最新new化工工艺系统设计
最新化工工艺设计共99张精品课件
最新化工工艺设计共99张精品课件化工工艺设计是一项非常重要的工作，它涉及到诸多的工序和工艺，需要经过科学的设计和合理的安排，才能够生产出高质量的化工产品。
在化工工艺设计中，需要对每个工序进行分析、计算和优化，以确保产品质量和生产效益。
一、化工工艺设计的基本原则在化工工艺设计中，需要遵循一些基本的原则，以保证设计的可行性和安全性。
其中最重要的原则包括：1. 安全：在设计化工工艺时，必须考虑到安全因素，并采取各种措施来降低工艺过程对人体和环境的影响。
2. 可行性：化工工艺设计必须符合工艺上的可行性要求，包括原料、设备、工序、控制等方面。
3. 经济性：需要在保证产品质量的前提下，尽可能降低生产成本，提高生产效益。
4. 环保性：化工工艺设计必须考虑到对环境的影响，尽可能减少废水、废气和废渣的排放，保护环境。
二、化工工艺设计的主要步骤化工工艺设计需要经过多个步骤，包括工艺流程设计、设备选型、工艺参数选择、合成反应设计等。
具体步骤如下：1. 工艺流程设计：需要制定化工生产过程的详细流程，包括原料准备、原料混合、反应、分离、纯化和包装等环节。
2. 原料选择：在选择原料时，需要考虑其价格、质量、供应和环保等方面的因素。
3. 设备选型：需要选用符合工艺流程要求的设备，包括反应釜、蒸发器、分离器和纯化设备等。
4. 工艺参数选择：包括反应条件、温度、压力、反应时间、反应物浓度等参数的选择，以保证最终产品质量的稳定性和可控性。
5. 合成反应设计：需要对反应进行分析和计算，确定反应的废水、废气和废渣产生量，并采取措施减少其排放。
三、化工工艺设计的案例分享以下为一些化工工艺设计的案例分享：1. 有机合成纯化过程设计：通过将分离器和蒸馏器结合，实现了有机合成的高效纯化过程，提高了产品质量和生产效率。
2. 催化剂选择与改进设计：改进了传统反应中的催化剂，减少了废水的排放，提高了反应效率和反应物转化率。
3. 溶剂再生设计：通过将废溶剂经过再生和回收，实现了低成本化工品生产，在保证产品质量的同时，降低了生产成本。
1.10 化工工艺图
图5-6 仪表位号的标注
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表5-7
被测变量 温度 T 仪表功能 指示 I 记录 R 控制 C 变送 T 报警 A 开关 S 指示、控制 指示、开关 TI TR TC TT TA TS TIC TIS
被测变量及仪表功能字母组合示例
压力 P PI PR PC PT PA PS PIC PIS 压差 PD PDI PDR PDC PDT PDA PDS PDIC PDIS 流量F FI FR FC FT FA FS FIC FIS 物位L 分析A LI LR LC LT LA LS LIC LIS AI AR AC AT AA AS AIC AIS 密度 D DI DR DC DT DA DS DIC DIS 未分 类 的量X XI XR XC XT XA XS XIC XIS
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4．绘图比例不同 表5-10
图 名
建筑施工图常用的比例
比 例
平面图、立面图、剖面图 局部放大图 配件及构造详图
1∶50、1∶100、1∶200 1∶10、1∶20、1∶50 1∶1、1∶2、1∶5、1∶10 1∶20、1∶50
总平面图
1∶500、1∶1000、1∶2000
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5．尺寸标注不同
PRG
PRL RWR
RWS
DO FO GO LO RO SO
污油
―
燃料油 ―
O
SL VE
油
填料油 润滑油 原油 密封油
―
放空
VT
表5-3
物料名称及代号（续表）
气氨
液氨 氨水
AG
AL AW CG
增补代号 转化气
天然气
合成气 尾气
NG
SG TG
化工工艺系统设计方案
化工工艺系统设计方案化工工艺系统设计方案是对化工生产过程进行规划和设计的重要步骤。
该方案包括工艺流程设计、设备选型、布置设计、控制系统设计等。
下面将详细介绍化工工艺系统设计方案的主要内容。
工艺流程设计是化工工艺系统设计的核心部分。
在该步骤中，首先需要明确生产目标和要求，然后根据原料特性和产品需求，确定适当的反应工艺、分离工艺和处理工艺。
在选择工艺路线时，需要考虑经济性、技术可行性和环境影响等因素。
同时，还需要进行物料平衡和能量平衡计算，以确定原料和能量的需求和产物的产量。
设备选型是化工工艺系统设计的另一个重要环节。
需要根据工艺流程的要求，选择适当的反应器、分离设备和处理设备。
选型时需要考虑设备的工作压力、工作温度、材料耐受性、设备尺寸和能耗等因素。
同时，还需要对设备进行强度计算和模拟仿真，以确保设备的安全可靠性。
布置设计是化工工艺系统设计的关键步骤之一。
在布置设计中，需要考虑设备的相互位置关系、工作区域的合理利用以及人工流动的便利性。
同时，还需要考虑到工艺流程中可能产生的废气、废水和固体废弃物的处理和排放问题。
布置设计还需要考虑设备的维护和检修的方便性，以确保系统的可持续运行。
控制系统设计是化工工艺系统设计中的另一个重要环节。
在控制系统设计中，需要明确控制策略和控制参数，选择合适的控制器和传感器，并建立合理的控制模型。
控制系统的设计需要考虑到工艺参数的实时监测和调节，以确保工艺的稳定性和产品质量的一致性。
总之，化工工艺系统设计方案是化工生产过程中至关重要的一环。
通过合理的工艺流程设计、设备选型、布置设计和控制系统设计，可以实现化工工艺系统的高效运行和符合产品质量要求的生产。
化工设计工艺流程设计
化工设计工艺流程设计引言化工设计工艺流程设计是化工工程中一个重要的环节，它包括了从原料准备到成品制造的整个过程。
本文将介绍化工设计工艺流程设计的基本原则、步骤和主要内容，并且提供一些实际应用案例。
基本原则化工设计工艺流程设计的基本原则主要包括以下几点：1.安全性：设计过程中应考虑到工艺流程中可能产生的危险和风险，并采取相应的措施来保障操作人员和设备的安全。
2.经济性：设计过程中需要考虑到生产成本和资源利用率，选择合适的工艺流程和操作条件，以提高生产效率和降低成本。
3.环境友好性：设计过程中应考虑到对环境的影响，选择低污染、低排放的工艺流程和技术手段，以达到可持续发展的目标。
4.可操作性：设计过程中应考虑到操作的便捷性和稳定性，选择合适的设备和操作条件，保证生产过程的顺利进行。
步骤化工设计工艺流程设计的步骤通常包括以下几个阶段：1.原料准备：确定所需原料的种类、性质和配比，并进行必要的预处理，以满足工艺流程的要求。
2.反应过程设计：确定反应的类型、条件和连续性，选择合适的反应器和催化剂，并预测反应过程中可能发生的反应速率和产物生成。
3.分离和纯化过程设计：根据产物的性质和要求，选择合适的分离和纯化技术，如蒸馏、萃取、结晶等，以分离和提纯产物。
4.能耗优化：在设计过程中应采取节能措施，减少能源消耗和环境污染。
5.操作条件确定：根据物料和工艺流程的要求，确定操作温度、压力、流量等操作条件，以保证工艺流程的稳定和高效进行。
6.安全措施：确定工艺中可能存在的危险因素，并制定相应的安全措施，保障操作人员和设备的安全。
主要内容化工设计工艺流程设计的主要内容包括了以下几个方面：1.原料选择和预处理：根据产品的要求和原料的特性，选择合适的原料，并进行必要的预处理，如去除杂质、调整配比等。
2.反应器选择和设计：根据反应过程的要求，选择合适的反应器类型，并考虑到反应物料的传质和传热特性，进行反应器的设计。
3.分离和纯化技术选择和设计：根据产物的性质和要求，选择合适的分离和纯化技术，并考虑到物料的相容性和成本效益，进行分离和纯化设备的设计。
化工工艺课程设计图
化工工艺课程设计图一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握化工工艺的基本概念、原理和方法，培养学生运用化工工艺知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解化工工艺的基本概念和分类；（2）掌握化工工艺的基本原理和方法；（3）熟悉化工工艺流程和设备。
2.技能目标：（1）能够分析化工工艺流程中的基本问题；（2）能够运用化工工艺原理进行工艺计算；（3）具备一定的化工工艺设计能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工工艺学科的兴趣和热情；（2）培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德；（3）培养学生关爱环境、珍惜资源的社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.化工工艺基本概念和分类：介绍化工工艺的定义、分类和特点。
2.化工工艺原理：讲解化工工艺的基本原理，如化学反应动力学、传递过程原理等。
3.化工工艺流程和设备：介绍典型化工工艺流程，如炼油、化肥、合成材料等，及其相关设备。
4.化工工艺计算：学习化工工艺计算的基本方法，如物料平衡、能量平衡等。
5.化工工艺设计：学习化工工艺设计的基本步骤和方法，如工艺路线选择、设备选型等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解化工工艺的基本概念、原理和流程。
2.案例分析法：分析实际化工生产中的案例，提高学生解决实际问题的能力。
3.实验法：进行化工工艺实验，培养学生的动手能力和实验技能。
4.讨论法：学生进行分组讨论，激发学生的思维和创造力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的化工工艺教材，为学生提供系统、全面的知识体系。
2.参考书：提供相关的化工工艺参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，直观展示化工工艺流程和设备。
4.实验设备：配置齐全的实验室，为学生提供实践操作的机会。
5.在线资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和信息。
化工工艺系统设计小结
化工工艺系统设计小结化工工艺系统设计小结化工工艺设计化工工艺系统设计学习小结1、了解了作为化工艺设计和化工工艺系统设计人员所必须具备的基本条件和工作重点。
2、工艺方案优化设计包含了工艺流程方案的优化和选择合适型式的设备。
（1）提出了供全过程开发和设计的工艺流程方案优化的“洋葱头模型”。
它充分强调了反应系统、分离系统、换热网络和公用工程系统之间的互相关系和有序、分层性质。
（2）对反应流程、精馏流程、蒸发系统都提出了优化的目的和方法。
（3）强调选择各种适用的单元操作设备的要求。
3、了解工艺流程图在设计中的重要性，掌握其所要包含的主要设计内容。
4、了解设备和管道设计压力、设计温度确定的原则。
设计压力和设计温度的确定与工作状况、介质性质等有关。
5、了解工艺用设备，包括反应器、热交换器、塔器、泵、风机、压缩机、储罐等参数的确定和设备材质选择及工艺特殊制造要求。
6、了解工艺控制方案的基本原则和典型化工单元的控制方案。
7、了解与工艺专业设计相关的消防、劳动安全卫生、环境保护的基本知识和具体的应用。
8、了解过程能量分析的方法，熟悉有关夹点分析法的基本原理、设计的原则及经验和设计步骤，熟悉各种节能措施。
9、了解装置内工艺管道及仪表流程图在工程设计过程的重要性和它所应包含的主要设计内容。
10、掌握伯努利方程的应用，掌握采用常用流速和管道压力降控制求取经济管径的方法。
11、掌握可压缩流体和不可压缩流体的管道阻力计算，掌握局部阻力计算的方法，了解管道、阀门噪声控制的手段和方法。
12、了解化工装置中造成安全隐患的因素和阀门、安全阀、爆破片、限流孔板、阻火器等安全设施的设置原则及适用场所。
13、机泵安装设计,引入泵所需气蚀余量NPSHr和泵系统有效气蚀余量NPSHa 的概念及其具体计算和要求。
14、了解设备管道布置原则和设计要求，了解编制管道数据表所要掌握的相关知识。
15、熟悉通用安全分析方法中的HAZOP（危险与可操作）分析、故障树形图分析和列表法。
最新化工工艺系统设计
2.5 机泵的安装设计 2.6 确定设备、管道的布置原则及要求 2.7 编制管道数据表 2.8 进行必要的系统安全分析
3 化工管道设计
3.1 化工管道设计的原则
化工装置的工艺管道设计应在满足工艺要 求和安全生产的前提下，求得最经济的管 径。要求工艺系统专业根据流体力学知识， 从生产装置的不同工艺要求进行管道工艺 设计，并符合有关介质安全设计规定。在 管道工艺设计时，一般应考虑以下原则。
即 λ=64/Re
当Re>2000时，流体的流动处于湍流状态，管道 的阻力与Re和管壁粗糙度ε有关。而湍流的摩擦系 数λ可分为三个区域，即水力光滑区、过渡区和阻 力平方区。
a.水力光滑区：当管道相对粗糙度ε/d<15/Re时， 摩擦系数λ可按光滑管计
当3*103<Re<105时 λ=0.3164/Re0.25
3.1.6 满足噪声控制要求 流体在阀门或管道内的流速越高，噪声也越 高，降低流速可以减小噪声。一般气体管道 内流速的限制值见下表：
管道周围的声压级dB 防止噪声的流速限制值 m·sֿ¹
70
33
80
45
90
ห้องสมุดไป่ตู้
57
3.2 系统阻力降分析
3.2.1 伯努利方程 3.2.2 管内流动的雷诺数 3.2.3 磨擦产生的压力损失 3.2.4 摩擦系数和管道粗糙度的影响 3.2.5 阀门及管件的当量长度 3.3 管道中可压缩流体的阻力计算 当管道末端的压力小于始端压力的80%时，应 按可压缩流体的计算方法选择管径和计算压力 降。 3.3.1 初选管径 3.3.2 最终确定管径 按式8.3.2-1校核（P612)
化工工艺系统设计
03
02
01
C.等额分付资本回收公式
本公式是上述B式的逆运算
式中， 为等额分付偿债基金系数，记为（A/P、i、n），可在《复利表》中查出----表中称为” 资本回收系数”
等额分付偿债基金系数表示，在考虑资金时间价值的条件下，对应于工业项目的单位投资，在项目寿命期内每年至少应该回收的金额。如果对应于单位投资的实际回收金额少于这个值，在项目寿命期内就不可能将投资全部收回。
C. 名义利率和有效利率（利息计算次数m） 名义利率是指，计息次数与利率时间单位不相同的年利率； 有效利率是指，计息次数与利率时间单位相同的年利率； 有效利率公式： i == ( 1 + r / m) m - 1
【例】若年利率（i）为8 % ，一年计息一次，即， r = i，m = 1。若年利率为8%，半年计息一次， 即r = 8 % ，m = 2 ，有效利率为 i = ( 1 + 8% / 2 ) 2- 1 = 8.16 %
（2）投资收益率。投资收益率是项目正常生产年份的净收益与投资总额的比值。 公式为： E ＝ R / I 式中， E —— 投资收益率；I —— 投资总额；R —— 正常年份净收益。依分析目的不同，R可以是利润（或利税）总额；
2.动态评价指标 （1）净现值（ＮＰＶ） 净现值是投资项目寿命期内各年度发生的净现金流量按基准收益率折现到初期的现金累加值。公式，
《第二种支付类型》 等额分付类型 A.等额分付终值公式
式中， A 为等额年金支付序列的总现金流出；
为等额分付终值系数，可记为（F/A 、i、n），该系数在《复利表》可查出
F（终值）
0
1
2
3
n-1 n
A
含义：在考虑资金时间价值的条件下，若n年内系统的总现金流出等于总现金流入，则第n年末的现金流入F应与等额现金流出序列等值。F为该序列的终值。如上图，可把等额序列视为n个一次支付组合。
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责任
1.PFD 2.工艺设备数据 表 3.工艺说明 4.建议布置图
对生产技 术可靠性 负责
1.PID,附管道命 名表
2.特殊管件数据 表
3.界区条件表
4.公用工程平衡 图和标
对系统的 安全性和 可操作性 负责
以下，从8.1.3至8.1.10，为工仪表流程图（PID)
长 的 时 间 隧 道，袅
New2013化工工艺系统设计
8.1 化工工艺系统设计的内容和深度
8.1.1 概述
8.1.2 化工工艺专业和工艺系统专业的区别 工艺系统专业的主要设计任务是：整个工 艺流程的系统分析；管道流体力学计算； 全流程的泄压装置、疏水器等管件阀门的 设置；全流程的控制方案的设计。它是将 工艺专业提供的PFD发展成为能指导施工、 安装、正常开车停车、事故停车、满足生 产要求的PID。
（6） 成套（配套）设备供货范围和设计单位分工范围。
（7） 首页图上文字代号、编写字母、各类图形符号、 以及仪表图形、代号、线型符号的表示含义。
8.1.4 公用工程管道及仪表流程图(UID)
UID包含了： (1)在工艺流程中重要考虑的公用工程配套设施，如工 艺用水、蒸汽、仪表空气、压缩空气、氮气等以及冷冻、 真空系统等。 (2)与其他专业密切配合的公用工程，如生产用电、给 排水、空调采暖通风等。
PID所包含的内容
（1） 表示出全部设备、机械、驱动机及备机（包括制造商 提供的），并进行标注。
（2） 表示出所有工艺、公用工程、辅助物料管道（包括开、 停车管道、吹扫、置换、再生、溶液制备管道，以及间断 使用的管道），并标注管道顺序、物料代号、管道直径、 管道等级（在同一管道中有不同等级的应表示出分界符 号）、管道材料代号和隔热、隔声代号，并表明物料流向。
非易燃，无毒，无害; <1.035MPaG -29～186度
(2) M类流体（高毒） (3) 高压流体（大于PN420,即2500#） (4) 一般流体 分类规定。 ● 我国压力管道分类、分级规定见下页（重点）
TSG D0001-2009 压力管道安全技术监察规程－工业管道
8.2 化工管道设计
（3） 所有检测与控制仪表，以及功能标识，并进行编 号。
（4） 画出工艺生产所需的全部阀门，不同阀门类别以 不同图形表示，特殊管件、限流孔板、安全阀、爆破片、 疏水器、阻火器等都进行标注。
（5） 设备的关键标高（最小尺寸）和关键的设计尺寸， 对设备、管道、仪表有特定布置的要求和其他关键的设 计要求说明（如对配管对称要求、真空管路等).
PID在工艺包阶段就开始形成初版，随着设计阶段的深 入，不断补充完善深化，它分阶段和版次分别发表。 PID各个版次的发表，表明了工程设计进展情况，为工 艺、自控、设备、电气、电讯、配管、管机、管材、设 备布置和给排水等专业及时提供相应阶段的设计信息。 PID是基础设计和详细设计中主要成品之一，它反映的 是工艺设计流程、设备设计、设备和管道布置设计、自 控仪表设计的综合成果。
化工 工艺 专业
工艺 系统 专业
研究对象及 主要解决的 问题
工作重点
1.化学反应 1.物料平衡计算
2.传热
2.热量平衡计算
3.传质（流体 3.设备计算
力学）
4.工艺流程
1.流体力学 2.安全 3.可操作性
1.管道流体力学计 算
2.泵的计算
3.管道附件计算、 选择
4.安全可操作性研 究
主要发表资料/ 成品
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
8.1.5化工管道设计(在“8.2”节中详述).
8.1.6设置和选择必要的安全设施，如安 全阀、爆破片、限流孔板、阻火器等。
8.1.7 机泵的安装设计 8.1.8 确定设备、管道布置原则及要求 8.1.9 编制管道数据表（重点为分类，
分级，下页） 8.1.10 进行必要的系统安全分析
管道分类
● 根据ASME、ANSI标准，化工厂和炼油厂输送流体 的分类分为4类： (1) D类流体
8.2.1 化工管道设计的原则
化工装置的工艺管道设计应在满足工艺要求和安全 生产的前提下，求得最经济的管径。要求工艺系统专 业根据流体力学知识，从生产装置的不同工艺要求进 行管道工艺设计，并符合有关介质安全设计规定。在 管道工艺设计时，一般应考虑以下原则。
8.2.1.1 经济管径
管径选择方法对化工装置的经济效果十分重要，一个化 工装置的管道投资往往占整个装置投资的10%〜20%， 如果任意放大管径，不仅增大了管壁厚度和管子重量， 还增大了相应的阀门和关键的尺寸，增加了保温材料的 用量以及管子支吊架的荷重。因此在计算管径时应尽量 选用较高的流速，以减小管径。但是，随着流速的增大， 管内摩擦阻力也加大，增加压缩机和泵的功率消耗和操 作费用。因此，需在建设投资和操作费用之间寻找最佳 结合点，即成本最低，来求得经济管径。