第五章化工工艺流程设计
深入了解化工工艺流程设计的思路步骤和方法
深入了解化工工艺流程设计的思路步骤和方法化工工艺流程设计是化工生产中至关重要的环节之一，它涉及到了化工工艺的组织、操作、控制和优化等方面，对于确保化工生产的安全性、高效性和可靠性都起着至关重要的作用。
下面将介绍深入了解化工工艺流程设计的思路、步骤和方法。
一、思路在深入了解化工工艺流程设计之前，我们首先要明确设计思路。
化工工艺流程设计思路主要包括以下几个方面：1.客户需求：从客户、市场和产品需求出发，明确产品的性质、规格、产量等要求。
2.工艺选择：根据产品性质和要求，综合考虑化工工艺技术的现有发展状态、原材料的供应能力、能源和环保要求等因素，确定适用的工艺路线。
3.设备选择：根据工艺路线，选择合适的设备，考虑生产能力、工作条件、运行可靠性等因素。
4.流程优化：在满足客户需求和设备选择的基础上，进行化工工艺流程的优化，提高工艺流程的效率、安全性和经济性。
二、步骤1.调研分析：了解相关产品的市场需求和竞争对手情况，分析目前工艺路线的问题和不足之处。
2.设计目标确定：根据调研分析结果，确定工艺流程设计的目标，包括产品的性能指标和产量要求等。
3.设计参数选择：根据产品性质和设计目标，选择合适的操作参数和工艺参数，如温度、压力、流量等。
4.设计原则确定：按照化工工艺设计的基本原则，如能量平衡、物料平衡、反应平衡、操作安全和环保等，确定工艺流程设计的原则。
5.工艺流程设计：根据设计目标、参数选择和原则确定，进行工艺流程设计，包括反应流程、分离工艺、能量传递和控制系统等。
6.设备选择和布置：根据工艺流程设计，选择合适的设备，并进行合理布置，保证流程的连续性和稳定性。
7.工艺流程模拟和优化：利用模拟软件，对工艺流程进行模拟和优化，找出问题和不足之处，并进行改进。
8.设备选型和采购：根据工艺流程设计和优化结果，确定设备的具体规格和数量，并进行设备选型和采购。
三、方法1.文献调研：查阅相关化工工艺设计的文献资料，了解现有的工艺流程和技术发展的最新进展。
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。
化工工艺设计的程序和步骤
化工工艺设计的程序和步骤1.需求分析：首先，设计人员需要与客户或利益相关者进行会议或讨论，了解他们的需求和要求。
这包括产品规格、质量标准、生产能力要求、用途等。
2.原料选择：在确定产品需求之后，制定人员将评估可行的原料选择。
他们将考虑原料的可获得性、成本、环境影响、安全性等方面的因素。
3.流程设计：接下来，设计人员将根据产品需求和原料选择，设计生产流程。
这包括原料处理、反应器设计、分离和纯化、能量传递等。
他们将考虑一系列因素，如反应条件、催化剂选择、设备选择等，以确保流程的高效运行。
4.设备设计：在流程设计完成后，设计人员将选择和设计必要的设备来实现流程。
他们将考虑设备的尺寸、材料选择、加热和冷却要求、操作压力和温度等。
5.安全评估：确定设计的安全性是一个重要的步骤。
设计人员将分析潜在的危险和风险，并设计相应的安全装置和操作程序，以确保操作过程的安全性。
6.流程模拟：在实际建设之前，通常会进行流程模拟。
这可以帮助设计人员评估和优化流程的效率和可行性。
通过模拟，他们可以尝试不同的工艺参数和操作条件，以达到最佳的生产效果。
7.经济评估：经济性评估是另一个重要的步骤。
设计人员将评估投资成本、运营成本、收益预测等，以确定工艺设计的经济可行性。
8.施工和调试：一旦工艺设计完成并获得批准，施工人员将开始实施和建设生产设施。
之后，设备和流程将进行调试和测试，以确保其正常运行。
9.验证和优化：工艺设计完成后，验证和优化是关键的步骤。
操作人员将执行试生产和规模化生产，以验证设计的可行性和实际效果。
根据实践中的经验，工艺设计可能需要进行调整和优化，以提高生产效率和产品质量。
10.文件和报告编制：最后，设计人员将编制工艺设计的相关文件和报告，以便于交付给客户、监管部门和利益相关者。
这些文件包括工艺流程图、设备设计图、安全规范、操作手册等。
需要指出的是，每个项目和每个工艺的设计步骤可能会有所不同，因此上述步骤只是一个一般化的流程示例。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计摘要化工工艺流程设计是化工工程中的关键环节，其质量直接影响到产品的质量和生产效率。
本文将介绍化工工艺流程设计的基本原理、步骤和方法，以及在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案。
1. 引言化工工艺流程设计是将原料转化为最终产品的过程。
在化工生产中，工艺流程设计的目标是通过合理设计和优化流程，实现产品的高质量、高效率和低成本生产。
工艺流程设计涉及到多个方面，如原料的选择、反应条件的确定、催化剂的应用等。
2. 工艺流程设计的基本原理化工工艺流程设计的基本原理包括量化化学反应、热力学原理、传质原理等。
在设计过程中，需要考虑到反应物的摩尔比、温度、压力等因素，以及反应的热力学参数，如反应热、平衡常数等。
此外，传质原理也是工艺流程设计中的重要考虑因素，涉及到物质在不同相中的传递过程。
3. 工艺流程设计的步骤化工工艺流程设计通常包括以下步骤：3.1 原料选择选择合适的原料是工艺流程设计的第一步。
原料的种类、纯度、成本等因素都将影响到最终产品的质量和成本。
3.2 反应条件确定根据化学反应的特性，确定合适的反应条件是关键的一步。
包括温度、压力、催化剂等因素的选择。
3.3 流程图设计设计清晰的流程图是工艺流程设计的重要环节。
流程图应包括所有物料的流动路径、反应器的布置、控制装置等内容。
3.4 设备选择根据流程需求，选择合适的设备是设计过程中的关键环节。
设备的选择应考虑到安全性、效率性、成本等因素。
3.5 安全评估在工艺流程设计中，安全是至关重要的。
需要对整个流程进行安全评估，确保生产过程中不发生事故。
4. 工艺流程设计的方法化工工艺流程设计有多种方法，常用的包括经验设计、数学模型设计、试验设计等。
4.1 经验设计经验设计是基于历史数据和专业知识进行工艺设计的方法。
通过经验设计可以快速确定初步设计方案。
4.2 数学模型设计数学模型设计是利用数学方法建立反应过程的模型，通过模拟和优化来进行工艺设计。
数学模型设计可以提供更加精确的设计方案。
化工设计工艺流程设计
化工设计工艺流程设计1. 引言在化工产业中，工艺流程设计是实现化工产品生产的关键步骤之一。
通过合理设计工艺流程，能够提高生产效率，降低成本，确保产品的质量和安全。
本文将介绍化工设计工艺流程设计的基本原则、流程设计的步骤以及常见的优化方法。
2. 工艺流程设计的基本原则在进行工艺流程设计时，需要遵循以下几个基本原则：2.1 安全性原则安全性是化工流程设计的首要原则。
在设计过程中，需要考虑工艺流程中可能产生的危险因素，采取相应的措施来预防事故的发生。
例如，对于易燃易爆的物质，需要采取防爆措施；对于有毒物质，需要采取合适的通风系统和个人防护设备等。
2.2 经济性原则经济性是化工流程设计的另一个重要原则。
在设计过程中，需要合理安排设备的布局，降低生产成本。
同时，还需要考虑设备的可靠性和维修成本。
通过合理设计工艺流程，可以提高生产效率，降低原材料和能源的消耗。
2.3 环保性原则环保性是现代化工流程设计中越来越重要的原则。
在设计过程中，需要考虑工艺流程对环境的影响，减少废物的产生和排放。
例如，可以通过优化反应条件，提高反应的选择性，减少副产物的生成；可以采用循环利用的方式，降低废物的处理成本。
2.4 可操作性原则可操作性是化工流程设计的另一个重要原则。
在设计过程中，需要考虑操作人员的工作负担，设计设备布局和控制系统，使得工艺流程易于操作和管理。
通过合理设计操作界面、自动化控制系统等，可以提高操作人员的工作效率，降低操作风险。
3. 工艺流程设计的步骤工艺流程设计通常包括以下几个步骤：3.1 原料准备在进行工艺流程设计之前，需要对原料进行充分的了解。
包括原料的性质、质量要求、供应渠道等。
通过对原料的分析，可以选择合适的原料，并确定原料的投入量和处理方式。
3.2 反应步骤设计根据化学反应的原理，设计反应步骤。
包括反应温度、反应压力、反应时间等参数的选择。
在设计过程中，需要考虑反应的速率、产物的选择性和收率等因素。
3.3 设备选择和布局根据工艺流程的需求，选择合适的设备，并进行布局设计。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计
《化工工艺流程设计》
化工工艺流程设计是指在化工生产过程中，对原料、工艺、设备等进行合理组合和优化配置，以达到高效、环保、安全、经济的生产目标的一项重要工作。
化工工艺流程设计的主要目的是实现化工产品的规模化生产，并提高产品的质量和产量，降低生产成本，从而提高企业的经济效益。
化工工艺流程设计需要综合考虑原材料的性质、生产工艺的特点、生产设备的性能、环保要求、安全风险等因素。
在化工生产中，通常需要经历原料选择、反应工艺设计、分离工艺设计、产品制备、设备选择和布局、能源消耗等一系列过程，这些过程需要系统地进行优化设计，以确保生产过程的稳定性和经济性。
化工工艺流程设计的核心是优化。
通过对原料的选择和使用、反应条件的控制、分离工艺的设计等方面的优化，可以实现生产过程的高效、清洁、低耗，从而提高产品的质量和产量，降低生产成本。
另外，在化工工艺流程设计中，还需要考虑安全风险，合理设计生产过程，确保生产过程的安全性和稳定性，避免事故的发生。
化工工艺流程设计是一项综合性的工作，需要化工工程师具备丰富的经验和理论知识，以及对生产过程的深刻理解。
只有通过科学的、系统的工艺流程设计，才能实现化工生产的高效、环保、安全、经济的目标，从而为企业创造更大的价值。
化工设计第五章
化工设计第五章介绍化工设计第五章是一个涉及化工工程设计的重要部分。
在这一章中，我们将讨论化工设备的选择和设计原则。
化工设备的选择是一个关键的决策，它将直接影响到生产过程的效率和产品质量。
在本章中，我们将首先介绍化工设备的分类和常用的化工设备，然后我们将详细讨论每种设备的设计原则和技术要求。
最后，我们将通过一个实际的案例研究来展示如何应用这些设计原则和技术要求。
化工设备的分类化工设备可以根据其功能和用途进行分类。
常见的化工设备包括反应器、分离设备、传质设备、加热设备等。
反应器反应器是化工过程中最常用的设备之一。
它用于进行化学反应，并在一定的条件下实现物质的转化。
反应器可以根据其结构和操作方式进行分类，常见的反应器有批式反应器、连续反应器、固定床反应器等。
分离设备分离设备用于将混合物中的不同组分进行分离。
常见的分离设备包括蒸馏塔、吸收塔、萃取器等。
这些设备的选择和设计需要考虑分离效率、能耗和设备成本等因素。
传质设备传质设备用于在化工过程中进行物质传递，常见的传质设备包括传质塔、吸附塔等。
传质设备的设计需要考虑传质效率、传质速率和设备尺寸等因素。
加热设备加热设备用于提供热量，常见的加热设备包括加热炉、换热器等。
加热设备的设计需要考虑传热效率、能源消耗和设备成本等因素。
设计原则和技术要求化工设备的设计需要遵循一些基本的原则和满足一定的技术要求。
以下是一些常见的设计原则和技术要求：1.安全性：化工设备的设计应考虑操作安全和生产环境的安全。
设备应具有合适的安全装置和控制系统，以防止事故和污染的发生。
2.可靠性：化工设备的设计应考虑其可靠性和稳定性。
设备应能够在长时间运行和承受不同条件下的工作。
3.效率：化工设备的设计应追求高效率和低能耗。
设备的结构和操作应能够提高生产过程的效率，减少能源消耗和废物产生。
4.经济性：化工设备的设计应考虑经济成本。
设备的成本应合理，并且在使用寿命中具有较低的运行和维护成本。
5.可持续性：化工设备的设计应考虑环境保护和资源节约。
化工工艺流程内容
化工工艺流程内容
《化工工艺流程》
化工工艺流程是指在化工生产过程中，按照一定的步骤和方法，将原材料转化成所需的产品的过程。
它是化工生产的核心环节，直接关系到产品质量、生产效率和资源利用率。
一个完善的化工工艺流程，能够实现能源的节约、环境的保护以及产品质量的提高。
化工工艺流程一般包括以下几个步骤：原料准备、反应过程、分离和纯化、产品处理和储存等。
首先是原料准备，要对原料进行配比、称量和混合等操作，确保原料的质量、比例和稳定性。
然后是反应过程，通过化学反应、物理变化或生物转化等手段，将原料转化成所需的产品。
在反应过程中，需要控制反应条件，包括温度、压力、反应时间等，以保证产品质量和产率。
接下来是分离和纯化，通过蒸馏、结晶、萃取等方法，将反应产物中的杂质和不纯物质分离出来，得到纯净的产品。
最后是产品处理和储存，包括干燥、包装、储存等环节，以确保产品的稳定性和质量。
化工工艺流程中，还需要考虑安全、环保和能源利用等方面的问题。
在操作过程中，要严格遵守安全操作规程，确保操作人员的人身安全和生产设备的安全运行。
在环保方面，需要关注废水、废气和固体废物的处理和处理，减少对环境的污染。
在能源利用方面，要优化工艺流程，提高能源利用效率，减少能源消耗。
总之，化工工艺流程是化工生产的关键环节，它直接关系到产品质量、生产效率和资源利用率。
通过不断优化工艺流程，可以实现能源的节约、环境的保护以及产品质量的提高。
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。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计1. 原料准备：在这一步骤中，首先需要准备好所有需要用到的原料，包括主要原料、辅助原料、溶剂等。
确保原料的质量符合要求，并且按照需要的比例进行配制。
2. 反应处理：将准备好的原料按照一定的配方加入反应釜中进行反应处理。
在这个过程中可能需要控制温度、压力、反应时间等参数，以确保反应能够顺利进行并且产生预期的产物。
3. 分离提纯：在反应完成后，需要对产物进行分离提纯。
这可能包括一系列的分离步骤，比如萃取、结晶、蒸馏等，以去除杂质并获得高纯度的产物。
4. 产品制备：最后，根据需要对提纯后的产物进行后续处理，比如干燥、粉碎、压片等，以得到最终的产品。
在化工工艺流程设计中，需要考虑到原料的质量、反应条件的控制、产品的纯度和产量等因素，以确保整个流程能够高效、稳定地进行，并且得到符合要求的最终产品。
同时，也需要考虑到安全环保等方面的要求，以确保化工生产过程安全、环保。
化工工艺流程设计在实际应用中具有重要的意义，它直接影响到产品的质量、产量和生产成本。
因此，在进行化工工艺流程设计时，需要综合考虑原料特性、反应条件、分离提纯技术和产品制备工艺等方面的因素。
首先，在原料准备阶段，需要对原料进行严格的检验和评估，确保其质量符合生产要求。
对于液体原料，可以通过密度、粘度、PH值等指标进行检测；对于固体原料，则需要进行颗粒度、含杂率、水分含量等方面的检测。
此外，化学成分分析也是必不可少的，因为原料的组分和纯度直接影响到反应过程和产品质量。
在反应处理阶段，需要根据反应的特性选择合适的反应设备和工艺条件。
例如，在液相反应中，需要采用搅拌反应釜或反应槽；在气相反应中，则需要考虑气体输入输出、温度控制等因素。
此外，还需要考虑反应物的投料方式、反应温度、压力、反应时间等参数的控制，以确保反应能够高效进行并且产生高纯度的产物。
分离提纯是化工生产中非常关键的一环。
对于不同性质的产物，可能需要采用不同的分离技术，比如萃取、结晶、蒸馏、凝固等。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计化工工艺流程设计是指针对特定化工原料、产品或反应过程进行设计和优化的过程。
在化工工艺流程设计中，需要考虑原料的选择、反应条件的确定、反应器的设计、工艺条件的控制等因素，以达到最佳化工生产效果。
首先，在化工工艺流程设计中，需要考虑原料的选择。
化工生产过程中，合适的原料选择将直接影响到产品的质量和产量。
因此，需要选择具有足够纯度和合适特性的原料，以满足产品的要求。
其次，反应条件的确定也是化工工艺流程设计中的重要环节。
反应条件包括温度、压力、反应时间等。
通过合理设置反应条件，可以提高反应速率、降低能耗、改善产物纯度等。
同时，还需要关注反应过程中产生的副产品和废物，以减少资源浪费和环境污染。
在化工工艺流程设计中，反应器的选择和设计也是关键。
不同的反应器有不同的特点和适用范围。
例如，连续流程常用的反应器有管式反应器、搅拌反应器等，批量流程常用的反应器有有底叶片搅拌反应器、搅拌式釜式反应器等。
需要根据反应物性质、反应条件和生产要求来选择合适的反应器，并进行相应的尺寸和操作参数的设计。
此外，化工工艺流程设计还需要考虑工艺条件的控制。
工艺条件的控制包括物料的输送、温度的控制、压力的控制、反应时间的控制等。
合理的工艺条件控制能够确保反应过程的稳定性和效率。
最后，在化工工艺流程设计中，需要进行工艺的优化。
通过对工艺流程进行模拟、分析和实验，可以找到最佳的操作条件和工艺参数，以达到最佳化工生产效果。
工艺的优化包括提高产品的质量和产量、降低能耗和原料消耗、减少废弃物和污染物的生成等。
综上所述，化工工艺流程设计是一个综合考虑原料选择、反应条件确定、反应器设计和工艺条件控制的过程。
通过合理的设计和优化，可以实现化工生产的高效、环保和经济目标。
化工工艺流程设计对于提高化工生产的效率和质量具有重要意义。
化工设计工艺流程设计ppt课件
4.3 带控制点的工艺流程
4.3.1 化工典型设备的自控流程 保送设备的自控流程设计 保送设备:
固体保送设备：保送带、斗提机 流体保流送体设保备送的控设制备变：量离：心流泵量、、真容空积度式或泵压力、真空泵、紧缩 A．机离心泵
缺陷：泵的总效率降低。
调速法 ：
电磁调速法：用电磁吸合原 理调理驱动力矩来调理泵 的转速
优点：节能；驱动机和调速 设备投资相对变频调速小
缺陷：驱动机的总效率降低
调速电机驱 动的离心泵
变频调速法：用调理频率改 动驱动电机转速来调理泵 的转速
优点：相对电磁调速更节能； 泵的总效率高
离心泵的调速调理原理图
流程图物料管道绘制方法
管道、管件及管道附件表示方法 管道、管件及管道附件图例及常用阀门图例，
如附录2附表2－2和附表2－3。
固体物料除用粗虚线表示外，还要写出物料称号。 当工艺流程比较复杂，辅助系统图应分开绘制。 在辅助系统流程中，辅助管道只绘制与设备相 连的进出口一段支管，并注明代号、编号及管道规格， 而辅助管道总管与分管相连的部分由辅助系统图来表 示。 假设该工程主流程比较简单，那么可不另画辅 助系统图，辅助管道总管要在流程图画出来，并画出 辅助管道上的附件、仪表，并将图名改为工艺管道和 辅助管道及仪表流程图。
吸入支管调理：图4－5〔a〕 吸入管阻力调理：图4－5〔b〕
蒸汽放射泵的真空度调理： 调理蒸汽
D．离心紧缩机
紧缩机流程设计的普通要求：〔见教材P.62〕
常用的流量调理方法：入口流量调理旁路法、改动进口导向叶 片的角度和改动紧缩机的转速等方法。
化工工艺流程设计方法
化工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。
1、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-一目数、浓度、纯度液体：配制、混合一一浓度、均一气体：配比、压缩-一浓度、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。
因此,设计的工艺流程就有所不同。
(3)设计产物的后处理过程根据反应原料的特性和产品的质量要求，以及反应过程的特点，实际反应过程可能会出现下列情况：①除了获得目的产物外，由于存在副反应，还生成了副产物。
②由于反应时间等条件的限制或受反应平衡的限制，以及为使反应尽可能完全而有过剩组分。
③原料中含有的杂质往往不是反应需要的，在原料的预处理中并未除净，因而在反应中将会带入产物中，或者杂质参与反应而生成无用且有害的物质。
④产物的集聚状态要求，也增加了后处理过程。
某些反应过程是多相的，而最终产物是固态的。
因此用于产物的净化、分离的化工单元操作过程,往往是整个工艺过程中最复杂、最关键的部分。
化工设计工艺流程设计
第一节 生产方法和工艺流程的选择
针对不同的原料特性和不同的产品（成品）需求， 可能存在多种生产方法；同一种生产方法，又 存在更多种工艺流程可供选择。
☆生产方法和工艺流程的选择是决定整个 工艺设计质量的关键。
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在很多情况下，生产同一产品（成品）可以采用 不同原料，经过不同生产工艺路线而制得；而 同一原料，也可采用不同生产工艺路线，制成 不同产品（成品）；而且同一生产工艺路线中 也可以采用不同的设备配置。
阶段。在此阶段，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。
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具体收集的内容主要有以下几个方面。 ⑴国内外生产情况，各种生产方法及工艺程； ⑵原料来源及产品应用情况； ⑶试验研究报告、学术论文、技术专利； ⑷安全技术及劳动保护措施； ⑸综合利用及三废处理；
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3．适用性和灵活性 首先，必须结合国情。中国是一个发展中
的社会主义国家，在进行工厂设计时，不能单 纯从技术观点或者科学观点考虑问题，应从具 体情况出发综合考虑各种具体问题。
其次，必须在针对特定原料和产品（成品） 具有良好的适应性的基础上，具备良好的适应 性和灵活性。
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4．政策性和规划性
工艺流程设计
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工艺流程设计是化工厂设计中非常重要 的环节，它通过工艺流程图的形式，形象地反 映了化工生产从原料到成品（产品）的整个生 产过程，其中包括物料及其理化特性的变化， 物料的流向以及生产中所经历的过程和使用的 设备、仪器和仪表。
工艺流程设计工艺流程设计用图表示就称之 为“工艺流程图”可以说：工艺流程图集中地 概括了整个生产过程的全貌。
化工工艺设计的程序和步骤(精)
化工工艺设计的程序和步骤一、设计准备工作：1.熟悉设计任务和设计内容，全面理解课题提出的设计要求。
2.了解课题所涉及的相关内容，搜集资料，排出设计进度计划。
3.查阅文献资料和工艺路线、工艺流程和重点设备有关资料，并对搜集资料的适用范围进行筛选。
4.搜集相关设计资料，深入生产现场调查研究、消化、筛选、吸收并归类整理。
二、确定生产方法：1.搜集资料，调查研究2.落实关键设备3.对各种生产方法的技术性、经济性、安全性对比分析4.对选定的生产工艺修改、补充、完善5.治理三废，消除污染。
三、工艺流程设计：1.确定整个生产工艺流程的组成，确定每个过程或工序组成2.确定控制方案，确定各过程的连接方法，选用合适仪表，3.建立工艺流程方案（概念设计方框图），勾画工艺物料流程草图，不断修改、补充、完善。
四、化工计算及绘制主要设备图、管道仪表流程施工图：1.根据资料基础数据，进行物料衡算、热量衡算和设备选型工艺计算，确定生产设备型号、规格尺寸和台数、材质等，编制设备表。
2.绘制主要设备图，绘制施工阶段管道仪表流程图。
五、车间布置设计:1.任务：确定界区内厂房及场地配置、厂房或框架结构形式，确定工艺流程图中全部设备平面布置的具体位置。
2.绘图：绘制平面与立面车间布置图。
六、化工管路设计：1.任务：根据输送介质物化参数，选择流速、计算管径以及管材材质、壁厚，确定管道连接方式及管架形式、高度、跨度等。
确定工艺流程图中全部管线、阀件、管架、管件的位置，满足工艺要求，便于安装、维修，整齐美观。
2.绘图：绘制平面与立面车间管路布置图。
七、提供设计条件：向其他总图、土建、外管、设备、水、电、气、制冷等非工艺专业提设计条件，使其他专业更好地为生产工艺配套服务。
八、编制设计说明书设计说明书，是设计人员在完成本车间工艺（装置）设计后，为了阐明本设计时所采用的先进技术、工艺流程、设备、操作方法、控制指标及设计者需要说明的问题而编制的。
车间工艺设计的最终产品是设计说明书、附图（总平面布置图、流程图、设备布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计
《化工工艺流程设计》
化工工艺流程设计是化学工程领域中至关重要的一环，它涉及到从原料到产品的整个生产过程。
在化工生产中，工艺流程设计的好坏直接关系到产品质量、生产效率和成本控制。
因此，进行科学合理的工艺流程设计是保证化工生产顺利进行的关键。
在化工工艺流程设计中，首先要对原料和产品的物理化学性质进行详细的分析和了解。
这为后续工艺流程的设计提供了基本数据和依据。
其次，需要根据生产需要确定反应方式、反应条件和反应器类型，以确保反应能够高效进行。
同时，需要考虑到废水处理、废气处理等环保问题，保证生产过程符合环保标准。
在工艺流程设计中，还需要考虑到生产过程中的安全性和稳定性。
化工生产往往涉及到高温高压、易燃易爆等危险因素，因此在工艺流程设计中需要考虑到如何防范和应对这些风险。
另外，在工艺流程设计中还需要考虑到生产设备的选型、布局等因素，确保生产设备能够高效运转。
一旦开始生产，工艺流程设计也需要不断地进行优化和改进。
随着生产过程的深入，可能会出现一些问题和挑战，需要及时调整工艺流程以解决这些问题。
同时，还需要不断关注新的技术和方法，以保持生产过程的先进性和竞争力。
总之，化工工艺流程设计是化工生产中的核心环节，它直接关
系到生产效率和产品质量。
科学合理的工艺流程设计能够提高生产效率、降低生产成本，是化工企业持续发展的重要保障。
化工工艺学-第五章-煤的液化
氢气 煤 催化剂 煤浆 制备
循环氢 尾气 液 化 分 离
水
液化油 残渣
提 质
加 工 成品油
循环溶剂
①原料煤 用于液化的煤应符合以下条件：
高挥发分年青烟煤和硬质褐煤，碳含量约在77～82%之间；
煤中惰性组分<15%； 灰分<10%； 硫含量要高，即需用高硫煤。
②催化剂 铁系催化剂（含氧化铁的矿物，铁盐及煤中硫铁矿） 使用时要求系统中有硫，否则活性不高
⑤反应温度与压力
温度：各工艺采用的温度大致相同，大多为450℃，也有475℃。反应 温度高有利于沥青烯向油的转化，但温度高会引起结焦和产生更多的气体。
压力：氢在煤浆中的溶解度随压力增加而增加，由于煤液化温度较高，
采用较高的压力才有足够的氢分压，一般压力控制在20MPa以下。
⑥液固分离 真空闪蒸方法，优点是操作简化，处理量剧增，蒸馏油用作循环油，煤 浆粘度降低。缺点是收率有所降低。 反溶剂法（anti-solvent），采用对前沥青烯和沥青烯等重质组分溶解度 很小的有机溶剂，把它们加到待分离的料浆中时，能促使固体粒子析出 和凝聚，颗粒变大，利于分离。 临界溶剂脱灰，它利用超临界抽提原理，使料浆中可溶物溶于溶剂而留 下不溶的残煤和矿物质，常采用的溶剂是含苯、甲苯和二甲苯的溶剂油。 液固分离出来的残渣占原料煤的30%左右，处理方法有干馏、锅炉 燃烧以及气化等，其中气化制氢是最方便的利用方法。
CO2＋4H2 → CH4＋ 2H2O
游离碳生成反应
2CO → C＋ CO2
游离碳的生成可能堵塞催化剂的内孔。 在至今的技术条件下，含氧化合物仍是副产物。
F-T合成反应机理
费托合成的热力学分析简述
在50～350℃的范围内，有利于形成甲烷，产物生成的概率按 CH4
化工工艺流程设计任务和步骤
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。
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出料控制液面
FC LIC
进料控制液面
C 两个液相的界面控制(液-液分离）
LIC LIC
卧式容器界面控制
d塔压调节
PIC
(5) 确定过程的综合平衡 (6) 确定三废治理方法。
(7) 制定安全生产措施。
(8) 其他实际要求（清洗、冷凝 水回用、副产物的利用等）。
二化工过程合成方法
（一）反应过程的合成
C6H6: Tb=353.1k C6H12 : Tb=353.9k 苯与环己烷很难分离，因此采取氢气过量，苯完全反应。 c 反应的浓度效应（浓度对主付反应速率的影响） d 分离循环费用
4）反应的转化率
a 转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
ⅱ）精馏塔工艺参数的确定
几个名词定义：
分配系数：在平衡状态下某组分在轻相与重相中分子分数的比
分离因子：两个组分分配系数的比例
质量分离剂和能量分离剂：加到分离单元，对所需要的分离做出贡献
的组分
次序表：进料各组分按照分配系数递减的次序所排列的表
关键组分：决定分离要求的两个组分
选择分离方法的探试规则：
（1）选择具有大的分离因子的分离过程
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P﹥1.6MPa时，究竟采用低压冷冻，还是高压冷却，需 作方案比较。
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 。
杂环化合物→低值副产品
反应器的选型
1反应器的分类 形状：管式、釜式、塔式 换热方式：等温、绝热、非等温非绝热 反应物系的相态：均相、非均相（气固、气液、气液固） 2反应器选型的方法 形态分析法：对一个问题的各个部分的所有可能方案进行分 析和评价，用逻辑结构代替随机的想法，从而筛选出最佳方 案。 过程分为二步
主要工艺参数选择（略）
（二）分离过程的合成
分离方案数
A AB
A
ABC
B
A ABC
ABC C
B AB
C A
C B
ABC B B
A
BBC
ABC
BC C
B C
C
1分离方法选择
探试规则：根据过去的经验和研究对象的热力学性质进行半 定量分析所得的结论。
根据探试规则得出的结论不一定是最佳方案，但是它能大幅 度减少可能的方案数，从而提高设计速度。
分支：找出所有可供选择的方案。 收敛：根据若干判据对各个供选择的方案进行淘汰。
A
B
C 判据
问 题
结 论 3反应器选型判据：
反应器类型（即反应介质的相态，此为最简单、首先使用的判 据）
催化剂失活速度
由反应的浓度效应决定的混合要求
由反应的热负荷和温度效应决定热量传递和温度控制要求
相际传质和化学反应的相对速度
ⅰⅰ）反应器操作参数的确定
1）温度
a 可逆反应的平衡（吸热或放热）
如：EB Sty + H2 +△H 采用二段反应，温度序列为先低后高
b 考虑反应的选择性（按主付反应活化能的大小）
如
A E1 P
A E2 S
如果E1为主反应的活化能，且 E1﹥E2 则高温有利于主反应
c 温度的限制条件（材质和催化剂的要求）
（5）在选择分离方案时首先考虑采用精馏，精馏具有如下的优 点：
a 精馏是一个使用能量分离剂的平衡过程
b 系统内不含固体物料，操作方便
c 有成熟的理论和实践
d 处理产品数量的范围宽
e 常常只需要能位等级很低的分离剂
例 ： 正丁烯、异丁烯混合物欲分离成纯物质，试根据分子性质 选择分离方法
首先确定过程性质和输入、输出条件。 性质：连续或间歇（产量、市场需求、操作上特殊要求）
输入条件：进口的原料是否需经预处理（根据杂质的毒性、 反应性、量） 输出：确定目的产品和流股数 （反应产品有6个去向：主产品、联产或副产品、低价值 的燃料、排空、循环、有害物去三废处理）
例 乙苯反应器内的反应如下
O2 硝酸 H2
肟化 重排
(2) 确定各个过程或工序的组成
例如 合成氨工艺中的变换工段
H2, N2, CO CO2及少量惰 性气体
变换反 应
水洗
碱洗
变换反应： CO + H2O
水洗
CO2 + H2O
碱洗
CO2 + NaOH
CO2 + H2 H2CO3 Na2CO3 + H2O
(3) 确定操作条件。
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
PI
FRC
PI
b 液位控制
LIC
溢流控制液面
2）压力
a 反应速度 b 反应物料的相态（如气相烃化和液相烃化） c 后续分离的要求（希望水冷后就产生气液两相）
3）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）
分子性质 分子量 分子形状 分子体积 偶极距、极性 分子电负荷 化学活性
受影响的分离过程 精馏、蒸发 吸附、结晶 吸附 萃取、吸附 电除法、电除雾 化学吸收、反应精馏
（2）尽量避免极端的过程条件
（3）当分离过程需要多个分离级时，应优先选择平衡分 离过程而不选择速度控制过程。
（4）当分离因子相同时，选择能量分离剂而不选择质量分离剂
第五章 化工工艺流程设计
一. 工艺流程设计的目的和任务
目的：用图解形式来表达整个生产工艺过程
任务：（1）确定生产工艺流程中各个过程的
具体内容、顺序和组织形式。 （2）绘制工艺流程图。
要求（1）确定整个流程的组成
例如 合成氨生产工艺
煤或油 水蒸气
造气
变换
铜洗
己内酰胺生产工艺
合成
苯 加氢 H2
氧化
羟胺
乙烯+苯→乙苯
乙苯+乙烯→二乙苯
二乙苯+苯→乙苯
二乙苯+乙烯→三乙苯
三乙苯+苯→乙苯，二乙苯
乙苯、二乙苯→甲苯、二甲苯、正丁苯、异丙苯、杂环化合物
各类副产物中，除杂环化合物在高温下聚合，其他副产物的生成 都为可逆反应。
乙烷、乙烯→放空或排至燃料气管网
苯、甲苯→循环
乙苯→主产品（出反应器）
二乙苯、三乙苯、异丙苯、正丁苯→循环