化工工艺设计必备知识

合集下载

化工项目设计基础知识点

化工项目设计基础知识点

化工项目设计基础知识点化工项目的设计是一个综合性的任务,需要涉及众多的基础知识点。

本文将介绍化工项目设计的基础知识点,包括流程设计、设备选型、安全设计等方面。

一、流程设计1. 产品工艺流程:包括原料准备、反应过程、分离过程、精制过程等。

需要考虑反应条件、物料平衡、能量平衡等因素。

2. 原料及辅助物料选择:选择适合工艺的原料及辅助物料,需要考虑其物化性质、供应可靠性、成本等因素。

3. 工艺条件优化:根据产品要求和工艺特点,选择合适的反应温度、压力、催化剂、溶剂等条件。

二、设备选型1. 反应器:选择适合反应条件的反应器,包括批式反应器、连续反应器、固定床反应器等。

2. 分离设备:根据产品纯度要求,选择适合分离工艺的设备,如蒸馏塔、萃取塔、结晶器等。

3. 储存设备:选择适合产品储存的设备,如储罐、仓库等。

4. 辅助设备:选择适合工艺流程的辅助设备,如搅拌器、加热器、冷却器等。

三、安全设计1. 设计安全工艺:考虑化学反应过程的危险性和防护措施,合理确定工艺参数和操作条件,确保安全运行。

2. 设计安全设施:根据工艺过程的特点,设计相应的安全设施,如爆炸防护、泄漏控制、火灾控制等。

3. 安全评估和风险分析:进行安全评估和风险分析,识别潜在的危险源,提出相应的风险控制措施。

四、经济性评估1. 成本估算:根据工艺流程和设备选型,进行成本估算,包括设备购置费、原料费用、能源消耗费用等。

2. 收益估算:根据产品市场需求和价格,进行收益估算,包括产品销售收入、项目投资回报等。

3. 经济指标评估:根据成本估算和收益估算结果,计算经济指标,如投资回收期、净现值等。

五、环境影响评估1. 环境影响分析:评估化工项目对环境的影响,包括废水、废气、固体废物等排放情况。

2. 环境保护措施:根据环境影响评估结果,提出相应的环境保护措施,确保项目符合环保要求。

综上所述,化工项目设计的基础知识点包括流程设计、设备选型、安全设计、经济性评估和环境影响评估等方面。

《化工工艺设计》讲义

《化工工艺设计》讲义
反应系统
分离系统 换热网络
公用工程
“洋葱头”模型是工艺流程开发和设计的方法。
从图中可以十分直观地表示了反应系统的开发和设计是核心,它为分离系 统规定了处理物料的条件,而反应和分离系统一起又规定了过程的冷、热 物流的流量和换热的热负荷,最后才是公用工程系统的选择和设计。
“洋葱头”模型强调了过程开发和设计的有序和分层性质,也表明了
3.2 工艺设计的内容和深度
1. 概述
2. 工艺设计的依据是经批准的可行性研究报告、总体设计、工程设计 合同书及设计基础资料。制定相应的工艺流程,其原则是选择先进 可靠的工艺技术路线,进行方案比较,对方案进行优化,确定合理 的工艺流程方案,选取合适的工艺设备, 在考虑工艺流程方案时, 应同时考虑到对废物的综合利用方案和必要的治理措施。进行工艺 物料和热量平衡计算、绘制工艺流程图(PFD)、编制工艺设备数据表 和公用工程平衡图,确定公用工程、环保的设计原则和排出物治理 的基本原则。
3.3.1.1 反应流程优化 反应流程优化需要考虑的问题较多, 问题复杂。如反应动力学、反应收率、 催化剂特性、反应历程、反应途径。 反应器的最优操作条件有如何保证反应温度、反应压力、混合要求、换热要 求、各物料配比、给定条件下的生产成本等等。 在实际工业生产中, 为了实现高效率、高选择和达到要求的产量, 常常将相 同或不同类型反应器进行组合。
3 工艺设备一览表 4 取样点汇总表 5 装置界区条件表: 是生产装置和外部原材料、公用工程等互供关系、
数量及在界区交接状况的重要文件,其包括需要的原辅材料、公用工程 、产品、副产品等在界区处的条件。 6 3.2.2 补充说明: 化工工艺专业尚需参加前期工作,主要前期工作有 : 7 项目建议书: 可行性研究报告编制工作。 8 项目报价书: 投标书、技术文件编制工作 9 引进项目: 包括询价书、投标书的评标、合同技术附件谈判。 10 大中型联合装置总体规划设计。

化工工艺流程设计基础知识

化工工艺流程设计基础知识

化工工艺流程设计基础知识化工工艺流程设计是指将化工原料经过一系列操作加工变换,最终得到所需的化工产品的过程。

它包括了化工原料的选用、物理、化学和生物反应的进行、操作条件的控制和产品的分离纯化等步骤。

下面将从化工工艺流程设计的基础知识、流程设计的步骤以及工艺流程设计的要点等方面进行介绍。

一、基础知识:1、物料平衡:不同物料在反应器中输入和输出的质量要保持平衡,即输入物料质量等于输出的物料质量。

2、能量平衡:对于化工反应器,要保持输入热量等于输出热量,确保反应器内部的温度和压力等条件稳定。

3、反应动力学:研究化学反应速率、反应机制,选择合适的催化剂、温度、压力等条件,提高反应速率和选择性。

4、传质和传热:反应器内部需要适当的传质和传热,将反应物质从液相或气相传递到反应表面,提高反应速率。

5、设备设计:根据反应物料的特性,选择适当的反应器和分离设备,确保反应过程高效、稳定和安全。

二、流程设计步骤:1、原料筛选:根据产品要求和市场需求,选择合适的原料,考虑原料的可获得性、成本和环境友好性等因素。

2、反应选择:根据反应动力学研究和反应物料的特性,选择适当的反应方式和反应条件,保证反应的高效和选择性。

3、传质传热:根据反应物料的特性,选择适当的传质和传热方式,提高反应速率和控制反应温度、压力等条件。

4、分离纯化:根据反应产物的特性,选择适当的分离纯化方法,将目标产物从混合物中提取出来,达到产品纯度和分离效率的要求。

5、设备设计:根据反应过程的要求,选择适当的反应器、分离设备和辅助设备,确保反应过程高效、稳定和安全。

三、工艺流程设计的要点:1、考虑原料和产品的可获得性和成本,选择合适的原料和反应方法,降低生产成本。

2、考虑环境因素,选择环境友好的反应和分离纯化方法,减少对环境的污染。

3、进行反应动力学研究,选择适当的反应条件和催化剂,提高反应速率和选择性。

4、确保反应物料的平衡和能量的平衡,保持反应过程的稳定性。

化工设计必背知识点

化工设计必背知识点

化工设计必背知识点化工设计是化工专业的核心课程之一,是培养学生工程设计能力的重要环节。

掌握化工设计的必备知识点对学生能否成功完成化工工程设计项目起着决定性作用。

下面将介绍一些化工设计中必须牢记的核心知识点。

一、化工工艺流程化工工艺流程是化工设计的基础。

设计师需要了解具体化工工艺的原理、步骤和流程,从而确保工程的顺利进行。

常见的化工工艺流程包括物料平衡、能量平衡、质量平衡、反应工程等。

物料平衡是指在化工过程中物质的输入和输出量保持平衡,即通过计算原料和产物的物料流量,确保系统内各组分物质的平衡。

能量平衡是指在化工过程中能量的输入和输出量保持平衡,即通过计算热量传递和产生的热效应,确保系统的能量平衡。

质量平衡是指在化工过程中各组分物质的质量保持平衡,即通过计算组分的质量流量,确保系统内各组分物质的质量平衡。

反应工程是化工过程中最核心的环节之一,涉及化学反应的原理、速率以及反应器的设计等。

设计师需要了解不同反应条件下的反应行为,选择合适的反应器,并评估反应过程中的反应速率和转化率等参数。

二、化工设备选型在化工设计中,合理选型适用的化工设备对于工程的顺利运行至关重要。

设计师需要根据工艺流程和工程要求,选择适当的化工设备。

常见的化工设备有反应器、分离设备(如蒸馏塔、萃取塔、吸收塔等)、传热设备(如换热器、冷凝器等)等。

在设备选型中,设计师需要考虑工程的规模、物质的性质、操作条件和经济性等因素。

合理选型能够提高设备的效率、减小能耗,并确保产品的质量和安全性。

三、化工安全化工安全是化工设计中的重要环节。

设计师需要对工艺过程中的潜在危险进行评估,并采取相应的措施确保工程的安全性。

化工安全的关键是风险评估和控制。

设计师需要了解化学品的性质和危险性,评估工艺中的各种风险,并制定相应的安全措施。

同时,设计师还需要了解相关的安全法规和标准,确保工程符合法规要求,并保障操作人员的安全。

四、工程经济工程经济是化工设计中的重要考虑因素之一。

化工工艺学知识点总结

化工工艺学知识点总结

化工工艺学知识点总结化工工艺学是研究化工生产中的工艺方法和工艺条件的学科。

它主要包括工艺流程的设计与优化、反应器设计、传热与传质过程、流体流动与传动、分离过程与设备、设备动态建模与控制、工艺安全与环保等内容。

下面是对化工工艺学的几个重要知识点进行总结。

1.工艺流程设计与优化:工艺流程设计是指将化学反应等原始过程组合在一起,形成一个连续的工作流程。

设计时需要考虑原料与产品的选择、反应器的布局、能量的供应与回收、工艺条件的控制等。

而优化则是指通过调整工序的参数和条件,使得工艺达到最优的生产效果和经济效益。

2.反应器设计:反应器是进行化学反应的设备,其设计对反应的效果和产量起着决定性作用。

设计时需要考虑反应速率、热效应、催化剂的选择等因素。

常见的反应器类型有批量反应器、连续流动反应器、固定床反应器等。

3.传热与传质过程:化工过程中常常需要进行热量的传递和物质的传输。

传热过程包括传导、对流和辐射等方式,传质过程又涉及气体、液体或固体之间的质量传递。

在设计过程中需要考虑传热传质效率、设备尺寸与功能的平衡等因素。

4.流体流动与传动:在化工工艺中,流体的流动和传动是非常重要的。

研究流体流动包括输运过程的数学建模、流体力学与动力学的分析和解决等。

传动则指化工设备中的动力源,如泵、压缩机等。

5.分离过程与设备:化工生产中常常需要对混合物进行分离,以获取纯净的产品。

分离过程包括蒸馏、萃取、吸附、结晶、过滤等技术,通过这些方法可以实现组分之间的分离和纯化。

分离设备有塔式设备、萃取器、蒸发器等。

6.设备动态建模与控制:动态建模是指将化工过程中的设备和参数转化为数学模型,用于预测和优化系统的行为。

控制是指通过采用控制策略和方法,在化工过程中保持系统的稳定和优化。

动态建模和控制对提高生产效率和产品质量具有重要意义。

7.工艺安全与环保:化工生产中的安全和环保问题至关重要。

工艺安全指的是在化工过程中预防事故和危险性事件的发生,保护工作人员和环境安全。

化学化工工艺知识点总结

化学化工工艺知识点总结

化学化工工艺知识点总结一、化学工程基础知识1.1 化学工程的定义化学工程是利用化学原理和化学技术进行工程设计和生产过程的一门工程学科。

它涉及许多方面的知识,包括化学、物理、数学、机械、电气、自动化等。

1.2 化学反应工程化学反应工程是化学工程中的一个重要分支,它研究化学反应的动力学、热力学、质量传递和能量传递等过程。

通过研究化学反应工程,可以设计出高效、高产率和低成本的化工生产过程。

1.3 物理化学原理物理化学是研究物质的物理性质和化学性质的学科,如热力学、动力学、电化学等。

在化学工程中,物理化学原理对于分析反应过程、设计反应器以及优化生产过程都起着重要的作用。

二、化工生产相关知识2.1 化学原料化工生产过程中所用的化学原料一般需要具有一定的纯度和稳定性。

常见的化学原料包括化学品、矿产物质、石油化工产品等。

2.2 化学反应器化学反应器是化工生产过程中的关键设备,它用来进行化学反应,常见的反应器有批式反应器、连续流动反应器等。

根据反应条件的不同,反应器的设计和选择也会有所不同。

2.3 分离技术化工生产过程中常常需要进行物质的分离和纯化,以获取目标产品。

常见的分离技术包括蒸馏、结晶、萃取、吸附等,这些技术对于化工生产的效率和产品质量有着重要的影响。

2.4 反应工艺优化化工生产过程中,通过优化反应工艺可以提高产率、降低能耗、减少废物排放等,从而提高生产效率和经济效益。

常见的优化手段包括改进反应条件、改进反应器结构、改进催化剂等。

三、化工设备知识3.1 化工设备的基本原理化工设备是化工生产过程中的关键装备,包括反应器、分离器、储罐、泵、管道等。

这些设备的设计和选择需要考虑流体力学、传热传质、材料耐久性等方面的知识。

3.2 化工设备的材料选择化工设备的材料选择对于设备的使用寿命和安全性有着重要的影响。

通常情况下,化工设备需要选择耐腐蚀、耐高温、耐高压、耐磨损等性能优良的材料。

3.3 化工设备的安全管理化工生产过程中涉及到化学品、高温高压等危险因素,因此化工设备的安全管理十分重要。

化工工艺基础知识 -

化工工艺基础知识 -

3)蒸馏:分离液体混合物典型单元操作。此
操作是将液体混合物部分气化,利用其中各组分 挥发度不同的物性以实现分离的目的。 4)蒸发:利用加热的方法使溶液中一部分溶 剂气化并除去,以提高溶液中溶质的浓度或析出 固体溶质的操作。 5)气化:物质由液相变成气相的过程称为气 化过程。 6)冷凝:物质由气相变成液相的过程称为冷 凝。
产过程,向系统和设备内输入的热量应等于输出的热量加 上损失的热量,即: Q入 ══ Q出+Q损 Q入:输入的热量 Q出:输出的热量 Q损:损失的热量 按这一规律对系统或设备热量进行的计算称为热量衡算。
生产控制影响因素
温度控制 计量控制 周期控制
1)温度控制 是化工生产最重要的控制手段之
一,化工生产中常常伴随放热和吸热过程。绝大 部分反应过程对温度的控制要求都比较高,温度 控制的稳定和准确直接影响产品的质量指标和应 用性能。如:PT320等分散剂系列温度控制影响 产品粘度及应用性能。
1)物料衡算根据物质守恒定律,在一个稳定的生产
过程中向系统或设备所投入的物料量必等于所得产品量及 过程损失量之和。即: W原 ══ W产+W损 W原:投入物料量 W产:所得的产品量 W损:损失物料量 按照这一规律对总物料或其中某一组分进行的计算,称 为物料衡算。
2)热量衡算根据能量守恒定律,对于一个稳定的生
2)计量控制 是化工生产最重要的控制手段之
一,化工生产中往往涉及到多种助剂,助剂的加 入量准确性是决定反应产物特性的主要因素,特 别参与化学反应过程的助剂对产物的特性具有决 定性作用。计量控制的稳定和准确直接影响产品 的质量指标和应用性能。
3)周期控制 是化工生产重要的控制手段之一,
反应周期是影响产品收率的主要因素之一,同时 也是影响装置产能的主要因素之一,对产品的成 本效益有很大影响。

化工设计知识点总结

化工设计知识点总结

化工设计知识点总结化工设计是化工工程中极其重要的一个环节,它涉及到化工工程的方方面面,是化工工程实施的基础和核心。

化工设计的目的是将化工工程项目的技术、经济、市场、环保等因素充分考虑,通过科学合理的设计方法,确定化工过程的技朎参数、设备选型、工艺流程、设计方案等内容,为该项目的实施提供可行的技术和经济方案。

一、化工设计基础知识点1.化工工艺基础化工工艺是指化工生产过程中的基本工程,主要包括物料的变换与处置、热力条件的提供、单元操作的组合等。

熟悉化工工艺基础,对于实际工程设计来说是至关重要的,只有了解了工艺的基础知识,才能更好地进行化工设计工作。

2.化工设备基础化工设备是指用于化学过程中的各种设备,包括反应设备、传热设备、分离设备等。

了解各种化工设备的原理、特点和应用范围,对于设计合理的工艺流程、选择适当的设备型号和参数具有重要意义。

3.化工原理基础化工原理是研究物质在化学和物理变化过程中所遵循的一般规律。

了解化工原理,可以帮助化工工程师更好地理解工艺过程,指导化工设计工作的开展。

4.化工安全基础化工生产一直是高危行业,了解化工安全知识,合理规避危险因素,确保工程设计的安全性和稳定性,是化工设计的一项重要任务。

二、化工设计的主要内容及要点1.化工工艺设计化工工艺设计是化工设计的核心内容,它包括工艺流程设计、反应器设计、分离设备设计、传热设备设计等方面。

工艺设计的主要工作是确定化工生产过程的物料平衡、热力条件和操作参数,从而为设备设计和工艺流程的确定提供依据。

2.化工设备设计化工设备设计是化工设计的重要组成部分,它包括设备选型、设备参数计算、设备结构设计等方面。

设备设计的主要工作是根据工艺需求,选型合适的设备,并确保设备的稳定性和安全性。

3.化工管道设计化工管道设计是化工设计的重要环节,它确保了各种工艺流程的连接和物料的输送。

管道设计要考虑管道的流动性、耐腐蚀性和安全性,根据工艺流程确定管道的尺寸、材质和连接方式。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1.1 要建设一个化工厂,必须具有一批化工工艺专业技术人员,这批化工工艺专业技术人员必须具备下列基本条件。

⌝掌握化工基本理论如化工热力学、流体力学、传热、传质、化学反应动力学(化学反应工程)。

⌝掌握化工工艺设计方法和技能工艺设计的任务、设计范围、工艺设计人员职责。

化工基本理论的应用(化工设计方法)。

工艺设计基本程序(工艺设计技能)。

工艺设计的成品文件(内容及深度)。

工艺设计的质量保证程序。

⌝熟悉环保、安全、消防等方面的法规,如:HG20667-1986 化工建设项目环境保护设计规定SH3024-95 石油化工企业环境保护设计规范HG20571-95 化工企业安全卫生设计规定SH3047-93 石油化工企业职业安全卫生设计规范GBJ16-87(2001版) 建筑设计防火规范GB50160-92(1999版) 石油化工企业设计防火规范GB50058-92 爆炸和危险性环境电力装置设计规范一定的工作经验⌝1.2 化工建设项目阶段1.2.1 建设项目阶段的划分以工程公司为主体,通常分为三个阶段项目前期⌝项目建议书→ 批准后即为立项可行性研究报告→ 批准后即可展开工程设计工程设计⌝按国内审批要求分为:初步设计→ 批准后建设单位即可开工。

施工图设计按国际常规做法分为:工艺设计详细设计⌝施工、安装、试车、性能考核及国家验收(验收后工厂投入正常运行)1.2.2 建设项目阶段的划分以建设单位为主体,通常分为四个阶段⌝项目前期工程设计⌝工程建设⌝工厂投入生产⌝2. 工艺设计的内容和深度2.1 工艺设计的文件包括三大内容:文字说明(工艺说明)⌝图纸⌝表格⌝2.1.1 文字说明(工艺说明)⌝工艺设计的范围。

设计基础:生产规模、产品方案、原料,催化剂,化学品,公用工程燃料规格、产品及副产品规格。

⌝⌝工艺流程说明:生产方法、化学原理、工艺流程叙述。

原料、催化剂、化学品及燃料消耗定额及消耗量。

⌝⌝公用工程(包括水、电、汽、脱盐水、冷冻、工艺空气、仪表空气、氮气)消耗定额及消耗量。

三废排放:包括排放点、排放量、排放组成及建议处理方法⌝⌝装置定员安全备忘录(另行成册)⌝技术风险备忘录(通常为对内使用,另行成册)⌝⌝操作指南(通常为对内使用,另行成册。

供工艺系统、配管等专业使用)2.1.2 图纸⌝PFD:是PID的设计依据,供基础设计使用(通常分版次逐版深化)。

包括全部工艺设备、主要物料管道(表示出流向、物料号)、主要控制回路、联锁方案、加热和冷却介质以及工艺空气进出位置。

⌝建议设备布置图:是总图布置、装置布置的依据,供基础设计使用(通常为平面布置图)。

根据工艺流程的特点和要求进行布置。

⌝PCD:通常是设计院内部设计过程文件、最终体现在终版PFD中(通常由自控专业完成)。

2.1.3 表格⌝物料平衡表:包括物流组成、温度、压力、状态、流量、密度、焓值、粘度等理化常数(热负荷表示在此表中或PFD图上)。

⌝工艺设备数据表:根据设备形式不同、作用不同以及介质不同可分为容器、塔器、换热器、工业炉、机泵、搅拌器的等。

工艺设备数据表需表示出设备位号、介质名称、操作压力、设计压力、操作温度、设计温度、材质、传动机构、外形尺寸、特征尺寸及特殊要求。

(各设计院均有各种规定的表格)。

⌝工艺设备表取样点汇总表⌝⌝装置界区条件表:通常由工艺系统专业来完善并最终发表(包括原材料、公用工程、产品、副产品、进出界区条件等)。

2.2 补充说明:化工工艺专业尚需参加前期工作,主要前期工作有:项目建议书;可行性报告编制工作。

⌝项目报价书;投标书、技术文件编制工作。

⌝⌝引进项目:包括询价书、投标书的评标、合同技术附件谈判。

大中型联合装置总体规划设计。

⌝3. 工艺设计方法(化工基本理论的应用)3.1 工艺路线的选择原料来源⌝经济效益和社会效益(生产成本)⌝环境保护⌝⌝其它,如操作条件、安全、消防、投资、工艺先进性,可行性,合理性。

3.2 工艺流程方案优化⌝“洋葱头”模型(由史密斯、林霍夫提供的模型)从图中可以看出设计的核心是反应系统的设计和开发。

“洋葱头”模型强调过程开发和设计的有序和分层性质。

⌝反应流程优化见表-7.4.2(P-544)反应流程优化需要考虑的问题较多,问题复杂。

如反应动力学、反应收率、催化剂特性、反应历程、反应途径。

反应器的最优操作条件有如何保证反应温度、反应压力、混合要求、换热要求、各物料配比、给定条件下的生产成本等等。

⌝精馏流程的优化精馏流程如需要分离R个组份,就需要有R-1个精馏塔。

精馏优化需要考虑:那种组份为主产品,那种组份为付产品。

产品的规格要求。

精馏流程的优化法1):试探法,主要规则如下:优先使用普通精馏。

尽量避免减压操作和使用冷量。

产品数应最少。

腐蚀性、危险性的组份应优先分出。

难分离的组分最后分出。

最大量组份应优先分出。

塔顶、塔釜产物最好等摩尔分离。

精馏流程的优化法2):调优法精馏流程的优化法3):数学规划法⌝蒸发流程的优化1)单效、双效、三效蒸发。

2)热泵蒸发、膜式蒸发。

3)多级闪蒸。

4)强制循环蒸发、自然循环蒸发、。

结合蒸发器的类型(标准、悬框、列文、强制循环蒸发器)进行选择。

3.3 工艺设备的选择反应器:⌝1)连续1)均相1)活塞流(管式)2)半连续2)非均相2)全混釜(搅拌釜)3)间歇以上反应器的选择要根据物料性质、稳定性、反应复杂性、产品规模、反应时间、温度、压力等因素综合考虑。

不同类型的反应器在工业生产中的应用情况见P-547。

气液相反应器及固相反应器的使用情况见P-548。

固体催化反应器的使用情况见表7.4.3-3(P-548)。

⌝气液传质设备:1)板式塔:泡罩、浮阀、筛板等。

板式塔塔板流体流向分布类型可分为U形流,单溢流,双溢流等2)填料塔:a拉西环、鲍尔环、矩鞍环等填料。

b散堆、规整填料。

c实体填料、丝网填料。

以上传质设备的选择要根据分离难易程度、压降大小、真空(热敏性物料)、物料性质、投资情况、腐蚀情况、物料清洁情况、安全要求、弹性大小、发泡等情况选择。

(见P-549) ⌝传热设备:按功能分:冷却器、冷凝器、加热器、换热器、再沸器、蒸汽发生器、过热器、废热锅炉等。

按结构型式分:采用二物流换热的换热器从结构上分有以下5种型式:A.管壳式(固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式)B.板式(板翅式、螺旋板式、伞板式、波纹板式)C.管式(空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式)D.液膜式(升降膜式、刮板薄膜式、离心薄膜式)E.其它型式(板壳式、热管式)以上型式换热器的选择依据是:A.固定管板式换热器固定管板式换热器即两端管板和壳体连接成一体,由于壳程不易检修和清洗,因此选用固定管板式换热器时,壳方流体应是较清洁且不易结垢的物料;两流体温差较大(大于60℃)时应考虑热补偿,两流体温差不易大于120℃。

B.浮头式换热器该换热器壳程易清洗,但内垫片易渗漏,适用于需要补偿热膨胀的换热器,两流体温差大于120℃。

C.U型管式换热器该换热器制造、安装方便,造价较低,管程耐高压,但结构不紧凑。

适用于高温和高压的场合,且管内流体必须洁净。

D.板式换热器板翅式:紧凑、效率高、可多股物料同时换热。

使用温度不大于150℃。

螺旋板式:可用于带颗粒物料,物位利用好。

不易检修。

伞板式:制造简单、紧凑、易清洗,使用温度不大于150℃,使用压力不大于0.12MPa。

波纹板式:紧凑、效率高、易清洗,使用温度不大于150℃,使用压力不大于0.15MPa。

E.空冷器的选择依据a.空气入口温度(即设计温度)低于38℃。

b.热流体的出口温度高于50~65℃,并允许有一定的波动范围(3~5℃)。

c.对数平均温差大于40℃。

d.流体接近温度(即热流体的出口温度与冷流体入口温度之差)至少大于15℃。

e.管内给热系数小于2325.6W/(m2.K)。

f.冷却水的污垢系数大于0.0002(m2.K)/W。

g.水源较远,取水费用大。

h.热流体的凝固点较低(小于0℃)。

⌝化工用泵:根据物料性质、物料的腐蚀性、易燃易爆、有毒、高温、高压、低温、粘度大小、挥发性、固体颗粒等因素综合考虑,此外还要考虑泵的安全性、可靠性和密封等要求。

见表7.4.5-3(P-553)⌝容器(储罐):根据物料性质、物料的腐蚀性、易燃易爆、有毒、高温、高压、低温、粘度大小、挥发性、固体颗粒等因素综合考虑。

压力容器分类见表7.4.5-5(P-557)。

4. 工艺设计工作程序5. 设备设计压力和设计温度的确定5.1 压力:⌝正常操作(工作)压力最高工作压力⌝设计压力的选取见表7.6.1 “设备设计压力一览表”(P-561)。

5.2 温度:⌝正常操作温度最高操作温度⌝设计温度的选取见表7.6.2“设备设计温度选取表”(P-562)。

6. 过程控制方案的确定6.1过程控制方案确定的原则保证装置运行的平稳、生产安全、控制简单适用。

⌝⌝用单回路简单控制系统可以解决的,决不要用复杂的控制系统。

6.2过程控制的分类压力⌝温度⌝流量⌝物位⌝⌝化学成分和物性数据6.3选用控制仪表的要求准确可靠⌝灵敏度高⌝反应迅速⌝滞后小⌝⌝使用维护方便价格便宜⌝6.4典型化工单元的控制方案6.4.1反应⌝反应控制的要求达到规定的转化率、产品浓度。

处理量平稳。

当出现不正常工况时,能报警、联锁或自动选择性调节系统。

⌝反应控制方案以反应转化率为控制变量见图7.7.3-1(P-564)。

以反应工艺状态变量为控制对象见图7.7.3-2(P-565)。

6.4.2精馏精馏是常见的液液分离方法,精馏控制主要目的是达到规定的分离要求。

主要变量有进料量、组成、温度、操作压力、冷却和加热介质、压力及温度的变换。

精馏控制可分为:⌝按精馏段指标的控制方案见图7.7.3-3(P-566)。

按提馏段指标的控制方案见图7.7.3-4(P-567)。

⌝塔顶压力控制方案⌝见图7.7.3-5(P-568)。

真空度控制方案见图7.7.3-6(P-569)。

其它控制方案⌝见图7.7.3-7(P-569)。

6.4.3传热设备控制载体的流量见图7.7.3-8(P-570)。

⌝控制传热面积⌝见图7.7.3-9(P-570)。

控制载体的气化温度见图7.7.3-10(P-571)。

⌝工艺介质旁路控制⌝见图7.7.3-11(P-571)。

6.4.4流体输送设备离心泵控制方案见图7.7.3-12(P-572)。

⌝改变转速的控制方案⌝见图7.7.3-13(P-572)。

往复泵(位移式旋转泵)的控制方案见图7.7.3-14(P-572)。

⌝7. 能耗计算目前人类面临的共同任务是保护资源、减少环境污染、维护生态平衡、实现可持续发展。

化工生产中传热过程是经常的发生的事,因此合理使用能源,节约能源消耗是每个化工工艺设计人员应尽的职责。

过程能量分析的常用方法有:夹点分析法和三环节能量分析法7.1夹点分析法将需要优化的换热网络用冷、热流复合线表示在温焓图(T-*****)上,热流复合线位于冷流上方,冷、热流体的复合线中间垂直距离最短处称为夹点,其温差△Tmin称为夹点温差。

相关文档
最新文档