北京化工大学——化工过程设计详述
化工设计知识点概括
化工设计知识点概括化工设计是指根据工艺技术要求和经济指标，对化工产品的工艺过程进行优化设计的过程。
在化工设计过程中，需要掌握一些基本的知识点。
本文将概括介绍几个重要的化工设计知识点。
1. 化工工艺流程化工工艺流程是指化工产品的生产工艺过程中的各个环节及其相互关系。
通常，化工工艺流程包括原料处理、反应过程、分离过程和产品收率等几个基本步骤。
在设计过程中，需要对每个步骤进行合理安排，以保证产品质量和生产效率。
2. 物质平衡和能量平衡物质平衡和能量平衡是化工设计中的两个重要方面。
物质平衡要求对原料和产物之间的质量关系进行准确计算和控制，以确保产品的质量稳定。
能量平衡则是指对能量流动进行计算和优化，以提高能源利用效率和降低生产成本。
3. 设备设计在化工设计中，需要进行各种设备的设计，如反应器、蒸馏塔、换热器等。
设备的设计要考虑到工艺流程的特点和要求，以及设备的操作安全和可靠性。
因此，在设计过程中需要掌握各种设备的性能参数和设计原理。
4. 材料选择化工设计中的材料选择非常重要，它直接影响到产品的质量和生产成本。
在选择材料时，需要考虑到其化学性质、物理性质、耐腐蚀性等方面的要求。
同时，还需要根据不同的工艺条件选择合适的材料。
5. 安全与环保安全和环保是化工设计的重要考虑因素。
合理设计化工过程，减少事故风险，遵循安全操作规程，确保工作人员的生命安全和健康。
同时，在设计过程中应考虑到对环境的影响，并采取相应的措施减少污染。
以上仅是化工设计中的部分知识点概括，实际上，化工设计是一个综合性强的学科，需要掌握化学、工程学和计算机等多个领域的知识。
通过不断学习和实践，不断提高自己的综合能力，才能成为一名优秀的化工设计师。
化工设计任务书
北京化工大学化学工程学院设计说明书“化工设计”课程作业题目：应用PROⅡ软件设计苯酐的生产工艺过程学生：班级：学号：2010 年月日苯酐工艺设计说明书一、工艺流程说明：1、设计任务1.1设计任务试设计40000t/年邻苯；甲酸酐（苯酐)的装置，年工作时数为每年8000h，产品流量5000kg/h，产品纯度（质量分数）大于99.9％，产品回收率为92％1.2产品规格及用途苯酐，白色有光泽针状晶体或鳞片状固体。
相对密度1.527，沸点284.5℃，熔点131℃，自燃点570℃，闪点（闭环)151.6℃，在沸点以下易升华。
难溶于水，微溶于热水、乙醚和二氧化碳，溶于乙醇、苯、氯仿和吡啶。
有毒，空气中最高允许浓度2×10-6；易燃，遇明火、强氧化剂有引起燃烧爆炸的危险，其蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.7％～10.4％。
苯酐目前广泛应用于化工、医药、电子、农业、涂料、精细化工等工业部门。
我国的苯酐主要用来生产邻苯二甲酸酯类增塑剂，耗用的苯酐约占苯酐总消费量的60％，染料和油漆占25％，不饱和树脂及其他产品占15％左右。
1.3原材料的规格及来源邻二甲苯（96％)，主要生产企业为一些国内大型石化企业。
催化剂为V2O5-TiO2系列负载型催化剂。
2.生产方法及工艺流程2.1生产方法选择苯酐生产的工艺路线有以萘为原料的流化床技术和以萘或邻二甲苯为原料的固定床氧化技术。
邻二甲苯因其高产率、廉价和高选择性成为现代生产苯酐的首选原料，邻二甲苯固定床工艺有低能耗（LEVH)法和低空气比率（LAR）法两种方式，其流程和设备基本类似，本设计以LAR法作为设计和计算基础。
2.2工艺流程简述苯酐生产工艺系统包括氧化反应部分、冷凝水洗部分、苯酐精制部分。
2．2．1 氧化反应部分邻二甲苯通过换热器预热，经净化换热器加热后在汽化器内混合均匀并完全雾化，进入反应器反应。
反应器内埋填换热列管，用熔盐循环移去反应热，热的熔盐产生高压蒸汽。
化工过程设计
第一章化工过程设计一、化学工业的发展历史、化学工业覆盖的范围及其在现代经济体系中的地位1、化学工业的发展历史：化学工业历经了古代、近代、现代三个主要发展阶段。
化学工业发展阶段：①、古代化学工业：从数千年前人类阳光晒盐、地下卤水煮盐开始，萌发了古老的化学工业。
②、近代化学工业：从18世纪中叶，欧洲造纸、玻璃、肥皂的大规模生产开始，表明近代化学工业的形成。
③、现代化学工业：上世纪40年代开始，随着合成橡胶、石油炼制、合成纤维工业的迅速发展，随着化工单元操作理论的日益成熟，在科学技术和生产规模二个层面上，揭示现代化学工业开始形成。
2、化学工业属于过程工业型制造业（流程型制造业）现代制造业：1、离散型制造业（例如汽车工业等）2、过程工业型制造业（又称“流程型制造业”）例如化学工业、冶金行业等）流程型制造业一般是能耗大户，也是排放的大户。
其节能、降耗、减排的任务十分艰巨。
例如：一个年产值不过仅10亿元人民币的合成原料药制造企业，它每天的耗水量可高达5000立方米。
3、现代化学工业覆盖的范围：我国化学工业的分类与美国、欧盟关于化学工业的范畴有一些区别，但逐步在接轨，按美国、欧盟的化学工业年鉴，现代化学工业覆盖以下范围：现代化学工业：石油化工（包括其衍生的有机化工）、煤化工（包括其衍生的有机化工）无机化工、精细化工及中间体、化肥工业、农药工业、医药工业、轻工（造纸、玻璃、塑料、合成橡胶等）、染料、油墨、化妆品、清洁剂、生物化工、4、化学工业在现代经济体系中的地位化学工业是所有高新技术产业的支撑工业，如能源、电子、信息、生物、材料等领域，都离不开化学工业提供的物质支撑。
化学工业绝不是所谓的“夕阳工业”、“夕阳产业”，它现在仍然正在平稳高速的发展，将来必将持续快速发展。
1990年～1999年，美国、欧盟化学工业的发展速度是其全部工业平均增长速度的2.69倍。
美国化学工业的规模一直雄居世界化学工业总量的30％左右，是美国为数不多在国际贸易体系内具有贸易顺差的制造业之一。
化工实验设计与研究方法北化
化工实验设计与研究方法北化化工实验设计与研究方法是化学工程与技术专业的一门重要课程，也是培养学生科研能力和创新能力的关键环节。
本文将从实验设计的基本原则、实验方案的编写、实验方法的选择以及实验结果的分析等方面探讨化工实验设计与研究方法的北化。
一、实验设计的基本原则实验设计是化工实验的核心，良好的实验设计可以提高实验的效果和可靠性。
在实验设计过程中，需要遵循以下几个基本原则：1.明确实验目的和要求：在实验设计之前，必须明确实验的目的和要求，以便合理安排实验的内容和步骤。
2.合理选择实验方法：根据实验的目的和要求，选择合适的实验方法。
可以通过文献调研、专家咨询等方式，了解不同实验方法的优缺点，从而选择最合适的实验方法。
3.合理安排实验步骤：实验步骤的安排应该合理有序，保证实验的连续性和可操作性。
同时，要考虑实验所需时间和资源的限制，合理安排实验的时间和顺序。
4.充分考虑实验条件：实验条件是实验结果的重要影响因素。
在实验设计中，必须充分考虑实验条件的选择和调控，以保证实验结果的准确性和可重复性。
二、实验方案的编写实验方案是实验设计的具体表述，是实验进行的指导文件。
一个好的实验方案应该包含以下几个方面的内容：1.实验目的和要求：明确实验的目的和要求，阐述实验的意义和预期结果。
2.实验原理：简要介绍实验所涉及的理论知识和基本原理，使实验操作者了解实验的背景和基本原理。
3.实验装置和材料：详细描述实验所需的装置和材料，包括仪器设备、试剂、试样等。
4.实验步骤：具体描述实验的操作步骤和注意事项，保证实验的顺利进行。
5.实验数据处理：阐述实验数据的收集和处理方法，包括数据记录、数据分析等。
三、实验方法的选择实验方法的选择是化工实验设计的关键环节，合理选择实验方法可以提高实验的效果和准确性。
在选择实验方法时，需要考虑以下几个方面的因素：1.实验目的和要求：根据实验的目的和要求，选择能够满足实验要求的实验方法。
2.实验条件和设备：考虑实验条件和设备的限制，选择适合实验条件和设备的实验方法。
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。
北京化工大学——化工过程设计概述
现化学工程 ▪ 经过100多年的发展，化学工程已经成为一门有独特研究对象和完
整体系的现代工程学科
3
化学工程
❖ 发展与回顾：
▪ 1940s
• 流态化技术应用于石油催化裂化过程，使石油化学工业产生了划时代 的变化
• 溶剂萃取法用于核燃料后处理分离钚，精密精馏用于重水的提取，为 核工业的发展奠定了基础
化学工业是所有高新技术产业的支撑工业，如能源、电子、信息、生物、 材料等领域，都离不开化学工业提供的物质支撑。
化学工业绝不是所谓的“夕阳产业”，它现在仍然正在平稳高速的 发展，将来必将持续快速发展。
1990年～1999年，美国、欧盟化学工业的发展速度是其全部工业平 均增长速度的2.69倍。
美国化学工业的规模一直雄居世界化学工业总量的30％左右，是美 国为数不多在国际贸易体系内具有贸易顺差的制造业之一。
▪ 1990s
• 先进材料制备工艺与设备开发直接推动信息产业发展；
化学工程为现代高新技术产业的发展，提供了 最基本的生产手段与技术
5
化学工程学科体系的发展
❖ 1888年 ▪ 由Lewis Mills Norton教授提议，MIT开设了世界上第一个定名为 化学工程的四年制学士学位课程（MIT第十专业） ▪ 1908年，AIChE成立，美国化学工程师学会
基本要求
1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范 和基本思维方式；
2、培养学生扎实的化工设计基础和创新思维；
3、掌握工艺方案选择和工艺设计、以及车间设备布置和管道布 置的原则、方法和步骤；掌握物料衡算、热量衡算及设备的选 型与工艺计算的原理和方法，并能运用计算机进行工艺计算； 掌握工艺流程图、设备布置图、管道布置图及化工设备图的表 达内容、绘制方法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺流程 图、设备布置图和化工设备图；
北京化工设计专业实习报告
北京化工大学设计专业实习报告一、实习背景及目的随着我国经济的快速发展，化工行业在其中扮演着举足轻重的角色。
为了适应这一发展趋势，培养具有实践能力和创新精神的化工设计人才，北京化工大学开设了设计专业实习课程。
本实习报告围绕我在实习过程中的所学所得，对实习内容、收获和反思进行总结和阐述。
二、实习内容及过程1. 实习单位简介本次实习单位为北京某化工设计研究院，主要从事化工工艺设计、设备选型、管道布置等工作。
实习期间，我了解了该研究院的组织结构、业务范围和发展历程，为后续实习奠定了基础。
2. 实习任务实习期间，我参与了以下几个项目：（1）某石化厂炼油装置工艺设计：负责编制炼油装置的工艺流程、设备选型和管道布置方案。
（2）某化工厂废水处理工程设计：参与编制废水处理工艺流程、设备选型和工程预算。
（3）某化工产品生产线设计：负责生产线工艺流程设计、设备选型和管道布置。
3. 实习过程在实习过程中，我在导师的指导下，逐步掌握了化工设计的基本方法和技巧。
通过实际操作，我对化工工艺流程、设备选型、管道布置等方面有了更深入的了解。
同时，我还学会了如何运用专业软件进行工艺模拟和工程计算。
三、实习收获1. 专业知识方面：通过实习，我对化工设计的基本原理和方法有了更加深入的了解，掌握了工艺流程编制、设备选型、管道布置等基本技能。
2. 实践能力方面：实习过程中，我参与了实际项目的设计工作，提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
3. 团队协作方面：在实习过程中，我与同事们共同完成项目任务，学会了与他人沟通、协作，培养了团队精神。
4. 职业素养方面：实习期间，我深刻体会到职业道德和职业操守的重要性，树立了正确的职业观念。
四、实习反思1. 理论知识与实践相结合：在实习过程中，我认识到理论知识与实践操作的密切关系。
只有扎实的理论基础，才能在实际工作中游刃有余。
2. 持续学习：化工行业不断发展，作为一名化工设计人员，我要始终保持学习的态度，紧跟行业发展趋势。
第一章 化工工艺流程设计讲解
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 + Cl2 → COCl（光气） 二异氰酸酯的原料
? 要求不含氯，Cl2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）
设计资料的筛选
?设计资料的筛选必需是实事求是，一般要掌 握以下原则：
? 1、去伪存真； ?用可靠的最新资料。
二、化工工艺设计的内容
? (1) 原料路线和技术路线的选择 ? (2) 工艺流程设计 ? (3) 物料衡算 ? (4) 能量衡算 ? (5) 工艺设备的设计和选型 ? (6) 车间布置设计 ? (7) 化工管道设计 ? (8) 非工艺设计基础数据 ? (9) 编制设计文件：包括编制设计说明书、附图和附表。
在设计不同阶段，工艺设计的内容和深度各不相同， 如物料衡算和能量衡算一般在初步设计阶段进行，管道 设计则在施工图阶段才能进行。
化工工艺设计中应参考的“四化原 则”：
(1) 工厂布置一体化 各生产厂房及辅助厂房尽可能布置在一起，以节省占地。
(2) 生产装置露天化 化工设备尽量布置在露天，既可改善工作条件，防止有害气
?
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）
(4) 确定控制方案
a 离心泵的流量控制
FRC FRC
PI PI
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1 工艺流程图
1.1 工艺流程图绘制内容及表示方法 —以PID图为例
1. PID图的组成 2. 设备的画法及标注 3. 管道的画法及标注 4. 管件和阀门图形符号 5. 仪表控制点
1 工艺流程图
1. PID图的组成
(1) 设备图形及管线、管件：将各设备按工艺流程顺序，表示在同一 平面上，配以连接的主辅管线及管件、阀门、仪表控制点符号等。 (2)标注：设备位号、名称，管道号、管径及管道等级，管段编号，仪 表控制点图形符号、字母代号、仪表位号，必要尺寸、数据等。 (3)图例：对流程图中所采用的代号、符号及其他标注的说明，有时还 有设备位号的索引等。 (4) 标题栏：注写图名、图号、设计项目、设计阶段等。
管道使用温度范围代号
1 工艺流程图
管道隔热类型代号
1 工艺流程图
4.管件和阀门的图形符号
一般连接件，如法兰、三通、弯头、管接头等，若无特殊需要不予 画出。竖管上的阀门在图上的高低位置应大致符合实际高度。
常用阀门的图形符号
1 工艺流程图
Hale Waihona Puke 1 工艺流程图5.仪表控制点
➢ 在相应管道大致安装位置标注仪表及控制点。 ➢ 仪表控制点标注包括图形符号、字母代号和仪表位号三部分。 (1)图形符号 ➢ 仪表的图形符号为直径约10mm的细线圆; ➢ 执行器的图形符号由调节机构和执行机构两部分组合而成。 ➢ 仪表、调节及执行机构 (2)字母代号—表示被测变量和仪表功能
标注25；英制管以英寸为单位，需标注英寸符号，如1/2”、4”等。 ③管道等级
为简化管道及管件规格，使管道组成件标准化，将各种管道组 成件按管道的材质、压力和直径三个参数适当分级。
如B2A: B-管道材质代号 2-管道压力等级代号 A-序号
管道材质代号：A-铸铁及硅铸铁；B-碳素钢；C-普通低合金钢 E-不锈耐酸钢；F-有色金属；G-非金属；H一衬里钢
➢ 管道号:物料代号+主项代号+管道分段顺序号(管段顺序号) ➢ 主项代号——工段或工序代号，用一位或两位数字表示。 ➢ 管道分段顺序号——按工艺流程顺序用两位数字01, 02等编号。
➢ 物料代号一般以物料的英文名称的首字母大写表示
②管径 管径一般标注公称直径，公制管以mm单位，只标数字，DN25，
1 工艺流程图
被测变量和仪表功能的字母代号
1 工艺流程图
(3)仪表位号 ➢ 仪表位号的标注方法是将字母代号填写在圆圈上
半部分，数字编号填写在圆圈下半部分。 ➢ 第一个字母表示被测变量，后继字母表示仪表的
功能 ；数字编号表示仪表的顺序号，可按车间或 工段进行编号。
部分仪表功能图例
①一般应画出所有工艺物料和辅助物料的管道。 ②主工艺物料管道用粗实线，辅助管线用中实线，仪表及信号传 输管线用细实线或细虚线绘制。
1 工艺流程图
(2)管道的标注
➢ 一般横向管道标注在管道上方，竖向管道(直管)标注在管道左边。 ➢ 分段注明流体代号、管道代号、管径、管道等级及隔热代号
管道的标注
①管道代号
1 工艺流程图
2.设备的表示方法
(1)设备的画法 ➢ 图例:按比例用细实线绘制。 ➢ 相对位置:设备间高低和楼面高低相对位置，一般也按比例绘制。 ➢ 相同系统（或设备）的处理：两个或两个以上相同的系统(或设备)，一般应
全部画出。 (2)设备的标注 ➢ 标注的内容：设备在图上应标注位号及名称。 ➢ 标注的方式：设备位号、名称一般标注在相应设备图形上方或下方。
管道压力等级代号：0-0.6MPa；1-1.0MPa；2-1.6MPa； 4-4.0MPa；6-6.4MPa；7-10.0MPa
1 工艺流程图
④隔热代号—管道的使用温度范围及隔热功能类型，以英 文字母和数字或英文字母给以标注。如“G9” 表示温度在 -100 ℃ -2℃的不锈钢管，用保冷材料保冷。
1 工艺流程图
（3）常用设备代号
序号 1 2 3 4 5 6
设备名称 塔 泵
压缩机、鼓风机 反应器
容器（储槽、储罐） 工业炉
代号 T P C R V F
序号 7 8 9 10 11 12
设备名称 火炬、烟囱
换热器 起重机 搅拌器 称量设备 其他设备
代号 S E L M W X
3.管道的画法及标注