第五章化工工艺流程设计
管道等级
管道材料等级顺序号：从1开始
A
1
A
管道材质类别
5
AMSE规定
6
中国管道公称压力（压力等级）(H-Z,不用I J O X) H K L M N P Q R S T U V W 0.25MPa 0.6MPa 1MPa 1.6MPa 2.5MPa 4.0 MPa 6.4 MPa 10MPa 16MPa 20MPa 22MPa 25MPa 32MPa
异径管一律以大端公称直径乘以小端公称直径表示
表5-9常见阀门及管件的图形符号
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表5-9 常见阀门 及管件的图形符号
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6. 示例
图5-13 PL精制过程的PID图
18
作业：有一药物中间体的合成过程，由原料A（流量30立方米/小时）和B （15立方米/小时）合成中间体C（40立方米/小时），反应在一搅拌釜式反应 器中进行，操作方式为连续操作。反应过程为吸热反应，要求控制反应温度 40度、压力2个大气压、液位恒定；储罐要求控制温度45度和恒定液位；离心 分离要求控制流率。请设计和画出该过程的PID图。 说明：1. 包括储罐、反应釜、离心机、进出料泵及所有设备控制方案； 2.反应器和储罐温度采用加热蒸汽夹套换热控制； 3. 压力采用压缩氮气控制； 4.输送设备考虑备用。 固体催化剂 滤液去后工序 A B A储罐 B储罐 反应成C 离心
管道分段序号
PG 13 01-300 A1A-H
隔热或隔音代号
3
当工艺流程简单、管道品种规格不多时，则管道等级和隔热隔音可以省略。
表5-7 常见物料代号
4
管道等级：管道等级由管道的公称压力、管道顺序号、
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。
化工工艺设计的程序和步骤
化工工艺设计的程序和步骤1.需求分析：首先，设计人员需要与客户或利益相关者进行会议或讨论，了解他们的需求和要求。
这包括产品规格、质量标准、生产能力要求、用途等。
2.原料选择：在确定产品需求之后，制定人员将评估可行的原料选择。
他们将考虑原料的可获得性、成本、环境影响、安全性等方面的因素。
3.流程设计：接下来，设计人员将根据产品需求和原料选择，设计生产流程。
这包括原料处理、反应器设计、分离和纯化、能量传递等。
他们将考虑一系列因素，如反应条件、催化剂选择、设备选择等，以确保流程的高效运行。
4.设备设计：在流程设计完成后，设计人员将选择和设计必要的设备来实现流程。
他们将考虑设备的尺寸、材料选择、加热和冷却要求、操作压力和温度等。
5.安全评估：确定设计的安全性是一个重要的步骤。
设计人员将分析潜在的危险和风险，并设计相应的安全装置和操作程序，以确保操作过程的安全性。
6.流程模拟：在实际建设之前，通常会进行流程模拟。
这可以帮助设计人员评估和优化流程的效率和可行性。
通过模拟，他们可以尝试不同的工艺参数和操作条件，以达到最佳的生产效果。
7.经济评估：经济性评估是另一个重要的步骤。
设计人员将评估投资成本、运营成本、收益预测等，以确定工艺设计的经济可行性。
8.施工和调试：一旦工艺设计完成并获得批准，施工人员将开始实施和建设生产设施。
之后，设备和流程将进行调试和测试，以确保其正常运行。
9.验证和优化：工艺设计完成后，验证和优化是关键的步骤。
操作人员将执行试生产和规模化生产，以验证设计的可行性和实际效果。
根据实践中的经验，工艺设计可能需要进行调整和优化，以提高生产效率和产品质量。
10.文件和报告编制：最后，设计人员将编制工艺设计的相关文件和报告，以便于交付给客户、监管部门和利益相关者。
这些文件包括工艺流程图、设备设计图、安全规范、操作手册等。
需要指出的是，每个项目和每个工艺的设计步骤可能会有所不同，因此上述步骤只是一个一般化的流程示例。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计摘要化工工艺流程设计是化工工程中的关键环节，其质量直接影响到产品的质量和生产效率。
本文将介绍化工工艺流程设计的基本原理、步骤和方法，以及在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案。
1. 引言化工工艺流程设计是将原料转化为最终产品的过程。
在化工生产中，工艺流程设计的目标是通过合理设计和优化流程，实现产品的高质量、高效率和低成本生产。
工艺流程设计涉及到多个方面，如原料的选择、反应条件的确定、催化剂的应用等。
2. 工艺流程设计的基本原理化工工艺流程设计的基本原理包括量化化学反应、热力学原理、传质原理等。
在设计过程中，需要考虑到反应物的摩尔比、温度、压力等因素，以及反应的热力学参数，如反应热、平衡常数等。
此外，传质原理也是工艺流程设计中的重要考虑因素，涉及到物质在不同相中的传递过程。
3. 工艺流程设计的步骤化工工艺流程设计通常包括以下步骤：3.1 原料选择选择合适的原料是工艺流程设计的第一步。
原料的种类、纯度、成本等因素都将影响到最终产品的质量和成本。
3.2 反应条件确定根据化学反应的特性，确定合适的反应条件是关键的一步。
包括温度、压力、催化剂等因素的选择。
3.3 流程图设计设计清晰的流程图是工艺流程设计的重要环节。
流程图应包括所有物料的流动路径、反应器的布置、控制装置等内容。
3.4 设备选择根据流程需求，选择合适的设备是设计过程中的关键环节。
设备的选择应考虑到安全性、效率性、成本等因素。
3.5 安全评估在工艺流程设计中，安全是至关重要的。
需要对整个流程进行安全评估，确保生产过程中不发生事故。
4. 工艺流程设计的方法化工工艺流程设计有多种方法，常用的包括经验设计、数学模型设计、试验设计等。
4.1 经验设计经验设计是基于历史数据和专业知识进行工艺设计的方法。
通过经验设计可以快速确定初步设计方案。
4.2 数学模型设计数学模型设计是利用数学方法建立反应过程的模型，通过模拟和优化来进行工艺设计。
数学模型设计可以提供更加精确的设计方案。
化工设计工艺流程设计
化工设计工艺流程设计1. 引言在化工产业中，工艺流程设计是实现化工产品生产的关键步骤之一。
通过合理设计工艺流程，能够提高生产效率，降低成本，确保产品的质量和安全。
本文将介绍化工设计工艺流程设计的基本原则、流程设计的步骤以及常见的优化方法。
2. 工艺流程设计的基本原则在进行工艺流程设计时，需要遵循以下几个基本原则：2.1 安全性原则安全性是化工流程设计的首要原则。
在设计过程中，需要考虑工艺流程中可能产生的危险因素，采取相应的措施来预防事故的发生。
例如，对于易燃易爆的物质，需要采取防爆措施；对于有毒物质，需要采取合适的通风系统和个人防护设备等。
2.2 经济性原则经济性是化工流程设计的另一个重要原则。
在设计过程中，需要合理安排设备的布局，降低生产成本。
同时，还需要考虑设备的可靠性和维修成本。
通过合理设计工艺流程，可以提高生产效率，降低原材料和能源的消耗。
2.3 环保性原则环保性是现代化工流程设计中越来越重要的原则。
在设计过程中，需要考虑工艺流程对环境的影响，减少废物的产生和排放。
例如，可以通过优化反应条件，提高反应的选择性，减少副产物的生成；可以采用循环利用的方式，降低废物的处理成本。
2.4 可操作性原则可操作性是化工流程设计的另一个重要原则。
在设计过程中，需要考虑操作人员的工作负担，设计设备布局和控制系统，使得工艺流程易于操作和管理。
通过合理设计操作界面、自动化控制系统等，可以提高操作人员的工作效率，降低操作风险。
3. 工艺流程设计的步骤工艺流程设计通常包括以下几个步骤：3.1 原料准备在进行工艺流程设计之前，需要对原料进行充分的了解。
包括原料的性质、质量要求、供应渠道等。
通过对原料的分析，可以选择合适的原料，并确定原料的投入量和处理方式。
3.2 反应步骤设计根据化学反应的原理，设计反应步骤。
包括反应温度、反应压力、反应时间等参数的选择。
在设计过程中，需要考虑反应的速率、产物的选择性和收率等因素。
3.3 设备选择和布局根据工艺流程的需求，选择合适的设备，并进行布局设计。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计
《化工工艺流程设计》
化工工艺流程设计是指在化工生产过程中，对原料、工艺、设备等进行合理组合和优化配置，以达到高效、环保、安全、经济的生产目标的一项重要工作。
化工工艺流程设计的主要目的是实现化工产品的规模化生产，并提高产品的质量和产量，降低生产成本，从而提高企业的经济效益。
化工工艺流程设计需要综合考虑原材料的性质、生产工艺的特点、生产设备的性能、环保要求、安全风险等因素。
在化工生产中，通常需要经历原料选择、反应工艺设计、分离工艺设计、产品制备、设备选择和布局、能源消耗等一系列过程，这些过程需要系统地进行优化设计，以确保生产过程的稳定性和经济性。
化工工艺流程设计的核心是优化。
通过对原料的选择和使用、反应条件的控制、分离工艺的设计等方面的优化，可以实现生产过程的高效、清洁、低耗，从而提高产品的质量和产量，降低生产成本。
另外，在化工工艺流程设计中，还需要考虑安全风险，合理设计生产过程，确保生产过程的安全性和稳定性，避免事故的发生。
化工工艺流程设计是一项综合性的工作，需要化工工程师具备丰富的经验和理论知识，以及对生产过程的深刻理解。
只有通过科学的、系统的工艺流程设计，才能实现化工生产的高效、环保、安全、经济的目标，从而为企业创造更大的价值。
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。
化工工艺流程设计的内容
化工工艺流程设计的内容一、化工工艺一般工艺流程:IBk»4W-√rI；心事|々上户1,：/>,<，•“，戊1运1仪］；产I W，分Kij迎YI~~J变换F 引词冼I-T合心力“6KC=>G1Iro个3Emz*aosnκjsz-F■少W0∙B*g∙*m*cs一生1》口ne.UA»∙-g∙Nd90g俱1,a”・*vsf-g∙go*F<OVΘOH■工WV9.<WMJ:Af1Kf1K工NBg0*工M性气体变换反应：CO+H2O-►CO2+H2水洗CO2+H2O=H2CO3碱洗CO2+NaOH ------------ -N a2CO3+H2O 确定战植介质的技术规格和沆向常用的或能介质：水、水蔽月,冷冻盐水、空气(JI空或IS塘).(Ξ)确定据作条件和拽制方向询定电个生产工厚或每台设色的番个不同部位要达到犯保持的操作条件.1.反应SSKi作公敏的偏宗a可逆反应的平衡（吸热或放热）如：EB<=>Sty+H2+△H采用二段反应，温度序列为先低后高b考虑反应的选择性（按主付反应活化能的大小）如：AE1P AE2S“一•.如果E1为主反应的活化能，且E1>E2 则高温有利于主反应c温度的限制条件（材质和催化剂的要求）（2）组成a某一反应物要求很高的转化率例如CO+C12→COC1（光气）二异氯酸酯的原料要求不含氯，C12的转化率100%,采取CO过量b产物与反应物分离困难如C6H6（苯）+H2→C6H12（环己烷）C6H6:Tb≡353.IkC6H12: Tb≡353.9k苯与环己烷很难分离，因此采取氨气过量，苯完全反应。
c反应的浓度效应（浓度对主付反应速率的影响）d分离循环费用（3）压力a、反应速度b、反应物料的相态（如七项烧化和液相烧化）c、后续分离要求（希望水冷后就产生气液两相）（4）反应的转化率a、准化率和所需反应时间的关系b、各种转化率下的产品分布c、反应系统和分离系统的设备价格2、精储塔工艺参数的确定（D塔压（实质上是塔顶塔釜温度选取的问题）a、尽量避免真空操作（增加真空泵和塔径）b、常压下能用普通冷却水冷却，就不宜采取加压c、对于>16MPa时，究竟采用低压冷冻还是高压冷却，需要做方案比较。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计化工工艺流程设计是指根据化工生产的要求，确定并设计出一套合理的生产工艺流程，以实现产品的高效生产和优质制造。
化工工艺流程涵盖了原料的选择、处理、加工、反应、分离、纯化等多个方面，其设计的合理性直接影响着产品的质量、成本以及生产效率。
首先，在化工工艺流程设计之前，需要对所要生产的产品进行充分的研究和分析。
通过实验室研究和数据分析，确定产品的原料成分、物理化学性质、反应条件等关键参数，这些参数将决定整个工艺流程的设计。
其次，根据所得到的产品参数，选择适当的原料，并对其进行预处理。
预处理可以包括溶解、过滤、净化等步骤，以去除杂质、提高原料的纯度。
接下来，设计反应步骤。
根据所需的反应类型（如酸碱中和、氧化还原等），确定反应器的类型、大小和操作条件。
在这一步骤中，需要考虑反应物的加入顺序、反应条件的控制、反应时间的选择等因素，以确保反应的效果和产率。
然后，进行分离和纯化步骤。
反应完成后，需要对产生的产物进行分离和纯化，以获得所需的纯净产品。
分离步骤可以包括蒸馏、结晶、过滤等方法，纯化步骤可以包括重结晶、萃取等方法，根据具体的化学反应和产物特性来选择最适合的分离和纯化方法。
最后，进行成品的包装和储存。
将纯净的产品按照一定的规格进行包装，确保产品的质量和安全性。
同时，需要制定适当的储存条件，以防止产品在运输和储存过程中发生质量变化和安全事故。
在整个化工工艺流程设计的过程中，需要充分考虑经济性、环保性和安全性。
在选择原料、反应条件、分离方法等方面，需要综合考虑成本、能耗、废物处理等因素，以确保工艺流程的经济性。
同时，需要合理设计工艺流程，以降低对环境的影响和排放物的产生，确保工艺的环保性。
此外，还需要考虑工艺的安全性，制定相应的安全措施和紧急处理办法，以防止化学事故的发生。
总而言之，化工工艺流程设计是一个综合考虑质量、成本、效率、环保和安全等多个因素的过程。
通过合理设计并实施工艺流程，可以有效地提高产品的质量和生产效率，降低生产成本，同时满足环境和安全要求，实现化工生产的可持续发展。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计1. 原料准备：在这一步骤中，首先需要准备好所有需要用到的原料，包括主要原料、辅助原料、溶剂等。
确保原料的质量符合要求，并且按照需要的比例进行配制。
2. 反应处理：将准备好的原料按照一定的配方加入反应釜中进行反应处理。
在这个过程中可能需要控制温度、压力、反应时间等参数，以确保反应能够顺利进行并且产生预期的产物。
3. 分离提纯：在反应完成后，需要对产物进行分离提纯。
这可能包括一系列的分离步骤，比如萃取、结晶、蒸馏等，以去除杂质并获得高纯度的产物。
4. 产品制备：最后，根据需要对提纯后的产物进行后续处理，比如干燥、粉碎、压片等，以得到最终的产品。
在化工工艺流程设计中，需要考虑到原料的质量、反应条件的控制、产品的纯度和产量等因素，以确保整个流程能够高效、稳定地进行，并且得到符合要求的最终产品。
同时，也需要考虑到安全环保等方面的要求，以确保化工生产过程安全、环保。
化工工艺流程设计在实际应用中具有重要的意义，它直接影响到产品的质量、产量和生产成本。
因此，在进行化工工艺流程设计时，需要综合考虑原料特性、反应条件、分离提纯技术和产品制备工艺等方面的因素。
首先，在原料准备阶段，需要对原料进行严格的检验和评估，确保其质量符合生产要求。
对于液体原料，可以通过密度、粘度、PH值等指标进行检测；对于固体原料，则需要进行颗粒度、含杂率、水分含量等方面的检测。
此外，化学成分分析也是必不可少的，因为原料的组分和纯度直接影响到反应过程和产品质量。
在反应处理阶段，需要根据反应的特性选择合适的反应设备和工艺条件。
例如，在液相反应中，需要采用搅拌反应釜或反应槽；在气相反应中，则需要考虑气体输入输出、温度控制等因素。
此外，还需要考虑反应物的投料方式、反应温度、压力、反应时间等参数的控制，以确保反应能够高效进行并且产生高纯度的产物。
分离提纯是化工生产中非常关键的一环。
对于不同性质的产物，可能需要采用不同的分离技术，比如萃取、结晶、蒸馏、凝固等。
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2）回流比
a 对于价格高昂的公用工程，取常规R/Rmin(1.11～1.24)的范 围低限 。
b 若回收的冷量或热量可利用，取常规R/Rmin的高限。 c 对于产品纯度极高的精密精馏，取较大R/Rmin值（因为
R/Rmin较小，塔板数急剧增加）
3）产品纯度和回收率
（正确选定产品的纯度有重大的经济意义）
例 环氧丙烷过程概念设计
1过程简介 主反应
Cl2 + H2O → HCl + HClO HClO + C3H6→ ClC3H6OH 副反应 C3H6 + Cl2→ C3H6Cl2 ClC3H6OH + C3H6 + Cl2 → HCl+ (C3H6Cl)2O （二氯异丙基醚) 皂化反应 2ClC3H6OH + Ca(OH)2 → CaCl2 + H2O + 2C3H6O
第五章化工工艺流程设计
4 小试流程
水
放 空
反应器
放空
放空
反应器
出 料
反应器
Cl2 C3H6
循环泵
循环泵
循环泵
第五章化工工艺流程设计
5 对小试数据的初步评价
已知条件
（1）气相法丙烯选择性86%
液相法---------------94%
（2）皂化反应选择性99%
（3）精馏塔PO回收率99.5%
（4）循环气组成C3H6 30%, C3H8 70%
4）反应的转化率
a 转化率和所需反应时间的关系 b 各种转化率下的产品分布 c 反应系统和分离系统的设备价格
ⅱ）精馏塔工艺参数的确定
1）塔压（实质上是塔顶塔釜温度选取的问题）
第五章化工工艺流程设计
a 尽量避免真空操作（增加真空泵和塔径） b 常压下能用普通冷却水冷却，就不宜采取加压 c 对于P﹥1.6MPa时，究竟采用低压冷冻，还是高压冷却，需 作方案比较。
环己酮肟 90.00 99.97
六氢苯甲 酸
苯甲酸
0.10
0.02
三氧化硫
硫酸
亚硝基硫 酸
正己烷
510.0 99.98
（2）尽量避免极端的过程条件
（3）当分离过程需要多个分离级时，应优先选择平衡分 离过程而不选择速度控制过程。
第五章化工工艺流程设计
（4）当分离因子相同时，选择能量分离剂而不选择质量分离剂
（5）在选择分离方案时首先考虑采用精馏，精馏具有如下的优 点：
a 精馏是一个使用能量分离剂的平衡过程
b 系统内不含固体物料，操作方便
（5）丙烯进料组成C3H6 99.5% C3H8 0.5%
（6）循环比（循环气比丙烯进料）7.5
（7）丙烯价格3900元/吨
（8）氯价格800元/吨
（9）电价格0.65元/kw.h
第五章化工工艺流程设计
以100kmol丙烯进料计，可对两种工艺的可变成本进行计算， 结果如下：
气相法
液相法
单耗 单价 费用 单耗 单价 费用
分支：找出所有可供选择的方案。 收敛：根据若干判据对各个供选择的方案进行淘汰。
第五章化工工艺流程设计
A
B
C 判据
问 题
结 论 3反应器选型判据：
反应器类型（即反应介质的相态，此为最简单、首先使用的判 据）
催化剂失活速度
由反应的浓度效应决定的混合要求
由反应的热负荷和温度效应决定热量传递和温度控制要求
第五章化工工艺流程设计
7 中试装置设计 概念设计任务之三，研究有无必要建立中试装置，确定中试 的规模、范围及中试解决的问题和取得的数据。 （1）必要性 气体分布器孔径增大，传质情况发生变化 新材料（氟塑料）、新设备（喷射溶氯）试验 （2）中试装置的地点 （3）中试装置的流程（可用单个循环反应间歇操作） （4）中试规模
的组分
次序表：进料各组分按照分配系数递减的次序所排列的表 关键组分：决定分离要求的两个组分
第五章化工工艺流程设计
选择分离方法的探试规则：
（1）选择具有大的分离因子的分离过程
分子性质 分子量 分子形状 分子体积 偶极距、极性 分子电负荷 化学活性
受影响的分离过程 精馏、蒸发 吸附、结晶 吸附 萃取、吸附 电除法、电除雾 化学吸收、反应精馏
第五章化工工艺流程设计
例 乙苯反应器内的反应如下
乙烯+苯→乙苯
乙苯+乙烯→二乙苯
二乙苯+苯→乙苯
二乙苯+乙烯→三乙苯
三乙苯+苯→乙苯，二乙苯
乙苯、二乙苯→甲苯、二甲苯、正丁苯、异丙苯、杂环化合物
各类副产物中，除杂环化合物在高温下聚合，其他副产物的生成 都为可逆反应。
乙烷、乙烯→放空或排至燃料气管网
相法总生产成本低10%以上，经济上占优势。
第五章化工工艺流程设计
6 流程和工艺参数的改进 概念设计的任务之二，考察小试数据是否齐全，流程、工艺 参数是否可改进。 （1）压力： 加压，利于溶氯 （2）温度： 提温对反应无利，但利于皂化，可省换热器 （3）丙烯由并联改为串联，增强传质。 （4）溶氯填料塔改为喷射溶氯，降低造价。 （5）加压下溶氯试验（常压下氯丙醇、盐酸水溶液的氯溶解 度偏差较小，加压后可能偏差较大。需要研究人员补充试验） （6）材质试验（尤其温度对腐蚀的影响）
第五章化工工艺流程设 计
2020/12/11
第五章化工工艺流程设计
要求（1）确定整个流程的组成
例如 合成氨生产工艺
煤或油 水蒸气
造气
变换
铜洗
己内酰胺生产工艺
合成
苯 加氢 H2
氧化
羟胺
O2 硝酸 H2
肟化 重排
第五章化工工艺流程设计
(2) 确定各个过程或工序的组成
例如 合成氨工艺中的变换工段
H2, N2, CO CO2及少量惰 性气体
第五章化工工艺流程设计
2分离序列的确定
探试合成法、调优合成法、最优化算法合成法 探试法有以下几条原则： a 应把关键组分的相对挥发度最接近于1的最困难分离放在 最后。 b 根据汽液平衡常数的大小进行排列，把轻组分逐个脱除， 即采取顺序流程。 c 应首先把混合物分成分子数接近的两股流。 d 对于回收率要求高的分离应放在最后。 e 对于容易造成系统腐蚀或结焦的组分应首先除去，以降 低后续设备的材质要求，保持稳定操作。
c 有成熟的理论和实践
d 处理产品数量的范围宽
e 常常只需要能位等级很低的分离剂
例 ： 正丁烯、异丁烯混合物欲分离成纯物质，试根据分子性质 选择分离方法
解：由于正丁烯与异丁烯为同分异构体，分子体积、偶极距和 极性差别很小，预计精馏、萃取、吸收等过程都不能有效将该混 合物分离，只能根据反应活性的差别进行分离。利用水与异丁烯
丙烯 氯气 电力
0.865 3900 6 1.448 800
417.4 0.65
3376. 6
1158. 4
271.3
0.792 1.325 116.7
3900 800 0.65
3088. 8 1060
74.4
合计
4806.
4223.
对多数化工产品，可变成3 本占生产成本80%2左右，投资折
旧约占10%，且两工艺的皂化工段相同，因此液相法比气
苯、甲苯→循环
乙苯→主产品（出反应器）
二乙苯、三乙苯、异丙苯、正丁苯→循环
杂环化合物→低值副产品
第五章化工工艺流程设计
反应器的选型
1反应器的分类 形状：管式、釜式、塔式 换热方式：等温、绝热、非等温非绝热 反应物系的相态：均相、非均相（气固、气液、气液固） 2反应器选型的方法 形态分析法：对一个问题的各个部分的所有可能方案进行分 析和评价，用逻辑结构代替随机的想法，从而筛选出最佳方 案。 过程分为二步
P01 P03
V02
P01
M01
V03
P02 R01 E01 P03 R02
环己酮肟中间槽 环己酮肟进料泵 混合器 环己酮肟溶解槽 循环泵 反应器 冷却器 循环泵 熟化反应器
第五章化工工艺流程设计
正己烷
06
蒸汽
正己烷 02
FIC
M01
V03
LIC
05
R01
TIC
03
正己烷 蒸汽
R02
环己酮肟
CWR
07
07
R03
V02
P-02 01
FIC
酸团
04
E01
CW
P-01 P-03
V02
P01
M01
V03
P02 R01 E01 P03 R02
环己酮肟中间槽 环己酮肟进料泵 混合器 环己酮肟溶解槽 循环泵 反应器 冷却器 循环泵 熟化反应器
第五章化工工艺流程设计
物料平衡表
01 Kg/h %wt
02 Kg/h %wt
（3）注写设备位号及名称。 （4）注写代号、符号及其他标注的说明
（5）填写标题栏，注写图名、图号。
第五章化工工艺流程设计
反应式 环己酮肟 浓硫酸
己内酰胺 -H
正己烷
正己烷蒸汽 浓硫酸
环己酮肟中 间槽
环己酮肟 溶解槽
重排反应 器
熟化反 应器
第五章化工工艺流程设计
M01
V03
R01 R02
P02
V02 E01
第五章化工工艺流程设计
(4) 确定控制方案。
a 离心泵的流量控制
FRC
PI
FRC
PI
第五章化工工艺流程设计
b 液位控制
LIC
溢流控制液面
出料控制液面
FC LIC
进料控制液面
第五章化工工艺流程设计
C 两个液相的界面控制(液-液分离）