化工工艺早期设计案例分析
化工设计培训
通过优化工艺流程、降低能耗、 提高产品质量和产量，实现经济 效益和社会效益的统一。
化工设计流程
工艺流程设计
根据原料和产品要求，确定工 艺流程，选择合适的反应器和
单元操作，确定工艺参数。
设备选型与设计
根据工艺要求，选择合适的设 备类型和规格，进行设备设计 和计算，确保设备性能和可靠 性。
化工设计培训
汇报人：可编辑
2023-12-25
目录
CONTENTS
• 化工设计基础 • 化工工艺设计 • 化工管道设计 • 化工设备设计 • 化工设计软件应用 • 化工设计案例分析
01 化工设计基础
化工设计概念
化工设计定义
化工设计是根据化学工程原理， 将原料转化为产品的过程，包括 工艺流程设计、设备选型、管道 布置、操作规程制定等环节。
详细描述
储罐设计需要考虑物料性质、储存量和安全性等因素， 涉及的工艺参数包括储罐直径、高度和材料选择等。换 热器设计需要关注传热效率和流体阻力，涉及的工艺参 数包括传热面积、流速和热负荷等。不同类型的储罐和 换热器适用于不同的应用场景，如固定顶储罐、浮顶储 罐、管壳式换热器和板式换热器等。
05 化工设计软件应用
采用国际或国内相关标准与规范，如 压力容器、管道、阀门等的设计标准 ，确保设备的安全性和可靠性。
02 化工工艺设计
工艺流程设计
总结词
确定工艺流程方案，进行物料衡算和热量衡算，绘制工艺流程图。
详细描述
在化工工艺流程设计中，首先需要确定工艺流程方案，包括原料的来源、产品的种类和质量要求等。接着进行物 料衡算和热量衡算，以确定各单元操作所需的理论数据和设备参数。最后绘制工艺流程图，将各单元操作按照流 程顺序连接起来，形成完整的工艺流程。
化工安全技术案例分析 化工工艺
目录案例1 兰州石化分公司硫化氢中毒事故分析…………………(2-9)案例2 大庆石化分公司硫磺装置酸性水罐爆炸事故分析……(10-17)兰州石化分公司硫化氢中毒事故分析目录第1章事故经过 (3)第2章事故原因 (4)第3章事故教训......................................................(4-6)第4章事故责任者处理 (6)第5章防范措施………………………………………………(6-9)第1章:事故经过2002年8月，兰州石化公司决定对炼油厂1998年停产的旧烷基化装置进行拆除。
炼油厂烷基化车间为了确保旧烷基化装置的拆除工作安全顺利进行，计划对该装置进行彻底工艺处理。
在处理废酸沉降槽（容－7）内残存的反应产物过程中，因该沉降槽抽出线已拆除，无法将物料回抽处理，由装置所在分厂向公司生产处打出报告，申请联系收油单位对槽内的残留反应产物进行回收。
2002年8月27日15时左右，烷基化车间主任张某带领车间管理工程师程某、安全员锁某，协助三联公司污油回收队装车。
由于从废酸沉降槽（容－7）人孔处用蒸汽往复泵不上量，张某等三人决定从废酸沉降槽（容－7）底部抽油。
在废酸沉降槽（容－7）放空管线试通过承重，违反含硫污水系统严禁排放废酸性物料的规定，利用地下风压罐的顶部放空线将废酸沉降槽中的部分酸性废油排入含硫污水系统。
酸性废油中的硫酸与含硫污水中的硫化钠反应产生了高浓度硫化氢气体，硫化氢气体通过与含硫污水系统相连的观察井口溢出。
8月27日17时10分，在兰州石化公司炼油厂北围墙外西固区环形东路长约40米范围内，有行人和机动车司机共50人出现中毒现象。
17时15分，兰州石油化工公司总医院急救车到达现场将受伤人员送往医院抢救。
其中4名受伤人员在送往医院途中死亡，1名受伤人员于9月1日经抢救无效死亡，45人不同程度的中毒，经济损失达250多万元。
图1-1第2章：事故原因烷基化车间在对废酸沉降槽进行工艺处理过程中，由于蒸汽往复泵不上量，决定从废酸沉降槽（容－7）底部抽油，在废酸沉降槽（容－7）放空管线试通过程中，违反含硫污水系统严禁排放废酸性物料的规定，将含酸废油直接排入含硫污水管线，酸性废油中的硫酸与含硫污水中的硫化钠反应产生了高浓度硫化氢气体，硫化氢气体通过与含硫污水系统相连的观察井口溢出。
工艺设计与工艺分析的实践案例
工艺设计与工艺分析的实践案例工艺设计和工艺分析是制造业中非常重要的环节。
这两个环节通常是紧密相连的，因为在进行工艺设计时需要对工艺进行深入的分析。
下面将结合一个实践案例，详细介绍工艺设计和工艺分析的实际操作。
案例介绍我们公司接到一份订单，需要将一批废旧轮胎进行回收再利用。
具体来说，废旧轮胎需要进行分离并分类，以方便进一步的再利用。
我们的工厂一直致力于回收利用废弃材料，因此我们接下这份订单后，我们的技术团队迅速展开了工艺设计和工艺分析工作。
工艺设计在工艺设计阶段，我们需要确定最佳的回收利用方案，并决定采用何种工艺流程。
在本案例中，我们的工艺流程如下：1. 车胎分解在这个步骤中，我们首先需要把废旧轮胎分解成不同的部分，例如钢丝、橡胶和纤维素等。
为了提高分解效率，我们采用了机械分解的方法。
首先，我们将废旧轮胎切成小块，然后将它们投入到一台绞刀中。
绞刀利用高速旋转的刀片将轮胎切成小块，并把它们分离开来。
2. 钢丝拆除在这一步中，我们将使用磁力将钢丝从轮胎中拆除。
我们将轮胎移入到一个带有磁铁的旋转筛子中。
由于钢丝是可磁性的，它们会在筛子中被吸附，而非磁性材料则会被筛出。
3. 橡胶研磨在这一步中，我们将使用研磨机将橡胶粉碎成小颗粒以便于后续的进一步处理。
为了获得最佳的效果，我们将使用高压水射流来清洗橡胶颗粒。
4. 纤维素提取在这一步中，我们将使用化学法将纤维素从轮胎中提取出来。
首先，我们将轮胎放入到一个碱性溶液中，以便溶解橡胶和其他有机物。
然后，我们将溶液过滤，以将纤维素从溶液中分离出来。
工艺分析在工艺分析阶段，我们需要测试我们的工厂工艺流程，并确定它们是否满足我们的技术和质量要求。
我们采用了一系列测试方法和分析手段来评估我们的工艺流程。
这些手段包括：1. 重量测量我们使用高精度的电子秤来测量每个步骤的产品重量，以确保每个阶段的产品输送量正确。
2. 物理性质测试我们对轮胎各个部分的物理性质进行测试，例如橡胶和纤维素的密度、强度和伸缩性等，以确保每个步骤得到的产品都符合我们的要求。
化工设计案例分析报告
化工设计案例分析报告1. 引言本报告对一家化工公司的设计案例进行分析，该公司是一家全球领先的化工企业，主要从事有机合成、中间体制备等业务。
本案例主要涉及该公司某种有机化合物的生产工艺设计。
2. 问题陈述该化工公司面临着一个生产工艺优化的问题。
目前，他们的生产工艺使用的是传统的连续流程，存在一些瓶颈和不稳定性，因此需要重新设计和优化该工艺以提高产量和质量。
3. 设计目标基于问题陈述，我们确定以下设计目标：- 提高产量：目标是通过优化工艺参数和技术手段，提高该有机化合物的产量，并确保稳定可靠性。
- 提高质量：目标是优化工艺，减少副产物的产生，提高产品的纯度和质量。
- 降低成本：优化生产工艺，减少原材料和能耗成本，提高生产效率。
4. 设计方法本设计将采用以下步骤：4.1. 数据收集首先，我们需要收集与该有机化合物的生产相关的数据，包括产量、质量指标、工艺参数等。
此外，还需要了解原材料成本和能耗情况。
4.2. 流程分析通过对现有生产工艺流程进行深入分析，识别出瓶颈和问题所在。
确定生产流程中的关键环节，寻找可能的改进空间。
4.3. 方案设计基于问题陈述和流程分析，我们将提出一些可能的工艺改进方案。
这些方案可能涉及参数调整、反应条件变化、催化剂选择等。
4.4. 模拟和优化将提出的工艺改进方案在化工过程模拟软件中进行模拟，并对产量、质量指标和成本等方面进行优化。
选择最优解方案。
4.5. 实施和监控最后，将最优解方案应用于实际生产中，并制定监控计划以确保工艺得到良好的稳定性和可控性。
5. 成果与讨论经过上述步骤的设计和实施，我们获得了以下成果：- 优化生产工艺参数后，该有机化合物的产量提高了20%。
- 在保证产量提高的同时，产品质量指标不断提高，纯度提高了10%。
- 通过对原材料和能耗的调整，成本降低了15%。
从以上结果可以看出，通过对生产工艺的设计和改进，该化工公司实现了更高的产量和质量，降低了生产成本，提高了企业竞争力。
化工设计院案例分析.doc
化工设计院案例分析1.化工设计院背景简介化工设计院主要负责化工工程方面的设计项目。
2007年接到的项目主要有乙烯生产、油砂分离、矿山开采等项目，其中钻石木项目是最新型、最有潜力的项目。
化工设计院共有工作人员800余个，由于油砂分离、矿山开采等项目已经进入中期或中后期阶段，投入了公司大部分人力。
到钻石木项目正式实施阶段工作人员只剩100余人，且这些员工都不具备专业的设计经验，为了解决人力问题，公司迅速向社会展开大规模招聘。
然而，金融危机的爆发，使得公司的油砂分离等多个海外项目出现负利润，同时就连公司寄予厚望的钻石木项目也面临重创，受到欧洲银行的货币紧缩政策影响，业主无法顺利筹集启动资金，导致项目的无限期搁置。
这样的情形导致公司出现大量的人力剩余，因此多项目管理的人力资源合理的配置十分必要。
2.人力资源冲突的原因剖析2.1 人力资源匮乏人力资源冲突已经成为企业多项目管理阶段最常见、最棘手的问题。
人力资源匮乏主要是由于公司确实员工不足或多项目过程中相互间争夺人力的无序竞争。
每个项目的主要领导者都是以自身利益的最大化为主要目的，项目负责人即使不需要也不轻易释放人力，导致人力资源的严重浪费。
同时，核心工作人员往往会出现多个项目共同抢用的现象，项目间的无序竞争导致工作效率的降低。
加之，部分工作人员长期处于任务不饱满甚至闲散状态，这些成本也要归属于公司的运营成本，进而导致公司运营成本过高。
2.2 人力资源过剩经济危机的爆发导致人力资源过剩现象，主要的原因是由于公司对于多项目管理的人力资源规划不合理。
从案例中可以看出公司过于重视与海外机构的合作关系，同时侧重的项目范围过分偏重石油化工行业，只要遇到能源的低谷期便无项目可做，最终出现人力资源过剩。
另一方面，公司内部对于人力资源的规划过于简单，只要遇到人员缺少的情况便不假思索的疯狂扩招，不注重专业知识的要求。
在各项目的进度中不能及时反馈人员需求，也是导致人力资源过剩的主要原因之一。
化工过程设计案例
化工过程设计案例
案例：乙醇的生产
1. 原料：乙烯（C2H4）
2. 条件：高温高压，催化剂
3. 过程：在一个封闭的压力容器中，使用特定的催化剂，将乙烯转化为乙醇。
反应方程式为：
2 C2H4 -> C2H5OH
4. 产品：乙醇（C2H5OH）
5. 应用：乙醇可以用作燃料添加剂、消毒剂、溶剂等。
注意，这个过程是简化的，真实的化工过程会涉及到更多的步骤、设备和安全措施。
例如，原料乙烯需要从石油中提取，而且催化剂的种类和条件会影响产物的选择性、收率和能耗。
同时，该过程还需要考虑环保和经济效益。
请注意，这只是一个基础的化工过程设计案例，实际的化工过程会涉及更多复杂的因素和流程。
希望对您有所帮助。
化工设计 天津大学
热 罐 水 进 罐
6APA 罐罐缓来自罐 冲 罐 罐 冷 凝 水酶裂解反应器控制系统设计考虑
PHIC 101 TIC 102 酶进 青霉素水溶液
TIC 101 FPH101
碱进
裂解反应器 10℃冷水进（少量） 裂 解 液 热水 补 水 温水罐 溢 流 FT102 80℃热水进 排 污 FT101
三个闭环控制回路组成的控制系统： 三个闭环控制回路组成的控制系统：
排空 接蒸发缓冲罐 FPH102B 来自分离器 HCl进 FPH102A
器
TIC 105 冷 盐 水 进
罐
FT105 罐 FT106
三个闭环控制回路： 三个闭环控制回路： 、TIC105－FT105温度控制回路，通过控制－20℃盐水的 流量，将冷水罐中的水控制在8℃±2℃。
、TIC106－FT106温度控制回路，通过控制循环冷水流量， 将反应结晶器内物料温度控制在24℃±2 ℃。 24 ±2
、TIC101－FT101温度控制回路，将温水罐控制在 50℃±2℃左右（具体温度设定值视传热情况而定）；
、TIC102－FT102温度控制回路，通过控制循环热水流 量将裂解反应器内料液温度控制在31℃±1.0℃；
、PHIC101－FPH101组成的PH值控制回路，将裂解反应 器内料液的PH值控制在8.0±0.2。
3、升膜工段热水罐中的热水可用作酶反应器控温系统的热源 4、反应结晶工段冷水罐中的冷水可作为酶反应器控温系统的 冷源
6APA生 生
来自酶再生罐 青霉素G钾盐 盐
无 盐 罐 水
分 离
酶 HCl
器
NaOH 升 盐 膜 去 蒸 酶 发 再 器 生 罐
冷 盐 水 进
6APA 盐 空 气 6APA 罐 滤 液 罐 盐 水 进
化学工程与化学工艺的实际应用案例解析
化学工程与化学工艺的实际应用案例解析化学工程与化学工艺是指在工业领域中应用化学原理和化学技术进行产品的设计、生产和操作的科学与技术。
本文将分析几个实际的应用案例，以展示化学工程与化学工艺在不同领域中的重要性和价值。
案例一：石油炼制石油炼制是化学工程与化学工艺领域的重要应用之一。
石油是一种重要的能源资源，通过炼制可以将原油中的杂质去除，分解成不同的油品和化学品。
在石油炼制过程中，利用化学反应和分离技术，可以将原油分解成汽油、柴油、润滑油等不同油品，提供给汽车、机动车等各种交通工具使用。
此外，还可以生产石蜡、润滑油基础油等化学产品，并能回收和利用炼制过程中产生的废气和废水。
案例二：化工装备设计与生产在化学工程与化学工艺的实际应用中，化工装备的设计与生产起着关键的作用。
化工装备是指用于化学工程过程中的各种容器、设备和系统，包括反应器、蒸馏塔、混合器、泵等。
化工装备设计考虑到反应条件（温度、压力）、物料特性和传热、传质等过程的要求。
通过合理的装备设计，可以使得化学反应更加高效、经济，并确保操作的安全性。
同时，化工装备的生产需要掌握各种材料的性能，保证装备的可靠性和耐久性。
案例三：环境治理与废物处理化学工程与化学工艺在环境治理和废物处理方面也具有重要的应用价值。
例如，通过化学工程技术，可以将废水中的污染物进行去除或转化，使得废水达到排放标准。
同时，化学工程技术还可以将废弃物转化为有用的能源或化学品。
例如，通过垃圾焚烧和能源回收技术，可以将废弃物转化为热能和电能，提供给城市供暖和电力需要。
此外，化学工程还可以应用于空气污染治理、土壤修复等领域。
案例四：新能源开发随着全球能源需求的增长和对传统能源的局限性认识的加深，化学工程与化学工艺在新能源开发方面有着广泛的应用。
例如，太阳能电池、风力发电、生物质能源等都需要化学工程与化学工艺的支持和技术创新。
化学工程可应用于新能源设备的设计与制造、能源转换的优化以及能源储存技术等方面。
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有如下流程：
流程 A
进料
CW
塔釜出料
流程 B
进料
CW
塔釜出料
P=0.5MPaG
T=170 C
°T-770
T-770
P-771A/B P-771A/B
E-771
E-771
问，上述流程A 和B ，各有什么优缺点？
若上述流程A 和B 设备布置成如下，是否合适？
T-770
P-771A/B
E-771
EL:6000mm
有如下流程：
CW
D-701
D-702
LIC 701
LIC 702
高
分
罐
低分罐
液相出
气相出
E-702
P=2.6MPaG
T=130 C
二相流
(二段加氢后物料)°
若设备布置如下，是否合适？
D-701E-702
EL:6000mm
D-702
EL:0.00mm
有如下流程：
反应器中发生加氢反应——放热反应 流程A ，冷物料可跨过E-760
E-760
R-702
TC
CW
E-761蒸汽
循环反应进料
H 2P=3.0MPaG
T=40 C
°反应出料
SC
流程B ，热物料可跨过E-760
E-760
R-702
TC
SC
CW
E-761蒸汽
循环反应进料
H 2P=3.0MPaG T=40 C
°反应出料
问，上述A 、B 流程各有什么优缺点？
有这样一个设计：
某反应出料
压缩机凝液
CW
E-612
E-611
CW
E-609
T=92.4 C
°T=42.7 C
°69.4 C
°去压缩机
41 C
°62
C °
V
当设计几近完成时，由于压缩机制造的原因，压缩机凝液温度由42.7℃改为55℃，有人
建议取消E-611，问这样的改变是否合适，将会有什么后果？
已知有一物料：C 5：30%，C 6：40%，C 7+：30%，
欲分割得到C 5，C 6，C 7，设计了如下二种流程： 流程A ：先脱轻，再脱重
流程B ：先脱重，再脱轻
问，上述A 、B 流程各有什么优缺点？
裂解汽油加氢中的稳定塔，流程如下：
PIC
CW
MS
SC
H S 2 、H 2、
C 10
LIC
轻组分 和少量(C 5H S 2 、H 2、C )1
进料
C
A
B
D
塔的压力P=0.6MPaG ，塔釜温度为170℃
在改造后刚开车时，发现塔釜温度升不起来，塔釜蒸汽调节阀全开时，仅能达到145℃，问是什么原因造成塔釜温度升不起来？
背景说明：该装置已生产了近20年，温度升不起来时，现场塔顶控压的阀门A 、B 、C 、D 都是关着的。
（1） T-602（汽提塔）塔顶冷凝器能力不够，其流程如下：
CW
FC 进料
EA-604E-605(空冷器)
(水冷器)
52.8 C
°LIC
塔顶采出
EA-604和E-605的参数如下：
EA-604 φ3000x8300 光管面积 178m2 E-605 φ700x5000 换热面积 124m2(循环水线为DN250)
塔顶物料泡点温度约50℃ ，流程模拟塔顶冷凝器的热负荷为3.444x106kcal/h 请判断该如何改造？
（2） T-606塔顶冷凝器能力不够，流程如下：
CW
进料
EA-614E-616(空冷器)
(水冷器)
83.4 C
°塔顶采出
LIC
FC FC
EA-614和E-616的参数如下：
EA-614 空冷器 φ1800x8300 光管面积 143m2 E-616 后冷器(水冷) φ700x4500 换热面积 130m2(循环水线为DN150)
塔顶物料泡点温度约65℃ ，流程模拟塔顶冷凝器的热负荷为3.21x106kcal/h 问，该如何改造？。