化工原理课程设计我们上学才做了,,都交上去了,,你找本相关的设计书,一般都有设计步骤,,安那个步骤再算一遍就是了,,,我有相关的一些内容,,,要的话加我百度Hi:wencen12
绪论:
精馏是一种利用回流是液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法,是工业上应用最广的液体混合物分离单元操作,广泛应用于石油、化工、轻工、食品、冶金等领域。
典型的精馏设备是连续精馏装置,包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶全凝器/冷凝器。
本设计采用筛板板式精馏塔完成指定分离任务,设计书中包括物料衡算和能量横算;以及塔板数的确定,塔板工艺尺寸的确定,再沸器、全凝器的选型等内容。
限于设计者自身的知识水平,设计中不甚明了甚至出现错误的地方,还望指导老师予以指正。
结语:
通过为期两周的课程设计实践学习环节,我对于精馏单元操作的认识得到了进一步的升华。它给了我一个非常好的锻炼如何将理论与实际相结合的机会,教会了我如何通过文献查找自己所需数据的能力。
在课程设计中,我使用到了大量以前没有细化的知识,比如塔板工艺尺寸中,溢流堰高的计算、塔板间距的确定、塔体钢板的壁厚、封头的选型与补强等等。它让我意识到了各门各科之间内在错综复杂的联系,提升了我将知识统合为一的能力。
而在实际工作中,这种需要面对自己不熟悉甚至是不了解领域内的知识的场合时司空见惯的,所以课程设计对于我文献检索能力的培养令我受益匪浅,为以后的工作积累了经验,增强了信心。
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前言
课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节,是理论系实际的桥梁,是体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计,要求我们能综合运用本课程和前修课程的基本知识,进行融汇贯通的独立思考,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。
气体吸收是重要的化工单元操作之一。用适当的液体吸收剂处理气体混合物以去除其中一种或多种组分的操作。按吸收性质分化学吸收和物理吸收两大类。广泛应用在合成氨、石油化工及废气处理中。本次课程设计的题目是均相物系分离系统设计,要求分离丙酮和空气,采用吸收的单元操作。
若混合气体中只有一个组分进入液相,其余组分皆可认为不溶解于吸收剂,这样的吸收过程称为单组分吸收;如果混合气体中有两个或多个组分进入液相,则称为多组分吸收。例如合成氨原料气含有N2、H2、CO及CO2等几种成分, 其中唯独CO2在水中有较为显著的溶解度,这种原料气用水吸收的过程即属于单组分吸收;用洗油处理焦炉气时。气体中的苯。 甲苯、二甲苯等几种组分都在洗地中有显著的溶解度,这种吸收过程则应属于多组分吸收。
气体溶解于液体之中;常常伴随着热效应,当发生化学反应时,还会有反应热,其结果是使液相温度逐渐升高,这样的吸收过程称为非等温吸收。但若热效应很小,或被吸收的组分在气相中浓度很低而吸收剂的用量相对很大则;温度升高并不显著,可认为是等温吸收。如果吸收设备散热良好,能及时引出热量而维持液相温度大体不变,自然也应按等温吸收处理。
吸收过程进行的方向与限度取决于溶质在气液两相中的平衡关系。当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时,溶质便由气相向液相转移,即发生吸收过程。反之,如果气相中溶质的实际分压低于与液相成平衡的溶质分压时,溶质便由液相向气相转移,即发生吸收的逆过程,这种过程称为脱吸(或解吸)。脱吸与吸收的原理相同,所以,对于脱吸过程的处理方法也完全用以对照吸收过程加以考虑。
一·设计方案论证
1蒸馏
蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作,它是通过加热造成气液两相物系,利用物系中各组分挥发性的特性以实现分离的目的。
2 蒸馏分离的特点
1)通过蒸馏操作,可直接获得所需的组分,而吸收萃取等操作还需要外加其他组分,并需要进一步提取的组分与外加组分再进行分离因此蒸馏操作比较简单。
2)蒸馏分离应用比较广泛,历史悠久,它不仅可以分离液体混合物,还可以分离气体混合物。
3)在蒸馏过程中,因为要消耗大量的气相和液相,因此需要消耗大量的能量。
3 蒸馏过程的分类
1)按操作流程分为间歇蒸馏和连续蒸馏
2)按蒸馏方式分为简单蒸馏,平衡蒸馏,精馏和特殊精馏等
3)按操作压强分常压,减压和加压蒸馏
4)按待分离混合物中组分数目分为两组分精馏和多组分精馏
4 板式塔类型:按塔内气液流动方式,可将塔板分为错留塔板和逆流塔板两大类。板式塔为逐级接触性气液传质设备,其种类繁多,根据塔板气液接触元件的不同可分为泡罩塔,筛板塔,浮阀塔等。
浮阀塔是在泡罩塔和筛板塔基础发展起来的,由于它兼有泡罩塔和筛板塔的有点,成为国内应用最广泛的塔型。
浮阀塔具有以下优点:
1)生产能力由于浮阀塔板具有较大的开孔率,故其生产能力比泡罩塔的大20%——40%,与筛板塔相近。
2)操作弹性大,由于阀片可以自由升降以适应气量的变化,故维持正常操作所容许的负荷波动范围比泡罩塔和筛板塔都宽。
3)塔板效率高,因上升其他以水平方向吹入液层,故气液接触时间较长而雾沫夹带量较小,板效率较高。
4)气体压强降及液面落差较小,因为气液流过浮阀塔板时所遇阻力较小,故气体压强降及板上的液面落差都比泡罩塔小。
5)塔造价低,因为结构简单,易于制造,浮阀塔造价较为一般,为泡罩塔的60%~80%,为筛板塔的120%~130%。
F1型浮阀塔结构简单,易于制造,应用最为普遍,为定型产品,阀片带有三个腿,插入阀孔内将各推脚底外翻,用以限制操作时阀片在板上升起的最大高度,阀片周围有三块略向下弯的定距片,以保证阀片的最小开启高度。
F1浮阀分为轻阀和重阀。
二·苯和甲苯精馏流程简图及说明
首先,苯和甲苯的原料混合物进入原料罐,在里面停留一定的时间之后,通过泵进入原料预热器,在原料预热器中加热到泡点温度,然后,原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点,混合物中既有气相混合物,又有液相混合物,这时候原料混合物就分开了,气相混合物在精馏塔中上升,而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中,这些气相混合物被降温到泡点,其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中,停留一定的时间然后进入苯的储罐,而其中的气态部分重新回到精馏塔中,这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中,一部分进入再沸器,在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程,而进料口不断有新鲜原料的加入。最终,完成苯与甲苯的分离。
总结
本次化工原理课程设计历时两周,是学习化工原理以来第一次独立的工业设计。化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节,通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法;学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧;掌握各种结果的校核,能画出工艺流程、塔板结构等图形;理解计算机辅助设计过程,利用编程使计算效率提高。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性,还要考虑生产上的安全性和经济合理性。
在短短的两周里,从开始的一头雾水,到同学讨论,再进行整个流程的计算,再到对工业材料上的选取论证和后期的程序的编写以及流程图的绘制等过程的培养,我真切感受到了理论与实践相结合中的种种困难,也体会到了利用所学的有限的理论知识去解决实际中各种问题的不易。
我们从中也明白了学无止境的道理,在我们所查找到的很多参考书中,很多的知识是我们从来没有接触到的,我们对事物的了解还仅限于皮毛,所学的知识结构还很不完善,我们对设计对象的理解还仅限于书本上,对实际当中事物的方方面面包括经济成本方面上考虑的还很不够。
在实际计算过程中,我还发现由于没有及时将所得结果总结,以致在后面的计算中不停地来回翻查数据,这会浪费了大量时间。由此,我在每章节后及时地列出数据表,方便自己计算也方便读者查找。在一些应用问题上,我直接套用了书上的公式或过程,并没有彻底了解各个公式的出处及用途,对于一些工业数据的选取,也只是根据范围自己选择的,并不一定符合现实应用。因此,一些计算数据有时并不是十分准确的,只是拥有一个正确的范围及趋势,而并没有更细地追究下去,因而可能存在一定的误差,影响后面具体设备的选型。如果有更充分的时间,我想可以进一步再完善一下的。
通过本次课程设计的训练,让我对自己的专业有了更加感性和理性的认识,这对我们的继续学习是一个很好的指导方向,我们了解了工程设计的基本内容,掌握了化工设计的主要程序和方法,增强了分析和解决工程实际问题的能力。同时,通过课程设计,还使我们树立正确的设计思想,培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风,加强工程设计能力的训练和培养严谨求实的科学作风更尤为重要。
我还要感谢我的指导老师***老师对我们的教导与帮助,感谢同学们的相互支持。
限于我们的水平,设计中难免有不足和谬误之处,恳请老师批评指正。
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