第三章 工艺设计(工艺流程)

1、第三章第三章 工艺设计工艺设计内容内容: :n工艺流程设计工艺流程设计( (第第3 3章章) )n工艺计算工艺计算(第第4章章)n工艺流程图工艺流程图 n车间布置设计车间布置设计( (第第6 6章章) )n管道设计与布置管道设计与布置(第第7章章)n工艺设计基本过程工艺设计基本过程n决定工艺路线决定工艺路线( (产品产品) ) 工艺物料工艺物料/ /能量衡算能量衡算 原料原料/ /制剂工艺流程设计制剂工艺流程设计/ /优化优化 工艺机械流程设计工艺机械流程设计 设设备参数确定备参数确定/ /选型选型 P&ID P&ID和控制设计和控制设计 非工艺专业非工艺专业技术条件技术条件

2、土建土建/ /非标非标/ /工艺管道安装工艺管道安装/ /自动控制自动控制/ /洁净洁净空调空调/ /生物安全通风生物安全通风/ /电气照明电气照明/ /管理网络管理网络/ /通讯视频门禁通讯视频门禁/ /公用工程等施工图设计公用工程等施工图设计 完全完全CADCAD工程图和文档工程图和文档 关键项目二维关键项目二维/ /三维计算机仿真效果图三维计算机仿真效果图 施工图概算施工图概算3.13.1工艺流程设计工艺流程设计 将可研确定的工艺路线通过初步设计将可研确定的工艺路线通过初步设计,施工图设计施工图设计不断补充修改不断补充修改,是由粗到细是由粗到细,定性到定量分阶段完成定性到定量分阶段完成的

3、成果的成果.n流程设计贯穿于整个工艺设计过程中流程设计贯穿于整个工艺设计过程中n确定从原料到产品的路线和顺序确定从原料到产品的路线和顺序n需要多专业的协调，反复推敲、修改，逐步细化的需要多专业的协调，反复推敲、修改，逐步细化的过程过程n一般步骤：一般步骤：工艺流程示意图（方框图）工艺流程草图（设备外形图）生产工艺流程图（带控制点图）3.1.13.1.1工艺流程设计原则工艺流程设计原则一、工艺流程设计的选取因素一、工艺流程设计的选取因素n原料来源、种类和质量原料来源、种类和质量n产品的质量和规格（工业级，饲料级，食品级，医药级）产品的质量和规格（工业级，饲料级，食品级，医药级）n生产规模（有机酸

4、类生产规模（有机酸类1000吨吨/年，纤维素酶年，纤维素酶100吨吨/年）年）n技术水平（工艺成熟度，装备，控制，检测条件）技术水平（工艺成熟度，装备，控制，检测条件）n经济效益经济效益工艺流程设计的重要性工艺流程设计的重要性: 评价一个工厂设计的优劣最主要是评价一个工厂设计的优劣最主要是看它采用的生产工艺和技术是否先进可靠、看它采用的生产工艺和技术是否先进可靠、安全适用，以及经济上是否合理。安全适用，以及经济上是否合理。 生产工艺设计是总体设计的主导，生产工艺设计是总体设计的主导，它起着贯穿全过程并且组织协调各专业设它起着贯穿全过程并且组织协调各专业设计的作用，其它配套设计必须根据生产工计的

5、作用，其它配套设计必须根据生产工艺提出的要求，来进行设计。艺提出的要求，来进行设计。生产工艺设计是整个工厂设计的基础。生产工艺设计是整个工厂设计的基础。生物工厂工艺设计的范围是负责全生物工厂工艺设计的范围是负责全厂生产工艺流程设计和各生产车间的设厂生产工艺流程设计和各生产车间的设计，并向所有相关专业配套设计提出设计，并向所有相关专业配套设计提出设计依据和要求。计依据和要求。 工艺流程设计是设计中的重要环节，工艺流程设计是设计中的重要环节，是每一个设计人员必须接触和了解的内容。是每一个设计人员必须接触和了解的内容。 它通过工艺流程图的形式，形象地它通过工艺流程图的形式，形象地反映了化工生产由原料

6、进入系统到产品输反映了化工生产由原料进入系统到产品输出的全过程，其中包括出的全过程，其中包括： （1）物料和能量的变化）物料和能量的变化 （2）物料的流向）物料的流向 （3）产品生产所经历的工艺过程和使）产品生产所经历的工艺过程和使用的设备仪表用的设备仪表 工艺流程设计集中表现了整个过程的全貌，工艺流程设计集中表现了整个过程的全貌，是设计的核心。设计工作包括设备选型、工艺计是设计的核心。设计工作包括设备选型、工艺计算、设备布置等工作算、设备布置等工作, ,这些工作都与工艺流程有这些工作都与工艺流程有直接关系。只有确定流程以后，其它工作才能开直接关系。只有确定流程以后，其它工作才能开展，工艺流程

7、涉及各个方面，而各方面的变化又展，工艺流程涉及各个方面，而各方面的变化又反过来影响工艺流程设计。因此，工艺流程设计反过来影响工艺流程设计。因此，工艺流程设计动手最早，结束最晚。动手最早，结束最晚。 同一种产品的生产，可以采用不同的生产同一种产品的生产，可以采用不同的生产方法，不同原料，不同的生产线，不同的工艺方法，不同原料，不同的生产线，不同的工艺流程。因此，选择生产方法是决定设计质量的流程。因此，选择生产方法是决定设计质量的关键一步，必须认真对待。关键一步，必须认真对待。 如果产品只有一种生产方法，无须选择；如果产品只有一种生产方法，无须选择； 如果产品有几种生产方法，就需逐个进行分如果产品

8、有几种生产方法，就需逐个进行分析研究、比较、筛选，作为工艺流程设计的依析研究、比较、筛选，作为工艺流程设计的依据据。 二、工艺流程的选择原则工艺流程的选择原则应突出以下三点：工艺流程的选择原则应突出以下三点： 1 1、技术上先进性、技术上先进性 ： 就是技术上就是技术上的先进和经济上的合理可行。具体包括：的先进和经济上的合理可行。具体包括：基建投资、产品成本、消耗定额和劳动生基建投资、产品成本、消耗定额和劳动生产率等产率等 方面方面 的内容，应选择物料损耗小、的内容，应选择物料损耗小、循环量少，能量消耗小和回收利用好的生循环量少，能量消耗小和回收利用好的生产方法。产方法。2 2、经济可靠性：是

9、指所选择的生产、经济可靠性：是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠（不成熟的方法和工艺流程是否成熟可靠（不成熟的工艺技术，会造成极大的浪费）。因此，工艺技术，会造成极大的浪费）。因此，对于尚对于尚 在试验阶段的新技术、新工艺、在试验阶段的新技术、新工艺、新设备应慎重对待新设备应慎重对待, ,要防止只考要防止只考 虑新的一虑新的一面，而忽略不成熟、不稳妥的一面，坚持面，而忽略不成熟、不稳妥的一面，坚持一切经过试验原则一切经过试验原则, ,不允许把未来的生产不允许把未来的生产当作试验工厂进行设计。当作试验工厂进行设计。 3 3、结合国情：、结合国情： 中国是发展中的国家，中国是发展中的国家，在

10、工厂设计时不能单从技术观点考虑问题，在工厂设计时不能单从技术观点考虑问题，应结合具体国情例如应结合具体国情例如 ：（1 1） 消费水平及各种化工产品的消费趋势；消费水平及各种化工产品的消费趋势；（2 2） 机械设备及电气仪表的制造能力；机械设备及电气仪表的制造能力；（3 3） 生产所用的原材料设备所用金属材料供生产所用的原材料设备所用金属材料供应情况；应情况；（4） 环境保护的有关规定和三废排放情况；环境保护的有关规定和三废排放情况；（5） 劳动就业与化工生产自动化关系；劳动就业与化工生产自动化关系；（6） 资金筹措与外汇贮备情况资金筹措与外汇贮备情况 以上三项原则必须在技术路线和工艺流以上三

11、项原则必须在技术路线和工艺流程选择中全面衡量、综合考虑。程选择中全面衡量、综合考虑。 生产路线选定之后，即可进行工艺流程设计。它和车间布置设计是决定整个车间（装置）基本面貌的关键性步骤，对设备设计和管路设计等单项设计也起着决定性的作用。 三、工艺流程设计的任务三、工艺流程设计的任务流程设计包括两个方面：流程设计包括两个方面：一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容，顺序和组合方式，由原料制成产品。二是绘制工艺流程图，以图解的形式表示生产过程，当原料经过各个单元操作过程制得产品时物料和能量发生的变化及其流向，以及采用哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。 为了

12、使设计出来的工艺流程实现优为了使设计出来的工艺流程实现优质、高产、低消耗和安全生产，应注意质、高产、低消耗和安全生产，应注意: : （1 1）确定整个流程的组成：工艺流）确定整个流程的组成：工艺流程反映了由原料制得产品的全过程。程反映了由原料制得产品的全过程。 （2 2）确定每个过程或工序的组成：）确定每个过程或工序的组成：采用多少设备和由哪些设备来完成这一采用多少设备和由哪些设备来完成这一生产过程，以及各种设备之间应如何连生产过程，以及各种设备之间应如何连接，并明确每台设备的作用和它的工艺接，并明确每台设备的作用和它的工艺参数。参数。 (3)(3)确定操作条件：为了使每个过程、确定操作条件：

13、为了使每个过程、每台设备正确地起到预定作用，应当确定每台设备正确地起到预定作用，应当确定整个生产工序或每台设备的各个不同部位整个生产工序或每台设备的各个不同部位要达到和保持的操作条件。要达到和保持的操作条件。 (4)(4)确定控制方案：为了正确实现并保确定控制方案：为了正确实现并保持各个生产工序和每台设备本身的操作条持各个生产工序和每台设备本身的操作条件，选用合适的控制仪表。件，选用合适的控制仪表。 (5)(5)合理利用原料及能量：计算出整个装置合理利用原料及能量：计算出整个装置的技术经济指标，要合理地做好能量回收与的技术经济指标，要合理地做好能量回收与综合利用，降低能耗。据此确定水、电、蒸综

14、合利用，降低能耗。据此确定水、电、蒸汽和燃料的消耗。汽和燃料的消耗。 (6)(6)制定三废的治理方法：除了产品和副产制定三废的治理方法：除了产品和副产品外，对全流程中所排出的三废要尽量综合品外，对全流程中所排出的三废要尽量综合利用，对于无法回收利用的，则须进行妥善利用，对于无法回收利用的，则须进行妥善处理。处理。 (7)(7)制定安全生产措施。制定安全生产措施。 首先确定选定的生产方法是正在生产首先确定选定的生产方法是正在生产或曾经运行过的成熟工艺还是待开发的或曾经运行过的成熟工艺还是待开发的新工艺。成熟工艺可借鉴而需要局部改新工艺。成熟工艺可借鉴而需要局部改进或局部采用新工艺的问题。进或局部

15、采用新工艺的问题。新开发技术，在设计上称为概念设新开发技术，在设计上称为概念设计无论哪种情况，一般工艺流程部分为计无论哪种情况，一般工艺流程部分为以下几个重要部分。以下几个重要部分。1 1、原料处理过程、原料处理过程 主反应确定之后，根据反应特点，主反应确定之后，根据反应特点，对原料提出工艺条件要求，如纯度、对原料提出工艺条件要求，如纯度、温度、压力、加料方式等。温度、压力、加料方式等。2 2、反应过程、反应过程 根据反应过程的特点、产品的要根据反应过程的特点、产品的要求、物料特性、基本工艺条件来决定求、物料特性、基本工艺条件来决定采用生化反应器类型和决定连续还是采用生化反应器类型和决定连续还

16、是间歇性操作。间歇性操作。3 3、反应后处理、反应后处理 根据反应特性和产品质量要求，实根据反应特性和产品质量要求，实际过程可能会出现下列情况际过程可能会出现下列情况 ：（1 1）副反应的发生。）副反应的发生。（2 2）多组分平衡）多组分平衡 ，过剩原料回收分离。，过剩原料回收分离。（3 3）有害杂质净化。）有害杂质净化。（4 4）产物聚集状态）产物聚集状态 ，多相混合，需采用，多相混合，需采用不同措施进行处理，有时这些原因是制不同措施进行处理，有时这些原因是制约生产的关键环节。约生产的关键环节。4 4、产品的后处理、产品的后处理 经过分离净化后的产品经过分离净化后的产品 ，有些是下一工，有些

17、是下一工序的原料有些可作商品，还有需要后处理，如序的原料有些可作商品，还有需要后处理，如筛筛 分、包装、灌装、计量、贮存、输送。这些分、包装、灌装、计量、贮存、输送。这些过程都需要有一定的工艺设计装置。过程都需要有一定的工艺设计装置。5 5、未反应的循环或利用以及副产品的未反应的循环或利用以及副产品的处理处理 要根据特点、设计相应的单元操作过程。要根据特点、设计相应的单元操作过程。 6 6、确定、确定“三废三废”排出物的处理措施排放的排出物的处理措施排放的三三废、废、加以回收，无法回收应妥善处理，达到排放标准。做到加以回收，无法回收应妥善处理，达到排放标准。做到“三废三废”治理与环保工程。治理

18、与环保工程。“三废三废”治理工艺与生产工治理工艺与生产工艺同时设计、同时施工、同时投产运行。艺同时设计、同时施工、同时投产运行。 7 7、确定公用工程的配套措施、确定公用工程的配套措施 生产中必须使用的工生产中必须使用的工艺用水（包括作为原料的软水、冷却水、溶剂用水等）、艺用水（包括作为原料的软水、冷却水、溶剂用水等）、蒸汽（原料用汽、加热用汽、动力用汽及其他用汽等）、蒸汽（原料用汽、加热用汽、动力用汽及其他用汽等）、压缩空气、氮气等以及冷冻、真空都压缩空气、氮气等以及冷冻、真空都 是工艺中要考虑是工艺中要考虑的配套设施。还要考虑生产用电、上下水、空调、采暖的配套设施。还要考虑生产用电、上下水

19、、空调、采暖通气都是必须密切配合。通气都是必须密切配合。 8 8、确定操作和控制方案、确定操作和控制方案 包括流程中各个包括流程中各个单元设备的物料流量（投料量）、组成、温度压单元设备的物料流量（投料量）、组成、温度压力，并提出控制方案，以确保产品合格。力，并提出控制方案，以确保产品合格。 9 9、安全生产措施、安全生产措施 根据物料性质和生产特点，根据物料性质和生产特点，在工艺流程中除设备材质和结构安全外，还要设在工艺流程中除设备材质和结构安全外，还要设置事故槽、安全阀、放空管、安全水封、防爆板、置事故槽、安全阀、放空管、安全水封、防爆板、阻水栓等以保证安全生产。阻水栓等以保证安全生产。 1

20、010、保温、防腐的设计、保温、防腐的设计 这是工艺流程设计这是工艺流程设计的最后一项工作，也是施工按装的最后一道工序，的最后一项工作，也是施工按装的最后一道工序，根据介质的温度、特性和状态以及周围环境状况根据介质的温度、特性和状态以及周围环境状况决定管道和设备是否面要保温和防腐。决定管道和设备是否面要保温和防腐。五、生产方法和工艺流程的确定五、生产方法和工艺流程的确定 1、搜集资料，调查研究这个阶段是确定工艺流程和选择生产方法的准备阶段，要根据方案和生产规模，有计划、有目的地搜集国内同类产品生产厂家的有关资料、技术、工艺参数、原材料来源、公用工程单耗、产品质量、规格、三废治理等资料，应取得信

21、息部门配合，还要向咨询部门咨询。具体收集的内容主要有以下几个方面：具体收集的内容主要有以下几个方面：（1）国内外生产情况，生产方法及工艺流程；）国内外生产情况，生产方法及工艺流程；（2）原料来源及产品应用情况；）原料来源及产品应用情况；（3）试验研究报告；）试验研究报告；（4）安全技术及劳动保护措施；）安全技术及劳动保护措施；（5）综合利用及三废处理；）综合利用及三废处理；( (6)6)、生产技术是否先进，生产连续化、自、生产技术是否先进，生产连续化、自动化程度；动化程度；(7)(7)、设备的大型化及制造、运输情况；、设备的大型化及制造、运输情况；(8)(8)、基本建设投资、产品、基本建设投资

22、、产品 成本、占地面成本、占地面积积 ；(9)(9)、水、电、汽、燃料的用量及供、水、电、汽、燃料的用量及供 应，应，主要基建材料的用量及供应；主要基建材料的用量及供应；(10) (10) 、厂址、地质、水文、气象等资料；、厂址、地质、水文、气象等资料；(11)(11)、车间（装置）环境与周围的情况、车间（装置）环境与周围的情况。 n中文名称：中文名称：L-L-天门冬氨酸天门冬氨酸英文名称：英文名称：L-Aspartic acidL-Aspartic acid产品性状：白色结晶或结晶性粉末，略带酸味。微溶于水，产品性状：白色结晶或结晶性粉末，略带酸味。微溶于水， 不溶于乙醇和乙醚。不溶于乙醇和

23、乙醚。 产品用途：产品用途：L-L-天门冬氨酸在医药、食品和化工等方面有广泛天门冬氨酸在医药、食品和化工等方面有广泛的用途。的用途。n在医药方面，是氨基酸制剂的主要成分，是在医药方面，是氨基酸制剂的主要成分，是L-L-天门冬氨酸钾、天门冬氨酸钾、镁、钙、天门冬酰氨多种药物的合成原料；镁、钙、天门冬酰氨多种药物的合成原料；n在食品工业方面，在食品工业方面，L-L-天门冬氨酸是一种良好的营养增补剂，天门冬氨酸是一种良好的营养增补剂，添加于各种清凉饮料；是糖代用品阿斯巴甜的主要生产原料；添加于各种清凉饮料；是糖代用品阿斯巴甜的主要生产原料；n在化工方面，可以作为制造合成树脂的原料，大量用于合成在化工

24、方面，可以作为制造合成树脂的原料，大量用于合成环保材料聚天门冬氨酸；亦可作为化妆品的营养性添加剂等。环保材料聚天门冬氨酸；亦可作为化妆品的营养性添加剂等。n标准含量标准含量(Assay)(Assay)98.598.5101.0101.0n 透光率透光率(transmittance)(transmittance)98.098.0n比旋光度比旋光度D20(specific roation)+24.8D20(specific roation)+24.8-+25.8-+25.8 n酸度酸度pHpH值值2.52.53.53.5n干燥失重干燥失重(loss in drying)(loss in dryin

25、g)0.200.20n灼烧残渣灼烧残渣(residue on ignition)(residue on ignition) 0.100.10n氯化物氯化物(ChlorideCl)(ChlorideCl)0.02 0.02 n硫酸盐硫酸盐(SulfateSO42-(SulfateSO42-)0.02)0.02n砷盐砷盐(ArsenicAs)ppm1(ArsenicAs)ppm1n重金属重金属(Heavy MetalsPb)ppm10(Heavy MetalsPb)ppm10n铁盐铁盐 (IronFe)ppm10(IronFe)ppm10n铵盐铵盐(Ammonium saltNH4)%0.02(A

26、mmonium saltNH4)%0.02n其它氨基酸其它氨基酸(Other Amion Acids) (Other Amion Acids) 符合规定符合规定 nL-L-天门冬氨酸市场研究报告天门冬氨酸市场研究报告 n第一章第一章 产品简介及生产技术产品简介及生产技术1.1 L-1.1 L-天门冬氨酸性能与用途概述天门冬氨酸性能与用途概述1.2 L-1.2 L-天门冬氨酸质量标准天门冬氨酸质量标准1.3 L-1.3 L-天门冬氨酸生产工艺技术进展及当前发展趋势天门冬氨酸生产工艺技术进展及当前发展趋势第二章第二章 国外国外L-L-天门冬氨酸生产消费情况分析天门冬氨酸生产消费情况分析2.1 2.

27、1 国外国外L-L-天门冬氨酸生产总体情况天门冬氨酸生产总体情况2.2 2.2 国外国外L-L-天门冬氨酸消费总体情况天门冬氨酸消费总体情况2.3 2.3 国外国外L-L-天门冬氨酸主要生产企业天门冬氨酸主要生产企业2.4 2.4 国外国外L-L-天门冬氨酸下游各消费领域描述天门冬氨酸下游各消费领域描述2.5 2.5 国外国外L-L-天门冬氨酸未来生产消费情况预测天门冬氨酸未来生产消费情况预测n第三章第三章 国内国内L-L-天门冬氨酸生产情况分析天门冬氨酸生产情况分析3.1 3.1 国内国内L-L-天门冬氨酸生产总体概况天门冬氨酸生产总体概况3.2 3.2 国内国内L-L-天门冬氨酸主要生产企

28、业分析天门冬氨酸主要生产企业分析3.3 3.3 国内国内L-L-天门冬氨酸在建拟建项目天门冬氨酸在建拟建项目3.4 3.4 国内国内L-L-天门冬氨酸未来生产情况预测天门冬氨酸未来生产情况预测第四章第四章 原材料供应状况分析原材料供应状况分析4.1 4.1 主要原材料主要原材料4.2 4.2 主要原材料历史价格及供应情况主要原材料历史价格及供应情况4.3 4.3 主要原材料当前价格及供应情况主要原材料当前价格及供应情况4.4 4.4 主要原材料未来价格及供应情况预测主要原材料未来价格及供应情况预测n第五章第五章 国内国内L-L-天门冬氨酸进出口情况分析天门冬氨酸进出口情况分析5.1 5.1 国

29、内国内L-L-天门冬氨酸历年进口数据分析天门冬氨酸历年进口数据分析5.2 5.2 国内国内L-L-天门冬氨酸历年出口数据分析天门冬氨酸历年出口数据分析5.3 5.3 国内国内L-L-天门冬氨酸未来进出口情况预测天门冬氨酸未来进出口情况预测第六章第六章 国内国内L-L-天门冬氨酸消费分析天门冬氨酸消费分析6.1 6.1 国内国内L-L-天门冬氨酸各消费领域描述天门冬氨酸各消费领域描述6.2 6.2 国内国内L-L-天门冬氨酸下游各消费领域历史消费量及当前消天门冬氨酸下游各消费领域历史消费量及当前消费量费量6.3 6.3 国内国内L-L-天门冬氨酸下游各消费领域市场前景预测天门冬氨酸下游各消费领域

30、市场前景预测6.4 6.4 国内国内L-L-天门冬氨酸供求状况分析及预测天门冬氨酸供求状况分析及预测第七章第七章 国内国内L-L-天门冬氨酸价格走势及影响因素分析天门冬氨酸价格走势及影响因素分析7.1 7.1 国内国内L-L-天门冬氨酸历史价格回顾天门冬氨酸历史价格回顾7.2 7.2 国内国内L-L-天门冬氨酸当前市场价格及评述天门冬氨酸当前市场价格及评述7.3 7.3 国内国内L-L-天门冬氨酸价格影响因素分析天门冬氨酸价格影响因素分析n第八章第八章 产业政策及环保规定产业政策及环保规定8.1 8.1 国内相关产业政策国内相关产业政策8.2 8.2 国外相关产业政策国外相关产业政策8.3 8

31、.3 国内相关环保规定国内相关环保规定8.4 8.4 国外相关环保规定国外相关环保规定第九章第九章 贸易预警贸易预警9.1 9.1 可能涉及的倾销及反倾销可能涉及的倾销及反倾销9.2 9.2 可能遭遇的贸易壁垒及技术壁垒可能遭遇的贸易壁垒及技术壁垒9.3 9.3 人民币汇率变化的影响人民币汇率变化的影响第十章第十章 L-L-天门冬氨酸市场预测及投资建议天门冬氨酸市场预测及投资建议n生产主要原料生产主要原料: :富马酸富马酸( (反丁烯二酸反丁烯二酸)99%)99%n辅助原料为：液氨辅助原料为：液氨99.8%99.8%、浓硫酸、浓硫酸98%98%、活性碳、活性碳( (医用医用) )。原。原料全国

32、各地都有充分供应。料全国各地都有充分供应。n反应反应: : 富马酸富马酸+NH3 +NH3 天门冬氨酸天门冬氨酸n化学名称：化学名称：L-L-天门冬氨酸天门冬氨酸 -氨基丁二酸氨基丁二酸 L-L-氨基琥珀酸氨基琥珀酸 n分子式：分子式：C4H7NO4C4H7NO4H H n结构式结构式: HOOC-CH2-C-COOH : HOOC-CH2-C-COOH NH2 NH2 n分子量：分子量：133.10 133.10 n主要设备主要设备: :发酵罐发酵罐 酶反应器酶反应器 压滤机压滤机 结晶器结晶器 离心机离心机 干燥干燥器器 泵泵 n富马酸性能及用途富马酸性能及用途 白色晶体，有水果酸味，可燃

33、。分子式C4H4O4，分子量为116，熔点287，相对密度1.635，n主要用于作聚酯树脂和醇酸树脂的原料，与醋酸乙烯聚合可生产粘合剂，n医药原料和食品、饮料等的酸味剂。n技术指标技术指标 指标名称 优级品 一级品 合格品 色泽APHA 30 50 白色结晶 含量 % 99.5 99.0 98.0 熔点 285 282 275 水份% 0.2 0.5 1.0n价格:6800元/吨乳酸的发酵分离过程乳酸的发酵分离过程Bioreactor fluidCaclfiltrationAcid treatmentSulfuric acidfiltrationfiltrationevaporationfil

34、trationPrecipitation&filtrationfiltrateCalcium sulfate Technical-grade solution(45%)Activated carbonfiltrateEvaporation(35%)Activated carbonEvaporation(50%)adsorptionfood-grade ProductFerrocyanide to remove heavy-metal ionsseparated solidfermentation玉米、山药淀粉玉米、山药淀粉乳酸菌乳酸菌一次蒸发一次蒸发盐酸水解盐酸水解过滤过滤脱色脱色育晶

35、育晶2-4h育晶育晶2h阳离子交换阳离子交换水洗水洗热水预热热水预热氨洗脱氨洗脱收集收集高流分高流分育晶育晶2-4h育晶育晶16-20h分离分离电渗析电渗析尾流分尾流分等电液等电液二次蒸发二次蒸发育晶育晶1-2h初流分初流分发酵发酵,液液离心分离离心分离pH5，25-30 pH3.5-3.8pH4-4.5pH3-3.2冷却降温冷却降温菌体菌体降温降温2013-15 0-5 降温结晶降温结晶谷氨酸谷氨酸母液母液1.04/25 1.27/70 1.25/70 pH1-1.5pH3-3.2浓缩浓缩GA7-8%, RG1%pH7-7.5GA7-8%, RG1%pH7-7.5 45 pH4.8-5.18

36、-10 低温浓缩低温浓缩浓缩盐酸盐浓缩盐酸盐低温等电点低温等电点带带/ /除菌体，等电点液除菌体，等电点液pH1.5-2pH2.5-9pH9-11结晶结晶母液母液常温等电点常温等电点电渗析电渗析+离子交换离子交换等电等电+离子交换离子交换+离子交换离子交换GA4-5%各种谷氨酸提取分离工艺比较各种谷氨酸提取分离工艺比较提取提取方法方法常温等电常温等电点法点法低温等电低温等电点法点法低温浓缩低温浓缩等电法等电法离子交换离子交换法法等电点等电点-离离子交换法子交换法电渗析电渗析-离子交换离子交换提取率提取率%60-7078-828480-909085母液含母液含GA%1.5-2.01.0-1.3操

37、作周操作周期期h24-3224-3022-2618-2434-4032-38特点特点工艺操工艺操作简单作简单设备少设备少建厂快建厂快设备省，设备省，节酸碱节酸碱/废水废水少少节酸碱节酸碱废水少废水少浓缩真浓缩真空高空高周期短设周期短设备少酸碱备少酸碱/废液量废液量大大提高等提高等电收率，电收率，减少树减少树脂用量脂用量减少酸减少酸碱用量，碱用量，要求除要求除菌体菌体浓碱提取法 以鸡软骨为原料制取小肽口服液，包括软骨素的提以鸡软骨为原料制取小肽口服液，包括软骨素的提取酶解，软骨胶的熬制酶解，提取物质的配制。取酶解，软骨胶的熬制酶解，提取物质的配制。 稀碱提取法稀碱稀盐提取法稀碱浓盐提取法 鸡软骨

38、鸡软骨 超微粉碎超微粉碎 抽提抽提 酶解酶解 离心沉降离心沉降 清液清液n n 软化改性 层析分离n 控温制胶 洗脱n 软骨胶 软骨素n 复合酶解 配制n 压滤 小肽液蒸煮提取法 n产品的质量符合法规和标准的要求产品的质量符合法规和标准的要求n工艺的稳定，生产安全可靠（流程顺畅，符合工艺的稳定，生产安全可靠（流程顺畅，符合洁净卫生生产要求）洁净卫生生产要求）n对环境的危害最小（资源利用率高，能耗底，对环境的危害最小（资源利用率高，能耗底，废物排放少，循环利用度高）废物排放少，循环利用度高）n进可能采用自动控制技术，装备尽可能国产化进可能采用自动控制技术，装备尽可能国产化二、工艺设计的基本原则二

39、、工艺设计的基本原则2、落实设备、落实设备 设备是完成生产过程的重要条件，设备是完成生产过程的重要条件，对生产生产中所用设备分清三种类型中所用设备分清三种类型:（1）国内已有定型产品；）国内已有定型产品；（2）进口产品；）进口产品；（3）国内需重新设计制造，并对制造单位）国内需重新设计制造，并对制造单位的技术力量、加工条件、材料供应、加工进的技术力量、加工条件、材料供应、加工进度加以了解。度加以了解。六、工艺流程设计六、工艺流程设计磷矿磷矿破碎破碎湿磨湿磨分解反应分解反应混合鲜肥混合鲜肥熟化处理熟化处理有机复合磷肥有机复合磷肥 H H2 2SOSO4 4发酵有机质发酵有机质有机复合磷肥工艺路线

40、工艺流程示意有机复合磷肥工艺路线工艺流程示意3.1设计步骤设计步骤1)项目建议书阶段项目建议书阶段2)可行性研究工艺流程可行性研究工艺流程磷矿调理剂98%浓硫酸球磨机颚式破碎机多室吸收废气处理混和料浆池发酵有机质鲜肥静态混化器厢式化成室熟化产品28%15826kg/h29%,6263kg/h4752kg/h(388/4363)26665kg/h9377kg/h10840Nm3/h36042kg/h33762kg/h34118kg/h设备外形工位号控制点氟吸收工艺流程3) 3) 初步设计阶段初步设计阶段初步设计阶段初步设计阶段工艺流程施工图：工艺流程施工图： 工艺流程施工图的内容接近于工艺流程草

41、图，但是工艺流程施工图的内容接近于工艺流程草图，但是比工艺流程草图更加全面、完整和合理。比工艺流程草图更加全面、完整和合理。 一般来说，在设备设计和工艺流程草图设计完成后，一般来说，在设备设计和工艺流程草图设计完成后，按程序就可开始车间的设备布置设计。但是需要对工艺按程序就可开始车间的设备布置设计。但是需要对工艺流程草图设计中的某些设备的空间位置，或对个别设备流程草图设计中的某些设备的空间位置，或对个别设备的选型等进行修改或完善，重新确认设计的合理性，待的选型等进行修改或完善，重新确认设计的合理性，待多次反复确认设计无误后，可以正式绘制生产工艺流程多次反复确认设计无误后，可以正式绘制生产工艺流

42、程图。图。 图图1414一一4 4为施工设计阶段提供的带控制点的工艺流程为施工设计阶段提供的带控制点的工艺流程图。图。管件符号管件符号工艺设备代号工艺设备代号物料代号物料代号仪表功能代号仪表功能代号 3.2 3.2 工艺流程图制图工艺流程图制图（一）一般规定（一）一般规定1.1.工艺流程图的图纸一般均采用工艺流程图的图纸一般均采用A1A1图幅图幅（841841594594）( (可加长可加长) )，特殊情况下经设计经理批准，特殊情况下经设计经理批准可采用小于可采用小于A1A1的图幅，的图幅，但同一项目通常只允许采用一但同一项目通常只允许采用一种规格的图幅。种规格的图幅。2.2.工艺流程图的图例

43、图（除非有特殊的要求，通工艺流程图的图例图（除非有特殊的要求，通常情况下不出图例图）允许采用常情况下不出图例图）允许采用A1A1或小于或小于A1A1的图幅。的图幅。3.3.每张图纸的内容应尽可能地表示出整体每张图纸的内容应尽可能地表示出整体或局部或局部完整的工艺流程体系。当一张纸不够时，可采用多张完整的工艺流程体系。当一张纸不够时，可采用多张图纸表示，并按规定编图纸顺序号。每张图纸必须有图纸表示，并按规定编图纸顺序号。每张图纸必须有图签及签署。图签及签署。 4.工艺流程图可不按比例绘制，但要尽可能地表示出设备相对大小和位置的相对高低。5.工艺流程图中工艺物料管线用粗实线，辅助管道用中粗实线，其

44、它用细实线。图线和字体的具体要求按附录1(P.19057mm)（HG20519.2892设计规定）执行。（二）工艺流程图的内容及深度（二）工艺流程图的内容及深度1.工艺流程图必须反映出全部工艺物料和产品所经过的设备。2.工艺流程图应全部反映出主要物料（液态、固态、气态）管线，并表示出进出界区的流向。 3.工艺流程图应有必要的说明和注释，并按规定签署。有特殊要求时，应绘制图例。4.工艺流程图上应标出各点物料的编号。5.除有压力变化的地方要画上阀门，以表示压力等级的区别外，其他情况的阀门一律不在工艺流程图上表示。6.工艺流程图上应表示出正常生产条件下放空和排液的管道。7.热交换器的冷却水或蒸汽、冷

45、凝液只标出进出流向。 8.具有液封作用的管线除表示出液封外形处，还要注明液封高度，当排放口的高度有要求时，要注明排放高度。9.主要设备尽可能按适当的比例画出高低位置、大小，而设备的基础，裙座和管接头不表示。10.工艺流程图上还应编制设备位号和注明设备名称。（三）工艺流程图的表示方法（三）工艺流程图的表示方法1 1. .设备表示法设备表示法设备的表示化工设计有习惯规定的按规定表设备的表示化工设计有习惯规定的按规定表示。示。凡未规定以图例表示的设备（如反应器、塔凡未规定以图例表示的设备（如反应器、塔器、容器、工业炉、起重运输设备以及特殊设备器、容器、工业炉、起重运输设备以及特殊设备等），均以细实线

46、画出实物的等），均以细实线画出实物的近似外形近似外形表示，其表示，其主要内件以细实线或虚线表示出来，不画设备管主要内件以细实线或虚线表示出来，不画设备管口法兰等。口法兰等。2.物流管线表示方法A.设备间物流走向表示法两设备间的物流走向以物流线本身带箭头（全箭头或半侧箭头均可）表示，并尽可能地标注在设备的进出口处或物流线的拐弯处。B.进出界区的物流走向表示法用以（8mm、10mm、12mm）圆圈内画粗箭头表示，在同一张图中只允许用一种规格表示，走向表示符画在图纸的左端或右端，靠近圆圈的物流线上应表示出介质的名称和代号，由何处来或至何处去。C.物流点的编号用细实线绘制适当尺寸的菱形框，并在框内按顺

47、序填写阿拉伯数字，数字位数不限，但通常是按两段四位数表示，其中前两位表示工序号，后两位表示顺序号。菱形符号可在物流线的正中，也可紧靠物流线或用细实线引出，同一张图上的菱形符号应大小一致。样图样图：0101D.界区内部每张图进出的物流的始端或终端表示法通常用3245（mm）或2030（mm）的长方框表示，框内依次注明介质的名称、来自何处或去向何处的设备位号，衔接的图纸编号，在同一张图上的方框尺寸应相同；规定的长方框以细实线绘制，放在流程图下端的设备位号的上方排列整齐；E.公用系统管线表示法非工艺介质的蒸汽、冷凝水、冷却水、冷冻盐水、压缩空气等管线无特殊要求时，一律不画进出总管，也不用文字注明来源

48、与动向；换热器的冷却水、冷冻盐水或蒸汽管线，应以箭头表示进出流向，并按工艺条件表示符，在物流线上标示出的换热量及介质代号等。F F. .定距标注尺寸的管线的表示法定距标注尺寸的管线的表示法具有液封作用的管线，要表示出具有液封作用的管线，要表示出液封液封外形，并注明液封高度；外形，并注明液封高度；当排放口的高度有要求时，要注明当排放口的高度有要求时，要注明排排放高度放高度；当因工艺特殊要求需绘制定距标注尺当因工艺特殊要求需绘制定距标注尺寸的阀门时，允许在图中绘制阀门同时标寸的阀门时，允许在图中绘制阀门同时标注尺寸。定距标注的尺寸可不按比例。注尺寸。定距标注的尺寸可不按比例。3.工艺数据表示法根据

49、工艺专业的需要，在图中有必要表示的工艺数据，如温度、压力、流量、换热量及物流点号等，均以工艺条件表示符号表示；除工艺条件表示符中的物流点号用菱形表示外，其余工艺数据均经细实线绘制的内有竖格隔开的长方框或它们的组合体表示，用细实线从设备或管线上引出。4.设备基础、裙座、管接头（设备图例规定带的管接头除外）一般不表示，但图面上设备间的相应高低位置关系应表示。5.设备名称与设备位号表示法设备名称与设备位号表示法 A.A.设备名称设备名称以汉字或项目合同规定的语言标注以汉字或项目合同规定的语言标注，设备名称应与工艺设，设备名称应与工艺设备表中的设备名称完全一致。备表中的设备名称完全一致。 B.B.设备

50、位号表示方法设备位号表示方法设备位号由设备位号由三个单元组成三个单元组成，如下所示：，如下所示： X XXXXXXXXXA A B B C C这三个单元依次是：这三个单元依次是：A A设备类别设备类别； B B工序代号工序代号； C C设备顺序号设备顺序号。如果同一位号的设备不止一台，则可在第三单元后由用小如果同一位号的设备不止一台，则可在第三单元后由用小字英文字母字英文字母azaz表示表示2626台以内的同一位号的设备数量，当同一位台以内的同一位号的设备数量，当同一位号的设备数量超过号的设备数量超过2626台时，可用小写的阿拉伯数字在第三单元台时，可用小写的阿拉伯数字在第三单元后表示。后表示

51、。 A A设备类别设备类别按设备类别编制不同的按设备类别编制不同的代号代号，参见相关规定（设，参见相关规定（设备、机器的图例和代号）。备、机器的图例和代号）。B B工序代号工序代号工序代号是用来表示设备所在工序，一般情况下工序代号是用来表示设备所在工序，一般情况下用用一位数字一位数字（1919）表示，若工序数超过）表示，若工序数超过9 9时，可用二时，可用二位数字（位数字（01990199）表示。）表示。C C设备顺序号设备顺序号设备顺序号是表示同一工序内相同类别的设备的设备顺序号是表示同一工序内相同类别的设备的顺序代号，它顺序代号，它必须用二位数必须用二位数（01990199）表示。）表示。

52、6.6.图例、说明和注释的表示法图例、说明和注释的表示法（1 1）图例、说明和注释图例、说明和注释在图纸右端、图签上方在图纸右端、图签上方标注。标注。（2 2）图例内容）图例内容包括包括1 1主要物料、主要物料、2 2辅助原材料、辅助原材料、3 3化学药品及化学药品及4 4公用系统的介质代号以及用以表示物公用系统的介质代号以及用以表示物流点、温度、压力、换热量、流量等的流点、温度、压力、换热量、流量等的5 5工艺条件表工艺条件表示符号及示符号及6 6控制点符号。控制点符号。（3 3）物料的介质代号可物料的介质代号可参见参见“管道标注管道标注”中的中的物料代号物料代号。在项目设计中，除使用规定的

53、介质代号外，根在项目设计中，除使用规定的介质代号外，根据需要也可以自行编制，但不得与已规定的介质代据需要也可以自行编制，但不得与已规定的介质代号重复。号重复。带主要控制点工艺流程图带主要控制点工艺流程图带主要控制点的工艺流程图（带主要控制点的工艺流程图（PCDPCD）供业主确）供业主确认用，同时也是各有关专业开展设计工作的依据认用，同时也是各有关专业开展设计工作的依据之一，并之一，并在仪表安装中起指导作用在仪表安装中起指导作用。PCDPCD与与PFDPFD相比较，除增加了主要的工艺控制相比较，除增加了主要的工艺控制点外，其余与点外，其余与PFDPFD的绘制规定完全一致。的绘制规定完全一致。PC

54、DPCD作为工艺设计文件之一，是由化工工艺专作为工艺设计文件之一，是由化工工艺专业与仪表专业共同完成的。业与仪表专业共同完成的。初步设计和施工设计图区别初步设计和施工设计图区别n图例说明增加说明设计的深入图例说明增加说明设计的深入nB_501 往复泵和往复泵和 B509离心泵离心泵-(设备选择设备选择)n设备的楼层布置设备的楼层布置 -(车间设计车间设计) nT503 粗馏塔和粗馏塔和T505精馏塔精馏塔-(工艺及非标结构工艺及非标结构)n管道的标注增加流向管道的标注增加流向,回路控制回路控制_(管路设计管路设计)四、典型设备的工艺控制流程四、典型设备的工艺控制流程1)泵的流量控制泵的流量控制

55、a)泵出口直接调节流量泵出口直接调节流量b)离心泵旁路调节流量离心泵旁路调节流量c)设有分支路的泵的调节方案设有分支路的泵的调节方案d)容积泵的调节方案容积泵的调节方案真空泵的吸入支路调节真空泵的吸入支路调节真空泵的吸入管阻力调节真空泵的吸入管阻力调节换热器介质流量调节换热器介质流量调节换热器传热面积调节换热器传热面积调节换热器的分流调节换热器的分流调节(2)换热器的工艺调节换热器的工艺调节1 1冲洗水进口冲洗水进口2 2放气口放气口3 3滤液出口滤液出口 4 4料液进口料液进口 5 5排渣口排渣口6 6料液回流口料液回流口7 7反吹压缩空气进口反吹压缩空气进口8 8引出口及视镜引出口及视镜

56、a.a.接压缩空气接压缩空气 b.b.空气净化器空气净化器 c. c.贮气罐贮气罐 d.d.压缩空气反吹压缩空气反吹e.e.压缩空气正吹压缩空气正吹 f. f.料液进口料液进口 g.g.反洗供水反洗供水 h.h.滤清夜滤清夜i. i.料液回流料液回流 j. j.进料泵进料泵 k. k.主机主机 需要指出的是，工艺流程示意图、需要指出的是，工艺流程示意图、工艺流程草图和工艺流程图的设计并不工艺流程草图和工艺流程图的设计并不是单独进行的，而必须同物料衡算、能是单独进行的，而必须同物料衡算、能量衡算、设备设计计算以及车间布置设量衡算、设备设计计算以及车间布置设计等交叉进行的。计等交叉进行的。3.23

57、.2工艺设计计算工艺设计计算 在初步确定工艺方案之后，工艺专业即要进行在初步确定工艺方案之后，工艺专业即要进行物料衡算和能量衡算。物料衡算和能量衡算。在过程工厂设计中，物料衡算和能量衡算是十分在过程工厂设计中，物料衡算和能量衡算是十分重要的组成部分重要的组成部分，是工艺计算的，是工艺计算的基础基础，是决定设计，是决定设计过程中所需过程中所需设备数量及其主要尺寸设备数量及其主要尺寸的的依据依据。是。是配管配管设计的依据。设计的依据。通过对生产装置的物料衡算和能量衡算进行分析，通过对生产装置的物料衡算和能量衡算进行分析，还可以找出初步确定的工艺方案中的不尽完善和不还可以找出初步确定的工艺方案中的不

58、尽完善和不尽合理之处，从而完成尽合理之处，从而完成工艺方案优化工艺方案优化工作，达到使工作，达到使设计的生产装置高效低耗、先进合理的目的。设计的生产装置高效低耗、先进合理的目的。一、物料衡算一、物料衡算（一）物料衡算的意义（一）物料衡算的意义在过程工程中，设计或改造工艺流程和设备，了解和在过程工程中，设计或改造工艺流程和设备，了解和控制生产过程，核算生产过程的经济效益，确定原材料消耗控制生产过程，核算生产过程的经济效益，确定原材料消耗定额，确定生产过程的损耗量，对现有的工艺过程进行分析，定额，确定生产过程的损耗量，对现有的工艺过程进行分析，选择最有效的工艺路线，对设备进行最佳设计以及确定最佳选

59、择最有效的工艺路线，对设备进行最佳设计以及确定最佳条件等都要进行物料衡算。工程的开发与放大都是以物料衡条件等都要进行物料衡算。工程的开发与放大都是以物料衡算为算为基础基础。物料衡算是质量守恒定律的一种表现形式物料衡算是质量守恒定律的一种表现形式。凡引入某。凡引入某一设备的物料成分、质量或体积必等于操作后所得产物的成一设备的物料成分、质量或体积必等于操作后所得产物的成分、质量或体积加上物料损失。分、质量或体积加上物料损失。 物料衡算物料衡算 就是将工艺流程中全部工艺设备物料进出点的就是将工艺流程中全部工艺设备物料进出点的物流通过平衡计算，以确定各物料点的物流量物流通过平衡计算，以确定各物料点的物

60、流量。工艺物料衡算用的原料、燃料的质量组成，现场自然条工艺物料衡算用的原料、燃料的质量组成，现场自然条件等基础数据必须是建设单位提供的正式资料。而物料衡件等基础数据必须是建设单位提供的正式资料。而物料衡算后得到的产品产量及质量组成，原材料的消耗定额应符算后得到的产品产量及质量组成，原材料的消耗定额应符合设计合同规定的要求。合设计合同规定的要求。（二）物料衡算的步骤（二）物料衡算的步骤1.1.画出物料衡算示意图画出物料衡算示意图并在图上标注与物料衡算有关的已知和并在图上标注与物料衡算有关的已知和未知的数据。未知的数据。2.2.写出化学写出化学/ /生物反应方程式生物反应方程式（包括主、副反应），由此可以知（包括主、副