化工原理课程设计

第1章绪论1
1.1化工原理课程设计的目的要求1
1.2化工原理课程设计的主要内容1
1.3化工单元设备设计与选型2
1.3.1设备设计基本要求2
1.3.2设计方法和步骤3
1.3.3设备设计常用标准与规范3
1.4混合物物性数据估算4
1.5化工流程模拟软件简介8
1.6计算机绘图软件简介9

第2章列管式换热器工艺设计10
2.1换热器的分类与标准10
2.1.1换热器的分类10
2.1.2列管式换热器标准13
2.1.3列管式换热器的型号15
2.1.4非标换热器工艺设计步骤16
2.2设计方案的确定16
2.2.1换热器型式16
2.2.2流体流动空间16
2.2.3流体流速17
2.2.4加热剂、冷却剂18
2.2.5流体进出口温度20
2.2.6材料的选用20
2.3列管式换热器工艺计算21
2.3.1热负荷21
2.3.2平均温度差22
2.3.3总传热系数24
2.3.4初算传热面积29
2.4换热器结构设计29
2.4.1管程结构29
2.4.2壳程结构44
2.4.3其他部件52
2.5换热器的核算58
2.5.1换热面积核算58
2.5.2壁温核算59
2.5.3流动阻力核算60
2.6换热器设计示例61
2.6.1列管式换热器计算示例61
2.6.2固定管板式冷却器设计示例66
2.7换热器设计任务72

第3章板式精馏塔工艺设计73
3.1概述73
3.2板式塔设计方案的确定74
3.2.1分离序列74
3.2.2精馏流程74
3.2.3操作压力75
3.2.4进料热状况75
3.2.5回流比76
3.2.6加热方式76
3.2.7多股进料77
3.3塔板类型选择77
3.4板式塔工艺设计80
3.4.1相平衡关系80
3.4.2物料衡算81
3.4.3理论塔板83
3.4.4实际塔板85
3.4.5塔径86
3.4.6塔高87
3.5塔板设计89
3.5.1塔板面的设计89
3.5.2溢流装置设计94
3.5.3流体力学计算与校核99
3.5.4气液负荷性能图102
3.6塔附件及附属设备103
3.6.1再沸器103
3.6.2回流冷凝器104
3.6.3工艺接管105
3.6.4除沫器107
3.6.5裙座108
3.6.6人孔和手孔109
3.6.7吊柱109
3.7筛板精馏塔设计示例110
3.7.1设计任务110
3.7.2精馏塔设计步骤110
3.8板式精馏塔设计任务137

第4章填料吸收塔工艺设计139
4.1概述139
4.1.1吸收过程及其应用139
4.1.2吸收过程对塔设备的要求139
4.2设计方案的确定140
4.2.1吸收剂和吸收方法140
4.2.2吸收操作条件的选择141
4.2.3确定吸收工艺流程142
4.2.4解吸方法与流程144
4.2.5能量的合理利用145
4.3物料衡算与能量衡算146
4.3.1物料衡算146
4.3.2能量衡算146
4.4塔填料性能及选择146
4.4.1填料的基本要求和几何特性146
4.4.2填料的分类与特性147
4.4.3填料塔传质性能154
4.4.4填料塔流体力学性能160
4.4.5填料的选择163
4.5填料吸收塔的设计166
4.5.1气液平衡关系的获取166
4.5.2确定吸收塔流程167
4.5.3吸收剂用量及出塔吸收液浓度167
4.5.4塔径的确定169
4.5.5填料层高度计算170
4.5.6填料塔总阻力计算173
4.5.7循环功率计算和泵的选择174
4.6填料塔附属内件选型174
4.6.1填料支承板175
4.6.2压板或床层限制板176
4.6.3液体初始分布器和再分布器176
4.6.4其他附件180
4.7氨气吸收填料塔的设计示例180
4.7.1设计任务180
4.7.2设计方案181
4.7.3设计步骤181
4.8填料塔设计任务186

第5章化工单元ASPEN辅助设计187
5.1管壳式换热器ASPEN设计187
5.1.1概述187
5.1.2设计任务188
5.1.3流程模拟设计188
5.2板式精馏塔Aspen Plus辅助设计210
5.2.1概述210
5.2.2设计任务210
5.2.3流程模拟设计211
5.3吸收填料塔Aspen Plus辅助设计235
5.3.1概述235
5.3.2设计任务235
5.3.3流程模拟设计236
5.4综合设计题目246

附录248
附录1列管式固定管板换热器系列基本参数248
附录2输送流体用无缝钢管规格253

参考文献254