工艺流程_生产工艺流程设计

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1、化工设计,Design of Chemical Engineering,1 黄璐,王保国编.化工设计. 北京：化学工业出版社，2000 2 娄爱娟,吴志泉,吴叙美编. 化工设计. 华东理工大学出版社，2002 3 王静康主编.化工设计.北京：化学工业出版社，1995,第二章 工艺流程设计,第一节 生产方法和工艺流程的选择 第二节 工艺流程设计 第三节 工艺流程图 第四节 典型设备的自控流程 第五节 工艺流程图计算机绘制软件 基本要求 （1） 理解工艺流程（图）的概念 （2） 掌握工艺流程设计的方法 （3） 熟练掌握工艺流程图的表示、绘制和阅读,第一节 生产方法和工艺流程的选择,一、生产方法和工

2、艺流程选择的原则 1先进性：指在化工设计过程中技术上的先进程度和经济上的合理可行。 2可靠性：指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。 3合理性：结合国情，从实际出发，考虑各种问题。 上述三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。,第一节 生产方法和工艺流程的选择,二、生产方法和工艺流程确定的步骤 1资料搜集与项目调研 是确定生产方法和选择工艺流程的准备阶段。 在此阶段，要根据建设项目的产品方案及生产规模，有计划、有目的地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。掌握国

3、内外化工技术经济的资料，仅靠设计人员自己搜集是不够的，还应取得技术信息部门的配合，有时还要向咨询部门提出咨询。 资料搜集与整理的内容？,第一节 生产方法和工艺流程的选择,2生产设备类型与制造厂商调研 设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和工艺流程时必然要涉及到的因素。 在搜集资料过程中，必须对设备予以足够重视。对各种生产方法中所用的设备，分清国内已有定型产品的、需要进口的及国内需重新设计制造的三种类型，并对设计制造单位的技术力量、加工条件、材料供应及设计、制造的进度加以了解。,第一节 生产方法和工艺流程的选择,3.对调研结果进行全面分析对比 各种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势；

4、产品的质量指标及产品规格情况； 生产能力和工艺技术条件情况； 主要原材料及能量消耗情况； 建设费用及产品生产成本情况； 三废的产生及治理情况； 安全生产与劳动保护措施； 其他特殊情况。,一、工艺流程设计的任务 工艺流程设计的主要任务包括两个方面： 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，达到由原料制得所需产品的目的； 二是绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程中，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，以及采用了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。,第二节 工艺流程设计,应按步骤逐步解决以下问题： (1)

5、 确定整个流程的组成。 (2) 确定每个过程或工序的组成。 (3) 确定工艺操作条件。 (4) 控制方案的确定。 (5) 合理利用原料及能量。 (6) 制定三废的处理方案。 (7) 制定安全生产措施。,第二节 工艺流程设计,二、工艺流程设计的方法 一般都是将一个工艺流程分为四个重要部分，即原料预处理过程、反应过程、产物的后处理（分离净化）和三废的处理过程。 一般的工作方法如下： (1) 以反应过程为中心。 (2) 原料预处理过程。,第二节 工艺流程设计,(3)产物的分离净化。 除了获得目的产物外，由于存在副反应，还生成了副产物。 由于反应时间等条件的限制或受反应平衡的限制，原料转化率较低，产物

6、中必然存在剩余的未反应的原料。 原料中含有的杂质往往不是反应需要的，在原料的预处理中并未除净，因而在反应中将会带入产物中，或者杂质参与反应而生成无用且有害的物质。 产物的集聚状态要求，也增加了后处理过程。某些反应过程是多相的，而最终产物是固态的。,第二节 工艺流程设计,(4) 产品的后处理。 (5) 未反应原料的循环或利用以及副产物的处理。 (6) 确定“三废”排出物的处理措施。 (7) 确定公用工程的配套措施。 (8) 确定操作条件和控制方案。 (9) 制定切实可靠的安全生产措施。 (10) 保温、防腐的设计。,第二节 工艺流程设计,三、工艺流程设计中的方案比较 工业生产中，一个过程往往可以

7、有多种方法来实现。 一个优秀的工程设计只有在多种方案的比较中才能产生。 进行方案比较首先要明确判据。 进行方案比较的基本前提是保持原始信息不变。设计者只能采用各种工程手段和方法，保证实现工艺规定的操作参数。,例2-1 用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯,第三节 工艺流程图,把各个生产单元按照一定的目的要求有机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来，即是工艺流程图。 一、工艺流程图的种类 化工工艺图中，属于工艺流程图性质的图样有若干种，它们都用来表达工艺生产流程。由于它们的要求各不相同，所以在内容、重点和深度方面也不一致，但这些图样之间是有密切联系的。,第三节 工艺流程图,1方框

8、流程图(block flowsheet) 是在工艺路线选定后,工艺流程进行概念性设计时完成的一种流程图、不编入设计文件。 2工艺流程草（简）图(simplified flowsheet) 是一个半图解式的工艺流程图，它实际上是方框流程图的一种变体或深入，只带有示意性质，供化工计算时使用，也不列入设计文件。,第三节 工艺流程图,3全厂总工艺流程图或物料平衡图 总工艺流程图是在炼油化工厂设计中，为总说明部分提供的全厂流程图样。对综合性化工厂则称全厂物料平衡图。图上各车间（工段）用细实线画成长方框来示意。流程线只画出主要物料，用粗实线表示。流程方向用箭头画在流程线上。图上还注明了车间名称，各车间原料

9、、半成品和成品的名称、平衡数据和来源、去向等。,第三节 工艺流程图,4物料流程图(process flowsheet) 物料流程图是在全厂总工艺流程图基础上，分别表达各车间内部工艺物料流程的图样。在流程上标注出各物料的组分、流量以及设备特性数据等。 它主要反映物料衡算和热量衡算的结果，使设计流程定量化。物料流程图简称物流图，是初步设计阶段的主要设计成品，提设计主管部门和投资决策者审查，如无变动，在施工图设计阶段不必重新绘制。,第三节 工艺流程图,5带控制点工艺流程图(process and control flowsheet) 初步设计阶段在提交物料流程图的同时，还要提交带控制点工艺流程图。

10、带控制点工艺流程图一般应画出所有工艺设备、工艺物料管线、辅助管线、阀门、管件以及工艺参数的测量点，并表示出自动控制方案。它是由工艺专业人员和自控专业人员合作完成的。,第三节 工艺流程图,6管道仪表流程图（piping and instrument diagram) 管道仪表流程图又称PI图，在施工图设计阶段完成，是该设计阶段的主要设计成品之一，它反映的是工艺流程设计、设备设计、管道布置设计、自控仪表设计的综合成果。 管道仪表流程图要求画出全部设备，全部工艺物料管线和辅助管线，还包括在工艺流程设计时考虑为开车、停车、事故、维修、取样、备用、再生所设置的管线以及全部的阀门、管件。并要详细标注所有的

11、测量、调节和控制器的安装位置和功能代号，因此，它是指导管路安装、维修、运行的主要档案性资料。,第三节 工艺流程图,二、工艺流程草图 工艺流程草图亦称方案流程图、流程示意图、流程简图，是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。它是设计开始时供工艺方案讨论常用的流程图，亦是工艺流程图设计的依据。 当生产方法确定以后，就可以开始设计绘制流程草图。 在绘制流程草图时尚未进行定量计算，因而它只是定性地标出由原料转化成产品的变化，流向顺序以及生产中采用的各种化工单元及设备。,第三节 工艺流程图,生产工艺流程草图一般由物料流程、图例和设备一览表等三个部分组成。 1物料流程 (1) 设备示意图。图中的设备只画出

12、大致轮廓和示意结构，甚至画一个方框代替也可以。设备的相对位置高低也不要求准确，备用设备在流程草图中一般省略不画。但设备一般都要编号，并在图纸空白处按编号顺序集中列出设备名称。,第三节 工艺流程图,(2) 流程管线及流向箭头。流程草图中应画出全部物料管线和一部分动力管线（如水、蒸汽、压缩空气和真空等）。物料管线用粗实线画出，动力管线用中粗实线画出。在管线上用箭头表示物料的流向。 (3) 文字注解 在流程图的下方或图纸的其他空白处列出各设备的编号和名称。 在管线的上方或右方用文字注明物料的名称。 在流程线的起始和终了处注明物料的名称来源及去向。,第三节 工艺流程图,2图例 图例中只须标出管线图例。

13、阀门、仪表等无须标出。 3设备一览表 设备一览表也只包括序号、位号、设备名称和备注，有时可省略设备一览表和图框。 工艺流程草图是一种示意性的从左至右的展开图。,三、工艺管道及仪表流程图 又称为： 施工流程图 PI图 与之配套的尚有辅助管道及仪表流程图、公用系统管道及仪表流程图。 绘制依据：HG20519-92化工工艺设计施工图内容和深度统一规定和HG20559-93管道仪表流程图设计规定,第三节 工艺流程图,施工流程图,作用 表达化工工艺流程和所需的设备、机器、管道、仪表、阀门等管件。 是在方案流程图的基础上绘制的，是设备布置图、管道布置图的设计依据，也是施工安装的依据，并指导工艺操作。 （一

14、）比例与图幅 方向：由左向右 图幅：多用A0图纸，常横放；A1用在画简单的小流程中。不宜加长加宽。 比例：不按比例，设备按1：100（或1：50）,第三节 工艺流程图,（二）设备的表示方法 1.设备的画法 (1)图形。化工设备在图上一般按比例用中线条（0. 5mm）绘制，画出能够显示形状特征的主要轮廓。 (2)相对位置。设备间的高低和楼面高低的相对位置，一般也按比例绘制。低于地面的需相应画在地平线以下，尽可能地符合实际安装情况。对于有位差要求的设备，还要注明其限定尺寸。,第三节 工艺流程图,(3)相同系统（或设备）的处理。两个或两个以上相同的系统（或设备），一般应全部画出。只画出一套时，被省略

15、部分的系统，则需用细双点划线绘出矩形框表示。框内注明设备的位号、名称，并绘出引至该套系统（或设备）的一段支管。,第三节 工艺流程图,2.设备的标注 (1)标注的内容。设备在图上应标注位号及名称。 (2)标注的方式。设备的位号、名称一般标注在相应设备的图形上方或下方，即在图纸的上端及下端两处，各设备在横向之间的标注方式应基本排成一行。,J 03 03 B 煤气鼓风机,设备位号,第三节 工艺流程图,（三）管道的表示方法 1管道的画法 管道应按HG20559.3-93管道仪表流程图管道和管件图形符号规定的图形符号绘制。 （1）线型规定,（2）交叉与转弯 （3）放气、排液与液封 （4）来向和去向,第三

16、节 工艺流程图,2 管道的标注 每段管道上都要有相应的标注，一般横向管线标注在管线的上方，竖向管线则标注在管线的左方；若标注位置不够时，可将标注中的部分内容移至管线下方或右方。不得已时，也可用指引线引出标注。标注内容应包括三个组成部分：即管道号、管径和管道等级。,管道及附件的标注,PG 03 02 200 A 1 A D 2,管道及附件的标注,管道材料代号（表74）,管道及附件的标注,管道及附件的标注,幻灯片,管道及附件的标注,管道及附件的标注,第三节 工艺流程图,（四）阀门与管件的表示方法 在管道上需要用细实线画出全部阀门和部分管件（如视镜、阻火器、异径接头、盲板、下水漏斗等）的符号。 管道及附件的图形 常用阀门图形符号 管件图形符号,管道及附件的图形,常用阀门图形符号,管件图形符号,弯头,三通,四通,法兰盖,盲板,异径管接头,第三节 工艺流程图,（五）仪表控制点的表示方法 仪表图形符号和文字代号应符合HG/T2