化工传热过程与控制[教案化工1311].doc

《化工传热过程与控制》（项目化） 教 案 （2013.9～ 2014.1 学年第1学期） 学 院 常州工程职业技术学院 系 （部） 化学工程系 教 研 室 化工原理 班 级 化工1211 教 师 潘 文 群 项目一、酒精回收生产中的预热器的选用 知识目标： 掌握传热操作的基本知识、基本理论与工艺计算；掌握传热过程的操作要领、常见事故及其处理方法；掌握热电阻、热电偶等常用温度测量仪表的使用方法。 理解间壁传热的热阻构成、强化传热的方法与途径，设备与管道的热损失及其保温措施；理解列管式换热器的选型方法。 了解工业换热器的类型、结构、特点、操作原理及其适用范围，新型换热器的发展；了解工业上常用测温仪表的分类、结构、工作原理适用范围及安装维护；了解换热器的自动控制方案及其选用方法。 能力目标： 1、能根据生产任务对列管换热器、套管换热器、板式换热器等常用换热器实施基本操作，能正确使用各类常见的温度测量仪表和对换热器实施自动控制，并能根据生产工艺与设备特点制定传热过程的安全操作规程。 2、能运用传热基本理论与工程技术观点分析和解决传热操作中诸如传热效率下降、振动、工艺介质控制参数不达标等常见故障。 3、能根据工艺过程需要正确查阅和使用一些常用的工程计算图表、手册、资料等，并进行必要的换热计算，如传热量的计算、载热体用量计算、平均传热温差计算、换热面积计算、对流传热系数与总传热系数的计算及列管换热器的选型计算。 素质目标： 1、帮助学生逐步建立工程技术观念，培养学生追求知识、严谨治学、勇于创新的科学态度和理论联系实际的思维方式； 2、培养学生逐步形成安全生产、节能环保的职业意识和敬业爱岗、严格遵守操作规程的职业操守； 3、培养学生团结协作、积极进取的团队合作精神。 任务单（总）（A） 常州新东化工有限公司拟将已用过的低浓度的酒精回收，已知低浓度的酒精浓度为15%（摩尔分数），回收后的酒精浓度为85%（摩尔分数）。年生产时间为300天，预热器的热损失为加热量的5%。其工艺流程图如下：现将原料液经过预热到750C后进入精馏塔，现要求各自小组根据不同的生产能力选用和计算此换热器的相关尺寸和参数。 分为10组： 第1组：50000t/Y； 第6组：70000t/Y； 第2组：54000t/Y； 第7组：74000t/Y； 第3组：58000t/Y； 第8组：78000t/Y； 第4组：62000t/Y； 第9组：82000t/Y； 第5组：66000t/Y； 第10组：86000t/Y； 以上处理量是指处理15%的酒精量。 完成下列任务 （1）换热设备的选用（结构形式）； （2）换热方式的确定； （3）加热剂和冷却剂的选用（加热剂用量和冷却剂用量的计算）； （4）热负荷的计算； （5）传热系数K的来源； （6）换热器的结构尺寸的计算（面积，列管的规格、管子在管板上的排列方式、流体流入空间的选择、管程数和壳程数的确定等）； （7）传热过程中的DCS控制； （8）换热器的操作与维护； （9）换热器中的常用仪表—温度的使用。 任务单（总）（B） 常州亚邦集团生产丙烯酸甲酯，选取酯化反应器的预热器作为A线项目，将反应物料甲醇和丙烯酸混合后，加热到750C送入酯化反应器。甲醇的进料量在750Kg/h之间，丙烯酸的进料量在1800Kg/h之间，醇和酸的摩尔比为1：0.75计，预热器的热损失为加热量的5%。年生产时间为300天。现要求各自小组根据不同的生产能力选用和计算此预热器的相关尺寸和参数。 分为10组：（甲醇） 第1组： 40000t/Y； 第6组：60000t/Y； 第2组：44000t/Y； 第7组：64000t/Y； 第3组：48000t/Y； 第8组：68000t/Y； 第4组：52000t/Y； 第9组：72000t/Y； 第5组：56000t/Y； 第10组：76000t/Y。 完成下列任务 （1）换热设备的选用（结构形式）； （2）换热方式的确定； （3）加热剂和冷却剂的选用（加热剂用量和冷却剂用量的计算）； （4）热负荷的计算； （5）传热系数K的来源； （6）换热器的结构尺寸的计算（面积，列管的规格、管子在管板上的排列方式、流体流入空间的选择、管程数和壳程数的确定等）； （7）传热过程中的DCS控制； （8）换热器的操作与维护； （9）换热器中的常用仪表—温度的使用。 任务单