常州工程学院化工0915班醋酸正丁酯生产工艺设计指导书.docx
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常州工程学院化工0915班醋酸正丁酯生产工艺设计指导书
毕业综合课题指导书
题目：
醋酸正丁酯生产工艺设计
专业：
应用化工
班级：
化工0915班
设计指导老师：
常州工程职业技术学院化工系精细化工教研室
2011年11月1日
醋酸正丁酯生产工艺设计指导书
第一部分 设计的总体要求
一．设计目的：
毕业设计是教学过程最后阶段的重要实践性环节，其目的是：
1．培养学生独立运用所学基本理论、技术基础和专业知识、综合分析和解决生产技术问题的能力。
2．掌握设计的基本方法和步骤、掌握查阅和使用国家手册规范等技术资料的方法、掌握处理生产实际数据的方法，完成技术人员在工艺设计方面所必须具备的运算与绘图的基础训练，为今后从事工艺设计打下基础。
二．对设计说明书的要求：
1．设计说明书是叙述性文件，用来说明设计依据、设计意思、设计过程及设计方案的选择和优缺点等，要求内容完整、文字简明通顺、书写整齐清洁。
2．说明书中所列计算过程正确、引用的重要数据及公式须注明出处，并附有与计算有关的必要简图。
3．设计说明书须按统一发给的十六开报告纸书写，注明页次与编写目录，并与设计图纸一起装订成册，交给指导教师审定。
4．设计说明书的具体写作除参照附
（一）“毕业设计说明书的写作”外，绪论部分尚需以下几方面的内容：
（1）设计目的论证
（2）文献评述
（3）所选生产方法的反应原理、最佳工艺条件等
（4）原材料及产品的主要物化性质
三．工艺设计参数：
1．酯化反应式：
2．反应条件：
（1）催化剂：
浓硫酸（98.5%）
（2）温度：
120±5℃
（3）操作压力:
1atm
（4）原料配比：
醋酸：
正丁醇=1：
1.2（摩尔比）
（5）操作周期：
投料0.2小时,反应4小时,一天3釜
3．醋酸转化率：
85%
4．醋酸正丁酯收率：
反应部分:
100%
中和：
98%
脱水：
99.8%
分馏：
99%
5．其余有关数据请参照有关资料报告。
四．反应器的设计：
参阅《工厂装备》及《化工制图》。
五．其它设计：
参阅《化工工艺设计手册》、《化工原理》等资料。
第二部分 设计中文字叙述部分具体要求
设计说明书内容大致包括：
（1）绪论；
（2）生产工艺流程的说明；（3）设备设计与选型；（4）原材料消耗综合表；（5）能量消耗综合表；（6）“三废”排放及说明；（7）车间人员表；（8）劳动保护及安全技术。
还有附录
（1）设备一览表；
（2）带控制点工艺流程图；（3）设备布置图；（4）设备结构图；（5）物料衡算图。
下面对设计说明书中的各项内容进行详细论述。
1．绪论
主要包括
（1）设计任务；
（2）设计方法；（3）设计深度；（4）本次设计的目的意义；（5）其它必要说明的问题。
2．生产工艺流程说明：
包括
（1）产品和半成品的特性和规格；产品分子式或结构式；分子量；物理化学性质；规格或技术条件等。
（2）原料特性和规格，同上。
（3）化学反应原理和生产步骤。
（4）流程叙述。
要求说明下列各点：
物料的来龙去脉；主要设备特性的描述；工艺操作条件；加料量及出料量；每批产量或单位时间产量等。
（5）生产控制一览表。
（6）生产每吨产品消耗原料表。
（7）生产每吨产品所排放的“三废”表。
3．设备设计与选型
本项主要列出设备设计内容及其结果、各种设备的型号、规格、套数等。
4．车间人员表
此项学生设计时困难较大，但必须作出大致的估算。
5．劳动保护和安全技术
劳动安全应说明以下各点：
（1）、化合物的物化性质、毒性和空气中最大允许浓度；
（2）、汽、电等应注意事项；
（3）、特殊保护措施；
（4）、一般防护措施；
防火安全：
（1）、化合物的着火、爆炸性能（闪点、爆炸极限等）；
（2）、厂房火灾危害性的等级；
（3）、防火、防爆技术措施；
（4）、一般措施。
第三部分 设计计算书的内容
设计说明书中要包含重要的一部分内容即设计计算书。
设计计算书应包括下面内容：
（1）设计依据；
（2）物料衡算；
（3）热量衡算；
（4）设备工艺计算；
（5）附属设备的选型或计算；
（6）参考资料。
一．物料衡算的作用、方法和步骤
在工艺设计过程中，物料衡算对于控制生产过程有着重要的指导意义，在实际生产中，物料衡算可以揭示物料的浪费和反常现象，从而帮助我们出改进措施，提高效率，减少“三废”排放量。
物料衡算确定原料产品的定量关系。
由此定出原料与辅料的消耗，为操作制定科学的指标。
物料衡算也是能量衡算、设备工艺计算的基础。
通物料衡算可以算出各工段所处理的物料量，就可以定出和生产过程中各设备台数、容量、主要工艺尺寸。
所以物料衡算是化工工艺计算的重要部分，首先应该进行的部分。
物料衡算的具体方步骤为：
（1）说明问题；
（2）列出已知数据；
（3）给出系统的流程；
（4）确定系统的边界；
（5）建立系统参数基准；
（6）写出组份的物料衡算式；
（7）写出总的物料衡算式；
（8）解方程组；
（9）用另一个物质的质量衡算来核算；
（10）整理校核计算结果：
将计算整理清楚，列成表格；
（11）绘制物料流程图：
这种图能清楚地表示物料在流程或设备中的化结果。
二．热量衡算的作用、方法和步骤：
热量衡算的依据是能量守恒定律，即输入设备操作的热能等于操作及出的热能。
热量衡算的主要任务为：
（1）计算加热剂或冷却剂的用量，为公用工程设计提供依据。
（2）计算设备传递热量，为改进设备和设备设计提供依据。
（3）通过热量衡算分析研究工艺设计和生产操作过程中热量利用是否经济合理，以提高热利用率。
在化工工艺设计中热量衡算的基本程序是以物料衡算为基础进行单元设备的热负荷计算，然后进行全系统的热平衡计算，分析系统的热量利用程度，尽量做到热量的经济合理利用。
若发现原设计中能量利用不尽合理，要考虑改进工艺或设备，重新进行计算，直至热量利用较为经济合理为止。
热量衡算的具体步骤是：
（1）写出热量衡算式；
（2）查出有关数据；
（3）选取基准温度；
（4）解方程；
（5）整理计算数据并列出热量衡算表。
三．设备的工艺计算及选型
设备工艺设计与选型的目的是决定车间内所有设备的台数，型式和主要尺寸，为车间布置设计以及施工非工艺项目（如仪表、土建、给排水等）设计提供足够的依据。
设备的工艺设计可以在物料衡算的基础上进行。
设备的工艺设计一般可分为两阶段进行。
第一阶段在物料衡算结束后进行粗略的设计，为绘制工艺流程草图作准备。
它主要包括：
（1）计量和贮存设备的容积计算；
（2）某些定型设备和标准设备的选定；
（3）某些非定型设备的型式、台数和主要尺寸等。
第二阶段的设备可在流程草图设计中交错进行，着重解决工艺过程中设备上的一些技术问题。
如过滤面积、传热面积、干燥面积、蒸馏塔板数以及各种设备的主要尺寸。
至此，所有工艺设备的台数、型式、主要尺寸都可以确定。
设备设计结束后，应列出设备一览表，作为设计说明书的组成部分。
设备设计的基本内容包括定型设备的选择、非定型设备的工艺计算等。
定型设备的选择应考虑以下几点：
（1）首先根据设计项目规定的生产能力和生产周期考虑使用设备的台数。
如用单台或多台，台数确定后，凡运转设备要按其负苛的规定的工艺条件进行选型。
如真空泵应根据抽气量和真空度要求选型。
静止设备则要计算其主要参数。
如传热面积和蒸发面积等。
再结合工艺条件进行选型。
选型可参照国际标准图集或有关手册和生产厂家的生产目录、说明书等。
（2）在选用这类设备时，应考虑这种设备的供应困难。
（3）对于定型的设备经常遇到二个问题：
一是往往不能选到完全对口的设备。
这时可按偏高的选用。
二是要考虑工厂的发展情况，选用设备适用于近期发展。
（4）从设备的工艺条件考虑，有些设备（如受压容器等）也应从偏高一个等级选用。
例如工艺上要求使用0.6MP的锅炉才能满足要求。
有关化工设备设计方法及设计技术在各种“化工过程及设备“书籍、文献、手册可以查到，些处可以查到，此处不作特别的介绍。
第四部分 图纸设计
1、生产工艺流程图
生产工艺流程图包括以下几个方面：
（1）物料的来龙去脉，厂房各层及地平线标高。
地平线均要求用细双实线画出，标高条用米为单位。
（2）设备示意图
除有标准画法处，其余均画出设备的外形、设备外形尺寸须按比例画出，比例一般为1:
50,1:
100。
（3）设备流程号
流程号一般包括段号，设备位号等。
详见“化工制图“有关章节。
（4）物料及动力管线，流向箭头。
（5）管线上的主要阀门。
（6）必要的设备和管道附件，如阻火器，管道过滤器，疏水器等。
（7）必要的计量控制仪表，如转子流量计，玻璃计量管，压力表等。
（8）必要的文字注释。
物料流程图画法是自左至右展开。
步骤如下：
（1）将设备示意图按厂房中布置的高低位置用细线条画出，而平面位置采用由左至右展开。
设备之间留有一定的间距。
（2）将物料流程管线用粗线条画出，并画上流向箭头。
（3）将辅助管线用的细线条画出，并画上流向箭关．
（4）画上设备及管道上的必要附件。
（5）标上设备流程号。
（6）最后加上注必要的文字注释，如图例等。
2、设备平面布置图
设备平面布置图内容包括：
（1）厂房建筑平面，包括厂房边墙轮廓线，窗户位置，门位置，楼梯位置，柱网（间距和编号），各层相对标高，地坑位置等；
（2）设备外形尺寸俯视图以流程号；
（3）设备定位尺寸线；
（4）操作平台等辅助设施示意图及主要尺寸；
（5）地坑位置尺寸
（6）辅助用房的位置，内部设备的示意和尺寸；
（7）方位标。
平面布置图比例一般采用１：
５０或１：
１００。
设备的流程号必须与流程图的流程号完全相同对应。
平面布置要涉及到设备的排列技术，涉及到通风、采光、照明、运输、安全等方面的知识要求，设计时可参考一些有关参考资料。
３．主要设备装配图
按国家标准机械制图的要求绘制，一般采用１：
１０的比例，并要根据化工设备结构特点采用相应的表达方法。
图面要求完整、正确、清洁。
视图、技术要求说明和标题栏要布置合理。
第五部分 设计成绩的评定
毕业设计成绩评定
1、毕业设计的成绩以学生毕业设计的水平、独立工作能力、工作态度以及答辨的情况为依据，不应以学生以往的课程成绩或教师的个人印象来决定。
2毕业设计成绩采用结构分制，即指导教师评分，审阅教师评分和答辩评分，三部分比例为40：
30：
30，其中指导教师对学生的过程考核占20%。
最终成绩采用优、良、中、及格、不及格五级记分。
对材料不够完整（包括材料中缺少指导教师审阅意见等），规范性较差的学生，毕业设计综合考核成绩原则上不得评定为良好以上。
成绩评定必须坚持标准，成绩优良率应控制在60％以内。
凡工作态度差或完成任务差的学生，应从严评分。
抄袭他人成果者定为不合格，甚至作弊处理。
3、评分标准
优秀：
①全面完成毕业设计指导书的内容，达到任务书的要求。
能较好地运用所学知识进行综合分析，方案正确、论据充分、运算正确、结构合理，有一定的见解，具有一定的设计能力。
②说明书文字简练、表达清楚、书写工整、图表清晰正确。
③图纸符合国家标准，视图齐全、表达清楚、图面质量较高。
④答辩中能准确熟练回答提出的问题。
⑤设计过程中态度严肃、认真。
良好：
①全面完成毕业设计指导书的内容，达到任务书的要求。
能运用所学知识进行分析，方案基本正确、论据充分、运算正确、结构比较合理，有一定的见解，仅有个别非原则性差错。
②说明书文字简练、表达清楚、书写工整、图表清晰正确。
③图纸符合国家标准，视图齐全、表达清楚、图面质量较高。
④答辩中能回答主要问题。
⑤设计过程中态度严肃、认真。
中：
①全面完成毕业设计指导书的内容，达到任务书的基本要求。
能运用所学知识进行分析，方案基本正确、论据充分、运算正确、结构比较合理，有一定的见解，有少数非原则性差错。
②说明书文字表达清楚、书写工整、图表比较清晰。
③图纸符合国家标准，视图齐全、表达清楚、图面质量一般。
④答辩中能回答主要问题。
⑤设计过程中态度严肃、认真。
及格：
①基本完成毕业设计指导书的内容，基本达到任务书的要求。
能运用所学知识进行分析，方案基本正确、论据不够充分、运算基本正确、结构基本合理，有个别原则性差错。
②说明书文字清楚、图表基本正确。
③图纸符合国家标准，视图齐全、表达基本清楚。
④答辩中能回答基本问题。
⑤设计过程中态度比较认真。
不及格：
凡有下列情况之一者毕业设计不及格
①未完成毕业设计指导书的内容，未达到任务书的要求。
设计方案有原则性错误，运算错误较多，结构上有重大缺陷，独立工作能力差。
②说明书表达不清、书写不工整。
③图纸表达不清，结构和技术要求有较多错误，图面质量低劣。
④答辩中不能正确回答问题，且有概念性错误。
⑤设计过程中态度不认真。
第六部分 设计纪律：
1．不迟到、早退、若有违反、每次扣除设计成绩5分，第二次违反，作公开检查，第三次违反，停止设计。
2．在设计室设计期间，凡发现听收音机、录音机、放音机，看小说、杂志、报纸等一律没收，并视情节扣除设计成绩。
3．严禁打扑克、下棋。
4．作息时间按学校规定照常执行。
设计室内的安静、整洁、不准窜位和大声喧哗。
5．有事必须先向指导老师书面请假、并于得到准假后再去办理其它手续。
6．资料损坏，按图书馆规定执行。
7．设计室内不准穿背心、拖鞋。
8．尊重指导老师、服从分配、如有违反，停止设计。
9．其它有关规定按学校规定照常执行。
第七部分 设计时间安排
进度安排表
周次
天数
工作内容
预定目标及检查方式
第一周
3
设计准备
动员讲课，明确设计任务要求，完成时间。
准备手册、参考书、确定方案、计算与绘图工具汇总、收集设计资料等，为设计做好一切准备工作。
完成开题报告。
第一周
第二周
第三周
第四周
17
设计计算
物料衡算、热量衡算、设备设计及选型。
逐一指导检查记录。
第五周
第六周
第七周
15
绘图
生产工艺流程图、物料流程图、设备平面布置图等。
逐一指导检查记录。
第八周
4
整理、编制设计说明书、答辩
整理、编制设计说明书，并与图纸装订成册，先查后做。
抽签确定顺序、集中组织答辩
第八周
1
教师审阅评定成绩
合理、正态、认真、细致、公正、公平。
升级会员 