采用常压精馏。
2.1.2气液平衡关系与平衡数据表2-1 常压下乙醇-水的气液平衡与温度关系液相乙醇摩尔分数(x) 气相乙醇摩尔分数(y) 温度/C0 0 100.00.0190 0.1700 95.50.0721 0.3891 89.00.0966 0.4375 86.70.1238 0.4704 85.30.1661 0.5089 84.10.2337 0.5445 82.70.2608 0.5580 82.30.3273 0.5826 81.50.3965 0.6122 80.70.5079 0.6564 79.80.5198 0.5732 0.65990.684179.779.30.6763 0.7385 78.740.7472 0.7815 78.410.8943 0.8943 78.15 2.1.3回流比通常R=（1.1～2.0）Rmin ,此设计取R=1.5Rmin2.2精馏塔工艺计算2.2.1物料衡算⑴ 物料衡算图图2-1 物料衡算图F ——原料流量，h Kmol ； D ——馏出液流量，h Kmol ；W ——釜液流量，h Kmol ； F x ——原料中易挥发组分的摩尔分数； D x ——馏出液中易挥发组分的摩尔分数；W x ——釜液中易挥发组分的摩尔分数。
⑵ 物料衡算已知:a t F 7000='',质量分数：%40='F x , %93='D x , %3.0='W x所以：F '=h kg Kmol kg 22.972243001070003=⨯⨯ 由于精馏过程的计算均以摩尔分数为准，需先把设计要求中的质量分数转化为摩尔分数。
进料液、馏出液、釜残液的摩尔组成：()2068.02.018.40107.464.007.464.01=-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛'-+''=水乙醇乙醇M x M x M x x F FF F同理可求得：()8386.02.018.920107.4692.007.4693.0=-+=D x()0120.02.018.030107.46/03.007.4603.0=-+=W x原料液的平均摩尔质量：()水乙醇M x M x M F F ⋅-+⋅=1()2.0182068.0-107.462068.0⨯+⨯= Kmol kg /82.23=同理可求得：D M ()2.0188386.0-107.468386.0⨯+⨯=Kmol kg /17.41=W M 2.018120.00-107.46120.00⨯+⨯=）（ Kmol kg /36.18=塔顶液相、气相、塔釜、进料的温度分别为：LD t , VD t ，W t ，F t 查表2-1，用内插法解得 塔顶液相： 41.7815.7841.787472.08943.07472.08386.0--=--LDt 解得: C t LD ︒=25.78 气相 41.7815.7841.787815.08943.07815.08386.0--=--VD t 解得: C t VD ︒=28.78塔釜：1001005.950012.00019.0--=--W t 解得：C t W ︒=88.92 进料：1.841.847.821661.02068.01661.02337.0--=--F t 解得：C t F ︒=26.83精馏段平均温度：C t t t F D ︒=+=+=75.80226.8325.7821提馏段平均温度：C t t t FW ︒=+=+=07.88226.8388.9222原料液：h Kmol F /82.4082.2322.972==总物料衡算：W D F +=易挥发组分衡算：W D F x W x D x F ⋅+⋅=⋅解得⎩⎨⎧==h Kmol W h Kmol D /20.31/62.9塔顶产品的的平均相对分子质量：塔顶产品质量流量：h kg D M D D /06.39662.917.41=⨯=⋅=' 塔釜产品质量流量：h kg W M W W /83.57220.3136.18=⨯=⋅=' ⑶ 相对挥发度的计算① 精馏段：C t ︒=75.801 液相组成1x ：3965.03965.03273.07.8075.807.805.81--=--x 解得：3922.01=x 气相组成1y ：16122.06122.05826.075.807.807.805.81y --=-- 解得：6103.01=y精馏段：()()43.2922.306103.013922.016103.012211=⨯--⨯===x y x y x y x y B B A A α② 提馏段：C t ︒=07.882 液相组成2x ：20721.00966.00721.007.880.897.860.89x --=-- 解得：0621.02=x气相组成2y ：23891.04375.03891.007.880.897.860.89y --=-- 解得：3695.02=y提馏段：()()85.80621.03695.010621.013695.02=⨯--⨯=α⑷ 求最小回流比及操作回流比由于泡点进料,1=q 所以2068.0==F q x x 。
