工艺路线及工艺流程设计

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。落实设设备对各种种生产产方法法中所所用的的设备备，分分清国国内已已有定定型产产品的的、需需要进进口的的及国国内需需重新新设计计制造造的三三种类类型，，并对对设计计制造造单位位的技技术力力量、、加工工条件件、材材料供供应及及设计计、制制造的的进度度加以以了解解。全面分分析对对比(1)几种种技术术路线线在国国内外外采用用的情情况及及发展展趋势势；(2)产产品的的质量量情况况；(3)生生产能能力及及产品品规格格；(4)原原材料料、能能量消消耗情情况；；(5)建设设费用用及产产品成成本；；(6)三三废的的产生生及治治理情情况；；(7)其其他特特殊情情况。。3、流程程设计程序序流程框图：：在确定初步步方案时，，一般采用用流程框图图说明工业业生产中所所采用的技技术路线。。流程示意图图：进一步以设设备的形式式定性地表表示出各个个过程的单单元生产路路线以及个个物流的流流向。流程草图：：在流程示意意图的基础础上表示生生产过程中中的物流，，各单元过过程和单元元操作的设设备特征、、自动控制制方案、工工艺操作参参数等。工艺流程图图：在流程草图图的基础上上表示出物物流及其流流向，每一一个过程的的设备特征征，物流组组成变化，，显示仪表表及自动控控制方案、、工艺操作作参数、管管道工程、、经济管径径、辅助生生产流程等等。2.3工工艺流程设设计方法设计中涉及及的问题确定整个流流程的组成成确定采用多多少工序来来构成全流流程，确定定每个单元元过程和单单元操作设设备在工业业生成中需需达到的要要求，并考考虑各工序序之间的连连接方法。。确定每个工工序的组成成对工序来说说，应确定定完成这一一生产过程程所需的设设备形式及及其台数，，以及各设设备之间的的连接方法法，主要工工艺参数。。确定操作条条件控制方案的的确定为了确保工工艺过程的的操作条件件，对物流流及设备需需要确定控控制方案，，并选用合合适的控制制仪表。。在设计中中要考虑正正常生产、、开停车和和检修所需需的各种状状态。此外还要增增补遗漏的的管线、阀阀门，以及及采样、放放净、排空空等设施，，初步完善善控制系统统，最后完完成工艺流流程图。合理利用原原料及能量量未反应的原原料返回进进行循环利利用；回收收溶剂；能能力的回收收及综合利利用。确定公用工工程的配套套设施工艺用水、、蒸汽、压压缩空气、、氮气等以以及冷冻、、真空都是是流程中要要考虑的配配套设施。。生产用电、、给排水、、采暖通风风应与其他他专业密切切配合的，，据此应确确定水、电电、蒸汽和和燃料的消消耗。确定三废治治理方法及及三废数量量三废的综合合治理；三三废中的有有用物质的的回收。考考虑三废治治理的总费费用。制定安全生生产措施对所设计的的化工装置置在运转以以及开、停停车和检修修中，可能能存在的不不安全因素素应进行认认真仔细的的分析，并并遵循国家家有关规定定，结合以以往的经验验教训，制制订出切实实可靠的安安全措施，，例如设置事故槽槽、安全阀阀、放空管管、安全水水封、防爆爆膜、阻火火器以及防防静电(接接地)等。从工艺角度度进行流程程设计反应过程原料预处理理过程产物后处理理过程产品包装原料的循环环利用2.4工工艺流程图图绘制方法法1、基本要要求流程框图：采用方框及及文字表示示主要的工工艺设备及及过程，用用箭头表示示物流方向向。流程示意图图：用图例表示示出主要工工艺设备，，用箭头表表示物流方方向，标注注主要工艺艺设备的位位号和名称称。（图4-63））流程简图：用图例表示示出主要工工艺设备及及部分关键键的辅助设设备，用箭箭头表示物物流方向，，标注工艺艺设备的位位号和名称称。以图例例表示出主主要控制回回路仪表的的参数、功功能、控制制方法。物料流程图图：用图例表示示出主要工工艺设备及及部分关键键的辅助设设备，用箭箭头表示物物流方向，，标注工艺艺设备的位位号和名称称。用表格格形式表示示出各流股股的温度、、压力、流流量、组分分含量百分分比；在有有热量变化化的过程或或设备旁，，标出热量量计算值。。（图4-64））公用工程系系统图：用方框、文文字表示使使用公用工工程的工艺艺设备及过过程，用箭箭头表示物物流方向。。带控制点的的工艺流程程图（PID图图，图4-65））(1)用图图例表示出出全部工艺艺设备；(2)表示示工艺物料料和辅助管管道的流向向及工艺物物料管道上上的阀门(用图例表表示)，异异径管等有有关附件，，但不必绘绘出法兰、、弯头、三三通等一般般管件，流流程图管道道的连接位位置应与配配管图基本本一致。(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)流程中若若有几台台相同设设备并联联，可以以只画一一台设备备，其余余几台用用细实线线方框表表示，在在方框内内注明位位号，并并画出通通往该设设备的支支管。若若流程中中有几套套相同设设备并联联，每套套设备内内部管道道连接均均相同，，则可只只画一套套，其他他的几套套设备位位号、名名称均写写在这一一套的设设备上如如：R××××A、B、C反应器(5)设备位号编制制为：(6)设备位位号应与初步步设计一致，，若施工图设设计中设备有有所增加，则则位号应按顺顺序增补，如如有取消，原原有设备位号号不再使用。。物料管道和辅辅助管道绘制制方法(1)管道、管件及及管道附件图图例及常用阀阀门图例，如如附录2附表2—2和附表2—3。(2)固体物料除用用粗虚线表示示外，还要写写出物料名称称。(3)当工艺艺流程比较复复杂，流程图图与辅助系统统图应分开绘绘制。在辅助系统流流程中，辅助助管道只绘制制与设备相连连的进出口一一段支管，并并注明代号、、编号及管道道规格，而辅辅助管道总管管与分管相连连的部分由辅辅助系统图来来表示。如果果该项目主流流程比较简单单，则可不另另画辅助系统统图，辅助管管道总管要在在流程图画出出来，并画出出辅助管道上上的附件、仪仪表，并将图图名改为工艺艺管道和辅助助管道及仪表表流程图。(4)控制仪表与主主流程设备管管道及辅助管管道有联系时时应分别在流流程图和辅助助管道上适当当表示。(5)各种管道的标标注方法。在工艺管道及及仪表流程图图、辅助管道道及仪表系统统图、管道布布置图上的全全部管道及有有关表格均需需分段标注流体体代号、管道道代号、管径径、管道等级级及隔热代号号。管道上直接排排入大气的放放空短管以及及就地排放的的短管，阀后后直排大气无无出气管的安安全阀前入口口管等，此时时的管道和短短管，连同它它们的阀门、、管件等均编编入其所在的的主管道。管道代号应分分段编定，管管道的分段可可按设备到设设备之间为一一段，亦可取取设备到管道道分支点为一一段。流程图、系统统图和管道布布置图上相应应的管道代号号必须一致。。管道代号由设设备位号及管管道的顺序号号组成。管径径一般标注公公称直径。按图面，管道道为水平方向向时，管道代代号标注在管管线上；管道道为垂直方向向时，标注在在管道左侧。。管道等级号管道等级号由由三个单元组组成管道材料类别别(6)绘在同同一张流程图图上的两个设设备相距较远远时，其物料料管道仍要连连通，不能用用文字表示。。对于进出车车间的管道或或接至另一张张流程图上的的管道，可在在管道断开处处用箭头注明明至某设备或或管道的图号号，如排水或或排污管必须须用文字说明明排入何处。。图纸名称在图纸的主标标题栏中图纸纸的名称，其其书写方法如如：×××吨／年年×××车间间(界区)xx工段工工艺管管道及仪表流流程图辅助管道及仪仪表系统图(1)辅助管管道及仪表系系统图用来表示在流程图图上未曾画出出的辅助管道道系统全貌，辅助管道道包括蒸汽汽、冷凝水水、给排水水、压缩空空气、真空空等系统，，每一种辅助助管道系统统绘制一张张系统图。(2)辅助助管道系统统图上的设设备一般以以细实线画画的矩形框框表示，框框内标注设设备位号及及设备名称称或管道代代号。(3)辅助助管道系统统图上必须须表示该辅辅助管道总总管和支管管上的全部部阀门，异异径管及控控制点等。。主标题栏中中图纸名称称可写为：：×××吨／／年××××车间(界界区)×××工段蒸汽管道及及仪表流程程图物料代号以介质(物物料)英语语名称的第第一字母大大写表示；；如空气(air)为“A’’，蒸汽(steam)为““s”，油油(oil)为“0”，水(water)为““w”；以分子式为为代号；采用国际通通用代号，，如聚氯乙乙烯为“PVC”等等表示。常用物料代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)自控及仪表表表示工艺生产流流程中的仪仪表及控制制点应该在在有关管道道上，并大大致按安装装位置用代代号、符号号给以表表示。仪表、调节节机构、执执行机构等等图例如附附录2表2-4所示示。将仪表图形形符号和字字母代号组组合起来，，可以表示示工业仪表表所处理的的被测变量量和功能，，或表示仪仪表、设备备、元件、、管线的名称；字母母代号和阿阿拉伯数字字编号组合合起来，就就组成了仪仪表的位号号。如PI801被测变量和和仪表功能能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）被测变量和和仪表功能能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）被测变量和和仪表功能能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）管道仪表流流程图（PID图））HL表示什么？？表示什么？？表示什么？？表示什么？？管道仪表流流程图（PID图））HL控制室仪表表；具有显显示功能的的压力控制制器；207表示仪仪表位号。。就地安装仪仪表；显示示压力。具有记录功功能的温度度控制器。。具有指示、、控制、报报警功能的的液位控制制器。H、、L表示同同时具有高高、低限报报警。9、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212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、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。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、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2213:10:0213:10:02December29,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。29十二月月20221:10:02下午13:10:0212月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月221:10下下午12月-2213:10December29,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/2913:10:0313:10:0329December202217、做前前，能能够环环视四四周；；做时时，你你只能能或者者最好好沿着着以脚脚为起起点的的射线线向前前。。。1:10:03下下午1:10下下午午13:10:0312月月-229、没有失败，，只有暂时停停止成功！。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情努努力了未必有有结果，但是是不努力却什什么改变也没没有。。13:10:0313:10:0313:1012/29/20221:10:03PM11、成功就是是日复一日日那一点点点小小努力力的积累。。。12月-2213:10:0313:10Dec-2229-Dec-2212、世间成事事，不求其其绝对圆满满，留一份份不足，可可得无限完完美。。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、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。29十二月月20221:10:03下午13:10:0312月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月221:10下下午12月-2213:10December29,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/2913:10:0313:10:0329December202217、空山山新雨雨后，，天气气晚来来秋。。。1:10:03下下午1:10