化工工艺系统设计 ppt课件

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在初选管径时，由于条件所限，还无法从建设投资和操作费用两者中寻 找最佳结合点的角度来求得经济管径，但可以采用查取常用流速范围， （见 P606 〜 609, 表 8.3.2-1 ）和管道压力降控制表（见 P610 〜 611, 表 8.3.2-2，表8.3.2-3）的方法，这样计算得到的管径比较接近经济管径。
1.流体力学 工 艺 2.安全 系 统 3.可操作性 专业
对生产技 术可靠性 2. 工艺设备数据 负责 表 3.工艺说明 4.建议布置图
1. 管 道 流 体 力 学 计 1.PID, 附 管 道 命 对 系 统 的 算 名表 安全性和 可操作性 2.泵的计算 2. 特殊管件数据 负责 表 3. 管 道 附 件 计 算 、 选择 3.界区条件表 4. 安 全 可 操 作 性 研 4. 公用工程平衡 ppt 课件
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1.2 化工工艺专业和工艺系统专业的区别 工艺系统专业主要是将工艺专业提供的 PFD发展成为能指导施工、安装、正常开 车停车、事故停车、满足生产要求的 PID 。
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研究对象及 主要解决的 问题
1.化学反应
工作重点 1.物料平衡计算
主要发表资料/ 成品
1.PFD
责任
化 工 2.传热 2.热量平衡计算 工 艺 3.传质（流体 3.设备计算 专业 力学） 4.工艺流程
氯气
二氧化硫气
25.0
20.0
氨气p≤0.7MPa
浓硫酸 碱液 盐水和弱碱液 酚水 液氨
20.2
1.2 1.2 1.8 0.9 1.5
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0.7MPa<P≤2.1MPa 8.0
液氯
1.5
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3.1.5 满足介质安全输送的规定 特殊介质的流速还应符合相应的标准，例如： 氧气流速应符合（GB50030-1991)氧气站设计规范 氢气流速应符合（GB5077-1993)氢气站设计规范
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3.1.1 经济管径

管径选择方法对化工装置的经济效果十分重要，一个化工装置的管道投资 往往占整个装置投资的10%〜20%，如果任意放大管径，不仅增大了管 壁厚度和管子重量，还增大了相应的阀门和关键的尺寸，增加了保温材料 的用量以及管子支吊架的荷重。因此在计算管径时应尽量选用较高的流速， 以减小管径。但是，随着流速的增大，管内摩擦阻力也加大，增加压缩机 和泵的功率消耗和操作费用。因此，需在建设投资和操作费用之间寻找最 佳结合点，即成本最低，来求得经济管径。
甲醇、乙醇、汽油
丙酮
≤3
≤10
在没有数据情况下，可根据已有生产装置的情况， 经核算，求出有关流速数据。 15 pp.5 机泵的安装设计
2.6 确定设备、管道的布置原则及要求
2.7 编制管道数据表
2.8 进行必要的系统安全分析
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3 化工管道设计
3.1 化工管道设计的原则
化工装置的工艺管道设计应在满足工艺要求和安全生产的前提下， 求得最经济的管径。要求工艺系统专业根据流体力学知识，从生产装 置的不同工艺要求进行管道工艺设计，并符合有关介质安全设计规定。 在管道工艺设计时，一般应考虑以下原则。
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2.2 公用工程管道及仪表流程图(UID)

UID包含了： (1)在工艺流程中重要考虑的公用工程配套设施，如工艺用水、蒸汽、 仪表空气、压缩空气、氮气等以及冷冻、真空系统等。 (2)与其他专业密切配合的公用工程，如生产用电、给排水、空调采暖 通风等。
2.3 化工管道设计 2.4 设置和选择必要的安全设施，如安全阀、爆破片、限流孔板、阻火器 等。
《化工工艺系统设计》
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1 概述
1.1 化工工艺系统设计人员必须具备的基本条件 要建设一个化工厂，必须具有一批化工工艺专业技术人员，同时也必须 具有一批化工工艺系统专业设计人员，这些专业人员必须具备的基本化 工专业知识与工艺专业基本相同且各有侧重，包括以下几点： ● 掌握化工基本理论 ● 掌握化工工艺系统设计方法和技能 ● 熟悉较广泛的相关专业知识 ● 熟悉有关的国家标准规范 ● 实际的工程经验
3.1.2 压力降要求

一般情况下，管道是按阀门全开情况下计算压力降的，否则流量将难以 满足工艺需要。 一般对于允许压力降较小的流体，流量小的流体、粘度较大的流体则应 选取较低的流速。反之，则应选取较高的流速。

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3.1.3 工艺控制要求

在一般情况下，调节阀压降应占整个控制系统总压力降的 30%左右， 这样调解阀的开大关小对流量控制就比较明显，易于调节。 3.1.4 限制管壁磨损 金属的耐腐蚀性能，在大多数情况下，主要依靠其接触腐蚀介质表面 的一层保护膜，管内流速过高会损坏保护膜，引起管道冲蚀和磨损的 现象，最终将缩短管道的预期使用寿命。因此，在进行管道工艺计算 时，应该注意在下列条件下会使腐蚀速率加快，必须采取限制流速的 措施。


乙炔流速应符合（GB50031-1991)乙炔站设计规范
部分流体最大流速可参见下表：
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介质
乙烯气P≤22MPa 22MPa<P≤150MPa 乙炔气P≤110KPa P≤250KPa P≤2.5MPa 氢、氧气 乙醚、苯、二硫化碳
最大流速m/s
≤30 5~ 6 3~ 4 4~ 8 5 ≤8 ≤1
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2 工艺系统设计的内容和深度
2.1 管道及仪表流程图（PID)

PID在工艺包阶段就开始形成初版，随着设计阶段的深入，不断补充完 善深化，它分阶段和版次分别发表。PID各个版次的发表，表明了工程 设计进展情况，为工艺、自控、设备、电气、电讯、配管、管机、管 材、设备布置和给排水等专业及时提供相应阶段的设计信息。PID是基 础设计和详细设计中主要成品之一，它反映的是工艺设计流程、设备 设计、设备和管道布置设计、自控仪表设计的综合成果。

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（1）腐蚀介质会引起管壁脆弱。 （2）软金属管（如铅或铜） （3）工艺介质中存在有腐蚀性的固体颗粒 （4）带有大量管件的管道将导致高的湍流 如遇到上述问题时，应采取限制流速的方法，建议液体最大的流速 为2m/s,部分腐蚀介质的最大流速见下表
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介质名称
最大流速m· sֿ¹