2.第二章工艺流程设
工艺流程设计

程。
工艺流程设计应解决的问题:
(1) 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) 制定三废的治理方法。
(7) 制定安全生产措施。
方案流程图
设备位号
设备
工艺流程线
用文字表明 流程情况
某物料残液蒸馏处理的工艺方案流程图
2. 工艺流程简图(simplified flowsheet) ➢ 设计初始阶段用来表达整个工厂或车间生产流程的图样,不编
入设计文件。
➢ 定性标出由原料转化成产品的变化、流向以及所采用的各种化 工单元及设备,供设计开始时工艺方案讨论。
② 能量供给、移出方式——反应器结构设计和辅助设施。 ③ 催化反应——催化反应方式和催化剂的选择。
确定主反应装置,可参考文献、资料、中试结果或已工业 化装置。
(2) 原料预处理过程 主反应对原料提出要求:如过程
主反应对原料提出要求:如纯度、温度、压力以及加料方 式等。
确定公用工程的配套措施——动力电、水、蒸汽、 压缩空气、冷冻、电热、氮气等。
确定操作条件和控制方案——控制方案和控制仪 表。
制定安全生产措施——对开车、停车、长期运转 及检修中,可能存在的不安全因素进行分析,制 订切实可靠的安全措施。
保温、防腐的设计——对需要保温、防腐的设备 进行设计。
三、工艺流程设计的基本方法 — 方案比较
图,不编入设计文件,多用于项目建议书、可行性研究报告等。 ➢ 一般用方框、文字表示一个单元,用箭头表示物流方向,表示
化学加工过程的轮廓。
(完整版)化工设计习题及答案

第一章化工厂设计的内容与程序1、化工设计的种类有哪些?答:根据项目性质化工设计可分为:新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。
根据化工过程开发程序化工设计可分为:概念设计、中试设计、基础设计和工程设计;其中工程设计又包括:初步设计、扩大初步设计和施工图设计。
2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。
3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成?答:化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。
4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些?答:一、设计准备工作(1)熟悉设计任务书(2)制定设计工作计划(3)查阅文献资料(4)收集第一手资料。
二、方案设计方案设计的任务是确定生产方法和生产流程,是整个工艺设计的基础。
三、化工计算化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容,其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。
四、车间布置设计主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置,相应地确定厂房或框架的结构型式。
五、配管工程设计任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料,综合权衡建设投资和操作费用。
六、提供设计条件工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。
七、编制概算书及编制设计文件概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。
第二章工艺流程设计1、化工工艺设计包括哪些内容?答:生产方法选择,工艺流程设计,工艺计算,设备的设计与选型,设备布置,管道设计对非工艺设计提条件,设计说明书,概预算书。
2、在选择生产方法和工艺流程时,应该着重考虑的原则有哪些?其步骤有哪些? 答:先进性、可靠性、合理性;资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。
3、工艺流程设计的步骤有哪些?答:确定整个流程的组成,确定每个过程或工序的组成,确定工艺操作条件,确定控制方案,原料与能量的合理利用,制定“三废”处理方案,制定安全生产措施。
工艺流程设计

⼯艺流程设计第⼆章⼯艺流程设计(⼀)⼯艺原理1.反应原理主反应:⼄醛液相催化⾃氧化合成醋酸是⼀个强放热反应,其主反应为:)(21)(323液液COOH CH O CHO CH →+ mol kJ H K /294298-=?θ⼄醛氧化时先⽣成过氧醋酸,再与⼄醛合成AMP [8]分解即为醋酸: COOOH CH O CHO CH 323=+COOH CH AMP CHO CH COOOH CH 3332→→+ 副反应:CH 3CHO+O 2→CH 3COOOH(过氧醋酸) CH 3COOH →CH 3OH+CO 2 CH 3OH+O 2→HCOOH+H 2OCH 3COOH+CH 3OH →CH 3COOCH 3+H 2O 3CH 3CHO+O 2→CH 3CH(OCOCH 3)2+H 2O主要副产物:甲醇、⼆氧化碳、甲酸、醋酸甲酯等。
⼯业⽣产中⼤都采⽤⼄醛液相氧化法。
氧化剂:采⽤氧⽓作氧化剂的较多。
⽤氧⽓做氧化剂有下列两个主要要求:(1)充分保证氧⽓和⼄醛在液相中进⾏反应,避免在⽓相中进⾏;(2)在塔顶应引⼊氮⽓以稀释尾⽓,使尾⽓组成不达到爆炸范围。
2.反应机理⼄醛氧化反应存在诱导期,在诱导期时,⼄醛以较慢的速率吸收氧⽓,从⽽⽣成过氧醋酸。
过氧醋酸能将催化剂醋酸盐中的Mn 2+氧化为Mn 3+Mn 3+存在溶液中,⼜可引发原料⼄醛产⽣⾃由基。
COOOHCH O CHO CH 323?→?+-3-323OH Mn COO CH Mn COOOH CH ++?→?+++整个⾃由基反应由三个阶段组成:(1)链引发经过链引发后,氧化反应速率加快,由于⾃由基的存在会使分⼦链增长(2)链增长其中?33COOOHOCHCH CH 为⼄醛单过醋酸酯⾃由基(3)链终⽌通常情况下,反应速率常数k1、k2、k3、k8和k9远⼩于k4、k5、k6、k7。
因此,⼄醛氧化⽣成醋酸的反应初期存在引发阶段,即诱导期,这也是⽣产中必须有催化剂存在的情况下才能顺利进⾏的原因之⼀。
化工设计概论之工艺流程设计PPT(共103页)

反 应
产品 分离
产品 精制
贮存 包装
一、概念设计
1.工艺路线的流程化
将这六个过程详细地加以研究,具体 化到各个过程需要哪些化工单元操作加以 组合,各化工单元操作又需要什么样的装 备、设备、机械,这些单元操作的运行参 数以及它们的运行次序,物料在化工单元 操作中的“流水线”关系,以保证获得预 期质量和数量的产品,这个将工艺过程具 体化的设计过程,称为工艺路线的流程化。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计步骤 工艺流程设计一开始,首先进行概
念设计或方案设计,设计出工艺流程草图, 经物料计算后,再设计出工艺物料流程图, 当设备计算结束时,开始绘制初步设计的 管道及仪表流程图,只有当车间设计结束, 进一步修改流程图后才能最后画出正式的 施工图阶段的管道及仪表流程图。
第三节 工艺流程设计
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,它 通过工艺流程图的形式,形象地反映化 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发生的变化,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。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计的主要任务
(1)确定生产流程中各个过程的具体内容, 顺序和组织方式,操作条件,控制方案,确定 “三废”治理方案,确定安全生产措施,达到 加工原料以制得所需产品的目的。
(2)在工艺流程设计的不同阶段,绘制不 同的工艺流程图。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计的原则
(1)尽可能采用先进设备、先进生产方法及成熟 的科学技术成就,以保证产品质量。
(2)充分利用原料,努力提高原料利用率,提高生 产率,采用高效率的设备,降低原材料消耗及 水电汽消耗,降低产品的生产成本,降低投资 和操作费用,以便获得最佳的经济效益。
《化工制图》课件-第2章 工艺流程图

三. 设备的图示方法 1. 设备(机器)用细实线,不按比例在图中画出,其中:
1)有规定图例的,按照规定图例绘制。 2)没有规定图例的,可根据实际外形和内部特征绘制。复杂机器设 备,允许用一细实线绘制长(正)方形框代表,框内注明位号与名称。 2. 所有接口(包括人孔、手孔、卸料口等)宜全部画出,其中与配管或 外界有关的管口必须画出。 3. 管口编号用大写英文字母(必要时可在其后附数字)加方框 (5mm×5mm)。 4. 管口一般用单细实线表示,也可与所连管道线宽度相同,允许个别管 口用双细实线。管口法兰用细实线。 5. 机器设备的支承,底(裙)座和基础平台等可不表示。
2. 它只是定性地图示出由原料转化成产品的变化、流向顺序、以及生产 中需采用的各种化工单元及设备。
3. 它一般按照工艺装置的主项(工段或工序、车间或装置)为单元,按 照工艺流程顺序,将设备和工艺流程线从从左至右展开画在同一平面 上的一种示意性展开图。它表示的主要内容和规范如下: A. 设备的图示和标注:绘制机器、设备示意图,标注位号、名称。 B. 流程线的图示和要求:粗实线表示主要物料的工艺流程线。横平竖直。 C. 流程线的标注:箭头表示流向,起止处标注物料名称、来源和去向。
2)相对高低位置应尽可能符合实际情况。地下或半地下设备,需要
表示出一段相关地面,地面以
表示。
四. 管道的图示方法
PID中要画出和标注全部工艺管道以及与工艺有关的一段辅助及公用
管道。工艺管道包括正常操作所用物料管道,工艺排放系统管道,开停
车和必要的临时管道。管道图示的具体要求如下:
阅读PID图
1. 一般用单线表达各类管道,具体线型规定如表3-2(P88)所示。 的难点之一
5. 分析取样点的表示方法 分析取样点要在选定的位置(设备管口或管道)
化工设计第2章工艺流程设计-修改

1、工艺流程草图
第三节 工艺流程图
工艺流程草图又称方案流程图或流程示意图,是用来表达整个工厂或
车间生产流程的图样。它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。用于工艺方案讨论。
H2S约占总硫含量的90%
脱 硫 系 统 工 艺 方 案 流 程 图
半水煤气脱硫工艺流程说明:
( 4 )标题栏 注写图名、图号、设计阶段、设计单位等。
第三节 工艺流程图
管道仪表流程图(PID)设计规定:
施工图规范: HG/T20519-2009《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》
设计规范: HG20559-93《管道仪表流程图设计规定》
各设计院自己的设计规定
第三节 工艺流程图
(一)通用设计规定
(2)生产设备类型与制造厂商调研
——设备是实现化工技术的关键,同时在投资中占很大比例。
(3)对调研结果进行全面分析对比
第二节 工艺流程设计
一、工艺流程设计的任务(流程组织或过程合成)
流程组织:权衡技术与经济、安全、工程等方面的因素,在过程开发实 验的基础上,结合化工生产过程的实际经验,将某个化工过程的原料准 备、反应合成、产物分离三个阶段的有关单元操作有机地组合在一起, 形成一个较优的工艺流程。
(3)文字与字母的标注 字体大小 7、5、3.5、3 (4)图面布置
(二)设备的表示方法
第三节 工艺流程图
1. 设备图形 (1)按规定图例画出设备外形轮廓和内部、外部结构特征 简图(P35);图例可参照HG -20519.2
(2)设备之间的相对位置及管口位置: 设备示意图之间的距离以布置流程线合理方便为原则; ▲设备示意图之间的高低位置及设备上接管口的位置应符 合实际情况;
制药工艺与设备复习提纲及答案

2、医药洁净厂房湿度的确定。(掌握) 答:易吸潮产品(如硬胶囊、粉针等)相对湿度控制在 45-50%;片剂、颗粒剂等固体制剂 相对湿度控制在 50-65%。冬季可取低值,夏季取高值。(干球温度 23-25℃,相对湿度 20-50% 时,人体感觉最佳;相对湿度 35-50%时,细菌的存活力降低)
第2章 工艺流程设计

保护措施、车间环境与周围的情况以及各种技术路线的发展情况与动
向等。 2.生产设备类型与制造厂商调研(落实设备)
设备主要包括以下2种类型:定型设备:国内购买或进口
非定型设备:需设计制造
化学工程系化工与制药教研室
制药工程设计课程 Design of Pharmaceutical Engineering
工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图及管道仪表流程 图等。
化学工程系化工与制药教研室
制药工程设计课程 Design of Pharmaceutical Engineering
1、工艺流程草图
工艺流程草图又称方案流程图或流程示意图,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, 是工艺流程图设计的依据。 生产工艺流程草图一般由物料流程、图例和设备一览表三个部分组成。 其中物料流程包括: (1) 设备示意图 设备可按大致几何形状画出,设备位臵的相对高低 不要求准确,但要标出设备名称及位号;
(4) 物料表 在流程下方用物料表的形式分别列出物料的名称、质量流量、
质量分数以及摩尔流量、摩尔分数等。 一般在设备附近列出热量衡算的结果,例如在换热器旁注出其热负荷。
图2-2是M/DBT工艺物料流程图。
化学工程系化工与制药教研室
制药工程设计课程 Design of Pharmaceutical Engineering
4.工艺管道及仪表流程图
管道仪表流程图(PI图)过去又称为施工流程图。管道仪表流程图 是借助统一规定的图形符号和文字代号,用图示的方法把化工工艺装 臵所需的全部设备、仪表、管道及主要管件,按其各自的功能,为满足 工艺要求和安全、经济目的而组合起来,以起到描述工艺装臵结构和功 能的作用。 管道仪表流程图要求画出全部设备,全部物料管线和主要公用工
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二、工艺方案确定与论证
➢为了完成流程设计的任务,在正式流程设计 前设计人员必须进行工艺方案 (或工艺路线 或技术方案)确定与论证,即选择论证生产方 法和工艺流程。
➢如果建设单位未提出某产品的生产方法,则 需先对生产的技术方案进行选择确定;若设 计项目的工艺路线已确定,必须论证之。
(一)工艺路线的确定
• 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。
(二)工艺流程设计的任务
流程设计就是如何把原料通过化工过程和 设备,经过化学物理变化逐渐变成需要的化 工产品的设计。或者说,是通过图解的方式 体现出由原料变成产品的全部过程的设计。
➢工艺流程设计的任务主要包括两个方面:
• 确定生产流程中各单元过程
➢流程设计由定性到定量进行,根据先后次 序可为四种流程图设计程序
• 流程框图(能反映产品生产的技术路线及 主要设备)
• 流程示意图(以设备形式定性地表示各个 过程的单元生产路线及各物流的流向)
• 流程草图(能表示各单元过程和单元操作 的设备特征、自控方案、工艺操作参数的 情况等)
5. 三维流程图
❖ 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。
MgO工段三维流程图
6. 管道仪表流程图
➢简称PID(Process Instrumentation Diagram)
➢有时又称带控制点工艺流程图。
• PID(见下图或P26-27图2-3)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。
3. 工艺流程草图(方案流程图)
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。
➢ 物料流程 ➢ 图例
图例中只须标出管线图例。阀门、仪表等无须标出。 ➢ 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。
➢ 确定工艺路线的七个原则:
• (1)技术上可行:指投资后,能生产出产品,且质量指 标、产量、运转的可靠性及安全性等既先进又符 合国家标准,这对实验室研究项目成果的工程化 尤为重要。
• (2)经济上合理:指生产的产品具有经济效益, 对有 些特殊的产品,为了国家需要和人民的利益,主要考 虑社会效益或环境效益,而经济效益相对较少,这种 项目也是需要建设的,但其只能占工厂建设的一定 的比例,是工厂可以承受的,不影响工厂整个生产。
2.第二章工艺流程设
➢ 本章讨论内容:
一、三个基本概念 二、工艺方案确定与论证 三、工艺流程设计方法 四、管道仪表流程图(PID)设计与绘制 五、带控制点工艺流程 六、辅助生产流程 七、设计示例 八、计算机辅助设计软件简介
一、三个基本概念
(一)常见的工艺流程图 (二)工艺流程设计的任务 (三)流程设计程序
• PFD和PID
(三)流程设计程序
➢根据工程建设进展可分为五阶段程序:
• 项目建议书版本(采用流程示意图,表示 出生产路线的原则流程)
• 可行性研究版本(用流程草图表示) • 初步设计版本(用PFD和带控制点工艺流
程图表示) • 施工图版本(以详细的带控制点工艺流程
图PID表示) • 竣工图版本(完全按照现场情况绘制)
• 绘制: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、半成品和成品的名称、平衡数据和来 源、去向等。
3. 工艺流程草图(方案流程图)
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。(P24图2-1)
➢物料流程 (1) 设备示意图。图中的设备只画出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。
(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。
(一)常见的工艺流程图
1. 方框流程图 2. 总工艺流程图或物料平衡图 3. 工艺流程草图 4. 工艺物料流程图 5. 三维流程图 6. 管道仪表流程图
1. 流程框图
➢亦称工艺流程方框(示意) 图(见下图)
• 功能:说明某一已确定的工艺过程所包括的 每一个主要工艺步骤.
• 用途:向决策机构、上级管理部门提供该工 艺过程的快速说明,如项目建议书中所提供 的就是流程示意图.
• 绘制要求:采用方框及文字表示主要的工艺 设备及过程,用箭头表示物料流向.
Cl2
卤化反应器
泵
蒸发器
热裂解炉
C2H4
喷淋急泠塔 蒸馏塔(Ⅰ)
冷凝塔
蒸馏塔(Ⅱ)
HCl
C2H3Cl
C2H4Cl2
排放
图: C2H3Cl生产工艺方框流程图
2. 总工艺流程图或物料平衡图
➢对综合性化工厂则称全厂物料平衡图
• 用途: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。
(3) 文字注解
3. 工艺流程草图(方案流程图)
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。
➢ 物料流程 (1)设备示意图 (2) 流程管线及流向箭头 (3) 文字注解 ①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。 ②在管线的上方或右方用文字注明物料的名称。 ③在流程线的起始和终了处注明物料的名称来源及去向 。
4. 工艺物料流程图(PFD)
➢ PFD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。
➢ 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。(或见P25图2-2)