第四章工艺流程设计请参照第1～3页认真修改1.ppt
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4 工艺流程设计
主要内容 介绍工艺流程的设计方法 工艺流程图的绘制方法 带控制点的工艺流程
教学重点 工艺参数控制方法
教学方法 以讲课为主
教学手段 多媒体与板书相结合
计划学时 6 学时
4.1.1 设计方法
一般化工工艺流程
包装
预处理
反应
分离
精制
贮存
4.1 设计方法
4.1.1 工艺设计中涉及的问题
ΔT≥150度， 两通调节
B、一侧有相变的管式换热器
有相变化的管式换热器
加热炉
(1)出炉温度控制，根据被加热介质的出炉温度 直接调节燃料量 。
(2)进料的流量控制。
精馏塔的自控流程（注意事项）
当塔顶产品量少，宜在开工前预先装入部分塔顶物料， 为此需要设置相应的装料管道；
塔顶应设置供开停车、吹扫放空用的排气阀，阀门宜 直接连接在塔底开口处。
以图例表示出控制回路、仪表的参数、 功能、仪表的位号和控制方法
标出全部设备的位号和名称
表示全部管道的管道代号、管径、材 料、保温等情况
4.3.1 单元设备的自控流程
输送设备
固态
皮带式，滚筒式，斗式，风力 输送，真空泵等
输送 设备
液态 泵 气态 风机，压缩机，真空泵等
4.3.1 单元设备的自控流程
(1)改变不凝性气体的抽吸量。
(2) 改变旁路吸人空气或惰性气体量。
c．加压塔 (1)在馏出物中不含或仅含微量不凝性气体。 a)用冷凝器的冷剂量来控制塔压 b)直接调节顶部气相流量来控制塔压 c)采用热旁路的方法控制塔压 d)用冷凝器排液量与热旁路相结合的方
法控制塔压
e)当冷凝器位于回流罐下方时，可采用 浸没式冷凝器塔压控制方案
4.2 流程图绘制方法
1、图纸尺寸及线条要求 2、设备绘制方法 3、物料管道和辅助管道绘制方法 4、图纸名称 5、辅助管道及仪表系统图 6、物料代号 7、自控及仪表表示
4.3带控制点的工艺流程图
用图例表示出全部工艺流程图
表示物料和辅助管道的流向及管道上 的阀门，异径管等有关附件
塔底应设置供开停车用的排液阀，阀门宜直接连接在 塔底开口处。
设有多个进料口的塔，其每条进料管道上均应设置切 断阀。
对于同一产品有多个抽出口的塔，其每条抽出管道上 均应设置切断阀。
根据工艺过程要求向塔顶馏出线注入其他介质时，其 接管上应设置止回阀和切断阀。
A．塔顶的压力控制
a．常压塔：不必设置压力控制系统 b．减压塔
取样系统流程设计—般注意事项 (1)取样点应选择在压力管道上，并应
在流动的工艺物料卞管道的低温部
位引出；
(2)对人体有害介质应设有防护措施; (3)流体取样，一般情况下宜选用循环
流程；
(4)取样介质温度，一般介质应小于40 度为宜。
取样流程 取样流程有直接取样流程和差压式
取样流程。差压式取样流程又有差压 式循环流程和差压式非循环流程。差 压式流程即取样时上游管和下游管有 一定的压力差，压差可以是阀门或是 调节阀，也可以是设备所形成的压力 降。差压式循环流程即介质从下游管 回到自身管道的系统。
1 流程的组成 2 工序的组成 3 操作条件 4 控制方案的确定 5 合理利用能量和原料 6 确定公用工程的配套设施 7 确定三废治理方案及三废为数量 8 制定安全措施
4.1.2 工艺流程设计
反应过程 原料预处理过程 产物的后处理 产品的后处理 未反应物质的循环利用与副产品的处理 确定“三废”治理方案 确定操作条件和控制方案 制定切实可靠的安全措施 保温、防腐措施
调节蒸汽量
离心压缩机
在进出口处应设有切断阀 出口处应设有止回阀 氢气压缩机出口处应设有双切断阀 吸入口处有灰尘或机械杂质应设过滤器 往复式压缩机各断应设立气液分离器 离心式压缩机应设立反飞动放空管线 燃、易爆有毒气体应设有气体转换装
置和防爆装置。
压缩机工作要求：
单级叶轮压缩机流量一般不小于额定流量50%； 多级一般不小于额定流量75%~80%
4.3.1.1 输送设备的自控流程设计 离心泵
泵的入口和出口均需设置切断阀 为了防止未启动时物料的倒流，在其出口处
应安装止回阀 在出口处应安装压力表，以便观察其工作压
力 出口管径一般与泵的管口一致或放大一档，
以减少阻力 泵体与泵的切断阀前后管线都应设置放净阀
泵的控制方法
离心泵
泵流量控制
流量旁路调节 控 制 改变叶片导向角度
改变转速
4.3.1.2 管壳式换热设备的自控流程
换热器的分类
蛇管或浸没式换热器
换
管式换热器 套管式换热器
热 设
列管式换热器
备
螺旋板式换热器
板式换热器
成形板式换热器
板翅式换热器
A、无相变的管壳式换热器自控方法
ΔT≤ Δt 调节冷流体
自
ΔT≥ Δt
控
调节热流体
直接节流 常用，不宜用于Q≤30% Q额 旁路调节 流量调节幅度大，但效率低
变速法
节能，但投资大
容积式泵
容积泵百度文库
往复泵 适用于气体，高压，不宜液体，
齿轮泵
可用于气体和液体
螺杆泵 旋涡泵
适用于液体，高压，不宜气体 适用于气体，低压
容积式泵控制
旁路调节 改变转速 改变冲程
真空泵
吸入管阻力
方 案 吸入支管调节
(2)馏出物中含有少量不凝性气体。
(3)馏出物中有效多不凝性气体。
B．精馏塔的温度控制
分馏塔塔顶温度
再沸器温度
c．精馏塔流量的控制
D．精馏塔的液位控制
反应釜 单回路温度控制方案
串联式温度控制方案
反应器进料流量的控制 多种物料流量恒定控制方案
多种物料流量比值控制方案
特定过程及管路的流程
气流输送 吸送式 (1）保证物料和灰尘不会飞速外扬： (2)适宜于物料从几处向一处集中输送； (3)适用于堆积面广或存放在深处的物料输送； (4)进料方式比压送系统中的供料器简单； (5)对卸料口、除尘器的严密性要求高，致使这两 种设备构造较复杂； (6)输送量、输送距离受到限制，且动力消耗较高。
压送式
（1)适合于物料的大流量、长距离输送； (2)卸料器结构简单； (3)系统能够防止杂质、油和水的侵入； (4)容易造成粉尘外扬。
取样系统的设计
取样时需注意以下几点
1 所取的样品必须干净，并且有代表性; 2 取样时应避免介质排入大气; 3 注意人身安全，避免烫伤，避免有毒 介质接触皮肤或吸人体内。
主要内容 介绍工艺流程的设计方法 工艺流程图的绘制方法 带控制点的工艺流程
教学重点 工艺参数控制方法
教学方法 以讲课为主
教学手段 多媒体与板书相结合
计划学时 6 学时
4.1.1 设计方法
一般化工工艺流程
包装
预处理
反应
分离
精制
贮存
4.1 设计方法
4.1.1 工艺设计中涉及的问题
ΔT≥150度， 两通调节
B、一侧有相变的管式换热器
有相变化的管式换热器
加热炉
(1)出炉温度控制，根据被加热介质的出炉温度 直接调节燃料量 。
(2)进料的流量控制。
精馏塔的自控流程（注意事项）
当塔顶产品量少，宜在开工前预先装入部分塔顶物料， 为此需要设置相应的装料管道；
塔顶应设置供开停车、吹扫放空用的排气阀，阀门宜 直接连接在塔底开口处。
以图例表示出控制回路、仪表的参数、 功能、仪表的位号和控制方法
标出全部设备的位号和名称
表示全部管道的管道代号、管径、材 料、保温等情况
4.3.1 单元设备的自控流程
输送设备
固态
皮带式，滚筒式，斗式，风力 输送，真空泵等
输送 设备
液态 泵 气态 风机，压缩机，真空泵等
4.3.1 单元设备的自控流程
(1)改变不凝性气体的抽吸量。
(2) 改变旁路吸人空气或惰性气体量。
c．加压塔 (1)在馏出物中不含或仅含微量不凝性气体。 a)用冷凝器的冷剂量来控制塔压 b)直接调节顶部气相流量来控制塔压 c)采用热旁路的方法控制塔压 d)用冷凝器排液量与热旁路相结合的方
法控制塔压
e)当冷凝器位于回流罐下方时，可采用 浸没式冷凝器塔压控制方案
4.2 流程图绘制方法
1、图纸尺寸及线条要求 2、设备绘制方法 3、物料管道和辅助管道绘制方法 4、图纸名称 5、辅助管道及仪表系统图 6、物料代号 7、自控及仪表表示
4.3带控制点的工艺流程图
用图例表示出全部工艺流程图
表示物料和辅助管道的流向及管道上 的阀门，异径管等有关附件
塔底应设置供开停车用的排液阀，阀门宜直接连接在 塔底开口处。
设有多个进料口的塔，其每条进料管道上均应设置切 断阀。
对于同一产品有多个抽出口的塔，其每条抽出管道上 均应设置切断阀。
根据工艺过程要求向塔顶馏出线注入其他介质时，其 接管上应设置止回阀和切断阀。
A．塔顶的压力控制
a．常压塔：不必设置压力控制系统 b．减压塔
取样系统流程设计—般注意事项 (1)取样点应选择在压力管道上，并应
在流动的工艺物料卞管道的低温部
位引出；
(2)对人体有害介质应设有防护措施; (3)流体取样，一般情况下宜选用循环
流程；
(4)取样介质温度，一般介质应小于40 度为宜。
取样流程 取样流程有直接取样流程和差压式
取样流程。差压式取样流程又有差压 式循环流程和差压式非循环流程。差 压式流程即取样时上游管和下游管有 一定的压力差，压差可以是阀门或是 调节阀，也可以是设备所形成的压力 降。差压式循环流程即介质从下游管 回到自身管道的系统。
1 流程的组成 2 工序的组成 3 操作条件 4 控制方案的确定 5 合理利用能量和原料 6 确定公用工程的配套设施 7 确定三废治理方案及三废为数量 8 制定安全措施
4.1.2 工艺流程设计
反应过程 原料预处理过程 产物的后处理 产品的后处理 未反应物质的循环利用与副产品的处理 确定“三废”治理方案 确定操作条件和控制方案 制定切实可靠的安全措施 保温、防腐措施
调节蒸汽量
离心压缩机
在进出口处应设有切断阀 出口处应设有止回阀 氢气压缩机出口处应设有双切断阀 吸入口处有灰尘或机械杂质应设过滤器 往复式压缩机各断应设立气液分离器 离心式压缩机应设立反飞动放空管线 燃、易爆有毒气体应设有气体转换装
置和防爆装置。
压缩机工作要求：
单级叶轮压缩机流量一般不小于额定流量50%； 多级一般不小于额定流量75%~80%
4.3.1.1 输送设备的自控流程设计 离心泵
泵的入口和出口均需设置切断阀 为了防止未启动时物料的倒流，在其出口处
应安装止回阀 在出口处应安装压力表，以便观察其工作压
力 出口管径一般与泵的管口一致或放大一档，
以减少阻力 泵体与泵的切断阀前后管线都应设置放净阀
泵的控制方法
离心泵
泵流量控制
流量旁路调节 控 制 改变叶片导向角度
改变转速
4.3.1.2 管壳式换热设备的自控流程
换热器的分类
蛇管或浸没式换热器
换
管式换热器 套管式换热器
热 设
列管式换热器
备
螺旋板式换热器
板式换热器
成形板式换热器
板翅式换热器
A、无相变的管壳式换热器自控方法
ΔT≤ Δt 调节冷流体
自
ΔT≥ Δt
控
调节热流体
直接节流 常用，不宜用于Q≤30% Q额 旁路调节 流量调节幅度大，但效率低
变速法
节能，但投资大
容积式泵
容积泵百度文库
往复泵 适用于气体，高压，不宜液体，
齿轮泵
可用于气体和液体
螺杆泵 旋涡泵
适用于液体，高压，不宜气体 适用于气体，低压
容积式泵控制
旁路调节 改变转速 改变冲程
真空泵
吸入管阻力
方 案 吸入支管调节
(2)馏出物中含有少量不凝性气体。
(3)馏出物中有效多不凝性气体。
B．精馏塔的温度控制
分馏塔塔顶温度
再沸器温度
c．精馏塔流量的控制
D．精馏塔的液位控制
反应釜 单回路温度控制方案
串联式温度控制方案
反应器进料流量的控制 多种物料流量恒定控制方案
多种物料流量比值控制方案
特定过程及管路的流程
气流输送 吸送式 (1）保证物料和灰尘不会飞速外扬： (2)适宜于物料从几处向一处集中输送； (3)适用于堆积面广或存放在深处的物料输送； (4)进料方式比压送系统中的供料器简单； (5)对卸料口、除尘器的严密性要求高，致使这两 种设备构造较复杂； (6)输送量、输送距离受到限制，且动力消耗较高。
压送式
（1)适合于物料的大流量、长距离输送； (2)卸料器结构简单； (3)系统能够防止杂质、油和水的侵入； (4)容易造成粉尘外扬。
取样系统的设计
取样时需注意以下几点
1 所取的样品必须干净，并且有代表性; 2 取样时应避免介质排入大气; 3 注意人身安全，避免烫伤，避免有毒 介质接触皮肤或吸人体内。