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中国石油大学化工原理课程设计：毕胜苯、甲苯、乙苯
汇报人：
2024-02-06
目录
CONTENTS
课程设计背景与目标
工艺流程设计与分析
设备选型与计算
操作条件优化研究
实验方案制定与实施
课程设计总结与展望
01
CHAPTER
课程设计背景与目标
化工原理课程是中国石油大学的一门重要专业课程，旨在培养学生掌握化工基本理论和基本技能。
课程内容包括流体流动、传热、传质等化工基本原理，以及这些原理在化工生产中的应用。
通过本课程的学习，学生将具备分析和解决化工生产过程中实际问题的能力。
毕胜苯、甲苯、乙苯是三种重要的有机化合物，广泛应用于化工、医药、农药等领域。
毕胜苯是一种无色液体，具有特殊的气味，可用于生产染料、树脂等；甲苯是一种无色透明的液体，具有类似苯的气味，可用于合成多种有机化合物；乙苯是一种无色液体，具有芳香气味，主要用于生产苯乙烯等。
这三种化合物在生产和使用过程中存在一定的环境和安全问题，需要采取相应的措施进行管理和控制。
课程设计的目标是让学生通过实践应用化工原理知识，提高分析问题和解决问题的能力。
设计要求包括：掌握毕胜苯、甲苯、乙苯的物性数据和生产工艺；运用化工原理知识分析生产过程中的问题和提出改进措施；完成相关的计算和设计任务，形成完整的设计报告。
通过课程设计，学生将加深对化工原理知识的理解，提高实践能力和创新意识。同时，课程设计也是培养学生团队合作精神和职业素养的重要环节。
02
CHAPTER
工艺流程设计与分析
毕胜苯、甲苯、乙苯作为主要原料，具有不同的物理和化学性质，需根据反应需求进行适当选择。
针对原料中可能存在的杂质和水分，采用蒸馏、干燥等方法进行预处理，以确保原料质量。
原料预处理方法
原料种类及性质
反应原理
阐述毕胜苯、甲苯、乙苯在特定条件下发生的化学反应原理，包括反应方程式、反应条件等。
关键设备介绍
介绍反应过程中涉及的关键设备，如反应器、换热器、精馏塔等，以及它们在工艺流程中的作用。
产品分离方法
根据产品的物理和化学性质，采用蒸馏、萃取等方法将产品从反应混合物中分离出来。
产品纯化方法
为进一步提高产品质量，采用重结晶、吸附等方法对产品进行纯化，去除其中的杂质。
根据工艺流程设计及设备布局，绘制出详细的工艺流程图，包括物料流向、设备连接等信息。
工艺流程图绘制
针对工艺流程图中的各个环节进行详细解析，包括物料平衡、能量平衡等方面的分析，以评估工艺流程的可行性和优化空间。
工艺流程图解析
03
CHAPTER
设备选型与计算
用于分离毕胜苯、甲苯、乙苯混合物，选型依据包括处理量、分离效果、操作弹性等。
精馏塔
换热器
泵
实现物料之间的热量交换，选型依据包括传热面积、传热效率、流体阻力等。
用于输送液体物料，选型依据包括流量、扬程、效率等。
03
02
01
根据处理量和分离要求计算塔径、塔高，并进行流体力学和热力学校核。
精馏塔
根据传热面积和传热效率计算换热器尺寸，并进行压降和热效率校核。
换热器
根据流量和扬程计算泵的尺寸，并进行水力性能和机械性能校核。
泵
01
02
04
确定设备位置和相对高程，保证工艺流程顺畅。
考虑设备检修和操作空间，便于日常维护和操作。
合理利用空间，减少占地面积，降低投资成本。
绘制设备布置图时，注意图例、标注和比例的准确性。
03
设备材质选择
安全阀设置
防火防爆措施
紧急停车系统
选用耐腐蚀、耐高温、耐压的材质，确保设备长期稳定运行。
对易燃易爆物料采取防火防爆措施，如设置防火墙、防爆膜等。
在精馏塔和换热器等设备上设置安全阀，防止超压引起安全事故。
设计紧急停车系统，确保在突发情况下能够迅速切断物料和能源供应，保障人员和设备安全。
04
CHAPTER
操作条件优化研究
温度
分析不同反应温度下，毕胜苯、甲苯、乙苯的转化率、选择性和产品纯度等质量指标的变化规律。
压力
考察压力变化对反应速率、平衡常数及产品分布的影响，以确定适宜的操作压力范围。
原料配比
研究不同原料配比下，各组分的反应活性和相互作用，以及对产品质量的综合影响。
03
资源循环利用
考虑将废液、废渣中的有用成分进行回收和再利用，提高资源利用率。
01
热能回收
探讨反应过程中余热的回收利用技术，如热交换器、余热锅炉等，以降低能耗。
02
废气处理
针对排放的废气，研究有效的处理技术，如吸附、吸收、催化燃烧等，以减少环境污染。
设计基于PLC或DCS的自动控制系统，实现反应过程的自动化监控和操作。
自动控制系统
根据反应动力学特性和操作经验，优化控制策略，如温度、压力、流量等关键参数的自动控制。
控制策略优化
建立故障诊断和预警系统，及时发现并处理异常情况，确保生产安全稳定。
故障诊断与预警
05
CHAPTER
实验方案制定与实施
通过毕胜苯、甲苯、乙苯的分
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