化工设计复习资料要素.doc

化工设计的内容与程序（简答） 根据项目性质分类: 1.新建项目设计 2.重复建设项目设计 3.已有装置的改造设计 二、根据化工过程开发程序分类（简答） （一）概念设计 （二）中试设计 （三）基础设计 （四）工程设计 第四章设备的工艺设计及化工设备图 一、选型和工艺设计的原则如下： 合理性 （2）3：有两个蒸馏塔的分离装置，将含50％苯、30％甲苯和20％(mol%)二甲苯的混合物分成较纯的三个馏分，其流程图及各流股组成如图。计算蒸馏1000 mol/ h 原料所得各流股的量及进塔II物料的组成。 解： 设S2、S3……表示各流股物料量，mol / h x3B、x3T表示流股3中苯、甲苯的组成。 该蒸馏过程中共可列出3组物料衡算方程，每组选三个独立方程。即 体系A（塔I）： 总物料? 1000＝S2 ＋ S3??????????????????????? (1) 苯? 1000 × 0.5 ＝0.95S2 ＋x3B S3???????????????? (2) 甲苯? 1000 × 0.3 ＝0.03S2 ＋x3T S3??????????????(3) 体系B（塔II）： 总物料? S3 ＝S4 ＋ S5???????????????????????? (4) 苯 ??x3B S3 ＝0.03S4 ＋ 0.0045 S5?????????????? (5) 甲苯? x3T S3 ＝0.95S4 ＋ 0.43 S5??????????????? (6) 体系C（整个过程）： 总物料? 1000 ＝S2 ＋ S4 ＋ S5???????????? (7) 苯? 1000 ×0.5＝0.95S2 ＋ 0.03S4 ＋ 0.0045S5?????? (8) 甲苯? 1000 ×0.3＝0.03S2 ＋ 0.95S4 ＋ 0.43S5?????? (9) 以上9各方程，只有6各是独立的。因为（1）＋（4）＝（7）式，同样，（2）＋（5）＝（8）式及（3）＋（6）＝（9）式。 因此，解题时可任选二组方程。由题意，应选体系C(整个过程)，因三个流股2、4、5的组成均已知，只有S2、S4、S5三个未知量，可从(7)、(8)、(9)三式直接求解。 由(7)、(8)、(9)三式解得 S2 ＝ 520 mol / h S4 ＝ 150 mol / h S5 ＝ 330 mol / h 再任选一组体系A或B的衡算方程，可解得： S3 ＝ 480 mol / h，x3B＝0.0125，x3T＝0.5925， x3x＝0.395 带反应的物料衡算 连续精馏 蒸馏物料衡算目的： 找出塔顶产品，塔底产品的流量和组成与原料液的流量和组成之间的关系。 全塔总质量衡算 F=D+W 全塔各组分的质量衡算FxFi=DxDi+WxWi 冷冻剂：冷冻循环的循环介质，热量传递的中介 1. 氨 操作压力和汽化热比其他冷冻剂有优势。 汽化热大，需要的冷冻剂循环量小。 操作压力：当冷却水温度很高，操作压力不超过16atm；当蒸发器的温度低于-34C，压力不低于1atm，空气不会漏入蒸发器，保证操作安全。 2. 氟利昂 优点：无毒，无味，不着火，与空气混合不爆炸，无金属腐蚀性 缺点：汽化热小，在一定的冷冻能力下，需要大量循环；价格昂贵。 载冷剂 载冷剂是用来先接受制冷剂的冷量而后去冷却其它物质的媒介物质，又称冷媒。它在间接制冷系统中起着传递制冷剂冷量的作用。 一、对载冷剂的要求 选择载冷剂时应考虑因素有：冰点、比热、对金属腐蚀性和价格等。 １.比热要大 比热大，载冷量就大，从而可减小载冷剂的循环量。 ２.粘度低、导热系数高。 ３.凝固点低且要适宜，因凝固点过低将导致比热减小、粘度增大。 ４.无臭、无毒、使用安全，且对金属的腐蚀性要小。 ５.价格低廉，易于购得。 二、常用载冷剂及性质 载冷剂的种类较多，可以是气体、液体或固体。常用载冷剂有空气、水和盐水溶液。冷冻盐水常用 １.空气和水 空气或水是最廉价、最易获得的载冷剂。具有密度小、安全无害、对设备几乎无腐蚀性等优点。但空气的比热小，所以只有利用空气直接冷却时才采用空气作载冷剂。水虽有比热大的优点，但水的冰点高，所以水仅能用作制出0℃以上的载冷剂。0℃以下应采用盐水作载冷剂。 ２.盐水溶液 盐水是最常用的载冷剂，由盐溶于水制成。常用的盐水主要有氯化钠水溶液和氯化钙水溶液。 盐水的性质于溶液中含盐量的多少有关。特别需要指出，盐水的凝固点取决于盐水的浓度 图中曲线Ⅰ（实线）为氯化钠盐 水的凝固曲线，曲线Ⅱ（虚线）为氯 化钙