化工设计概论第二章

1、第二章工艺流程设计，本章的主要内容：1)工艺路线选择。 2 )工艺流程的设计。 例如，、等说明了工艺流程的流程化，简化的流程图是、第二节工艺流程的选择，一、选择原则(1)先进性(技术先进、经济合理)。 (2)可靠性。 (3)根据国情，根据土地制作适当的东西。 全面收集第二节工序的选择、第二、工作顺序1、产品在国内外的各种生产方法资料。 2 .研究重要设备。 3、对各种生产方法提出技术、经济、安全等要求。 4 .适当修改选定的生产方法。 应该收集的主要资料内容、各国的生产状况、各种生产方法及其流程。 原料源和成品的应用情况。 实验研究报告。 原料、中间产品、产品和副产品的标准和性质。 安全技术和

2、劳动保护措施。 综合利用和三废处理生产技术先进，能否达到生产机械化、自动化的程度。 装备的大型化和制造、运输情况。 基本建设投资、产品成本、占地面积。 水、电、蒸汽、水文、气象等资料。 工作环境和周围的状况。 论证第二节工艺路线选择、生产方法时应注意的问题(1)满足产品性能标准的要求。 (2)尽量采用先进的生产技术。 (3)选定的工艺路线必须具备工业生产的条件。 (4)比较各技术经济指标。 (5)操作连续化的问题。 (6)装置大型化。 (七)管理三废，消除污染。 (8)提高自动化水平，尽量利用计算机进行生产控制和管理。 第三节工艺流程的设计、工艺流程设计是工艺设计的核心，通过工艺流程图的形式，

3、形象地反映了化工生产从原料进口到产品的过程。 包括材料和能源的变化、材料的流动、生产中经验的工艺和使用的设备仪表等。 第三节流程设计、流程设计的主要任务(1)确定生产流程中各流程的具体内容、顺序和组织方式、操作条件、控制方案，确定“三废”管理方案，确定安全的生产措施，实现加工原料制造所需产品的目的。 (2)在流程设计的不同阶段绘制不同的流程图。 第三节工艺设计、工艺设计原则(1)尽量采用先进设备、先进生产方法和成熟的科技成果，保证产品质量。 (2)充分利用原料，努力提高原料利用率，提高生产效率，采用高效设备，降低原材料消耗和自来水消耗，降低产品生产成本，降低投资和操作费用，取得最佳经济效果。

4、第三节流程设计、流程设计原则(3)确保安全生产，保证人身和设备安全，充分预测生产故障，及时处理，保证生产稳定性。 (4)有完善的三废对策，尽量减少三废排放量，减少或消除环境污染，进行三废的回收和综合利用。 (5)生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳定的生产和高产。 第三节流程设计、流程设计中应注意和解决的问题(1)决定整个流程的结构。 (2)确定各工艺或工序的构成。 (3)决定操作条件。 (4)控制方案的确定。 (5)合理利用原料和能源，计算装置整体的技术经济指标。 (6)决定三废管理方法。 (七)制定安全生产措施。 第三节工艺设计、实验技术与实际生产存在很大差异，设计者必须具有工业生产的概

5、念。 比如在实验室里调制硫酸和硝酸混合酸的过程。、工业混合酸流程图、第三节流程的设计、流程的设计方法： (1)参考现有的图纸和资料进行改进。 (2)根据现有生产装置进行工艺流程设计。(3)根据实验室实验装置，进行生产流程的设计。 (4)从概念设计开始，从一个反应式开始流程设计。 这个设计主要适合实验过程的设计。 第三节在工艺流程设计、工艺流程设计步骤工艺设计开始时，首先进行概念设计或方案设计，设计工艺流程草图，经过材料计算，设计工艺材料流程图，设备计算结束后，开始制作初步设计的管道和仪表流程图，工厂第三节流程设计、第一、概念设计概念设计的主要内容是对流程进行流程化，完善流程，进行方案比较，选择

6、最佳方案。 第三节流程设计、第一、概念设计的典型流程分为六个重要部分：原料贮藏、预处理、反应、产品分离、净化、贮藏包装。 还要考虑“三废”处理和公共工程、辅助设施。 原料、产品、一、概念设计、1 .工艺流程化对这六个流程进行了详细研究，各流程需要组合哪些化工单元的操作，各化工单元的操作需要什么样的设备、设备、机械，这些单元操作的运行参数及其运行顺序保证材料在化工单元操作中的“管线”关系，得到预期质量和数量的产品，把该流程具体化的设计流程称为工艺流程化。 一、概念设计、工艺过程化操作方法(1)首先确定主要的反应过程(2)根据反应要求，确定原料贮藏方式、量、原料准备过程和原料投入方式的流程(3)根

7、据产品的质量要求和反应过程，确定产物的分离、精制过程(4)产品的计量、包装或后处理过程(5) 副产品处理的流程(6)“三废”排放物的综合管理流程(7)确定动力使用和公共工程的配套。 在示例1.HCl和CH3OH的合成CH3Cl (示例1.HCl和CH3OH的合成CH3Cl )中选择了“气相液相”的合成CH3Cl的情况下，主要反应示例了过程的流程，示例了过程的流程，示例了过程的流程。 为了简化工艺流程，控制水洗塔产生的废水的量，设计了带重沸器的HCl吸收塔，充分吸收HCl制成稀盐酸，将夹有微量水分和甲醇的CH3Cl冻结，去除水，进行脱醇。 原料预处理工艺可以简化为不混合而进入反应釜。 简化的流程

8、图。 简化流程的示意图、甲醇、盐酸、压缩机、冷冻塔、冷凝器、脱氧塔、冷凝器、反应釜、计量槽、盐酸、冷凝器、产品、钢瓶、 流程设计简化流程设计，2 .初步设计阶段的流程设计基于概念设计，深化、详细改进流程，与流程和各操作单元相对应。 化工装置进行深入定量设计，通过计算逐步完善化工流程，遗留缺陷，全面系统地研究材料、能源、操作、控制，将各化工单元的流程完全连接、整合，充分利用能源。 流程设计，2 .初步设计阶段流程设计对流程方案设计要从以下几个方面完善设计： (a )流程能力、操作灵活性和设备设计。 (b )确定过程操作条件和安排过程详细信息。 (c )操作单元装置的连接和辅助装置的完善。 (d

9、)确定操作控制中的各参数控制点。、工艺流设计、3 .施工图设计阶段的工艺流设计基于初步设计方案，完善管道和仪表设计，完善各种材料、公共工程、所有设备、管道、接头、阀、所有控制点、检测点、自动控制系统装置及其管道、阀设计。 作为安装工程指导的工艺流程设计，最终描绘了“管道及仪表流程图”(简称PID图)。工艺流程设计、工艺流程图设计练习1 )设计将98 %浓硫酸稀释成30%稀硫酸的工艺流程图。 2 )设计了气液吸收工艺，要求两个吸收塔对吸收液能够串联或并联操作。第4节工艺流程图的描绘、1、方框流程图和工艺流程图2、工艺材料流程图3、配管和仪表流程图、1、方框流程图和工艺流程图、1、方框流程图在确定

10、工艺流程选择后，对工艺流程进行了概念设计其主要作用是定性地展示原料成为产品的路径和顺序，以及应用的过程和设备。 用一个模块表示主要的流程步骤和单元，明确记载模块名称和主要操作条件，同时用主要物流连接各模块。 另一方面，方块流程图(Block Flowsheet )，描绘要求：矩形框是细实线，用粗实线和箭头表示主要的物流方向，并加上必要的文字注释。 反应、过滤、结晶、离心、硫酸、氧化铜、母液、滤液、产品、生产硫酸铜的方框流程图、生产聚甲醛的方框流程图、一、方框流程图和工艺流程图、二、工艺流程图基于方框流程图，各工艺流程图生产流程的草图一般由物料流程、图例和必要的文本说明三部分组成。 2、工艺流程

11、草图，1 .主要用细实线描绘外形，形状不准确，用线和箭头表示主要材料的管线和流动，用粗实线描绘材料。 关于气管、阀门等，一般没有显示。 2 .要求附带图例，某单位流程图中有设备一览表。 生产硫酸铜的工艺流程草图、二、工艺材料流程图绘制、工艺材料流程图(process flowsheet diagram PFD )简称物流图主要内容： a :设备的简单外形图、名称和符号。 b :主要的工艺条件、材料平衡表(材料有变化的设备，应从材料生产线上引出，标示材料成分名称、材料量(kg/h )、质量%、kmol(kmol/h )、mol%等，并标示各自的总数。 c :标题栏。二、工艺材料流程图的描绘，(1

12、)设备图纸和流程线设备图纸用设备外形描绘，该设备外形不准确，总是采用标准规定的设备表示方法，简化描绘。 设备之间用流线连接，设备的外形用细实线表示，设备之间的流线用粗实线表示。 在图中填写设备的标签和名称。、2 ) 物流线表示方法c .用细实线菱形框(边长810mm )表示各物流点的编号，、反应气体从R0201到图8413-9-40-0320，二，工艺材料流程图的描绘，(3)工艺数据的表示主要工艺数据：温度、压力(4)材料平衡表，二，工艺材料流程图的制作，(2)物流的变化和物流表变化为材料的设备，从材料线上引出引线，在引线的端部以列表的形式表示材料的组成，名称，质量流量(kg/h )，质量百分

13、比，摩尔流量(kmol/h ) 您可以在生产线的旁边显示项目的特定流程参数(例如，项目温度、压力等)。，乙苯贮槽， 设计图设计和初步设计编号一致，不可混淆。 如果设计图设计过程中设备增减，编号依次补充或取消(即保留空白号码)。 设备名称也必须前后一致。 二、工艺材料流程图的绘制，(二)设备标记标记方式设备的标记号，名称一般在该设备的图形上或下标记，各设备的横向标记方式必须排成一列，在相同的高度方向上有两个以上的设备图纸时，设备的相对二、工艺材料流程图的绘制，(3)标题栏和其他标题栏如图纸所示，标明图纸编号、设计阶段等。 制作以、资材流程图、作业、1.98%硫酸为原料，生产2000kg/a 30

14、%硫酸的资材流程图。三、管道及仪表流程图(PID) piping and instrument diagram，作用：为设备的配置、管道的配置设计提供依据的设备配置、管道配置及仪表控制等施工安装提供依据，这是施工安装的指导文件。 要求：显示所有工艺设备、材料管道、阀构件、设备辅助管道以及工艺和自控仪表图例、符号等。三、管道和仪表流程图、主要内容：设备图纸、管道、控制点和必要数据、图例、标题栏等。 (1)图形把生产过程中所有设备的简单形状按工艺流程顺序展示在同一平面上，配置要连接的主辅助管道和接头、阀门、仪表控制点符号等。 (2)填写注释填写设备的号码和名称、管段号码、控制点号码、必要的尺寸、数

15、据等。 (3)图例(4)标题栏，管道和仪表流程图的描绘的规定和要求，(1)比例尺没有与图纸管道和仪表流程图成比例地被描绘，所以标题栏的“比例尺”栏没有被明确记载。 一般设备(机器)的图例只能取相对的比率，实际大小过大的设备(机器)的比率可以适当地缩小，实际大小过小的设备(机器)的比率可以适当地扩大。 在图的下面将细实线描绘为地平线，可以相对地表示装置的位置的高低。 如果需要，还可以单独显示各层大楼的高度。 整个图纸要和谐美丽。 管道和仪表流程图的制作的规定和要求，(1)在制作比例和图纸时，一般能够主要描绘一个工厂和工序，原则上一个主要项目能够画图，不太主张完全的产品流程过于碎片化，尽量有流程的“全貌”感。 在保证图案清晰的原则下，流程图尽量在一张纸上完成。 图宽一般以a-1或a-2的长边描绘，如果流程图过长，则宽度也采用标准宽度的长度，可以使长度容易阅览，也可以分割描绘。管道和仪表流程图的制作规定和要求，(2)图形模式采用展开图形式，从左到右绘制全设备的形象图，排列顺序应符合实际生产过程。 外形和主要轮廓接近实物，有时还必须描绘出显示设备的主要特征、具有其内部结构和