化工工艺流程设计基础知识

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化工工艺流程设计手册

化工工艺流程设计手册

化工工艺流程设计手册一、引言化工工艺流程设计是化工工程中的核心任务之一,旨在确定生产化学品的最佳工艺流程,以提高产品质量和生产效率。

本手册将详细介绍化工工艺流程设计的基本原则、步骤以及相关的工具和技术。

二、工艺流程设计原则1. 综合考虑工艺流程设计需要综合考虑产品要求、生产能力、成本控制、安全性和环境因素等多方面因素,以满足全面的需求。

2. 循序渐进设计过程应该按照一定的顺序进行,从原料准备到产品分离和纯化,逐步推进,并且不断进行实验验证和优化。

3. 独立性和互补性每个环节的设计应该相对独立,但又要相互衔接和互补,确保整个工艺流程的稳定性和连续性。

4. 灵活性和可调节性工艺流程设计要考虑到生产过程中可能出现的变化和异常情况,保证系统具有一定的灵活性和可调节性。

三、工艺流程设计步骤1. 原料准备确定所需原料的种类、质量要求和供应方式。

这一步骤需要仔细考虑原料的选择、储存和运输等关键问题。

2. 反应器设计根据反应的物理和化学性质,选择合适的反应器类型,并确定反应器的尺寸、材料和操作条件等参数。

3. 分离和纯化过程设计根据产品的目标纯度要求,选择适当的分离和纯化方法。

这可能包括蒸馏、结晶、过滤、萃取等不同技术和设备。

4. 单元操作设计根据具体工艺流程,设计每个单元操作的条件和参数。

例如,温度、压力、流量、反应时间等。

5. 工艺集成与优化将各个单元操作组合成完整的工艺流程,并进行系统评估和优化,以提高整体的效率和经济性。

6. 安全与环保考虑在设计过程中,要充分考虑安全性和环境保护因素,确保化工工艺流程的可持续性和安全性。

四、工具和技术1. 流程图使用流程图可以清晰地表示工艺流程中的各个步骤和操作,便于沟通和理解。

2. 物料和能量平衡通过物料和能量平衡计算,可以确定反应过程中所需的原料和能量消耗,以及产物的生成量。

3. 实验验证进行实验验证可以获得实际反应过程的数据,为工艺流程设计提供依据,并进行后续的优化和调整。

化工项目设计基础知识点

化工项目设计基础知识点

化工项目设计基础知识点化工项目的设计是一个综合性的任务,需要涉及众多的基础知识点。

本文将介绍化工项目设计的基础知识点,包括流程设计、设备选型、安全设计等方面。

一、流程设计1. 产品工艺流程:包括原料准备、反应过程、分离过程、精制过程等。

需要考虑反应条件、物料平衡、能量平衡等因素。

2. 原料及辅助物料选择:选择适合工艺的原料及辅助物料,需要考虑其物化性质、供应可靠性、成本等因素。

3. 工艺条件优化:根据产品要求和工艺特点,选择合适的反应温度、压力、催化剂、溶剂等条件。

二、设备选型1. 反应器:选择适合反应条件的反应器,包括批式反应器、连续反应器、固定床反应器等。

2. 分离设备:根据产品纯度要求,选择适合分离工艺的设备,如蒸馏塔、萃取塔、结晶器等。

3. 储存设备:选择适合产品储存的设备,如储罐、仓库等。

4. 辅助设备:选择适合工艺流程的辅助设备,如搅拌器、加热器、冷却器等。

三、安全设计1. 设计安全工艺:考虑化学反应过程的危险性和防护措施,合理确定工艺参数和操作条件,确保安全运行。

2. 设计安全设施:根据工艺过程的特点,设计相应的安全设施,如爆炸防护、泄漏控制、火灾控制等。

3. 安全评估和风险分析:进行安全评估和风险分析,识别潜在的危险源,提出相应的风险控制措施。

四、经济性评估1. 成本估算:根据工艺流程和设备选型,进行成本估算,包括设备购置费、原料费用、能源消耗费用等。

2. 收益估算:根据产品市场需求和价格,进行收益估算,包括产品销售收入、项目投资回报等。

3. 经济指标评估:根据成本估算和收益估算结果,计算经济指标,如投资回收期、净现值等。

五、环境影响评估1. 环境影响分析:评估化工项目对环境的影响,包括废水、废气、固体废物等排放情况。

2. 环境保护措施:根据环境影响评估结果,提出相应的环境保护措施,确保项目符合环保要求。

综上所述,化工项目设计的基础知识点包括流程设计、设备选型、安全设计、经济性评估和环境影响评估等方面。

化工流程基础知识

化工流程基础知识

化工流程基础知识化工流程基础知识是化学工程与工艺学的重要组成部分,它涉及到化学物质的转化、传递、分离、净化和控制等过程,是化工领域的核心内容之一、本文将从化工流程的定义、重要性、主要环节和常见操作等方面介绍化工流程基础知识。

化工流程是指为了实现其中一种特定化学物质的生产或加工过程,采取一定的工艺方法和条件,经过一系列的化学反应、物质转移、分离提纯、能量传递等操作,最终得到预期的产物或中间体。

化工流程通常包括原料准备、反应装置、能源供给、反应控制、产品分离和纯化、废物处置等环节。

化工流程的重要性体现在以下几个方面:1.提高产品质量:通过合理设计和控制化工流程,可以达到提高产品质量、纯度和产量的目的。

流程优化可以减少反应副产物和杂质的生成,提高产品的纯度和稳定性。

2.实现高效生产:通过合理优化流程,可以提高化工生产的效率和能源利用率,降低生产成本。

比如,优化反应条件可以提高反应速率和转化率,减少生产时间和能源消耗。

3.保护环境和安全:化工流程的设计和控制可以降低有害物质的排放和处理负荷,减少污染和环境风险。

同时,合理的流程控制和安全管理可以避免事故和安全隐患的发生,确保人身安全和工厂正常运行。

化工流程主要包括以下几个环节:1.原料准备:原料准备是化工流程中的第一个环节,包括对原料的选择、储存和处理等。

原料的质量和状态对产品质量和产量有重要影响,因此需要采取合适的方法对原料进行处理和储存。

2.反应装置:反应装置是进行化学反应的核心部分,包括反应釜、反应器等。

在反应装置中,化学反应发生,并伴随着能量的转移和物质的转化。

合理的反应装置设计可以提高反应速率、转化率和选择性,从而实现高效生产。

3.产品分离与纯化:在化学反应之后,通常需要对产物进行分离和纯化,以得到纯度较高的产品。

常见的分离方法包括蒸馏、萃取、结晶、吸附、凝固和过滤等。

通过合理选择和组合这些方法,可以实现对不同物质的有效分离和纯化。

4.能源供给:化工流程中需要对反应器提供能量,例如加热、冷却、搅拌等操作。

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。

第章 化工工艺设计

第章 化工工艺设计

化工工艺设计化工工艺设计是现代化工生产中的重要环节之一。

它可以有效地控制生产流程,降低生产成本,提高产品质量和产能利用率。

本文将从以下几个方面介绍化工工艺设计的基本概念、流程和方法。

一、化工工艺设计的基本概念化工工艺设计是指根据目标产品的质量和规格要求,确定生产过程和生产设备的选择、配置、布局和操作条件等,实现可行的生产方案。

其基本任务是确定生产的最优组合,即生产流程、生产设备和操作条件的最佳组合。

化工工艺设计的主要目标是优化生产流程和设备,降低生产成本,提高产品质量和产能利用率。

在化工工艺设计中,需要考虑的因素包括原材料的性质、生产工艺的特点、产品的特性和宏观经济环境等。

二、化工工艺设计的流程化工工艺设计的流程一般包括以下几个阶段:1. 生产方案确定阶段生产方案确定阶段是化工工艺设计的第一个环节,其目的是明确生产的目标和技术路线。

在此阶段,需要确定生产产品的总体规划、生产线的性质、机械设备的种类、数量及配置方案,以及生产流程和操作条件等。

同时,还需要基于市场的需求和生产周期等因素制定出生产计划,确保生产效率和生产成本的最优化。

2. 工艺流程设计阶段工艺流程设计阶段是针对生产方案的详细制定。

在此阶段,需要设计工艺流程,明确化工过程中所涉及到的操作及设备的种类、规格和数量等,编制出工艺流程图和工艺商品化标准,以及确定各生产环节的工艺参数和所有物料的质量控制标准。

此外,还需要对产品的品质特性进行评估,并对可能用到的材料和助剂进行初步筛选和评估。

3. 工艺参数确定阶段工艺参数确定阶段主要是确定各项操作的参数和设备的工艺参数。

此阶段需要进行试验和测试,对生产流程中所涉及到的各项操作进行优化,充分考虑各种因素包括原材料的性质、工艺的特点和操作的执行方法等,确定最优的操作参数和设备工艺参数。

4. 工艺验证阶段工艺验证阶段是对工艺参数的最终确认、验收和验证。

此阶段需要进行试生产,并以实际生产数据为依据进行工艺调整和优化,以达到产品质量和生产成本的最优化。

常见化工工艺图纸基础知识

常见化工工艺图纸基础知识

常见化工工艺图纸基础知识化工工艺图纸是指将化工工艺中所需要的信息,以制图的形式表现出来的一种图纸。

它能够直观地反映出化工流程、设备配置、管道布局、仪表设备、控制系统等方面的信息,对于化工工艺的设计、施工和维修都有着重要的作用。

下面将介绍常见的化工工艺图纸的基础知识。

一、化工工艺流程图化工工艺流程图是指将化工生产中各个工艺单元通过一定的符号、线条及文字组成具有流程性质的图解。

它主要用于描述化工生产中的系统流程图,包括起止点、输送方式、物料流量、工艺参数等。

在化工工艺流程图中,常见的符号有:地平线、竖直线、箭头、阀门、泵、容器、加热器、冷却器等。

每个符号都有其特定含义,需要结合化工流程的实际情况进行理解和应用。

二、化工设备图化工设备图是指将化工生产设备的形状、大小、结构、位置及安装方式等信息,以图形形式呈现出来的图纸。

它主要用于确定每一件设备的外观形状和结构要求,以及设备的相互配合关系。

在化工设备图中,常见的符号有:圆形、方形、长方形、椭圆形、气缸等。

每个符号对应着不同的设备种类,如圆形表示容器类的设备,长方形表示管道类的设备等。

三、化工管路图化工管路图是指将化工生产中各个管道的连接方式、管道长度、管道布局以及管道间的配管件等信息,以图形形式表示出来的图纸。

它主要用于确定管路布置、管道尺寸和管道配管件等。

在化工管路图中,常见的符号有:水平线、竖直线、交叉线、箭头、法兰口、弯头、三通、四通等。

每个符号对应着不同的管道连接方式和配管件种类。

四、化工仪表图化工仪表图是指将化工生产中各类仪表设备的安装位置、仪表接线方式、仪表输出信号、仪表范围及仪表名称等,以图形形式表示出来的图纸。

它主要用于确定仪表设备的配合关系和日常维护。

在化工仪表图中,常见的符号有:三角形、圆形、方形、椭圆形、箭头等。

每个符号对应着不同的仪表设备种类,在实际应用中需要结合具体仪表规格进行理解和使用。

五、化工控制图化工控制图是指将化工生产中的各种控制设备和控制元件之间的关系、控制回路、控制参数及控制设备本身的参数等信息,以图形形式呈现出来的图纸。

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。

化工流程题必背知识点

化工流程题必背知识点化工流程是化工工程中非常重要的一部分,对于化工专业的学生来说,掌握化工流程的必背知识点是非常重要的。

下面就让我们来系统地总结一下化工流程题必背知识点。

首先,我们要了解化工流程的基本概念。

化工流程是指一系列的化工操作步骤,包括原料处理、反应、分离、纯化等,最终得到目标产品的过程。

在化工流程中,我们需要了解各种反应的条件、原理,以及各种分离、纯化技术的原理和应用。

其次,化工流程题必背知识点包括了各种反应的条件和原理。

比如,酯化反应的条件是酸催化剂存在下,温度适中,而且需要除水剂的存在。

又如,氧化反应需要氧气或者氧化剂的存在,温度和压力的控制也非常重要。

此外,还有还原反应、酸碱中和反应等等,都是化工流程题必背的知识点。

另外,化工流程题必背知识点还包括了各种分离、纯化技术的原理和应用。

比如,蒸馏是利用物质的沸点差异进行分离的方法,萃取是利用溶剂对物质的选择性溶解进行分离的方法,结晶是利用溶解度差异进行分离的方法。

这些分离、纯化技术在化工生产中都有着广泛的应用,因此也是化工流程题必背的知识点。

最后,化工流程题必背知识点还包括了一些常见的化工流程图。

比如,酯化反应的流程图、氧化反应的流程图、蒸馏过程的流程图等等。

掌握这些流程图,有助于我们更直观地理解化工流程的操作步骤和原理。

综上所述,化工流程题必背知识点涵盖了化工流程的基本概念、各种反应的条件和原理、各种分离、纯化技术的原理和应用,以及一些常见的化工流程图。

掌握这些知识点,对于化工专业的学生来说是非常重要的。

希望大家能够认真学习,牢记这些知识点,提高化工流程题的解答能力。

化工原理工艺流程设计讲解

化工原理工艺流程设计讲解化工原理工艺流程设计是指根据化工原理和工艺要求,结合工艺流程的各项因素,包括原料选择、反应条件、操作参数、能源消耗和环境影响等因素,对化工生产过程进行合理的设计和优化。

下面我们将从化工原理和工艺流程设计两个方面来进行讲解。

化工原理是化工过程的基础,其包括化学反应动力学、传质与传热、物料平衡和能量平衡等内容。

在工艺流程设计中,首先需要了解化工原理,确定反应的主要特性,包括反应速率与温度、压力、浓度等因素的关系,以及反应产物的生成及副反应的发生等情况。

这些信息有助于确定反应条件,确定合适的反应器类型、反应器尺寸和反应器运行参数。

根据化工原理,可以进行物料平衡和能量平衡的计算。

物料平衡是指通过对原料、产物和中间物料的流量和组成分析,确定化工过程中物料的流向和转化率,以及确定反应过程中可能存在的损失。

能量平衡是指通过对化工过程中能量的输入和输出进行计算,来确定能量消耗和能量转化效率。

物料平衡和能量平衡的计算结果有助于指导工艺流程的设计和改进。

在工艺流程设计中,还需要考虑原料的选择和准备工作。

选取合适的原料是保证化工过程顺利进行的重要因素。

原料的选择应综合考虑其市场供应情况、价格稳定性、纯度要求、毒性和环境影响等因素。

原料的准备工作包括对原料的检验和贮存,确保原料的质量符合工艺要求,并且能够按照工艺流程的需要进行供应。

工艺流程设计还需要考虑产品的分离和纯化操作。

在化工生产中,通常会伴随有多个反应产物和副产物的生成。

为了获得目标产品的高纯度和高产率,需要进行产品的分离和纯化操作。

分离操作包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等方法,通过物理和化学方法将产品与杂质分离。

纯化操作包括再结晶、溶剂再生、离子交换等方法,通过提高产品的纯度和纯化程度来满足市场需求。

此外,工艺流程设计还需要考虑反应器的设计和运行参数的确定。

反应器的选择应考虑反应的性质、反应物料的特性以及产物的要求。

常见的反应器包括批式反应器、连续式反应器和循环式反应器等。

化工原理工艺流程设计

化工原理工艺流程设计引言化工原理工艺流程设计是在化工工程中的一个重要环节,它涉及到对化学反应原理、物质传递原理、热力学原理等知识的应用,通过合理地设计工艺流程,实现化工产品的生产。

本文将介绍化工原理工艺流程设计的基本概念、流程和方法。

基本概念化工原理化工原理是指化学反应原理、物质传递原理、热力学原理等在化工工艺中的应用。

在化工工艺中,化学反应是指两种或多种物质发生化学变化,生成新的物质。

物质传递是指物质在不同相之间的传递过程,包括质量传递和能量传递。

热力学是指研究物质和能量之间的转化关系。

工艺流程工艺流程是指将化工原理应用到具体生产中的过程,通过一系列的操作和控制,实现对原料的处理、反应的进行以及产品的分离和处理。

工艺流程通常包括原料处理、反应装置、产品分离和处理等环节。

流程设计化工原理工艺流程设计包括对原料的选择和处理、反应的进行、产品的分离和处理等环节的设计。

下面将介绍几个重要的设计环节。

原料选择和处理原料选择和处理是化工原理工艺流程设计的第一步,它是决定整个工艺流程的基础。

在原料选择上,需要考虑原料的成本、供应稳定性、化学性质等因素。

原料处理包括对原料进行预处理,如过滤、浓缩、分离等操作,以满足后续反应的要求。

反应进行反应进行是化工原理工艺流程设计的核心环节,它决定了产品的生成率和质量。

在反应进行中,要考虑反应的速率、平衡转化率、反应热等因素。

为了提高反应的效率,可以采用催化剂、调节反应条件等措施。

产品分离和处理产品分离和处理是化工原理工艺流程设计的最后一步,它决定了产品的纯度和得率。

产品分离包括物质的分离和提纯,可以采用蒸馏、结晶、萃取等方法。

产品处理包括对产品的加工和包装等操作。

设计方法流程图法流程图法是一种常用的工艺流程设计方法,它通过流程图来表示工艺流程的操作顺序和关系。

流程图中的图形表示不同的操作,箭头表示操作的顺序和流程方向。

通过观察和分析流程图,可以发现和解决工艺流程中存在的问题。

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工艺流程设计是工艺设计的核心。

工艺流程设计的成品通过图解形式(形象、具体)地表示——工艺流程图,它反映了化工生产由原料到产品的全部过程既物料和能量的变化,物料的流向以及生产中所经历的工艺过程和使用的设备仪表。

工艺流程图集中地概括了整个生产过程的全貌。

生产同一化工产品可以采用不同原料,经过不同生产路线而制得,即使采用同一原料,也可采用不同生产路线,同一生产路线中也可以采用不同的工艺流程。

选择生产路线也就是选择生产方法,这是决定设计质量的关键。

如果某产品只有一种生产方法,就无须选择;若有几种不同的生产方法,就应逐个进行分析研究,通过各方面比较筛选一个最好的生产方法,作为下一步工艺流程设计的依据。

◆◆◆生产方法和工艺流程选择的原则可靠性:流程是否通畅、生产是否安全、工艺是否稳定、消耗定额、生产能力、产品质量和三废排放是否达到预定指标。

适用性:和具体环境、资源和技术的接收能力相适应技术的合理性:技术的生命周期:投入期、成长期、成熟期和衰退期,所选技术应处于成长期先进性:技术上的先进和经济上的合理可行,应选择物料损耗小、循环量少,能量消耗少和回收利用好的生产方法.◆◆◆原料路线的选择一个工业项目的产品可以从几种原料取,首先遇到的问题就是选择哪种原料。

可靠性:必须保证在其服务期限内有足够的、稳定的原料来源。

例如若是矿石原料,要看它的储藏量、品位和开采量.凡以经过加工的原材料和部件作为原料的工业项目,最好与供应部门达成协议,以保证供应的可靠性.经济性:在产品成本中,原料价格是一个重要因素。

即要对各种原料投入后对单位成本的影响进行详细的分析。

原料价格受其供求关系变化的影响很大,要根据供求关系对将来的价格进行预测。

合理性:这主要是指对资源的综合利用是否合理。

例如煤、石油和天然气为主要起始原料的合理利用问题:在选择原料路线时,适当提高化工用煤的比例;油改煤,以节约石油消耗是合理的。

◆◆◆工艺技术路线的选择采用一定的原材料生产某种产品,可能有多种生产方法,每种生产方法所使用的生产设备、生产工具和工艺制造过程各不相同,也就是说,有不同的工艺技术路线。

每种工艺技术路线的投资费用和日常操作费用也不相同。

把几种不同的工艺技术路线进行技术和经济比较,挑选出最适合的加以采用,就叫做工艺技术路线的选择,简称技术路线选择.工艺流程设计的内容◆◆◆化工工艺一般工艺流程(一)确定整个工艺流程的组成确定流程中各生产过程的具体内容、顺序和组合方式,是工艺流程设计的基本任务.可用设备之间的位置关系和物料流向来表示。

合成氨生产工艺己内酰胺生产工艺(二)确定各个过程或工序的组成应采用多少和由哪些设备来完成这一生产过程,以及各种设备之间应如何连接,弄明确每台设备的作用和它的主要工艺参数。

例如:合成氨工艺中的变换工段确定载能介质的技术规格和流向.常用的载能介质:水、水蒸汽、冷冻盐水、空气(真空或压缩)。

(三)确定操作条件和控制方向确定整个生产工序或每台设备的各个不同部位要达到和保持的操作条件.〉>>>1、反应器操作参数的确定(1)温度(2)组成(3)压力a、反应速度b、反应物料的相态(如七项烃化和液相烃化)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)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>1.6MPa时,究竟采用低压冷冻还是高压冷却,需要做方案比较。

(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(因为取常规R/Rmin 较小,塔板数会急剧增加)(3)产品纯度和回收率正确选择产品的纯度有重大的经济意义。

(四)确定控制方案确保各生产工序和每台设备本身的操作条件,及实现各生产过程之间、各设备之间的正确联系,需要确定正确控制方案,选用合适的控制仪表。

a、离心泵的流量控制b、液位控制c、两个液相的界面控制(液—液分离)d、塔压调节(五)确定安全技术措施设置相应的预防和应急措施,如阻火器、报警装置、爆破片、安全阀、安全水封、放空管、溢流管、泄水装置、防静电装置、防雷装置和事故贮槽等。

(六)原料与能量的合理利用计算并确定各个生产过程的效率,得出全装置的最佳总收率,同时合理地做好能量回收与综合利用,降低能耗以确定水、电、蒸汽和燃料的消耗(七)制定“三废”处理方案对全流程中所排出的三废要尽量综合利用,对于暂时无法回收利用的,则须进行妥善处理化工工艺流程设计任务和步骤◆◆◆(一)工艺流程图的设计任务工艺流程设计和车间布置设计是决定整个车间(装置)基本面貌的关键性的步骤,对设备设计和管路设计等单项设计也起着决定性的作用.流程设计的主要任务包括两个方面:一是确定生产流程中全部生产过程的具体内容、顺序和组合方式,达到由原料制得所需产品的目的;二是绘制工艺流程图,要求以图解的形式表示生产过程中,当原料经过各个单元操作过程制得产品时,物料和能量发生的变化及其流向,以及采用了哪些化工过程和设备,再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。

◆◆◆(二)工艺路线确定的步骤1搜集资料,调查研究要根据建设项目的产品方案及生产规模,有计划、有目的地搜集国内外同类型生产厂的有关资料,包括技术路线特点、工艺参数、原材料和公用工程单耗、产品质量、三废治理以及各种技术路线的发展情况与动向等技术经济资料。

掌握国内外化工技术经济的资料,仅靠设计人员自己搜集是不够的,还应取得技术信息部门的配合,有时还要向咨询部门提出咨询。

搜集设计资料的原则和步骤:(1)资料的完整性全面的、完整的资料数据能够反映客观事物的全过程,才能用于设计。

(2)资料的正确性正确的资料数据具有再现性,能反映客观事物的本质规律,才能用于设计。

(3)资料的适用性科学技术都是有条件依据的,搜集资料要严格注意资料的适用条件。

(4)资料的恰当性资料年代的差异会造成技术上的不同,在整理、分析资料时应注意资料恰当性,不可盲目一味追求先进性,要综合考虑整个设计的技术水平与建设项目的投资总额。

2确定方案,落实设备设备是完成生产过程的重要条件,是确定技术与工艺流程的时必然要涉及到的因素,因此要足够重视.①确定生产线数目大型装置与相同生产能力的数个小型装置相比优点:节约建设投资,占地少,自动化程度高等;缺点:附属设备贵,大都无备用设备,出故障只好停车;若以单生产线的大型装置与生产能力相同的双生产线小型装置相比,开工率高时,则大型装置的经济效益好。

假如开工率不足或生产负荷常变化,尤其是几种牌号的产品经常换产时,则双线小装置的经济效益好。

因此对于生产规模较大,涉及到是否实施大型化时需仔细分析比较。

②确定操作方式尽量采用连续化操作方式。

有时也采用间歇与连续联合操作化方式.有些过程采用间歇操作反而更有利些,如用蒸馏釜处理精馏塔塔釜的高沸点残液。

③确定主要生产过程先抓住全流程的核心——-反应过程,从它入手来逐步建立与之相应的生产过程.即原料→预处理过程→反应过程→产物后处理。

④确定辅助过程降低能耗,提高能量利用率的过程。

如反应热、位能、静压能等的利用。

三废处理过程。

为稳定生产而设立的过程(如缓冲、中间贮存).⑤合理确定操作条件如高压反应过程,要求在原料贮罐到反应器间必须设立升压过程和相应的压缩机,而在反应器到产品间必须设立减压过程和相应的设备。

又如确定了反应器内的操作温度和允许波动范围,就要相应地设立供热或移热设施及手段(如夹套内泠管等),同时建立自动调剂温度的控制系统.⑥考虑流程的弹性和进行设备设计即全流程设计要考虑综合生产能力的弹性:应估计全年生产的不均衡性,各过程间所选设备的操作周期及其不均衡性,还要考虑因生产管理和外部条件等因素可能产生负荷的波动,这些均通过调研和参加生产实践来确定弹性的适宜幅度.对设备的余度的考虑:原则上既不超过又不少于设计负荷,并且尽可能使各台设备的能力一致,以避免由于设备能力不平衡而造成浪费.在考虑了全装置的弹性和各设备的余度以后,就可进行设备选型和设计计算了。

⑦确定控制系统要根据各过程间是如何连接的、各过程又靠什么操作手段来实现的等等来确定它们的控制系统.要考虑正常生产、开停车和检修所需的各个过程的连接方法,此外还要增补遗漏的管线、阀门、过滤密封系统,以及采样、放净、排空、连通设施,逐步完善控制系统。

注意:在这个过程中,与自控专业共同商定控制水平,进而设计全流程的控制系统和仪表系统,画在流程图上,完成PID。

⑧逐步完善和简化所设计的流程要从各方面着手来逐步完善和简化:考虑到开停车和事故处理等问题,因而设置事故贮槽,增加备用设备以利于必要时可以切换使用。

有时需设置自动往聚合设备内加终止剂的装置.尽量简化对水汽泠冻系统的要求,尽可能采用单一系统.当装置本身需要用到几种不同压力的蒸汽时,应当尽可能简化或统一对蒸汽压力的要求。

尽量减少物料循环量,在切实可行的基础上采用新技术,提高单程转化率以及简化流程等等.3全面分析,对比比较应当尽量从实际可能出发,多搞一些流程设计方案,然后进行全面的综合比较,从中找出最优的方案作为流程设计的成果.工艺流程设计方法首先要看所确定的生产方法是正在生产或曾经运行过的成熟工艺,还是待开发的新工艺.前者是可以参考借鉴但需要局部改进或局部采用新技术、新工艺的问题;后者须针对新技术开发进行概念设计。

◆◆◆(一)以反应过程为核心,以方案比较作决定(1)定反应器根据反应过程的特点、产品要求、物料特性、基本工艺条件来决定采用反应器类型及决定采用连续操作,还是间歇性操作。

有些产品不适合连续化操作,如同一生产装置生产多品种或多牌号产品时,用间歇操作,更为方便.物料反应过程是否需外供能量或移出热量,都要在反应装置上增加相应的适当措施。

如果反应需要在催化剂存在下进行,就须考虑催化反应的方式和催化剂的选择。

一般说确定主反应过程的装置,往往都有文献、资料可供参考,或有中试结果。

现有工业化装置可以借鉴、参考,因此并不复杂。

(2)设计原料预处理过程根据反应特点,必然对原料提出要求,如纯度、温度、压力以及加料方式等,以保证反应过程的实现。

原料预处理过程:固体:粉碎、溶解———目数、浓度、纯度;液体:配制、混合---浓度、均一;气体:配比、压缩---浓度、输送。

原料预处理过程可以牵涉到:粉碎、筛分、配制、混合、压缩、提纯等单元操作。

这些操作过程主要根据原料的性质及处理方法选择不同的装置进行组合。

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