化工原理课程设计

发布 2022-10-03 14:36:28 阅读 4709

1、煤油冷凝器的设计任务书。

1、设计题目:煤油冷却器的设计。

工程背景:在石油化工生产过程中,常常需要将各种石油产最(如汽抽、煤油、柴油。

等)进行冷却,本设计以某炼油厂冷却煤油产品为例,让学生熟悉列管式换热器的设计过程。

设计的目的:通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计,达到让学生了解该换热器的结构特点,并能根据工艺要求选择适当的类型,同时还能根据传热的基本原理,选择流程,确定换热器的基本尺寸,计算传热面积以及计算流体阻力。

2、设计任务及操作条件。

l)处理能力:

x)× 104t/a煤油。

(2)设备型式。

列管式换热器。

(3)操作条件。

①煤油:入口温度:140;出口温度:40℃。

②冷却介质:自来水,人口温度:30℃,出口温度:50℃。

③允许压强降:不大于105pa。

④每年按330天计,每天24h连续运行。

(4)设计项目。

①设计方案简介:对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。

②换热器的工艺计算:确定换热器的传热面积。

③换热器的主要结构尺寸设计。

④主要辅助设备选型。

绘制换热器**配图。

3、设计说明书的内容。

①目录;②设计题目及原始数据(任务书);

③论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择;

④换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算;传热面积、换热管型号、壳体直径等);

⑤设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等);

⑥主体设备设计计算及说明;

⑦主要零件的强度计算(选做);

⑧附属设备的选择(选做);

⑨参考文献;

⑩后记及其他。

4、设计图纸要求。

绘制换热器一张:一主视图,一俯视图,一剖面图,两个局部放大图。

2 乙醇一水精馏塔项产品冷凝器的设计任务书。

1、设计题目。

乙醇一水精馏塔顶产品全凝器的设计。

设计一冷凝器,冷凝乙醇一水系统精馏塔顶部的馏出产品。产品中乙醇的浓度为95%,处理量为(x)× 104t/a,要求全部冷凝。冷凝器操作压力为常压,冷却介质为水,其压力为0.

3mpa,进口温度为30℃,出口温度为40℃。

工程背景:采用薯类与谷类原料进行发酵。发酵法制乙醇是一个很复杂的生化过程,发酵在密封的发酵罐中进行产生的co2的纯度达99%-99.

5%以上,其余为气态杂质,组分(以c o2质量为基准)为:乙醇0.4%-0.

8%,脂类:0.03%-04%,酸类:

8. 08%-0.09%。

成熟发酵醪中的乙醇必须经过初馏、精馏和除杂才能得到合格的乙醉。本课程设计即为粗乙醇(初馏塔出来的乙醇一水溶液),在进行精馏获得合格产品的过程中,精馏塔顶冷凝器的设计。发酵法制乙醇的工艺也可以参考有关书籍或文献资料。

设计的目的:通过对乙醇一水系统精馏塔顶产品全凝器的设计,使学生了解和掌握化工单元操作设备设计的步骤、方法及基本技能,熟悉文献资料及物性参数的查阅和收集方法,懂得如何论证优化设计方案,合理科学地应用公式及数据。在设计中提高学生的分析能力和解决问题的能力。

2、设计任务及操作条件。

①处理量:(x) ×104t/a

②产品浓度:含乙醇95%;

③冷却介质:p为0.3 mpa,入口温度30℃,出口温度40℃;

④操作压力:常压;

⑤允许压降:不大于l05 pa;

⑥每年按330天计,每天24h连续运行。

⑦设计项目:

a.设计方案简介:对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。

b.换热器的工艺计算:确定换热器的传热面积。

c.换热器的主要结构尺寸设计。

d.主要辅助设备选型。

e.绘制换热器**配图。

3、设计说明书的内容。

目录;设计题目及原始数据(任务书);

论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择;

换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直径等);

设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等);

主体设备设计计算及说明;

主要零件的强度计算(选做);

附属设备的选择(选做);

参考文献;⑩后记及其他。

4、设计图纸要求。

附工艺流程图及冷凝器装配图一张。

5、设计思考题。

换热器及工作原理?

影响传热的主要因素有哪些?

③何为冷凝器,冷凝器的主要型式及结构?

选择走管程或壳程的介质应考虑什么原则?

循环冷却水的进出口温度确定原则?

⑥设计冷凝器的主要步骤。

⑦对冷凝器的设计你进行了哪些优化?

6、部分设计问题指导。

学生在接受设计任务后,首先应明确设计的步骤、方向、如何查阅有关数据和收集资料,并确定设计方案。本设计应在以下几个方面的加以指导。

(l)物性数据的查阅。

在设计中涉及水,乙醇等的多种物理参数,如密度、豁度、比热容、汽化潜热、导热系。

数等等,如何正确查阅数据是化工技术人员的基本功,因此在这方面应加以指导。

(2)经验公式的正确应用。

在设计中要用到某些经验公式,如果选择不当的则会使设计发生误差。如壳程换热系数计算时,如果采用单管公式显然不对。因为工业换热器的气体冷凝比单管要复杂的多,从上排管外流下的冷凝液在下排管会产生一定的撞击和飞溅,从而使下一排管外的冷凝膜并不像单管叠加时那么厚,同时附加的扰动又会加速传热,在缺乏可靠数据可采用经验公式估算。

(3)初选冷凝器。

根据计算出的传热面积a。,从国家颁布的换热器标准系列中初选冷凝器,既不能选得。

太大浪费,又要满足传热需要。此外,标准设备的管数与计算值不一致时如何考虑等,都需。

要加以引导。

(4)结构设计。

指导学生对关键部位进行设计并提出优化设想,如提高传热效果、降低成本等。

3 正戊烷冷凝器的设计任务书。

1、设计题目。

正戊烷冷凝器的设计。

设计课题工程背景:炼油厂精馏塔塔顶冷凝器蒸气主要是正戊烷,以此为原料设计一正戊烷冷凝器。

2、设计任务及操作条件。

①处理量:(x)×104t/a;

②正戊烷冷凝温度为51.7℃,冷凝液于饱和液体下离开冷凝器;

③冷却介质:地下水,流量为7000kg/h,人口温度℃;

④允许压强降:不大于105pa;

⑤每年按330天计,每天24h连续运行;

⑥设备型式:立式列管冷凝器;

⑦设计项目:

a.设计方案简介:对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述;

b.换热器的工艺计算:确定换热器的传热面积;

c.选择合适的立式列管冷凝器并进行较核计算;

d.对冷凝器的附件进行设计,包括结构设计;

e.绘制换热器**配图;

设计要求:a.说明书采用统一封面和纸张;

b.方案和流程的选择要阐明理由;

c.设计过程思路清晰,内容完全;

d.设计、计算中,所采用的公式、数据、图表等注明出处,有些需说明理由;

e.一律用钢笔或打印填写,要排列整齐,字体端正,书面整洁;

f.计算过程均应写出;

g.设备图以制图要求为准;

h.集中做设计,独立完成。

3、设计说明书的内容。

课程名称、首页、目录及页码;

前言;简述设计内容,自己设计的特点,引用的标准等;

热量衡算及初步估算换热面积;

冷凝器的选型及流动空间的选择;

工艺流程图;

冷凝器的校核计算;

结构及附件设计计算;

冷凝器的主要数据一览表;

设计结果评价;

附立式列管冷凝器**图。

4、设计图要求。

附工艺流程图及冷凝器装配图一张。

5、设计答辩指导。

①弄清整个设计过程脉络,关键步骤;

②基本概念正确,各计算方法有依据,准确;

③选型的依据,选择管程、壳程流体,流向或某一值的考虑;

④如何改进设计?-i有何可修改的地方?如何修改?

⑤分析、评荆所做设计是否可操作,经济性如何?

⑥图面布里是否符合制图标准?

⑦各部分结构在图上是否正确体现?

设计说明是否清晰,文字有何错误?

4、苯-甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计。

4.1 原始数据。

年处理量: x×104t/a

料液初温: 35℃

料液浓度: 40% (苯质量分率)

塔顶产品浓度: 98% (苯质量分率)

塔底釜液含甲苯量不低于98% (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)

冷却水温度: 30℃:

饱和水蒸气压力: 2.5 kgf/cm2 (1kgf = 98. 066kpa)

厂址:江苏地区。

4.2 设计任务。

完成精馏塔工艺设计,运用最优化方法确定最佳操作参数;精馏设备设计,有关附属设备的设计和选用,绘制带控制点工艺流程图,塔饭结构简图和塔板负荷性能图,编制设计说明书。

4.3 设计内容。

1)工艺设计。

选择工艺流程和工艺条件。

加料方式;加料状态;

塔顶蒸汽冷凝方式;

塔釜加热方式;

塔顶塔底产品的出料状态;

塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。

精馏工艺计算。

物料衡算确定各物料流量和组成。

经济核算确定适宜的回流比:

根据生产经费和设备投资费综合核算最经济原则,尽量使用计算机进行最优化计算,确定适宜回流比。

精馏塔实际塔板数:

用近似后的适宜回流比在计算机上通过逐板计算,得到全塔理论塔板数以及精馏段和提馏段各白的理论塔板数。然后根据全塔效率et,求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔板数,确定加料板位置。

2) 精馏塔设备设计。

选择塔型和板型。采用板式塔,板型为筛板(浮阀)塔。

塔板结构设计和流体力学计算。

绘制塔板负荷性能图,画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。

有关具体机械结构和塔体附件的选定。

按管规格:根据流量和流体的性质,选取经验流速,选择标准管道。

全塔高度:包括上、下封头,裙座高度。

3) 附属设备设计和选用。

加料泵选型,加料管道规格选型。加料泵以每天工作3h计(每班打1h)。大致估计一下加料管路上的管件和阀门。

高位槽、储槽容量和位置。高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。储槽容积按加满一次可生产10天计算确定。

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