化工生产的工艺参数与操作控制

1、1 12 23 34 4一、物理因素分析一、物理因素分析physical factors二、热力学分析二、热力学分析thermodynamic analysis三、动力三、动力学分析学分析kinetic analysis四、工艺参数的确定四、工艺参数的确定selection of technological conditions主要内容主要内容 化学工业出版社1.原料的影响原料的影响(1)原料的纯度原料的纯度与杂质与杂质(2)原料的配比原料的配比2.反应时间反应时间的影响的影响4.反应物浓反应物浓度的影响度的影响5.反应压力反应压力的影响的影响 一、物理因素分析一、物理因素分析3.空间速度空间

2、速度与接触时间与接触时间的影响的影响化学工业出版社 二、热力学分析二、热力学分析1.化学反应可行性分析化学反应可行性分析(g)t,p 0，反，反应不能自发进行应不能自发进行(g)t,p0，反，反应处于平衡状态应处于平衡状态2.化学反应平衡移动分析化学反应平衡移动分析(1)温度温度 吸热反应，吸热反应，温度升高，反应向生温度升高，反应向生成物方向移动。放热成物方向移动。放热反应，反应，h 0，温度，温度下降，平衡向反应物下降，平衡向反应物方向移动，方向移动， (2)压力压力 压力升压力升高，反应平衡向高，反应平衡向分子数减少的方分子数减少的方向移动向移动 (3)反应物组成反应物组成化学工业出版社

3、三、动力学分析三、动力学分析 1.1.温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响图图3-5 反应速率与温度的关系反应速率与温度的关系2.催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响 催化剂是提高反应速率的一种最常用、也是很有效的办法催化剂是提高反应速率的一种最常用、也是很有效的办法 。 化学工业出版社放热：t，k，应尽量降低温度；吸热：t，k，应尽量提高温度。但对于有副反应的系统，四、化工生产的工艺参数四、化工生产的工艺参数（1）化学平衡）化学平衡（2）反应速率）反应速率通常情况下，t，r。rteaekk0但是，从相对速率看，升温有利于副反应。催化剂的存在一般使主反应的活化能最低一、化工

4、生产的工艺参数一、化工生产的工艺参数(3) 催化剂活性温度范围催化剂活性温度范围确定适宜温度的首选条件确定适宜温度的首选条件(4) 材质使用温度范围材质使用温度范围体积增加的反应：p ，k，应尽量降低压力；体积减少的反应：p ，k，应尽量提高压力。(2) 反应速率反应速率一般来讲，不管是气相还是液相反应， p ，r。一、化工生产的工艺参数一、化工生产的工艺参数 (1)化学平衡化学平衡p，设备材质要求 ，动力费用，运行的安全性。(3) 对后续分离的影响对后续分离的影响p，冷却温度，越易分离。一、化工生产的工艺参数一、化工生产的工艺参数(4) 对设备费用和操作费用的影响对设备费用和操作费用的影响a

5、a+bbcc，按化学计量关系配比是较理想的。提高某一种原料的比例，可提高另一种原料的转化率。 某种原料有毒有害或价格昂贵时，为提高其转化率，应使另一种反应物过量。(2) 反应速率反应速率某种反应物浓度指数大于0时，则 c ，r。一、化工生产的工艺参数一、化工生产的工艺参数（1）化学平衡）化学平衡一、化工生产的工艺参数一、化工生产的工艺参数(3) 反应物与产物的分离反应物与产物的分离(4) 安全生产，配比应在爆炸极限之外安全生产，配比应在爆炸极限之外 一、化工生产的工艺参数一、化工生产的工艺参数 (3) 热量的移除热量的移除 (1) 转化率、选择性与生产能力转化率、选择性与生产能力 (2) 系统

6、阻力，即动力消耗系统阻力，即动力消耗 (4) 后续分离的难易后续分离的难易二、化工生产的操作控制二、化工生产的操作控制 (3) 操作控制：操作控制：根据以上对比判断决定如何进行操作。 操作人员通过对工艺操作规程所规定的控制点，以及主要的工艺操作参数(温度、压力、流量、液位）的操作控制，实现合格产品的生产。具体包括： (2) 对比判断：对比判断：将观察到的参数值，与操作规程所规定的范围进行对比，判断是否正常，是否需要调节。 (1) 检测：检测：观察仪表所显示的参数二、化工生产的操作控制二、化工生产的操作控制是对工艺是否正确运行的校验。操作规程中明确规定：和。巡检要详细做好：时间、工艺参数、加料、

7、出料、取样、不正常情况及排除、要求下一班人员引起注意的问题等。3.安全生产与运行操作安全生产与运行操作工业生产过程的安全要求工业生产过程的安全要求企业生产过程管理与控制的递阶结构企业生产过程管理与控制的递阶结构由有关由有关 的生的生 产过程产过程 工艺设工艺设 备备 如容器如容器 、泵、泵 、机器、机器 、管管 道道 等组成等组成 由生产过程工艺参数的测量由生产过程工艺参数的测量变送仪表、仪器、自动执行变送仪表、仪器、自动执行机构组成机构组成 。由计由计 算机算机(或或 dcs)和有和有关软件及控制算法等组成关软件及控制算法等组成用于自动监视和代替用于自动监视和代替人工自动控制工业生人工自动控制工业生产过程产过程 的最基本的最基本 的的 自动化设备自动化设备实现常规控制层无法实现常规控制层无法 做到的多变量控制做到的多变量控制由计由计 算机算机(或或 dcs)和有和有关软件及控制算法等组成关软件及控制算法等组成为先进控制层提供优为先进控制层提供优化给定值化给定值 、优化控