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1、化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学第一节第一节 工艺流程草图工艺流程草图q工艺流程草图一般由物料流程、图例和设备一览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。表等三个部分组成。 (1)(1)设备示意图设备示意图 (2)(2)(2) (2) 流程管线及流向箭头流程管线及流向箭头 (3)(3)(3) (3) 文字注解文字注解Chapter 化工工艺流程图化工工艺流程图第二章第二章化工工艺流程图化工工艺流程图1 1物料流程物料流程化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南
2、科技大学在流程图的下方或图纸的其他空白处列出各设备的编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。号和名称。在管线的上方或右方用文字注明物料的名称。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在流程线的起始和终了处注明物料的名称来源及去向 。q工艺流程草图是一种示意性的从左至右的展开图。工艺流程草图是一种示意性的从左至右的展开图。2-1 2-1 工艺流程草图工艺流程草图化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学q工艺流程草图一般由物料流程、图例和设备一览工艺流程草图一般由物料流程、图例
3、和设备一览表等三个部分组成。表等三个部分组成。 1 1物料流程物料流程2 2图例图例 图例中只须标出管线图例。阀门、仪表等无须标出。图例中只须标出管线图例。阀门、仪表等无须标出。3 3设备一览表设备一览表 设设备备一一览览表表也也只只包包括括序序号号、位位号号、设设备备名名称称和和备备注注，有有时时可省略设备一览表和图框。可省略设备一览表和图框。2-1工艺流程草图工艺流程草图化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学第二节工艺物料流程图第二节工艺物料流程图v物料流程图是在全厂总工艺流程图基础上，分别表物料流程图是在全厂总工艺流程图基础上，
4、分别表达各车间内部工艺物料流程的图样。在流程上标注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。出各物料的组分、流量以及设备特性数据等。2-2工艺物料流程图工艺物料流程图图中应表示该工艺中各单元操作的主要设备，设备之间带有图中应表示该工艺中各单元操作的主要设备，设备之间带有流向的箭头连接表示主要物料通过的工艺过程或进行循环的流向的箭头连接表示主要物料通过的工艺过程或进行循环的途径。在适当的节点，如设备的进出口、管路的分叉点或回途径。在适当的节点，如设备的进出口、管路的分叉点或回合点等处，要标出物流按质量、物质的量或容积为基础的流合点等处，要标出物流按质量、
5、物质的量或容积为基础的流率。重要的物理参数，如温度、压力、相对密度和粘度等都率。重要的物理参数，如温度、压力、相对密度和粘度等都应在必要处标示出来。应在必要处标示出来。化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学2-2工艺物料流程图工艺物料流程图化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学第三节第三节 三维流程图三维流程图v三维流程图是将工厂的设备、管件按其建成时的三维流程图是将工厂的设备、管件按其建成时的情况用等轴角测图表示。情况用等轴角测图表示。2-3三维流程图三维流程图化工工艺设计
6、化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学MgO工段三维流程图工段三维流程图2-3三维流程图三维流程图化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学第四节第四节 管道仪表流程图管道仪表流程图PID（Process and Instrumentation Diagram)有时又称带控制点工艺流程图。有时又称带控制点工艺流程图。2-4管道仪表流程图管道仪表流程图PIDPID应表示全部工艺设备、物料管路、阀门、设备应表示全部工艺设备、物料管路、阀门、设备的辅助管路和控制仪表的图例、符号等。的辅助管路和控制
7、仪表的图例、符号等。管道仪表流程图又分为工艺管道仪表流程图和公用管道仪表流程图又分为工艺管道仪表流程图和公用工程管道仪表流程图（见图）。工程管道仪表流程图（见图）。化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学2-4管道仪表流程图管道仪表流程图化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学2-4管道仪表流程图管道仪表流程图化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学第五节第五节 工艺流程设计方法与步骤工艺流程设计方法与步骤（一）工艺流程设
8、计的方法（一）工艺流程设计的方法（二）工艺流程设计的步骤（二）工艺流程设计的步骤2-5工艺流程设计方法与步骤工艺流程设计方法与步骤化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学（一）工艺流程设计的方法（一）工艺流程设计的方法以反应过程为核心以反应过程为核心, ,以方案比较作决定以方案比较作决定定定反反应应器器: :根根据据反反应应过过程程的的特特点点、产产品品要要求求、物物料料特特性性、基基本本工工艺艺条条件件来来决决定定采采用用反反应应器器类类型型及及决决定定采采用用连连续续操操作，还是间歇性操作。作，还是间歇性操作。有有些些产产品品不不适
9、适合合连连续续化化操操作作，如如同同一一生生产产装装置置生生产产多多品品种或多牌号产品时，用间歇操作，更为方便。种或多牌号产品时，用间歇操作，更为方便。2-5工艺流程设计方法与步骤工艺流程设计方法与步骤1.以反应过程为中心以反应过程为中心化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学物料反应过程是否需外供能量或移出热量，都要在反应装置物料反应过程是否需外供能量或移出热量，都要在反应装置上增加相应的适当措施。上增加相应的适当措施。如果反应需要在催化剂存在下进行，就须考虑催化反应的方如果反应需要在催化剂存在下进行，就须考虑催化反应的方式和催化剂的
10、选择。式和催化剂的选择。一般说确定主反应过程的装置，往往都有文献、资料可供参一般说确定主反应过程的装置，往往都有文献、资料可供参考，或有中试结果。现有工业化装置可以借鉴、参考，因此考，或有中试结果。现有工业化装置可以借鉴、参考，因此并不复杂。并不复杂。2-5工艺流程设计方法与步骤工艺流程设计方法与步骤（一）工艺流程设计的方法（一）工艺流程设计的方法化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学（一）工艺流程设计的方法（一）工艺流程设计的方法根根据据反反应应特特点点，必必然然对对原原料料提提出出要要求求，如如纯纯度度、温温度度、压压力力以以及及
11、加加料料方方式式等等。这这就就应应根根据据需需要要采采取取预预热热（冷冷）、汽汽化化、干干燥燥、粉粉碎碎筛筛分分、提提纯纯精精制制、混混合合、配配制制、压压缩缩等等措措施施。这这些些操操作作过过程程就就需需要要相相应应的的化化工工单单元元操操作作，加加以组合。通常不是一台两台设备或简单过程完成的。以组合。通常不是一台两台设备或简单过程完成的。p原原料料预预处处理理的的化化工工操操作作过过程程是是根根据据原原料料性性质质、处处理理方方法法而而选选取取不不同同的的装装置置及及不不同同的的输输送送方方式式，从从而而可可能能设设计计出出不同的流程。不同的流程。2-5工艺流程设计方法与步骤工艺流程设计方
12、法与步骤(2) 设计原料预处理过程设计原料预处理过程化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学根据反应原料的特性和产品的质量要求，以及反应过程的根据反应原料的特性和产品的质量要求，以及反应过程的特点，实际反应过程可能会出现下列情况特点，实际反应过程可能会出现下列情况: :（一）工艺流程设计的方法（一）工艺流程设计的方法除了获得目的产物外，由于存在副反应，还生成了副产除了获得目的产物外，由于存在副反应，还生成了副产物。物。由于反应时间等条件的限制或受反应平衡的限制，以及由于反应时间等条件的限制或受反应平衡的限制，以及为使反应尽可能完全而有过
13、剩组分。为使反应尽可能完全而有过剩组分。2-5工艺流程设计方法与步骤工艺流程设计方法与步骤(3)(3)设计产物的后处理过程设计产物的后处理过程化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学原料中含有的杂质往往不是反应需要的，在原料的预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。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
14、多相的，而最终产物是固态的。应过程是多相的，而最终产物是固态的。因此用于产物的净化、分离的化工单元操作过程，往因此用于产物的净化、分离的化工单元操作过程，往往是整个工艺过程中最复杂、最关键的部分往是整个工艺过程中最复杂、最关键的部分. . （一）工艺流程设计的方法（一）工艺流程设计的方法2-5工艺流程设计方法与步骤工艺流程设计方法与步骤化工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学（一）工艺流程设计的方法（一）工艺流程设计的方法(5) (5) 设计未反应原料的循环或利用以及副产物的处理设计未反应原料的循环或利用以及副产物的处理2-5工艺流程设
15、计方法与步骤工艺流程设计方法与步骤(4) (4) 设计产品的后处理过程设计产品的后处理过程经过前述分离净化后达到合格的目的产品，有些是下一工经过前述分离净化后达到合格的目的产品，有些是下一工序的原料，可加工成其他产品；有些可直接作为商品，往序的原料，可加工成其他产品；有些可直接作为商品，往往还须进行后处理工作，如筛选、包装、灌装、计量、贮往还须进行后处理工作，如筛选、包装、灌装、计量、贮存、输送等过程。存、输送等过程。由于反应不是全部，剩余组分在产物处理中被分离出来，由于反应不是全部，剩余组分在产物处理中被分离出来，一般应循环回到反应设备中继续参与反应。一般应循环回到反应设备中继续参与反应。化
16、工工艺设计化工工艺设计(Chemical Process Design)西南科技大学西南科技大学（一）工艺流程设计的方法（一）工艺流程设计的方法p因因此此在在化化工工开开发发和和工工程程设设计计中中必必须须研研究究和和设设计计治治理理方方案案和和流流程程，要要做做到到“三三废废”治治理理与与环环境境保保护护工工程程、“三三废废”治治理理工工艺艺与与主主产产品品工工艺艺同同时时设设计计、同同时时施施工工，而而且且同同时时投投产产运运行行。按照国家有关规定，如果污染问题不解决，是不允许投产的。按照国家有关规定，如果污染问题不解决，是不允许投产的。 2-5工艺流程设计方法与步骤工艺流程设计方法与步骤(6) (6) 确定确定“三废三废”排出物的处理措施排出物的处理措施在生产过程中，不得不排放的各种废气、废液和废渣，应尽在生产过程中，不得不排放的各种废气、废液和废渣，应尽量综合利用，变废为宝，加以回收。无法回收的应妥善处理。量综合利用，变废为宝，加以回收。无法回收的应妥善处理。“三废三废”中如含有有害物质，在排放前应该达到排放标准。中如含有有害物质，在排放前应该达到排放标准。化工工艺设计化工工艺
