工艺路线以及工艺流程设计培训教材

第二讲工艺路线以及工艺流程设计上次课问题：化工工艺设计的主要内容原料路线和技术路线的选择工艺流程设计物料计算能量计算工艺设备的设计和选型车间布置设计，包括平面布置图和立面布置图化工管路设计非工艺设计项目的考虑，由工艺人员提出非工艺设计项目的设计条件，如对土建、电力、给排水等的要求。编制设计文件，包括设计说明书、附图（流程图、布置图、设备图）和附表（设备一览表、材料汇总表等）主要内容2.1工艺路线的确定2.2工艺流程2.3工艺流程设计方法2.4工艺流程图绘制方法2.5带控制点的工艺流程图2.1工艺路线的确定主要考虑的因素有：技术上可行经济上合理原料的纯度及来源公用工程中的水源及电力供应环境保护安全生产国家有关的政策及法规

2.2工艺流程工艺流程设计是化工设计中极其重要的环节；通过工艺流程图的形式，形象地反映了化工生产由原料输入到产品输出的过程，其中包括物料和能量的变化，物料的流向以及生产中所经历的工艺过程和使用的设备仪表等；工艺流程设计也是工艺设计的核心，在整个设计中，设备选型、工艺计算、设备布置等工作都与工艺流程有直接关系。1、一般化工工艺流程流程图是工艺设计的关键文件，它表示工艺过程选用设备的排列情况、物流的连接、物流的流量和组成、操作条件、公用工程以及生产过程中的控制方法。流程图是管道、仪表、设备设计和装置布置等专业的设计基础。流程图也用于拟订操作规程和培训工人。在装置开车及以后的运转过程中，流程图也是操作性能与设计进行比较的基础。2、工艺路线论证在化工设计中，工艺流程设计的任务主要有两个确定生产流程中各单元过程和单元操作的组合方式绘制工艺流程图工艺路线论证原则先进性可靠性是否符合国情(1)消费水平及消费趋势；(2)化工机械设备及电气仪表的制造能力；(3)化工原材料及设备用金属材料的供应情况；(4)环境保护的有关规定和化工生产中三废排放情况；(5)劳动就业与化工生产自动化水平的关系；(6)资金筹措和外汇储备情况。技术上先进主要考虑技术经济指标优良，原材料及能源消耗少，成本低，此外生产工厂环境优良，生产安全，产品质量好。

防止只考虑先进性，而忽视装置运行的可靠性。工艺路线确定的步骤搜集资料，调查研究

搜集国内外同类型生产厂的有关资料，包括技术路线特点、工艺参数、原材料和公用工程单耗、产品质量、三废治理以及各种技术路线的发展情况与动向等技术经济资料。具体收集的内容主要有：(1)国内外生产情况，各种生产方法及工艺流程；(2)原料来源及产品应用情况；(3)试验研究报告；(4)安全技术及劳动保护措施；(5)综合利用及三废处理；(6)生产技术是否先进，生产连续化、自动化程度；(7)设备的大型化及制造、运输情况；(8)基本建设投资、产品成本、占地面积；(9)水、电、气、燃料的用量及供应，主要基建材料的用量及供应；(10)厂址、地质、水文、气象等资料；(11)车间(装置)环境与周围的情况。落实设备备对各种生生产方法法中所用用的设备备，分清清国内已已有定型型产品的的、需要要进口的的及国内内需重新新设计制制造的三三种类型型，并对对设计制制造单位位的技术术力量、、加工条条件、材材料供应应及设计计、制造造的进度度加以了了解。全面分析析对比(1)几几种技术术路线在在国内外外采用的的情况及及发展趋趋势；(2)产品的的质量情情况；(3)生产能能力及产产品规格格；(4)原原材料、、能量消消耗情况况；(5)建建设费用用及产品品成本；；(6)三废废的产生生及治理理情况；；(7)其他特特殊情况况。3、流流程设计计程序流程框图图：在确定初初步方案案时，一一般采用用流程框框图说明明工业生生产中所所采用的的技术路路线。流程示意意图：进一步以以设备的的形式定定性地表表示出各各个过程程的单元元生产路路线以及及个物流流的流向向。流程草图图：在流程示示意图的的基础上上表示生生产过程程中的物物流，各各单元过过程和单单元操作作的设备备特征、、自动控控制方案案、工艺艺操作参参数等。。工艺流程程图：在流程草草图的基基础上表表示出物物流及其其流向，，每一个个过程的的设备特特征，物物流组成成变化，，显示仪仪表及自自动控制制方案、、工艺操操作参数数、管道道工程、、经济管管径、辅辅助生产产流程等等。2.3工工艺流流程设计计方法设计中涉涉及的问问题确定整个个流程的的组成确定采用用多少工工序来构构成全流流程，确确定每个个单元过过程和单单元操作作设备在在工业生生成中需需达到的的要求，，并考虑虑各工序序之间的的连接方方法。确定每个个工序的的组成对工序来来说，应应确定完完成这一一生产过过程所需需的设备备形式及及其台数数，以及及各设备备之间的的连接方方法，主主要工艺艺参数。。确定操作作条件控制方案案的确定定为了确保保工艺过过程的操操作条件件，对物物流及设设备需要要确定控控制方案案，并选选用合适适的控制制仪表表。在设设计中要要考虑正正常生产产、开停停车和检检修所需需的各种种状态。。此外还要要增补遗遗漏的管管线、阀阀门，以以及采样样、放净净、排空空等设施施，初步步完善控控制系统统，最后后完成工工艺流程程图。合理利用用原料及及能量未反应的的原料返返回进行行循环利利用；回回收溶剂剂；能力力的回收收及综合合利用。。确定公用用工程的的配套设设施工艺用水水、蒸汽汽、压缩缩空气、、氮气等等以及冷冷冻、真真空都是是流程中中要考虑虑的配套套设施。。生产用电电、给排排水、采采暖通风风应与其其他专业业密切配配合的，，据此应应确定水水、电、、蒸汽和和燃料的的消耗。。确定三废废治理方方法及三三废数量量三废的综综合治理理；三废废中的有有用物质质的回收收。考虑虑三废治治理的总总费用。。制定安全全生产措措施对所设计计的化工工装置在在运转以以及开、、停车和和检修中中，可能能存在的的不安全全因素应应进行认认真仔细细的分析析，并遵遵循国家家有关规规定，结结合以往往的经验验教训，，制订出出切实可可靠的安安全措施施，例如如设置事故故槽、安安全阀、、放空管管、安全全水封、、防爆膜膜、阻火火器以及及防静电电(接地地)等。从工艺角角度进行行流程设设计反应过程程原料预处处理过程程产物后处处理过程程产品包装装原料的循循环利用用2.4工工艺流流程图绘绘制方法法1、基本本要求流程框图图：采用方框框及文字字表示主主要的工工艺设备备及过程程，用箭箭头表示示物流方方向。流程示意意图：用图例表表示出主主要工艺艺设备，，用箭头头表示物物流方向向，标注注主要工工艺设备备的位号号和名称称。（图图4-63）流程简图图：用图例表表示出主主要工艺艺设备及及部分关关键的辅辅助设备备，用箭箭头表示示物流方方向，标标注工艺艺设备的的位号和和名称。。以图例例表示出出主要控控制回路路仪表的的参数、、功能、、控制方方法。物料流程程图：用图例表表示出主主要工艺艺设备及及部分关关键的辅辅助设备备，用箭箭头表示示物流方方向，标标注工艺艺设备的的位号和和名称。。用表格格形式表表示出各各流股的的温度、、压力、、流量、、组分含含量百分分比；在在有热量量变化的的过程或或设备旁旁，标出出热量计计算值。。（图4-64）公用工程程系统图图：用方框、、文字表表示使用用公用工工程的工工艺设备备及过程程，用箭箭头表示示物流方方向。带控制点点的工艺艺流程图图（PID图，图图4-65））(1)用用图例表表示出全全部工艺艺设备；；(2)表表示工艺艺物料和和辅助管管道的流流向及工工艺物料料管道上上的阀门门(用图图例表示示)，异异径管等等有关附附件，但但不必绘绘出法兰兰、弯头头、三通通等一般般管件，，流程图图管道的的连接位位置应与与配管图图基本一一致。(3)以以图例表表示出控控制回路路、仪表表的参数数、功能能、仪表表位号和和控制方方法。(4)标标注全部部设备的的位号和和名称。。(5)表表示全部部管道的的管道代代号、管管径、材材料、保保温等。。2、图面面绘制要要求图纸尺寸寸及线条条要求(1)按按工艺车车间或工工段，原原则上一一个主项项画一张张图，其其幅面一一般采用用1号或或2号图图纸，如如流程复复杂，可可分成几几部分进进行绘制制。(2)一一般各种种设备图图例按相相对比例例进行绘绘制，如如设备过过高(如如蒸馏塔塔)、过过大(如如大型贮贮槽)或或过小(如泵)，则设设备外形形可以适适当缩小小或放大大，使图图面视觉觉美观。。(3)线线条要求求。主要物料料管道用粗实线线(0.9mm)表示示，辅助物料料管道用中粗实实线(0.6mm)表表示。设备轮廓廓和管道上上的各种种附件以以及局部部地坪线线用细实实线(0.3mm)表表示。一一般情况况下流程程图上不不标尺寸寸，但有有特殊需需要注明明尺寸时时，其尺尺寸线用用细实线线表示。。仪表引引出线及及连接线线用细实实线表示示。设备绘制制方法(1)常用设备备的外形形画法可可参照图图例绘制制，如附录2表2-1所示。有有些设备备外形在在设计规规定中没没有图例例的，可可绘出其其象征性性的简单单外形，，以表明明该设备备的特征征即可。。(2)在流程图图上一律律不表示示设备的的支脚、、支架、、基础和和平台。。(3)设备的布布置，原原则上按按流程图图自左至至右，要要求图面面饱满匀匀称，清清晰整齐齐。(4)流程中中若有有几台台相同同设备备并联联，可可以只只画一一台设设备，，其余余几台台用细细实线线方框框表示示，在在方框框内注注明位位号，，并画画出通通往该该设备备的支支管。。若流流程中中有几几套相相同设设备并并联，，每套套设备备内部部管道道连接接均相相同，，则可可只画画一套套，其其他的的几套套设备备位号号、名名称均均写在在这一一套的的设备备上如如：R××××A、B、C反应器器(5)设备位位号编编制为为：(6)设备备位号号应与与初步步设计计一致致，若若施工工图设设计中中设备备有所所增加加，则则位号号应按按顺序序增补补，如如有取取消，，原有有设备备位号号不再再使用用。物料管管道和和辅助助管道道绘制制方法法(1)管道、、管件件及管管道附附件图图例及及常用用阀门门图例例，如如附录录2附表2—2和附表表2—3。(2)固体物物料除除用粗粗虚线线表示示外，，还要要写出出物料料名称称。(3)当工工艺流流程比比较复复杂，，流程程图与与辅助助系统统图应应分开开绘制制。在辅助助系统统流程程中，，辅助助管道道只绘绘制与与设备备相连连的进进出口口一段段支管管，并并注明明代号号、编编号及及管道道规格格，而而辅助助管道道总管管与分分管相相连的的部分分由辅辅助系系统图图来表表示。。如果果该项项目主主流程程比较较简单单，则则可不不另画画辅助助系统统图，，辅助助管道道总管管要在在流程程图画画出来来，并并画出出辅助助管道道上的的附件件、仪仪表，，并将将图名名改为为工艺艺管道道和辅辅助管管道及及仪表表流程程图。。(4)控制仪仪表与与主流流程设设备管管道及及辅助助管道道有联联系时时应分分别在在流程程图和和辅助助管道道上适适当表表示。。(5)各种管管道的的标注注方法法。在工艺艺管道道及仪仪表流流程图图、辅辅助管管道及及仪表表系统统图、、管道道布置置图上上的全全部管管道及及有关关表格格均需需分段标标注流流体代代号、、管道道代号号、管管径、、管道道等级级及隔隔热代代号。管道上直直接排入入大气的的放空短短管以及及就地排排放的短短管，阀阀后直排排大气无无出气管管的安全全阀前入入口管等等，此时时的管道道和短管管，连同同它们的的阀门、、管件等等均编入入其所在在的主管管道。管道代号号应分段段编定，，管道的的分段可可按设备备到设备备之间为为一段，，亦可取取设备到到管道分分支点为为一段。。流程图、、系统图图和管道道布置图图上相应应的管道道代号必必须一致致。管道代号号由设备备位号及及管道的的顺序号号组成。。管径一一般标注注公称直直径。按图面，，管道为为水平方方向时，，管道代代号标注注在管线线上；管管道为垂垂直方向向时，标标注在管管道左侧侧。管道等级级号管道等级级号由三三个单元元组成管道材料料类别(6)绘绘在同一一张流程程图上的的两个设设备相距距较远时时，其物物料管道道仍要连连通，不不能用文文字表示示。对于于进出车车间的管管道或接接至另一一张流程程图上的的管道，，可在管管道断开开处用箭箭头注明明至某设设备或管管道的图图号，如如排水或或排污管管必须用用文字说说明排入入何处。。图纸名称称在图纸的的主标题题栏中图图纸的名名称，其其书写方方法如：：×××吨吨／年××××车车间(界界区)xx工段段工工艺艺管道及及仪表流流程图辅助管道道及仪表表系统图图(1)辅辅助管道道及仪表表系统图图用来表示在流流程图上上未曾画画出的辅辅助管道道系统全全貌，辅助管管道包括括蒸汽、、冷凝水水、给排排水、压压缩空气气、真空空等系统统，每一种辅辅助管道道系统绘绘制一张张系统图图。(2)辅辅助管道道系统图图上的设设备一般般以细实实线画的的矩形框框表示，，框内标标注设备备位号及及设备名名称或管管道代号号。(3)辅辅助管道道系统图图上必须须表示该该辅助管管道总管管和支管管上的全全部阀门门，异径径管及控控制点等等。主标题栏栏中图纸纸名称可可写为：：×××吨吨／年××××车车间(界界区)×××工工段蒸汽管道道及仪表表流程图图物料代号号以介质(物料)英语名名称的第第一字母母大写表表示；如如空气(air)为““A’，，蒸汽(steam)为“s”，油油(oil)为为“0””，水(water)为“w”；以分子式式为代号号；采用国际际通用代代号，如如聚氯乙乙烯为““PVC”等表表示。常用物料料代号物料代号物料名称AR空气(AiR)AM氨(AMmonia)BD排污(BlowDown)BW锅炉给水(BoilerWater)BR冷冻盐水(回)(BrineReturn)BR冷冻盐水(供)(BrineSupply)CA压缩空气(CompressedAir)CSCWSCWRDR化学污水(ChemicalSewage)循环冷却水(供)(CycleWaterSupply)循环冷却水(回)(CycleWaterReturn)排液、排水(DRainage)自控及仪仪表表示示工艺生产产流程中中的仪表表及控制制点应该该在有关关管道上上，并大大致按安安装位置置用代号号、符号号给以以表示。。仪表、调调节机构构、执行行机构等等图例如如附录2表2-4所示示。将仪表图图形符号号和字母母代号组组合起来来，可以以表示工工业仪表表所处理理的被测测变量和和功能，，或表示示仪表、、设备、、元件、、管线的的名称；字字母代号号和阿拉拉伯数字字编号组组合起来来，就组组成了仪仪表的位位号。如如PI801被测变量量和仪表表功能的的字母代代号字母第一位字母后继字母被测变量功能A分析（Analyse)报警（Alarm)C电导率（Conductivity）控制（Control）D密度（Density）E电压（Electricpressure）检测元件（Element）V粘度（Viscosity）被测变量量和仪表表功能的的字母代代号字母第一位字母后继字母被测变量功能F流量（Flow）I电流指示（Indicating）L液位（Liquidlevel）连锁（Linkage)M水分（湿度）或（Moisture）被测变量量和仪表表功能的的字母代代号字母第一位字母后继字母被测变量功能P压力或真空（Pressure）R放射性（Radioactivity）记录或打印（Record）T温度（Temperature）传送（变送）（Transmit)V粘度（Viscosity）管道仪表表流程图图（PID图））HL表示什么么？表示什么么？表示什么么？表示什么么？管道仪表表流程图图（PID图））HL控制室仪仪表；具具有显示示功能的的压力控控制器；；207表示仪仪表位号号。就地安装装仪表；；显示压压力。具有记录录功能的的温度控控制器。。具有指示示、控制制、报警警功能的的液位控控制器。。H、L表示同同时具有有高、低低限报警警。9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。13:10:0213:10:0213:1012/29/20221:10:02PM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2213:10:0213:10Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。13:10:0213:10:0213:10Thursday,December29,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2213:10:0213:10:02December29,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。29十二二月20221:10:02下下午13:10:0212月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月221:10下下午午12月月-2213:10December29,202216、行动出成果果，工作出财财富。。2022/12/2913:10:0313:10:0329December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。1:10:03下下午午1:10下下午午13:10:0312月月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。13:10:0313:10:0313:1012/29/20221:10:03PM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-2213:10:0313:10Dec-2229-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。13:10:0313:10:0313:10Thursday,December29,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2213:10:0313:10:03December29,202214、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。29十十二月20221:10:03下午午13:10:0312月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荆门门九派派通。。。。十二月月221:10下下午午12月月-2213:10December29,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2