绘制工艺流程草图工艺流程方框图物料衡算物料平衡图
(学生化工创业设计)丙烯酸乳液-物料恒算
OP-10
100.73032
0.88407
过硫酸铵
25.02736
0.21966
苯乙烯
3048.92536
26.75921
丙烯酸丁酯
2489.92912
21.85313
丙烯酸
101.646
0.89211
出料
水
5602.35176
49.16963
十二烷基硫酸钠
25.15496
0.22078
OP-10
100.22664
0.87965
过硫酸铵
24.90224
0.21856
产品
5358.47552
47.02922
苯乙烯
137.2016
1.20416
丙烯酸丁酯
112.04688
0.98339
丙烯酸
4.57408
0.04461
杂质，凝聚物
28.99352
0.25446
V-105
从 R-101 出来的物流经过滤机过滤除去其中的凝聚物
OP-10
100.73032
3.77549
V-103
进料
水
1014.05952
97.55563
过硫酸铵（98.5%）
25.40848
2.44437
出料
水
1014.44064
97.59229
过硫酸铵
25.02736
2.40771
R-101
进料
水
5602.3876
49.16994
十二烷基硫酸钠
25.28144
设备
kg/批次
质量百分比
V-101
绘制工艺流程草图工艺流程方框图物料衡算物料平衡图PPT学习教案
能量衡算
能量消耗综合表
设备工艺计算及选型
设备一览表、非标设备条件图
自动控制
控制系统图
工艺流程图设计
带控制点工艺流程图
车间布置设计
车间平面及立面布置图
概算
概算书、投资数及材料表
编制设计说明书
扩初设计说明书
第2页/共6页
§1-7化工工艺设计
施 工 图 设 计 的 内 容 与 程 序
第3页/共6页
§1-8化工工艺ห้องสมุดไป่ตู้计文件
第八节 设计文件
设计文件包括两大部分: 设计说明书 附图、附表
第4页/共6页
1.化工过程开发的基本步骤有哪些？ 2.设计有什么要求和原则？
3.设计有哪些种类？ 4.化工工艺设计有哪些内容？ 5.如何做化工工艺设计？
6.设计基础和内容有哪些？ 7.化工厂设计有哪些内容？
8.设计文件有哪些？
思考题
第5页/共6页
二化工工艺设计的程序与文件1工艺设计的初步设计或扩大初步设计的程序与文件见图2工艺施工图设计的程序与文件见图17化工工艺设计绘制工艺流程草图工艺流程方框图物料衡算物料平衡图原料用量消耗定额三废排放表工艺流程图设计带控制点工艺流程图设备工艺计算及选型设备工艺计算及选型设备一览表非标设备条件图设备一览表非标设备条件图计划任务书计划任务书能量衡算能量消耗综合表概算书投资数及材料表编制设计说明书编制设计说明书扩初设计说明书扩初设计说明书车间布置设计车间布置设计车间平面及立面布置图车间平面及立面布置图自动控制控制系统图第八节设计文件设计文件包括两大部分
绘制工艺流程草图工艺流程方框图物料 衡算物料平衡图
会计学
1
§1-7化工工艺设计
（二）化工工艺设计的程序与文件
物料衡算的基本方法
西南科技大学
§3-6 化工过程的物料衡算 （一）物料衡算的基本方法
2、物料衡算式 物料衡算是研究某一个体系内进、出物料量及组成的变化 所谓体系就是物料衡算的范围，它可以根据实际需要人为 的选定。体系可以是一个设备或几个设备，也可以是一个单
schoolofmaterialsscienceandengineeringswust化工工艺设计chemicalprocessdesign西南科技大学第6节物料衡算一物料衡算的基本方法二无化学反应的物料衡算三反应过程的物料衡算四过程的物料衡算36化工过程的物料衡算一物料衡算的基本方法1物料衡算进行的步骤2物料衡算式3物料衡算的基准36化工过程的物料衡算一物料衡算的基本方法1物料衡算进行的步骤画出物料衡算示意图如方框图写出化学反应方程式包括主反应和副反应列出已知数据和由物料平衡所需要求解的问题决定系统的边界
体系中积累=输入－输出+生成－消耗
式中生成或消耗是因反应而生成或消耗的量 ; 积累项
可正可负 .当积累项不为零时，称为非稳定过程 ;积累
项+消耗 输入=输出
对无反应的稳定过程:
化工工艺设计(Chemical Process Design)
总质量平衡式 总物质的量平衡式 组分质量平衡式 组分物质的量平衡式
无化学反应 有化学反应
是 是 是 是 是 非 非 非
组分平衡式
元素原子 平衡式
元素原子质量平衡式
元素原子物质的量平衡式
是 是
是 是
西南科技大学
化工工艺设计(Chemical Process Design)
§3-6 化工过程的物料衡算 （一）物料衡算的基本方法
生产过程中的物料衡算
物料衡算的基本方法和步骤
一、物料衡算的基本概念及物料平衡方程式： 1、物料衡算的基本概念： 首先应了解体系与环境的概念 所谓体系是为了分析一个过程，人为划定一个过程的全 部或一部分作为一个完整的研究对象，这个划定的区域就 称为体系。 体系以外的区域称为环境。体系与环境之间的分界线则 称为边界。 进行物料衡算时，对于过程的体系、环境及其边界可用 图形或线条加以表示。如下图：
∑XP I= 1 ∑Xw I= 1
上述组分平衡方程式是过程没有发生化学反应的情况，如 有就不能用上式组分衡算式，只能对体系中某元素作物衡。
例如：燃烧过程
C
＋O2 ＝CO2 只能对过程的C和O元 素作物料衡算。
二、物料衡算的基本方法和步骤：
化工工艺流程是多种多样的，物料衡算的具体内容和计 算方法相应地就有多种形式。有的计算过程十分简单，有的 又十分复杂，建议采用下述方法进行，其步骤为：
1、画出流程示意图：
将过程的物料名称、数量、组成及流向，待求的未知 数等标： 4、收集数据资料：生产规模、产率、收率、生产时间、 消耗定额、转化率、有关的物理化学常数等。 5.展开计算
物料衡算
质量守恒定律是自然界的普通规律，物料的平衡与计算 是这一规律在化工计算中的具体应用。 在工艺设计中，流程设计和物料衡算是最先开展的项目， 在流程设计初步定型后，就需进行物料衡算来确定各种原料、 中间产品及产物的数量。 根据物料衡算的结果，才能计算各个设备的尺寸和公用 工程物料的需求量，从而完成流程设计的定量工作。 可以说物料衡算是能量衡算及其它工艺计算和设备计算 的基础。
上图中的体系可以是一个换热器、一个反应器、一个 车间或整个工厂
2、物料平衡方程式
物料平衡是研究一个体系内质量流动及变化情况的，用 数学表达式描述物料平衡关系则为物料平衡方程式：
化工工艺流程图的画法讲作课件
3.用规定的图形符号和文字代号表示全部检测、 指示、控制功能仪表，包括一次性仪表和传 感器，并进行编号和标注。
4.用规定的图形符号和文字代号表示全部工艺 分析取样点，并进行编号和标注。
5.安全生产、试车、开停车和事故处理在图上 需要说明的事项，包括工艺系统对自控、管 道等有关专业的设计要求和关键设计尺寸。
当物料经过设备产生变化时，可在流程的 起始部分和物料产生组分变化的设备之后， 在流程线上用指引线引出并列表标注（指 引线及表格线皆用细实线绘制）。标注出 物料变化前后各组分的名称、流量、质量 分数或摩尔分数和每项的总和数等（标注 项目可按需要酌量增减）。
某丙烯酸甲酯装置局部工艺原则流程图
三、工艺管道仪表流程图(PID)
图中各车间（工段）用细实线画成长方框 来表示，流程线中的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 还需注明车间名称、原料及半成品的名称、 平衡数据和来源去向等。
某石油化工厂总流程图
某石油化工厂物料平衡图
二、工艺原则流程图
也称物料流程图，是在总工艺流程的基础上， 分别表示各车间内部工艺物料流程。
一、串级控制
加氢精制反应器温度控制
加氢反应器温度控制包括二个控制回路：反应器入口温度 和加热炉燃料气压力的串级控制及2号床层入口温度的单回 路控制。
由温度调节TRC-101与加热炉燃料气压力调节PIC-101串 级控制反应器入口温度，以克服来自燃料方面的干扰。反应 器入口温度调节器为主调节器，它的输出值是燃料气压力调 节器（副调节器）的给定值。当入口温度偏离给定值时，则 温度调节器的输出值发生变化，即燃料气压力调节器的给定 值变化，因而此调节器输出改变，燃料气调节阀开度相应变 化，进入炉子燃料量变化，使反应器入口温度达到给定值。 当燃料气压力变化时，即压力调节器的测量值发生变化，而 此时的给定值未变（即温度调节器输出未变化），因此压力 调节器的输出变化，调节阀开度相应改变而维持压力不变。
流程框图和物料平衡标准框图
高铝粉煤灰预脱硅－碱石灰烧结法生产氧化铝工艺流程标准化框图预脱硅 分离与洗涤石灰石生料浆制备 活性硅酸钙 熟料烧结熟料溶出一段脱硅 种分 成品过滤 焙烧 二段脱硅无烟煤 硅钙渣高铝粉煤灰氧化铝活性硅酸钙制备蒸发烟煤碳分 蒸发（主产品）（副产品） （副产品）脱硅液脱硅粉煤灰 氢氧化钠溶液电石渣 硅钙渣脱碱 去溶出和生料浆制备工序二氧化碳高铝粉煤灰预脱硅-碱石灰烧结法生产氧化铝工艺流程标准化框图文字说明：（一）粉煤灰预处理高铝粉煤灰与氢氧化钠溶液按照一定的比例混合形成粉煤灰浆液，进入预脱硅工序，在一定的反应温度、压力和反应时间下，粉煤灰浆液中高铝粉煤灰与NaOH溶液发生反应，生成含有硅酸钠溶液的脱硅粉煤灰浆液，通过泵输送进入分离与洗涤工序，在此工序内，通过分离设备完成固相（脱硅粉煤灰）和液相（硅酸钠溶液）的分离，固相（脱硅粉煤灰）送往生料浆制备工序，液相（硅酸钠溶液）送往活性硅酸钙制备工序，添加石灰乳进行反应生成副产品活性硅酸钙，并回收氢氧化钠溶液进入蒸发工序，蒸发后进入预脱硅工序使用。
（二）熟料制备将脱硅粉煤灰、石灰石、无烟煤及碳分蒸发来的碳分母液（Na2CO3）按照碱比、钙比、水分要求在生料浆制备工序制备成合格生料浆，由生料浆输送泵送入熟料烧结工序回转窑窑尾，通过在回转窑窑头喷入的煤粉燃烧形成的热量进行烧结，形成主要成为铝酸钠、硅酸二钙、钛酸钙等的熟料，熟料经过中碎系统送往熟料仓。
（三）铝酸钠溶液制取来自熟料仓中熟料进入熟料溶出工序，通过与调整液混合溶出形成溶出浆液，溶出浆液经分离后形成固相（硅钙渣）和液相（铝酸钠粗液），固相（硅钙渣）送硅钙渣脱碱工序与电石渣进行反应，生成碱含量符合要求的副产品硅钙渣，液相（铝酸钠粗液）进入一段脱硅工序，经过高温高压一段脱硅反应后，一部分铝酸钠溶液送往种分工序，另一部分铝酸钠溶液继续添加石灰乳进行深度脱硅反应，反应后的铝酸钠精液送往碳分工序。
（四）氧化铝的制取送往碳分工序的铝酸钠精液在碳分槽中通入二氧化碳进行连续碳酸化分解，分解生成的氢氧化铝经种子过滤机进行过滤，滤饼送往种分工序作为晶种，滤液送蒸发工序进行回用。
化工制图习题11.
化工制图练习一一、填空1.化工行业常见的工程图纸包括化工机器图、化工设备图和化工工艺图三大类。
2.车间布置设计的设计成果包括设备布置图、管路布置图和设备一览表。
3.在工艺流程图中一般要在两个地方标注设备位号,第一是标注在设备的正上方(或正下方,若在垂直方向排列设备较多时,它们的位号和名称也可由上而下按序标注。
第二是标注在设备内或其近旁,但此处只注位号和位号线,不注名称。
4.设备位号标注P1005a 、b P1005a 、b氨水泵相同设备序号分类设备序号工段(分区序号设备分类代号6.管道代号标注PG 13 10-300 A1A -H 物料代号(前、后标注 (上、下标注 7.在工艺流程图上的调节与控制系统,一般由检测仪表、调节阀、执行机构和信号线四部分构成。
常见的执行机构有气动执行、电动执行、活塞执行和电磁执行四种方式,请将下列图例的执行机构方式填入对应的括号内。
(电动执行 (活塞执行 (电磁执行8.化工设备图需标注的尺寸,包括结构尺寸、装配尺寸和安装尺寸,以及不再绘图的零部件的相关尺寸和外形规格尺寸等。
9.化工设备图的标题栏的图名栏一般分三行填写。
第一行为设备名称,第二行为设备的主要规格尺寸,第三行为图样或技术文件的名称。
二、简答题1.简述工艺流程草图的绘制方法。
工艺流程草图一般以流程示意说明(或流程框图为依据,简便绘制,所用纸张和比例均可随意,对图面也没有过高要求,只要求图线清晰。
绘制流程草图的重点是将实际生产过程所需要的全部设备、管线、控制阀门、重要管件与控制点,以及相关的检测仪表、计量装置和控制系统等表达出来,草图绘制的具体步骤如下:1.按照实际生产的流程顺序,从左至右横向画出生产流程必需的全部设备、辅助设备与装置,补全在流程示意图(或文字说明中没有详细说明(或画出的附属装置,如必要的物料贮槽(罐、料液输送泵、反应釜的搅拌装置、加热与控制系统,以及在生产过程中必需的高位计量槽、供水系统和滤渣的排放与输送装置等。
1化工设计的内容与程序
投 料 试 车 ， 考 核 验 收
Chemical Engineering Design
具有毒性。在化工生产中，很多化工产品都是有毒的，对 化工生产装置操作的安全卫生等方面提出了持殊要求。
Chemical Engineering Design
易燃、易爆性。在化工生产中的原料及产品有些是易燃易爆 的。如一氧化碳、氢气、烷烃、烯烃、炔烃类及其衍生物， 特别是苯、甲苯的硝化物是属于炸药一类的物质，生产这些 产品的装置建设，对防爆要求很高，尤其是对电气工程、自 动化仪表工程的要求更高。（安全性） 非标设备多。化工生产过程的各个单元大部分是在静止设备 如反应器、换热器、蒸馏塔、结晶器、蒸发器、容器中进行 的，另外由于化工生产大多数物料是流体，故原料、半成品、 成品的贮存多采用贮罐、球罐、油罐、气柜一类的大型容器， 使化工生产的非标设备非常多。
的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等；
(5)原材料、燃料及水电汽的来源和供应；
Chemical Engineering Design
1.2 化工厂设计的工作程序
(6)建厂条件和厂址选择布局方案；
(7)公用工程和辅助设施方案；
(8)节能； (9)环境保护； (10)劳动保护与安全； (11)工厂组织、劳动定员和人员培训； (12)项目实施规划； (13)投资估算和资金筹措； (14)经济效益评价及社会效益评价； (15)结论：包括综合评价和研究结论、存在问题及建议等。