《化工原理课程设计》以精馏塔（浮阀塔和筛板塔）设计为主，附以换热器、离心泵及管道设计和选型。主要介绍了板式精馏塔的设计计算，并就有关流程方案的确定以及附属设备的选型作了介绍，此外给出了设计时所使用的现行技术标准和一些基础数据。《化工原理课程设计》为化工原理课程教学的配套教材，可作为化工原理课程设计、化工类专业毕业设计的参考资料。
化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必修的三大环节之一，起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。
本书以精馏塔（浮阀塔和筛板塔）设计为主，附以换热器、离心泵及管道设计和选型。主要介绍板式塔精馏塔的设计计算，并就有关流程方案的确定以及附属设备的选型作了介绍，此外给出了设计时所使用的现行技术标准和一些基础数据。为提高教学质量，增加学生的学习兴趣，本书还编写了换热器设计及板式精馏塔多媒体教学仿真设计软件，这对培养学生的创新思维能力、分析判断能力和设计能力起到了良好的促进作用。
本书为化工原理课程教学的配套教材，可作为化工原理课程设计、化工类专业毕业设计的参考资料，也可作为化工原理课程教学的参考用书。
本书共分5章。全书由申迎华、郝晓刚统稿。第1、2章由申迎华编写;第3章的31至33由郝晓刚编写，其余部分由王韵芳编写;第4章由邱丽编写;第5章由段东红编写;附录由申迎华、王韵芳和邱丽编写。
本书在编写过程中得到太原理工大学化工原理教研室各位同仁的帮助。张忠林、王忠德、朱全红和李林屿等在图表的绘制方面给予了大力帮助，在此一并表示感谢。
由于我们经验不足，水平有限，其中难免有不妥之处，恳请各位读者批评指正。
第1章 绪论1
1．1 化工原理课程设计的目的1
1．2 化工原理课程设计的内容和步骤1
1．2．1 课程设计的基本内容1
1．2．2 课程设计的方法与步骤2
1．3 化工原理课程设计的任务要求2
1．3．1 设计说明书的编排和要求3
1．3．2 设计图纸要求3
1．3．3 设计的有关说明3
1．4 CAD及仿真技术在化工设计中的应用4
1．4．1 模拟计算4
1．4．2 图形绘制4
1．4．3 智能CAD与专家系统5
1．4．4 化工过程仿真技术5
第2章 化工设计计算及绘图基础6
2．1 化工设计计算基础6
2．1．1 物料衡算6
2．1．2 热量衡算6
2．1．3 物性数据的查取和估算7
2．2 化工设计绘图基础11
2．2．1 工艺流程图的分类12
2．2．2 带控制点工艺流程图的绘制13
2．2．3 主体设备工艺条件图20
2．2．4 设备装配图20
第3章 板式塔的设计23
3．1 概述23
3．1．1 精馏操作对塔设备的要求23
3．1．2 板式塔的类型23
3．1．3 精馏塔设计的内容及要求24
3．2 设计方案的确定25
3．2．1 流程的确定25
3．2．2 操作条件的确定26
3．2．3 确定设计方案的原则26
3．3 板式精馏塔的工艺计算27
3．3．1 物料衡算与操作线方程27
3．3．2 塔主要部位（塔顶、进料板和塔底）的压力和温度29
3．3．3 理论塔板数的求取31
3．3．4 实际塔板数的确定33
3．4 板式塔主要尺寸的设计计算34
3．4．1 塔的有效高度和板间距的初选34
3．4．2 塔径35
3．4．3 溢流装置的设计37
3．4．4 塔板布置40
3．4．5 浮阀塔的设计计算40
3．4．6 筛板塔的设计计算46
3．5 板式塔的结构49
3．5．1 塔的总体结构49
3．5．2 塔体总高度49
3．5．3 塔板结构50
3．6 精馏塔的附件及附属设备56
3．6．1 封头和法兰的选型56
3．6．2 接管直径56
3．6．3 回流冷凝器57
3．6．4 再沸器58
3．6．5 离心泵的选择59
3．7 精馏塔的设计计算实例60
实例一苯甲苯精馏塔设计60
实例二乙醇水精馏塔设计71
第4章 列管式换热器的设计84
4．1 概述84
4．1．1 换热器的类型84
4．1．2 设计主要内容85
4．2 换热器的工艺设计86
4．2．1 设计方案的确定86
4．2．2 换热器的工艺设计步骤87
4．2．3 换热器的工艺设计计算88
4．3 换热器结构设计89
4．3．1 换热管89
4．3．2 壳体直径91
4．3．3 折流挡板92
4．3．4 其他部件93
4．3．5 材料选用93
4．4 换热器的校核93
4．4．1 流体通过换热器阻力的校核93
4．4．2 传热面积的校核94
4．5 换热器的设计计算实例97
第5章 化工原理课程设计仿真103
5．1 仿真技术简介103
5．1．1 仿真技术概念及其发展103
5．1．2 化工过程仿真技术103
5．1．3 化工原理课程设计仿真104
5．2 板式精馏塔设计仿真操作要点105
5．2．1 软件功能特点简介105
5．2．2 软件的组成部分105
5．2．3 软件操作说明105
5．3 列管式换热器设计仿真操作要点109
5．3．1 软件功能特点简介109
5．3．2 软件操作说明109
附录111
附录1常用有机物质的Antoine方程常数
附录2典型二元物系溶液气液平衡数据
附录3常见二元物系的物性数据
附录4常见物质的物性共性线图
附录5板式塔塔板结构参数
附录6压力容器常用零部件
附录7钢管规格
附录8列管式换热器中传热系数K值范围推荐值
附录9壁面污垢热阻的数值范围
附录10换热器有关参数
参考文献139
第1章 绪论
化工工艺设计指生产方式的选择、生产工艺流程设计、工艺计算（物料平衡和能量平衡）、非标准化工设备的设计、标准设备的选型及管线的配置，并对公用工程（水、电、汽等）提出工艺要求。
设计是一项创造劳动，是设计者对许多构思加以综合、应用基础知识和专业知识去实现设计目标的一个过程。设计是一门综合学科，涉及面很广，它要求设计者要有扎实的理论基础、较强的实践能力和高度的责任感，应用正确的设计思想，从国情出发、从实际出发，采用先进的科学技术，有效利用资源，做到技术上先进、经济上合理，使设计处于多方位优化状态。
1.1 化工原理课程设计的目的
化工原理课程设计是化工类相关专业的本科生运用化工原理及有关先修课程的基本知识去完成某一设计任务的一次较为全面的化工初步设计训练，是化工原理课程最后一个重要的教学环节，其基本目的包括：
（1）使学生初步掌握化工单元操作设计的基本方法和程序；
（2）训练学生的基本技能，如计算、绘图、运用设计资料（手册、标准和规范）、使用经验数据，进行经验估算和处理数据等；
（3）提高学生运用工程语言（简洁的文字、清晰的图表、正确的计算）表达设计思想的能力；
（4）培养学生理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已学过的理论和实际知识去分析和解决工程问题的能力。
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