化工原理课程设计

第一篇：化工原理课程设计

化工原理课程设计

摘 要 本次设计是针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完 整的精馏设计过程。我们对此塔进行了工艺设计，包括它的辅助设备及进出口管路的计算，画出了塔板负荷性能图，并对设计结果进行了汇总。此次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计的精馏装置包括精馏 塔，再沸器，冷凝器等设备，热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进 行精馏分离，由塔顶产品冷凝器中的冷却介质将余热带走。本次设计是精馏塔及其进料预 热的设计，分离质量分数为 20％的苯-甲苯溶液，使塔顶产品苯的质量分数达到 95%，塔 底釜液质量分数为 2%。综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分 离提纯，塔板为碳钢材料，按照逐板计算求得理论板数为 12。根据经验式算得全塔效率为 0.5386。塔顶使用全凝器，部分回流。精馏段实际板数为 10，提馏段实际板数为 13。实际 加料位置在第 11 块板。精馏段弹性操作为 2.785，提馏段弹性操作为 2.864。塔径为 1.4m。通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。确定了操作 点符合操作要求。

关键词：苯-甲苯；精馏；负荷性能图；精馏塔设备结构-I-化工原理课程设计

Abstract This design is in two yuan of the distillation analysis, selection, calculation, calculation and drawing, is a complete distillation design process.This tower was process design, including its auxiliary equipment and import and export pipeline calculation, draw plate load performance diagram, and the design results are summarized.The design of the sieve plate tower is the chemical industry in the production of gas-liquid mass transfer equipment.The design of rectifying device comprises a distillation column reboiler, condenser and other equipment, heat from the reactor input, material in the column after repeated partial gasification and partial condensation distillation separation by top product condenser cooling medium to heat away.The design of distillation column and its feed preheating design, separation and mass fraction of 20% benzeneII-化工原理课程设计 前 言 课程设计是化工原理课程的一个非

第二篇：化工原理课程设计教学大纲

化工原理课程设计教学大纲

课程编号：01010102

课程名称：化工原理课程设计

英文名称：Design of Chemical Engineering Principle

学时：2周 学分：2 适用专业：化学工程与工艺、高分子材料与工程、材料化学、生物工程、轻化工程、制药工程、应用化学、药物制剂

课程性质：必修

授课对象：化学工程与工艺、高分子材料与工程、材料化学、生物工程、轻化工程、制药工程、应用化学、药物制剂

执笔人： 曾庆荣 张卫华

先修课程：高等数学、线性代数、大学物理、物理化学、机械制图等

后续课程：分离工程、化工工艺设计、毕业设计等

编写日期：2007年2月

修订日期：2008年2月

一、课程设计性质

化工原理课程设计是一门重要的实践课程，是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程所学知识，完成以化工单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计，对学生进行设计技能的基本训练，培养学生综合运用所学的书本知识解决实际问题的能力，也为毕业设计打下基础。因此，化工原理课程设计是提高学生实际工作能力的重要教学环节。

二、课程设计的教学目的和任务

化工原理课程设计以“化工原理课程教学基本要求”为依据，达到以下目的：

1、使学生掌握化工设计的基本程序与方法；

2、结合设计课题，培养学生查阅有关技术资料及物性参数的获取信息能力；

3、通过查阅技术资料，选用设计计算公式，搜集数据，分析工艺参数与结构尺寸间的相互影响，增强学生分析问题、解决问题的能力；

4、对学生进行化工工程设计的基本训练，使学生了解一般化工工程设计的基本内容与要求；

5、通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求；

6、了解一般化工制图基本要求，对学生进行绘图基本技能训练。

三、课程设计的主要内容

化工原理课程设计应以化工单元操作的典型设备为对象，课程设计的题目尽量从科研和生产实际中选题。化工原理课程设计内容包括：

1.设计方案简介：包括对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。2.主要设备的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。

3.典型辅助设备的选型和计算：包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。

4.工艺流程图：以单线图的形式绘制，标出主要设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点。

5.主要设备工艺条件图：包括设备的主要工艺尺寸。

6.编写设计说明书：掌握设计说明书的编写方法和格式。包括设计任务书、目录、设计方案简介与评述、工艺设计及计算、主要设备设计、工艺流程示意图（Visio或AutoCAD），电算程序及符号说明，设计结果总汇，设计结果的自我评价和结束语、参考文献等，要求整个设计内容全部用计算机打字排版、打印（其参见打印文本格式）。设计结果汇总表、参考文献等内容，并附工艺流程图和主要设备结构图。

7.关于计算机的应用：掌握计算机编程计算。特别是优化设计计算，要求学生自编程序，自 己上机操作，在说明书中附上计算框图，计算机程序及符号说明以及设计说明书的排版、打印。

四、课程设计的题目类型及选题要求

1.精馏塔设计

针对不同物系，双组分或多组分，常压或减压以及筛板、浮阀等不同板型和工艺条件立题。2.吸收塔设计

针对不同的物系，单组分或多组分填料塔或板式塔立题。3.干燥器设计

针对不同物料、不同型式的干燥器立题。4.换热器设计

针对不同形式换热器立题。

五、课程设计内容及基本要求

课程设计题目可根据情况选择一题，题目不同，其具体的相同设计项目也彼此有所差别，但其基本内容和要求大体上是一致的。

1.设计方案的选定

掌握对给定或选定的工艺流程、流程生产条件和设备型式的说明，绘制示意工艺流程图。2.工艺设计计算

掌握根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算、热量衡算，设备的 3.辅助设备

了解典型辅助设备主要工艺设计尺寸的确定，设备规格型号的选定，汇总工艺尺寸的结果。4.工艺流程图

掌握以单线图的形式绘制主体设备工艺条件图的方法，标出主体设备与辅助设备的物料方向，主要测量控制点。

5.主体设备工艺条件图

了解主体设备工艺条件图，图面应包括设备的主要工艺尺寸，结构技术特性和接管表。6.设计说明书的编写

掌握设计说明书的编写方法和格式。包括设计任务书、目录、中文摘要、前言、设计方案的选择和论证，工艺设计和计算，工艺流程示意图（Visio或AutoCAD），电算程序及符号说明，设计结果总汇，设计结果的自我评价和结束语、参考文献等，要求整个设计内容全部用计算机打字排版、打印（其参见打印文本格式）。

7.关于计算机的应用

掌握计算机编程计算。特别是优化设计计算，要求学生自编程序，自己上机操作，在说明书中附上计算框图，计算机程序及符号说明以及设计说明书的排版、打印。

六、教学安排及方式

课程设计学时： 2周。

课程设计时间：第五学期(适用于化学工程与工艺、轻化工程、制药工程、应用化学、药物制剂、生物工程专业)、第四学期（高分子材料与工程、材料化学专业）。1.下达设计任务书

2.阅读设计指导书，查阅资料拟定设计程序和进度计划。

3.查阅文献，收集有关数据，了解设备配置，安装和操作的有关知识。4.设计计算，绘图和编制设计说明书。5.设计考核及评定成绩。

考核的内容包括：考勤、计算草稿或笔记、说明书和图纸的质量，独立完成设计情况和答辩情况，考核采取个别审定与集中答辩，评议相结合的形式，成绩评定按优、良、中、及格和不及格五级分。

七、考核方式

以答辩方式，通过审阅设计说明书和图纸等，给出综合成绩（按五级分制计）。

八、推荐教材

《化工单元操作及设备课程设计》 匡国柱 史启才编著，化学工业出版社 2005

九、参考资料

(1)《化工原理》第二版陈敏恒 丛德滋 方图南编著，化学工业出版社 2002(2)《化工原理》第二版 谭天恩 麦本熙 丁惠华 化学工业出版社 2002(3)《化工原理》 天津大学化工原理教研室编 天津大学出版社 1994(4)《化工原理课程设计》大连理工大学化工原理教研室编 大连理工大学出版社 1996(5)《化工原理课程设计》天津大学化工原理教研室编 天津大学出版社 1995

第三篇：化工原理课程设计心得体会

化工原理课程设计心得体会

我们用了两周的时间去完成这次的化工原理设计，我们做的是煤油冷却器和水吸收二氧化碳。虽然制作的时间不长，但却让我学到了很多东西。刚开始接触化工原理课程设计，使我心中满怀新鲜感和期待感，我学到的东西终于可以在这里得到使用。刚开始接触到老师跟我们讲的设计时，我感到有点不知所措，不知道该从何下手。可是在这短短的两周里，我从开始的一无所知，到在寻找材料的过程中逐渐了解这门课程，之后的与同学讨论交流，对材料进行选取论证确定设计的题目，开始一步一步的按着过程开始制作，接着进行整个流程的计算，再到后期的设计过程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。我们在绘图过程中也遇到了不少的麻烦，让人觉得头疼的同时又觉得有所收获。刚开始整体的布局规划就很麻烦，要布局得当才能使图既能够画完，又表现得十分清晰。而且因为换热器中有很多的零部件，它们的尺寸或者厚度很小，画的时候很难准确地按照比例将其绘画出来。即使老师说只要简单的画出大体的结构，但对于没学过CAD的我们来说这还是一个很艰难的过程。但是，皇天不负有心人，在我们一次次讨论，一次次的修正中，图纸也一点点的画好了。通过本次课程设计的训练，让我对自己的专业有了更加清晰和理性的认识，这对我们的将来的学习是一个很好的指导方向，使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。

第四篇：《化工原理》课程设计教学大纲.

《化工原理》课程设计教学大纲

课程编码： 学 时：2.5周 学 分： 开课学期：第五学期 课程类别：实践性教学环节 课程性质：专业技术基础课课程设计 适用专业：化学工程与工艺，应用化学

教

材：《化工原理课程设计》，贾绍义，柴诚敬主编，天津大学出版社

一.课程设计目的与任务

化工原理课程设计是学生学完基础课程及化工原理之后，进一步学习化工设计的基础知识，培养学生化工设计能力的重要教学环节，也是学生综合运用《化工原理》和相关先修课程的知识，联系化工生产实际，完成以化工单元操作为主的一次化工设计的实践。通过这一环节，使学生初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准，正确选用公式和数据，运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和结果；并在此过程中使学生养成尊重实际向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树立正确的设计思想、经济观点和严谨、认真的工作作风，提高学生综合运用所学知识，独立解决实际问题的能力。

二.课程设计的内容及工作量

1.课程设计题目

单元操作过程工艺设计 2.设计内容

（1）完成主体设备的工艺设计计算（2）完成辅助设备的工艺计算及选型

（3）用CAD绘制工艺流程图及主体设备工艺条件图各一张（4）编写设计说明书 3.设计步骤：

（1）课程设计准备工作 进行课程设计，首先要认真阅读、分析下达的设计任务书，领会要点，明确所要完成的主要任务。为完成该任务应具备那些条件，开展设计工作的初步设想。然后进行一些准备工作。准备工作可分两类，一是结合任务进行生产实际的调研。二是查阅、收集技术资料。在设计中所需资料一般有以下几种：有关生产过程的资料，如工艺流程、生产操作条件、控制指标和安全规程等，设计所涉及物料的物性参数，在设计中所涉及工艺设计计算的数学模型及计算方法，设备设计的规范及实际参考图等。

（2）确定设计方案

按任务书提供的条件及要求，结合所掌握的资料进行分析研究，选定适宜的流程方案及设备的类型，并初步形成工艺流程简图。（3）工艺设计计算

选择适宜的数学模型和计算方法，按任务书规定要求、给定条件以及现有资料进行工艺设计计算，即进行物料衡算、热量衡算等。以获得物流量、能流量、各物流的组成、状态等信息。同时获得设备的结构工艺尺寸。（4）结构设计

在工艺设计基础上，即可获得设备的主要工艺尺寸。由此完成设备结构工艺条件图。

（5）工艺设计说明书

将以上设计所获得工艺流程方案、工艺设计计算主要步骤及结果、主要设备工艺条件图汇集成工艺设计说明书。4.设计说明书

（1）封面：课程设计题目、学生班级及姓名、指导教师、时间（2）目录（3）设计任务书（4）概述与设计方案简介（5）设计条件及主要物性参数表

（6）工艺设计计算：此部分含内容较多，设计者应根据设计计算篇幅，适当划分为若干小节，使之条理清晰（7）辅助设备的计算及选型

（8）设计结果汇总表：主要有两个表，其一为物料衡算表，其二为设备操作条件及结构尺寸一览表

（9）设计评述：介绍设计者对本设计的评价及设计的学习体会（10）工艺流程图及设备工艺条件图（11）参考资料（12）主要符号说明

三.指导教师的职责 课程实际的指导教师必须由具体讲师以上职称或具有硕士以上学位的教师担任，青年教师在承担此课之前必须进行岗前培训。指导教师的职责如下： 1.每名指导教师指导学生人数15～20名，至少应准备8个以上设计内容、要求明确题目；

2.提供必要的参考资料及可供选择的样图；

3.与学生一起进行方案论证，帮助学生确定最后的设计方案； 4.教师应及时掌握学生的设计进度，及时答疑、督促检查； 5.引导学生发挥主观能动性，鼓励创新；

6.指导教师应坚守岗位，每天至少与学生见面一次。

四.设计参考资料

1.化学工程手册编委会，化学工程手册，化学工业出版社，2002 2.袁一主编，化学工程师手册，化学工业出版社，2002 3.邝生鲁主编，化学工程师技术全书（上、下），化学工业出版社，2002 4.刘光启主编，化学化工物性数据手册（上、下），化学工业出版社，2002 5.匡国柱 史启才主编，化工单元过程及设备课程设计，化学工业出版社，2002 6.国家医药管理局上海医药设计院编，化工工艺设计手册 第二版（上、下），化学工业出版社，1996 7.郑晓梅主编，化工制图，中国石化出版社，2001

制定人：张永强

审定人：

批准人：

2005年5月

第五篇：化工原理课程设计教学大纲

《化工原理课程设计（Ⅰ、Ⅱ）》大纲

课程名称：化工原理课程设计

英文名称： Course Design of Principles of Chemical Engineering 课程编号： 1804031(1804032)课程类别：专业基础课

学 时 数：四周(第四学期两周和第五学期两周)学 分 数：4 学分 使用专业：化学工程与工艺

一、课程设计目的与任务

化工原理课程设计是一门重要的实践课程，是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程所学知识，完成以化工单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计，对学生进行设计技能的基本训练，培养学生综合运用所学的书本知识解决实际问题的能力，也为毕业设计打下基础。因此，化工原理课程设计是提高学生实际工作能力的重要教学环节。

二、教学基本要求

通过课程设计学生应在下列几个方面得到较好的培养和训练： 1.使学生掌握化工设计的基本程序与方法；

2.结合设计课题，培养学生查阅有关技术资料及物性参数的获取信息能力； 3.通过查阅技术资料，选用设计计算公式，搜集数据，分析工艺参数与结构尺寸间的相互影响，增强学生分析问题、解决问题的能力；

4.对学生进行化工工程设计的基本训练，使学生了解一般化工工程设计的基本内容与要求；

5.通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求； 6.了解一般化工制图基本要求，对学生进行绘图基本技能训练。

三、课程设计内容及学时分配

化工原理课程设计应以化工单元操作的典型设备为对象，课程设计的题目尽量从科研和生产实际中选题。化工原理课程设计内容包括：

1.设计方案简介：包括对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。2.主要设备的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。3.典型辅助设备的选型和计算：包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。

4.工艺流程图：以单线图的形式绘制，标出主要设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点。

5.主要设备工艺条件图：包括设备的主要工艺尺寸。

6.编写设计说明书：掌握设计说明书的编写方法和格式。包括设计任务书、目录、设计方案简介与评述、工艺设计及计算、主要设备设计、工艺流程示意图（AutoCAD），电算程序及符号说明，设计结果总汇，设计结果的自我评价和结束语、参考文献等，要求整个设计内容全部用计算机打字排版、打印（其参见打印文本格式）。设计结果汇总表、参考文献等内容，并附工艺流程图和主要设备结构图。

7.关于计算机的应用：掌握计算机编程计算。特别是优化设计计算，要求学生自编程序，自己上机操作，在说明书中附上计算框图，计算机程序及符号说明以及设计说明书的排版、打印。

设计内容一：列管式（或板式）换热器的设计（以管式换热器的设计为例说明）（2周）

（一）设计内容 根据生产任务的要求确定设计方案(1)换热器类型的选择

(2)换热器内流体流入空间的选择 2 化工计算(1)传热面积的计算

(2)管数、管程数及管子排列，管间距的确定(3)壳体直径及壳体厚度的确定 3 换热器尺寸的确定及有关构件的选择 4 换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择 5 绘制流程图及换热器的装配图 6 编写说明书

（二）设计要求： 在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。2 在化工计算时要求掌握传热的基本理论，有关公式，要知道查哪些资料，怎样使用算图以及怎样选用经验公式，并进行优化设计。3 要求根据国家有关标准来选择换热器的构件 要求一部分学生利用计算机来进行辅助设计及优化设计方案 5 要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计

设计内容二：蒸发装置的设计（以标准蒸发器的设计为例说明）（2周）

（一）设计内容 根据溶液的性质及工艺要求确定蒸发器的操作条件，蒸发器的型式和蒸发操作的效数 2 根据物料衡算及热量衡算计算加热蒸汽的消耗量及各效的蒸发量 3 求出各效传热量和传热面积 4 蒸发器尺寸的确定和有关构件的选择 5 附属设备的选型

6绘制流程图及蒸发器的装配图 7编写设计说明书

（二）设计要求 要求学生必须根据设计任务书合理选择蒸发器的类型 2 要求学生掌握常用的试差法对多效蒸发器进行工艺计算 3 必须根据有关国标来选择蒸发器的构件

设计内容三：填料（或板式）吸收塔的设计（以填料吸收塔的设计为例说明）

（一）设计内容 吸收的汽液平衡关系的确定 2 吸收流程的确定 吸收剂的选择及吸收剂用量的计算 4 填料的选择 塔径和填料层高度的计算 进行阻力计算及气液输送机械的选型 7 塔的辅助装置的选型(1)喷淋装置(2)气体分布器(3)液体分布器(4)气体进出口装置(5)填料支承装置

（2周）8 绘流程图及吸收塔的装配图 9 编写设计说明书

（二）设计要求 必须掌握填料塔设计的有关原理、步骤 2 必须学会合理地选择填料 必须校核本设计是否满足填料塔设计的有关设计要求 4 必须依据国家有关标准来选择塔的附件如封头、支座等 5 要求部分学生利用计算机进行辅助设计

设计内容四：板式（填料）精馏塔的设计（以板式精馏塔的设计为例说明）

（一）设计内容 1 设计方案的确定(1)操作压力(2)进料状态(3)加热方式(4)热能利用 2 工艺计算(1)物料衡算(2)热量衡算(3)回流比的确定(4)理论塔板数的确定 3 塔板及塔的主要尺寸的设计(1)塔板间距的确定(2)塔径的确定

(3)塔板布置及板上流体流程的确定 4 流体力学的计算及有关水力性质的校核 5 板式精馏塔辅助设备的选型 6 绘制流程图及精馏塔的装配图 9 编写设计说明书

（二）设计要求 要求掌握连续精馏装置设计原理与设计步骤

2周）（2 要求部分学生能利用计算机通过逐板计算法求解理论塔板数 3 要求学生知道进料状况及回流比对精馏过程的影响并做好优化设计 4 必须依据国家有关标准选择塔附件如：封头、支座等 学时分配如下：

课程设计学时： 4周（其中：第四学期两周和第五学期两周）

第一阶段：下达设计任务书

第二阶段：阅读设计指导书，查阅资料拟定设计程序和进度计划。

第三阶段：查阅文献，收集有关数据，了解设备配置，安装和操作的有关知识。第四阶段：设计计算，绘图和编制设计说明书。第五阶段：设计考核及评定成绩。

四、课程设计参考资料

[1]天津大学化工原理教研室编.《化工原理课程设计》[M].天津：天津科学技术出版社，1994 [2]大连理工大学化工原理教研室编.《化工原理课程设计》[M].大连：大连理工大学出版社，1994 [3]《化学工程手册》编委会编.《化学工程手册》（第二版）[M].北京：化学工业出版社，1996

五、考核及成绩评定 1．考核内容

由指导教师对学生在课程设计期间的表现，所完成的设计图纸、设计说明书的质量和答辩情况进行综合考核。

评定指标如下：

（1）考勤与遵守纪律情况（2）图纸数量和质量

10% 30%

40%

20%（3）工艺计算书和设计说明书

（4）答辩（笔试和口试，主要是口试）2．成绩评定

依据上述考核内容，最后采用优（>90分）、良（80～89分）、中（70～79分）及格（60～69分）、不及格（<60分）五级记分制评定学生课程设计成绩。

评分标准如下： 优：课程设计相关知识掌握牢固，选定方案及设计计算正确，结果可靠，计算书和说明书书写认真准确，图纸完整规范，具有独立分析解决问题的能力和创新精神或对一方面有深入探讨，答辩能流利清晰地阐述设计的主要观点，回答问题准确。学习态度认真。

良：课程设计相关知识掌握良好，选定方案及设计计算正确，计算书和说明书书写认准确，图纸较完整规范，具有独立分析解决问题的能力，答辩基本能清晰地阐述设计的主要观点，回答问题较准确，学习态度认真。

中：课程设计相关知识掌握较好，选定方案及设计计算正确，计算书和说明书书写认真准确，图纸基本完整规范，答辩基本能阐述设计的主要观点，回答问题基本准确，学习态度较认真。

及格：课程设计相关知识掌握一般，选定方案及设计计算基本正确，计算书和说明书书写一般，图纸完整但不够规范。答辩基本能阐述设计的主要观点，回答问题不够准确，学习态度一般。

不及格：课程设计相关知识掌握一般，选定方案及设计计算不准确，计算书和说明书书写不认真，图纸不完整不规范，答辩不能阐述设计的主要观点，回答问题不准确，学习态度不认真。