4工艺流程设计与设备选型
工艺流程设计与设备选型
05 结论与建议
结论
工艺流程设计
经过对现有工艺流程的分析和优化，我们得出以下结论。首先，原工艺流程存在资源利 用率不高、能耗高、环境污染等问题。其次，通过引入新技术和设备，可以有效提高生 产效率和产品质量。最后，优化后的工艺流程将更加符合绿色、环保、可持续发展的要
求。
设备选型
在设备选型方面，我们根据工艺需求和市场调查，选择了具有高效、稳定、节能等优点 的设备。这些设备能够满足生产过程中的各项要求，并具有良好的性价比和售后服务。
工艺流程设计步骤
确定生产目标和要求
明确生产任务和目标，了解产品特性和质量 要求。
工艺方案设计
根据产品特性和生产条件，制定多个工艺方案 ，进行比较和选择。
工艺流程图绘制
将选定的工艺方案用图形和文字表示出来，明确 各工序的顺序和衔接关系。
工艺参数确定
根据工艺方案和流程图，确定各工序的工艺参数和 技术要求。
设备配套性要求
工艺流程中各工序之间存在相互衔接的关系，设 备应具备合理的配套性，以保证整个工艺流程的 顺畅进行。
设备对工艺流程的影响
设备性能对工艺流程的影响
01
设备的性能直接关系到工艺流程的效率和产品质量，性能优越
的设备可以提高生产效率、降低能耗、提升产品质量。
设备可靠性对工艺流程的影响
02
设备的可靠性决定了工艺流程的稳定性，可靠性高的设备能够
鉴于当前环境保护的重要性，建议企 业在工艺流程设计和设备选型过程中 ，更加注重环保和可持续发展。采用 环保材料和清洁能源，减少生产过程 中的废弃物排放，提高资源利用率。 同时，加强与政府、行业协会等组织 的合作，共同推动行业的绿色发展。
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车间工艺流程的选择和工艺设备的选型
车间工艺流程的选择和工艺设备的选型答案：(1)合理性。
即设备必须满足工艺一般要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。
(2)先进性。
要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。
(3)安全性。
要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。
对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求;工人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压高空作业，尽量不用有毒有害的设备附件附料。
(4)经济性。
设备投资省，易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。
引进先进设备，亦应反复对比报价，考察设备性能，考虑是否易于被国内消化吸收和改进利用，避免盲目性。
题目：工艺设备的选型与计算时工厂设计的重要组成部分,在设备选型时应考虑哪些因素?答案：满足生产工艺要求;机械化和自动化水平;设备性能良好;管理、维修方便、工艺布置合理;节约能源;使用场合及设备来源;技术经济比较。
扩展：工艺流程选择是指在可能采用的多种工艺流程中选择一种最佳工艺流程，以确定从原料投入到成品产出的整个生产过程。
工艺流程选择直接影响到设备选型、厂房布置、产品的产量和质量以及生产经营管理等。
不同的工艺流程对工艺设计方案的优劣起着关键性作用。
为了适应市场需求变化，工艺技术必须具有一定的灵活性，能根据产品多品种、多功能及其升级换代需要作相应的调整或改变。
在选择工艺流程时应注意以下要求：(1)根据产品的种类、特征和所用原料的特点来选择合适的工艺流程。
特别是主要原材料的选择对工艺流程的影响很大，甚至有决定性影响。
(2) 工艺流程选择应力求先进、可靠，能满足生产要求。
要根据科学技术发展的需要与各项生产建设条件的可能，积极采用成熟的新工艺和新技术，尽快提高生产过程的机械化和自动化水平。
(3) 工艺程序要尽可能紧凑集中，以减少加工件在制造过程中的运行距离，缩短生产周期，便于生产组织管理，降低劳动耗费和生产成本。
建设方案中的工艺流程和设备选型
建设方案中的工艺流程和设备选型一、引言在各行各业的建设项目中，工艺流程和设备选型是至关重要的环节。
它们直接影响着项目的效率、质量和成本。
本文将深入探讨建设方案中的工艺流程和设备选型的重要性，并结合实际案例进行分析和讨论。
二、工艺流程的设计1. 概述工艺流程的设计是建设方案中的核心内容之一。
它涉及到项目的整体规划和组织，包括原材料的采购、加工、生产流程以及最终产品的制备和包装等环节。
2. 原材料采购原材料采购是工艺流程的第一步。
在选择原材料时，需要考虑其质量、价格和供应稳定性等因素。
同时，还需要根据产品的要求和市场需求进行合理的量化和计划。
3. 加工和生产流程加工和生产流程是工艺流程的核心环节。
在设计加工和生产流程时，需要考虑生产效率、产品质量和安全性等因素。
通过合理的流程设计，可以提高生产效率，降低成本，并确保产品的质量和安全。
4. 产品制备和包装产品制备和包装是工艺流程的最后一步。
在制备产品时，需要根据产品的特性和要求进行相应的工艺操作，如混合、反应、分离等。
在包装环节，需要选择合适的包装材料和方式，以确保产品的质量和保鲜期。
三、设备选型的重要性1. 设备选型的目标设备选型的目标是选择适合项目需求的设备，以实现高效、稳定和可持续的生产。
合适的设备选型可以提高生产效率，降低能耗和维护成本，并确保产品质量和安全。
2. 设备选型的考虑因素在进行设备选型时，需要考虑以下因素：（1）技术要求：设备是否满足项目的技术要求和生产能力。
（2）质量和可靠性：设备的质量和可靠性直接影响到项目的稳定性和持续性。
（3）能耗和环保：选择低能耗和环保的设备可以降低生产成本，并符合可持续发展的要求。
（4）维护和保养：设备的维护和保养对于设备寿命和生产效率至关重要。
3. 设备选型的方法设备选型的方法包括市场调研、技术评估和经济分析等。
通过市场调研可以了解到不同厂家和品牌的设备性能和价格等信息。
技术评估可以对设备的技术指标和适用性进行评估，以选择最合适的设备。
工艺流程设计与设备选型
虽可滤除活性炭等固体杂质，但 过滤(guòlǜ)速度较慢。
过滤速度明显加快，但由于 (yóuyú)出口未设置冷凝器，因 而易造成大量低沸点溶剂的挥 发损失，使溶剂的收率下降。
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方案III 真空(zhēnkōng)抽率－冷凝方案。 方案Ⅳ 加压过滤方案。
④ 其他如激素，抗肿瘤药、生产用毒菌种、活疫苗与灭 活疫苗等按特殊要求进行工艺流程设计。
⑤ 遵循“三协调”原则(yuánzé)即人流物流协调、工艺流程 协调、洁净级别协调。
⑥ 充分预计生产的故障，以便即时处理、保证生产的稳 定性。
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（五）工艺流程(ɡōnɡ yì liú chénɡ)设计的依据：
实例1 工业生产中，硝化混酸的配制常在间歇搅拌釜中进行，试 以搅拌釜为中心，完善硝化混酸配制过程的工艺流程(ɡōnɡ yìliú chénɡ)。
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① 配制混酸需要有一台搅拌釜，并考虑到混酸配制过程是一个 放热过程，搅拌釜还应有夹套，以便操作时向夹套中通入冷 却水冷却。
② 混酸配制采用间歇操作，为保证硫酸与硝酸的配比，应设置 硫酸计量罐和硝酸计量罐。
以单元操作(cāozuò)或单元反应为中心，完善工 艺流程
各种不同的生产过程都是由若干个反应（包括化学反应和生物 转化反应等）和若干个基本的物理操作串联而成，每一个基本的 物理操作过程都称为一个单元操作，每个基本的反应称为一个单 元反应。在工艺流程(ɡōnɡ yìliú chénɡ)设计中，常以单元操作或 单元反应为中心，建立与之相适应的工艺流程(ɡōnɡ yìliú chénɡ)。
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工艺流程及设备选型
工艺流程及设备选型工艺流程及设备选型工艺流程是指将产品从原材料到最终成品的整个生产过程。
在制定工艺流程时，需要考虑到产品的特点、工艺的合理性和设备的选型。
本文以某种产品的生产为例，介绍其工艺流程及设备的选型。
该产品是一种塑料瓶，生产工艺流程如下：1. 原料准备：首先，将用于制造塑料瓶的原料进行准备和配比。
原料主要由聚乙烯和聚丙烯组成，需要按照一定的比例混合，并加入一些添加剂，如增塑剂、着色剂等。
2. 挤出成型：将原料放入挤出机中，通过加热和高压挤出口，将原料熔化并挤出。
这一步主要是将原料转化为塑料管材的形状。
3. 模具冷却：挤出的塑料管材通过冷却装置冷却，在这一过程中，塑料管材逐渐固化并保持一定的形状。
4. 模具整形：经过冷却的塑料管材进一步被带入成型模具中。
模具的形状应与所需的塑料瓶形状相匹配，通过加热和压力，塑料被挤压成瓶形。
5. 瓶口整形：塑料瓶的瓶口需要进一步加工，如修剪、烧瓶口等，以使其符合所需规格。
6. 检测质量：在整个生产过程中，需要进行质量检测，以确保产品符合相关标准和要求。
质量检测可以包括外观检验、容量检测、瓶口密封性检测等。
7. 包装：最后，经过质检合格的塑料瓶，需要进行包装，以保护产品在运输和储存过程中不受损坏。
根据以上的工艺流程，选取适合的设备是非常重要的。
下面是一些设备的选型建议：1. 挤出机：挤出机是生产中最关键的设备之一。
应选用技术先进、稳定性好的挤出机，以提高生产效率和产品质量。
2. 冷却装置：冷却装置需要具备良好的制冷和温度控制功能，以确保塑料瓶在冷却过程中的固化和成型效果。
3. 成型模具：成型模具应根据所需产品的形状和尺寸进行定制，以确保塑料瓶的成型和质量。
4. 质检设备：质检设备在产品生产环节中非常重要，应选用精准度高、稳定性好的设备，以确保产品的质量达到标准。
5. 包装设备：包装设备应根据产品的规格和包装要求进行选择，以提高包装效率和产品的外观质量。
综上所述，了解工艺流程并选择适合的设备对于产品的生产至关重要。
化工设备选型和工艺设计的原则
化工设备选型和工艺设计的原则一、化工设备选型的原则1. 安全性原则：化工设备在操作过程中必须保证安全性，选型时应考虑设备的结构和材料是否能够承受工艺条件下的压力、温度、流体性质等要求，避免设备在工作过程中发生事故。
2. 经济性原则：在选型时应综合考虑设备的购买成本、维护成本、能源消耗等因素，选择性价比较高的设备。
同时，还需考虑设备的使用寿命和可靠性，以降低后期维护和更换设备的成本。
3. 适应性原则：选型时需要根据工艺流程的要求，选择适用于该工艺的设备。
设备的尺寸、形状、工作范围等要与工艺流程相匹配，以确保设备能够满足工艺要求。
4. 环境友好原则：在选型时应考虑设备对环境的影响。
选择能够降低废气、废水排放的设备，减少对环境的污染。
同时，还需考虑设备的噪声、振动等对周围环境的影响。
5. 可维护性原则：选型时需要考虑设备的维护难易程度。
选择易于维护、更换零部件的设备，以降低维护成本和停工时间。
二、工艺设计的原则1. 安全性原则：在工艺设计中，首要考虑的是工艺过程的安全性。
要对可能出现的危险因素进行评估，采取相应的措施保证操作人员的安全。
在设备的布置和工艺流程的设计中，应考虑到操作人员的人身安全和设备的稳定性。
2. 可操作性原则：工艺设计应考虑到操作的简便性和可行性，避免过于复杂的操作步骤和繁琐的工艺流程。
同时，还需考虑到操作人员的经验水平和技能要求，合理安排工艺流程，使其易于操作和控制。
3. 能源效率原则：在工艺设计中，应考虑到能源的利用效率。
通过合理的工艺布置和设备选择，减少能源的消耗，提高能源的利用效率，降低生产成本。
4. 环保性原则：工艺设计应考虑到对环境的影响。
选择环保型的工艺路线，减少废物、废气、废水的排放，采取相应的净化措施，保护环境。
5. 经济性原则：工艺设计应综合考虑投资成本、生产成本和产能利用率等因素，选择经济合理的工艺路线和设备。
6. 可扩展性原则：工艺设计应考虑到未来的扩展需求。
工艺计算及工艺设备选型
工艺计算及工艺设备选型工艺计算是指在工程设计过程中，为了确保所选用的工艺设备能够满足生产需求，对工艺参数进行计算的过程。
工艺设备选型则是指在工程设计过程中，根据工艺计算结果和生产需求，选取合适的工艺设备的过程。
本文将从计算和选型两个方面进行介绍。
一、工艺计算在进行工艺计算之前，需要明确以下几个方面的信息：生产需求、原料属性、产品要求、工艺流程。
1.生产需求：包括生产能力、生产周期等。
根据生产需求，确定最终的产品产量和生产周期。
2.原料属性：包括原料的物化性质、组成、含量等。
通过对原料的分析，确定所需的处理参数。
3.产品要求：包括产品的规格、质量要求等。
根据产品规格和质量要求，确定产品的工艺参数。
4.工艺流程：包括加工步骤、处理方式等。
根据工艺流程，确定所需的操作和工艺参数。
在明确了以上信息后，就可以进行具体的工艺计算。
主要包括以下几个方面：1.流量计算：根据生产需求和工艺流程中的液体或气体的流量要求，计算所需的流量。
2.传热计算：根据工艺流程中的传热要求，计算所需的传热面积、传热系数和热效率。
3.负荷计算：根据生产需求和工艺流程中的能量消耗，计算所需的功率、能耗和负荷。
4.设备尺寸计算：根据工艺流程中的物料流动、混合、分离等的要求，计算所需的设备尺寸。
5.设备强度计算：根据工艺流程中的物料流动、压力、温度等的要求，计算所需的设备强度。
在进行工艺设备选型之前，需要先进行工艺计算，确保所选设备能够满足生产需求。
同时，还需要考虑以下几个方面的因素：设备技术参数、设备品牌、设备成本、设备可维护性等。
1.设备技术参数：根据工艺计算结果，选取技术参数能够满足工艺要求的设备。
例如，选取适合的泵的扬程和流量，选取适合的换热器的传热面积和传热系数。
2.设备品牌：考虑设备的质量和可靠性，选择知名品牌的设备。
这样可以提高设备的可用性和维护性，降低设备故障率和维修成本。
3.设备成本：根据企业的实际情况和经济条件，选择合适的设备成本。
工艺设计及设备选型方案
工艺设计及设备选型方案一、前言在制造业中，工艺设计及设备选型是至关重要的环节，直接关系到产品质量、生产效率以及成本控制。
本文将就工艺设计及设备选型的相关内容进行探讨。
二、工艺设计1. 工艺设计的定义及重要性工艺设计是指对产品的生产过程进行规划和设计，包括工艺路线、工序安排、操作方法、工装设计等。
良好的工艺设计能够提高生产效率，降低成本，提高产品质量。
2. 工艺设计的原则•简单易行：工艺设计应尽量简化生产过程，减少不必要的工序，提高生产效率。
•可行性：工艺设计要考虑生产设备、人力资源、原材料等方面的限制，保证工艺的实施。
•稳定性：工艺设计要求稳定可靠，能够在长期生产中保持一致的质量水平。
•经济性：工艺设计要符合成本控制原则，尽可能降低生产成本。
3. 工艺设计的步骤1.产品分析：对产品进行详细分析，确定生产工艺的基本要求。
2.工艺路线设计：确定生产工艺的流程和顺序。
3.工序安排：确定各工序的操作方法、所需时间和人力资源等。
4.工装设计：设计所需的工装、治具等辅助工具。
三、设备选型方案1. 设备选型的重要性设备选型是工艺设计的重要组成部分，选择适合的设备能够提高生产效率，降低维护成本，保证产品质量。
2. 设备选型的考虑因素•生产需求：根据产品生产需求确定设备的规格、产能等。
•技术要求：设备应符合产品的技术要求，具备必要的功能和性能。
•维护成本：考虑设备的维护成本，选择易于维护和保养的设备。
•环保要求：选择符合环保标准的设备，降低对环境的影响。
3. 设备选型的步骤1.确定需求：明确生产需求，包括产能、技术要求等。
2.调研市场：调研市场上的设备供应商，获取各种设备的技术参数和价格信息。
3.比较分析：比较各种设备的技术性能、价格、售后服务等方面的差异。
4.选型决策：根据各种因素综合考虑，做出最终的设备选型决策。
四、总结工艺设计及设备选型是制造业中的重要环节，对产品质量和生产效率有着直接影响。
通过合理的工艺设计和设备选型方案，可以提高生产效率，降低成本，提高产品质量，从而使企业更具竞争力。
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④ 在工业生产中，原料硫酸和硝酸须有一定的贮存量，因 此，要设置硫酸贮罐和硝酸贮罐。此外，还需设置废酸 贮罐以贮存硝化后回收的废酸。
⑤ 考虑将硫酸、硝酸和废酸由贮罐送入计量罐的方式。可 以采用泵输送，为防止工作人员失误使酸溢出计量罐， 可在计量罐和贮罐之间设置溢流管。
实例1 工业生产中，硝化混酸的配制常在间歇搅拌釜中进 行，试以搅拌釜为中心，完善硝化混酸配制过程的工艺流 程。
① 配制混酸需要有一台搅拌釜，并考虑到混酸配制过程是 一个放热过程，搅拌釜还应有夹套，以便操作时向夹套 中通入冷却水冷却。
② 混酸配制采用间歇操作，为保证硫酸与硝酸的配比，应 设置硫酸计量罐和硝酸计量罐。
④ 管路设计。确定装置全部管线、阀件、管件以及各种管架 的位置，以满足工艺生产的要求。
⑤ 提供设计条件。工艺专业设计人员向其他专业提供设计条 件。
⑥ 编制概算书及编制设计文件。
（3）选择生产方法
➢或 不对能参于随数制 的给意，药 原定改如生 始的变反产 信工。应方 息艺温案不路度线变比、，。较压工的力艺前、方提流法：量所保、规持流定工速的艺等基—过本—程操设作计条人件员 ➢为实现工艺所规定的基本操作条件或参数——设计人员 可以采用不同的技术方案。
工艺流程设计的任务主要是在初步设计阶段完成。
制药工艺流程设计的任务主要内容：
① 方案设计，确定生产方法及生产流程，是全部工艺设计的 基础。
② 物料热量衡算。主要包括物料衡算、热量衡算以及设备计 算、设备选型等。
③ 车间布置设计。主要任务是确定整个工艺流程中的全部设 备在平面和空间中的具体位置，相应地确定厂房或框架的 结构形式。
• 掌握工艺流程框图和工艺流程简图，熟悉物料流程图和 带控制点的工艺流程图主要依据。了解制药设备GMP设计的内 容。
22.1 制药工艺流程设计
一、制药工艺过程及制药工艺流程设计的任务
工艺就是选择切实可靠的生产技术路线，由原料到产品 的加工过程。 （1）制药工艺过程 典型的制药工艺过程 化学制药生产过程的心脏。
出口设置了冷凝器，以回收低 沸点溶剂，从而减少了溶剂的 挥发损失，提高了溶剂的收率， 因而较为合理。
在压滤器上部通入压缩空气或 氮气，即加压过滤方式，过滤 速度快，且溶剂的挥发损失很 少，因而最为合理。
（2）实例2 用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。已知混 酸的组成为HNO3 47％、H2SO4 49％、H2O 4％；氯苯与混 酸中HNO3的摩尔比1：1.1；反应开始温度为40～55℃，并 逐步升温至80 ℃ ；硝化时间为2h；硝化废酸中含硝酸小 于1.6%，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的1％。 试通过方案的比较，确定适宜的硝化及后处理工艺流程。
首先选定过滤速度和溶剂收率为方案比较的评判标准。
方案I 常压过滤方案。 方案II 真空抽滤方案。
虽可滤除活性炭等固体杂质， 但过滤速度较慢。
过滤速度明显加快，但由于出 口未设置冷凝器，因而易造成 大量低沸点溶剂的挥发损失， 使溶剂的收率下降。
方案III 真空抽率－冷凝方案。 方案Ⅳ 加压过滤方案。
首先选定混合硝基氯苯的收率以及硫酸、硝酸 及氯苯的单耗作为方案比较的评判标准。
方案1 硝化－分离方案
可生产出合格的混合硝基 氯苯，但将分离后的废酸 直接出售，要消耗大量的 硫酸，使硫酸的单耗居高 不下，另一方面，由于废 酸中含有未反应的硝酸以 及少量的硝基氯苯，直接 出售不仅使硝酸的单耗增 加，混合硝基氯苯的收率 下降，而且存在于废酸中 的硝酸和硝基氯苯还会使 废酸的用途受到限制。
与方案2比，方案3萃取之后的废酸经减压浓缩后可循环使用，从而大大降 低了硫酸的单耗。同时，由于氯苯与水形成低共沸混合物，浓缩时氯苯将 随水一起蒸出，经冷却后可回收其中的氯苯，从而降低了氯苯的单耗。
以单元操作或单元反应为中心，完善工艺流程
各种不同的生产过程都是由若干个反应（包括化学反应 和生物转化反应等）和若干个基本的物理操作串联而成， 每一个基本的物理操作过程都称为一个单元操作，每个基 本的反应称为一个单元反应。在工艺流程设计中，常以单 元操作或单元反应为中心，建立与之相适应的工艺流程。
应通过方案比较来确定一条最优的 技术方案，进行工艺流程的设计。
方案比较评判标准：技术经济指标，如产物收率、原料单耗、 能量单耗、产品成本、设备投资、操作费用等。此外，环保、 安全、占地面积等也是方案比较时应考虑的重要因素。
方案的比较
（1）实例1 在药品精制中，粗品常先用溶剂溶解，然后加入 活性炭脱色，最后再滤除活性炭等固体杂质。假设溶剂为低沸 点易挥发溶剂，试确定适宜的过滤流程。
（2）制药工艺流程设计的任务
工艺流程设计的任务是在确定的原料路线和技术路线 的基础上，通过图解和必要的文字说明将原料变成产 品（包括污染物治理）的全部过程表示出来。
工艺流程设计是车间工艺设计的核心，是车间设计最 重要、最基础的设计步骤。
工艺流程设计是工程设计所有设计项目中最先进行的 一项设计，但随着车间布置设计和其他专业设计的进 展，还要不断地做一些修改和完善，结果几乎是最后 完成。
方案2 硝化－分离－萃取方案
与方案1比回收了废 酸中的硝酸，降低 了硝酸的单耗；提 高了混合硝基氯苯 的收率。但该方案 仍有1.2%~1.3%的原 料氯苯，将其直接 出售，不仅使硫酸 的单耗居高不下， 而且会增加氯苯的 单耗。此外，存在 于废酸中的氯苯也 会使废酸的用途受 到限制。
方案3 硝化－分离－萃取－浓缩方案
工艺流程设计与设备选型
第22章 P282
本章内容
• 22.1 制约工艺流程设计 • 22.2工艺设备的设计、选型与安装
基本要求
• 熟悉工艺流程设计的任务、内容、基本程序和成果；了 解工艺流程设计的原则、依据。
• 掌握工艺流程设计中的方案比较以及单元操作或单元反 应为中心，完善工艺流程的设计技术，掌握工艺流程设 计中应考虑的技术问题。