第03章 化工工艺流程图

1、Chemical Process Design Institute of Chemical Engineering Process Diagram 工艺流程图设计的基本步骤 1. 作工艺流程草图或示意图（方框图） 2. 作工艺物料流程图（物料衡算图）PFD 3. 作带控制点的工艺流程图 PID Introduction to Chemical Process Design “Got a few problems going from lab-scale up to full-scale commercial” Meteric Tank Mixed Acid Waste Acid Nitric

2、Acid Sulfuric Acid M Equipment Description C-101 Feed Air Compressor E-101 Reactor Preheater E-102 Condenser E-103 Reboiler E-104 Condenser E-105 Reboiler E-106 Condenser P-101A/B Water Pump P-102A/B Reflux Pump P-103A/B Reflux Pump R-101 Packed Bed Reactor T-101 Acrolein Absorber T-102 Water Distil

3、lation Tower T-103 Propylene Distillation Tower T-104 Acrolein Distillation Tower V-101 Reflux Vessel V-102 Reflux Vessel V-103 Reflux Vessel 5 Steam Propylene lps DowthermA Propylene Acrolein To Waste Treatment To Inclnerator Air 6 34 12 78 10 Deionized Water 11 lps 13 Deionized Water 12 9 15 14 lp

4、s lps lps lps 17 lps lps 18 20 17 21 Propylene (Stream 2), steam (Stream 4),and compressed air (Stream 6) are mixed and heated to 150 C. The resultant stream (Stream 8) is sent to a catalytic packed bed reactor where propylene and oxygen react to form acrolein. The reactor effluent is quickly quench

5、ed to 50 C with deionized water (Stream 13) to avoid further homogeneous oxidation reactions. Stream 12 is then sent to an absorber, T-101, where it is scrubbed with water and acrolein is recovered in the bottoms (Stream 15). The off gas, Stream 14, is sent to an incinerator for combustion. Stream 1

6、5 is then distilled in T-102 to separate acrolein and propylene from water and acrylic acid. The bottoms (Stream16) consisting of wastewater and acrylic acid are sent to waste treatment. The distillate (Stream 17) is sent to T-103 where propylene is separated from acrolein and the remaining water in

7、 the system. The distillate from T-103, contains 98.4% propylene. The possibility of recycling this stream can be investigated. The bottoms (Stream 19) is then sent to T-104 where acrolein is separated from water. Stream 21 is sent to waste treatment, and the distillate (Stream 20) consists of 98% p

8、ure acrolein. 初步设计初步设计（Preliminary Design） 施工图设计施工图设计 Detailed Design M01 V02 V03 P01 P02 P03 R01 R02 E01 V02 P01 M01 V03 P02 R01 E01 P03 R02 环己酮肟中间槽 环己酮肟进料泵 混合器 环己酮肟溶解槽 循环泵 反应器 冷却器 循环泵 熟化反应器 V02 P01 M01 V03 P02 R01 E01 P03 R02 环己酮肟中间槽 环己酮肟进料泵 混合器 环己酮肟溶解槽 循环泵 反应器 冷却器 循环泵 熟化反应器 正己烷 蒸汽 P-03 FIC LIC TI

9、C FIC P-01 P-02 CW E01 R02 R01 V03 V02 CWR 07 06 01 02 05 03 04 M01 07 正己烷 正己烷 蒸汽 环己酮肟 酸团 R03 阀阀 组组 化工工艺流程设计化工工艺流程设计 5.1 概概 述述 5.2 工艺方案流程图工艺方案流程图 5.3 物料流程图物料流程图 5.4 带控制点的工艺流程图带控制点的工艺流程图 第五章第五章 化工工艺流程设计化工工艺流程设计 n 一. 工艺流程设计的目的和任务 n 目的：用图解形式来表达整个生产工艺过程 n 任务：（1）确定生产工艺流程中各个过程的 具体内容、顺序和组织形式。 n （2）绘制工艺流程图。

10、 5.1 概 述 工艺流程图是用来表达化工生产工艺流程的设计文件 工艺流程图 方案流程图 物料流程图 施工流程图 （带控制点的工艺流程图） 这几种图由于要求不同，其内容和表达的重点也不一致， 但彼此之间却有着密切的联系。 在工艺路线选定后，进行概念性 设计时完成，不编入设计文件 在初步设计阶段，完成物料衡算 时绘制 在方案流程图的基础上绘制的内 容较为详细的一种工艺流程图 作用：表达物料从原料到成品或半成品的工艺过程，及所使 用的设备和机器。用于设计开始时的工艺方案的讨论，也可 作为施工流程图的设计基础。 内容： 设备用示意图表示生产过程中所使用的机器、设备； 用文字、字母、数字注写设备的名称

11、和位号。 工艺流程用工艺流程线及文字表达物料由原料到成品 或半成品的工艺流程。 5.2 方案流程图 5.2.1 方案流程图的作用及内容 5.2 方案流程图 某物料残液蒸馏处理的工艺方案流程图某物料残液蒸馏处理的工艺方案流程图 5.2 方案流程图 5.2.2 方案流程图的画法 按照工艺流程的顺序，把设备和工艺流程线自左至右地展开画 在一个平面上，并加以必要的标注和说明。 设备画法设备位号及名称的注写工艺流程线的画法 用细实线画出设 备的大概轮廓和 示意图，一般不 按比例，但应保 持它们的相对大 小。 V 0 4 0 8 A 真 空 受 槽 车间或工段号 用粗实线来绘制主 要物料的工艺流程 线，用

12、箭头标明物 料的流向，并在流 程线的起始和终了 位置注明物料的名 称、来源或去向。 a）管道相连 b）管道交叉 填料塔板式塔喷洒塔 釜 式 换 热 器套 管 式 换 热 器 浮 头 式 列 管 换 热 器 5.3 物料流程图 物料流程图是在方案流程图的基础上，用图形与表格相结 合的形式，反映设计中物料衡算和热量衡算结果的图样。 在方案流程图上增加以下内容： 在设备位号及名称的下方加注设备特性数据或参数。 如：换热设备的换热面积； 塔设备的直径、高度； 贮罐的容积； 机器的型号等。 在流程的起始处以及使物料产生变化的设备后，列表注明 物料变化前后其组分的名称、流量（kg/h）、摩尔分数（%） 等

13、参数及各项的总和，实际书写项目依具体情况而定。 表格线和指引线都用细实线绘制。 5.3 物料流程图（物料流程图（PFD） 5.4 带控制点的工艺流程图 施工流程图的内容： u设备示意图：带接管口的设备示意图，注写设备位号及名 称； u管道流程线：带阀门等管件和仪表控制点（测温、测压、测 流量及分析点等）的管道流程线，注写管道代号； u对阀门等管件和仪表控制点的图例符号的说明； u标题栏。 u带控制点的工艺流程图也称施工流程图，是在方案流程图的 基础上绘制的内容较为详尽的一种工艺流程图。 u是设计、绘制设备布置图和管道布置图的基础，又是施工安 装和生产操作时的主要参考依据。 u在施工流程图中应把

14、生产中涉及的所有设备、管道、阀门 以及各种仪表控制点等都画出。 5.4 带控制点的工艺流程图 5.4.1 设备的画法与标注 l在施工流程图中，设备的画法与方案流程图基本相同。 l与方案流程图不同的是：对于两个或两个以上的相同设 备一般应全部画出。 l施工流程图中每个工艺设备都应编写设备位号并注写设备 名称。与方案流程图中的设备位号应该保持一致。 l当一个系统中包括两个或两个以上完全相同的局部系统 时，可以只画出一个系统的流程，其他系统用双点画线的 方框表示，在框内注明系统名称及其编号。 5.4 带控制点的工艺流程图 细实线细实线 0.150.3 mm 中粗线中粗线 0.50.7 mm 粗实线粗

15、实线 0.91.2 mm 喷淋管喷淋管伴热（冷）管道伴热（冷）管道 同心异同心异 径管径管 管线宽度与其相接管线宽度与其相接 的新管线宽度相同的新管线宽度相同 原有管线原有管线 柔性管柔性管气动信号线气动信号线 翅片管翅片管电动信号线电动信号线 仪表管道仪表管道 管道隔管道隔 热层热层 引线、设备、管引线、设备、管 件、阀门、仪表件、阀门、仪表 等图例等图例 夹套管夹套管 其他物料管道其他物料管道 电伴热电伴热 管道管道 主要物料管道主要物料管道 名称名称图例图例名称名称图例图例 5.4.2 管道流程线的画法及标注 5.4 带控制点的工艺流程图 管道流程线要用水平和垂直线表示，注意避免穿过设备

16、或 使管道交叉，在不可避免时，则将其中一管道断开一段，管 道转弯处一般画成直角。 (a) 管道相连 (b) 管道交叉 管道流程线上应用箭头表示物料的流向。 图中的管道与其他图纸有关时，应将其端点绘制在图的左 方或右方，并用空心箭头标出物料的流向（进或出），在空 心箭头内注明与其相关图纸的图号或序号，在其上方注明来 或去的设备位号或管道号或仪表位号。 进进出出 5.4 带控制点的工艺流程图 施工流程图中的每条管道都要标注管道代号。 l横向管道的管道代号注写在管道线的上方; l竖向管道则注写在管道线左侧，字头向左。 管段序号 工段号 物料代号 VE 04 01325.5 B 管路外径 壁厚 管道材

17、料代号 管段序号采用两管段序号采用两 位数字，从位数字，从01开开 始，至始，至99为止，为止， 相同类别的物料相同类别的物料 在同一主项内以在同一主项内以 流向先后为序，流向先后为序， 顺序编号顺序编号 隔热或隔音的功能 管路的使用温度范围 管道等级代号 CW0401325.5A1AC 6 管道尺寸一般 标注公称通径， 以mm为单位， 注数字，不注 单位 5.4 带控制点的工艺流程图 5.4.3 阀门等管件的画法与标注阀门等管件的画法与标注 5.4 带控制点的工艺流程图 5.4.3 阀门等管件的画法与标注 l在施工流程图中，管道附件用细实线按规定的符号在相应 处画出。阀门图形符号尺寸一般为长

18、为6 mm，宽为3 mm或长 为8 mm，宽为4 mm。 l为了安装和检修等目的所加的法兰、螺纹连接件等也应在 施工流程图中画出。 l管道上的阀门、管件要按需要进行标注。当它们的公称直 径同所在管道通径不同时，要注出它们的尺寸。 l当阀门两端的管道等级不同时，应标出管道等级的分界线， 阀门的等级应满足高等级管的要求。 l对于异径管标注大端公称通径乘以小端公称通径。 测量点 5.4 带控制点的工艺流程图 5.4.4 仪表控制点的画法与标注 l在施工流程图上要画出所有与工艺有关的检测仪表、调节控 制系统、分析取样点和取样阀（组）。 l仪表控制点用符号表示，并从其安装位置引出。符号包括图 形符号和字

19、母代号，它们组合起来表达仪表功能、被测变量、 测量方法。 仪表的图形符号 检测、显示、控制等仪表的图 形符号是一个细实线圆圈，其 直径约为10 mm。圈外用一条 细实线指向工艺管线或设备轮 廓线上的检测点。 就地仪就地仪 表盘面表盘面 后安装后安装 仪表仪表 集中集中 仪表仪表 盘面盘面 安装安装 仪表仪表 集中仪集中仪 表盘面表盘面 后安装后安装 仪表仪表 嵌在嵌在 管道管道 内内 就地仪就地仪 表盘面表盘面 安装仪安装仪 表表 就地就地 安装安装 仪表仪表 备备 注注 图形符图形符 号号 安装安装 位置位置 备注备注 图形符图形符 号号 安装安装 位置位置 仪表安装位置的图形符号仪表安装位

20、置的图形符号 仪表位号 仪表位号的组成 被测变量字母代号 功能字母代号 P RC3 01 仪表位号的标注方式仪表位号的标注方式 PRC 301 PI 60 施工流程图一般采用A1图幅，横幅绘制，特别简单 的用A2图幅，不宜加宽和加长。 附注的内容是对流程图上所采用的，除设备外的所有 图例、符号、代号作出的说明。 5.4.5 图幅和附注 5.4.6 施工流程图的阅读 5.4 带控制点的工艺流程图 四、其它物料的工艺施工流程线四、其它物料的工艺施工流程线 5.4 带控制点的工艺流程图 消防水消防水 合成气合成气SG 转化气转化气CG 氨水氨水AW 放空放空VT 真空排放气真空排放气 VE 泥浆泥浆

21、SL 氮氮 N 惰性气体惰性气体 IG 氢氢H 物料代号物料代号 A 1 A 管道材质的类别管道材质的类别 管 道 顺 序管 道 顺 序 号号管道的公称压力管道的公称压力 5.4 带控制点的工艺流程图 第一单元为管道的公称压力等级代号，用大写英文字母表示。A-G 用于ASME 标 准压力等级代号，H-Z 用于国内标准压力等级代号（其中I、J、O、X 不用）。 第二单元为管道材料等级顺序号，用阿拉伯数字表示，由1-9 组成。在压力等 级和管道材质类别代号相同的情况下，可以有九个不同系列的管道材料等级。 第三单元为管道材质类别代号，用大写英文字母表示。A-铸铁，B-碳钢，E -不锈钢 5.4 带控制点的工艺流程图 A 铸铁 B