2.第二章工艺流程设
工艺流程设计
程。
工艺流程设计应解决的问题：
(1) 确定整个流程的组成； (2) 确定每个过程或工序的组成；
(3) 确定操作条件；
(4) 控制方案的确定；
(5) 合理利用原料及能量； (6) 制定三废的治理方法。
(7) 制定安全生产措施。
方案流程图
设备位号
设备
工艺流程线
用文字表明 流程情况
某物料残液蒸馏处理的工艺方案流程图
2. 工艺流程简图（simplified flowsheet） ➢ 设计初始阶段用来表达整个工厂或车间生产流程的图样，不编
入设计文件。
➢ 定性标出由原料转化成产品的变化、流向以及所采用的各种化 工单元及设备，供设计开始时工艺方案讨论。
② 能量供给、移出方式——反应器结构设计和辅助设施。 ③ 催化反应——催化反应方式和催化剂的选择。
确定主反应装置，可参考文献、资料、中试结果或已工业 化装置。
(2) 原料预处理过程 主反应对原料提出要求：如过程
主反应对原料提出要求：如纯度、温度、压力以及加料方 式等。
确定公用工程的配套措施——动力电、水、蒸汽、 压缩空气、冷冻、电热、氮气等。
确定操作条件和控制方案——控制方案和控制仪 表。
制定安全生产措施——对开车、停车、长期运转 及检修中，可能存在的不安全因素进行分析，制 订切实可靠的安全措施。
保温、防腐的设计——对需要保温、防腐的设备 进行设计。
三、工艺流程设计的基本方法 — 方案比较
图，不编入设计文件，多用于项目建议书、可行性研究报告等。 ➢ 一般用方框、文字表示一个单元，用箭头表示物流方向，表示
化学加工过程的轮廓。
(完整版)化工设计习题及答案
第一章化工厂设计的内容与程序1、化工设计的种类有哪些？答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。
根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。
2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。
3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。
4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？答：一、设计准备工作（1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。
二、方案设计方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。
三、化工计算化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。
四、车间布置设计主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。
五、配管工程设计任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。
六、提供设计条件工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。
七、编制概算书及编制设计文件概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。
第二章工艺流程设计1、化工工艺设计包括哪些内容？答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。
2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性；资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。
3、工艺流程设计的步骤有哪些？答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案，原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。
工艺流程设计
⼯艺流程设计第⼆章⼯艺流程设计（⼀）⼯艺原理1．反应原理主反应：⼄醛液相催化⾃氧化合成醋酸是⼀个强放热反应，其主反应为：)(21)(323液液COOH CH O CHO CH →+ mol kJ H K /294298-=?θ⼄醛氧化时先⽣成过氧醋酸，再与⼄醛合成AMP [8]分解即为醋酸： COOOH CH O CHO CH 323=+COOH CH AMP CHO CH COOOH CH 3332→→+ 副反应：CH 3CHO+O 2→CH 3COOOH(过氧醋酸) CH 3COOH →CH 3OH+CO 2 CH 3OH+O 2→HCOOH+H 2OCH 3COOH+CH 3OH →CH 3COOCH 3+H 2O 3CH 3CHO+O 2→CH 3CH(OCOCH 3)2+H 2O主要副产物：甲醇、⼆氧化碳、甲酸、醋酸甲酯等。
⼯业⽣产中⼤都采⽤⼄醛液相氧化法。
氧化剂：采⽤氧⽓作氧化剂的较多。
⽤氧⽓做氧化剂有下列两个主要要求：（1）充分保证氧⽓和⼄醛在液相中进⾏反应，避免在⽓相中进⾏；（2）在塔顶应引⼊氮⽓以稀释尾⽓，使尾⽓组成不达到爆炸范围。
2．反应机理⼄醛氧化反应存在诱导期，在诱导期时，⼄醛以较慢的速率吸收氧⽓，从⽽⽣成过氧醋酸。
过氧醋酸能将催化剂醋酸盐中的Mn 2+氧化为Mn 3+Mn 3+存在溶液中，⼜可引发原料⼄醛产⽣⾃由基。
COOOHCH O CHO CH 323?→?+-3-323OH Mn COO CH Mn COOOH CH ++?→?+++整个⾃由基反应由三个阶段组成：（1）链引发经过链引发后，氧化反应速率加快，由于⾃由基的存在会使分⼦链增长（2）链增长其中?33COOOHOCHCH CH 为⼄醛单过醋酸酯⾃由基（3）链终⽌通常情况下，反应速率常数k1、k2、k3、k8和k9远⼩于k4、k5、k6、k7。
因此，⼄醛氧化⽣成醋酸的反应初期存在引发阶段，即诱导期，这也是⽣产中必须有催化剂存在的情况下才能顺利进⾏的原因之⼀。
化工设计概论之工艺流程设计PPT(共103页)
反 应
产品 分离
产品 精制
贮存 包装
一、概念设计
1.工艺路线的流程化
将这六个过程详细地加以研究，具体 化到各个过程需要哪些化工单元操作加以 组合，各化工单元操作又需要什么样的装 备、设备、机械，这些单元操作的运行参 数以及它们的运行次序，物料在化工单元 操作中的“流水线”关系，以保证获得预 期质量和数量的产品，这个将工艺过程具 体化的设计过程，称为工艺路线的流程化。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计步骤 工艺流程设计一开始，首先进行概
念设计或方案设计，设计出工艺流程草图， 经物料计算后，再设计出工艺物料流程图， 当设备计算结束时，开始绘制初步设计的 管道及仪表流程图，只有当车间设计结束， 进一步修改流程图后才能最后画出正式的 施工图阶段的管道及仪表流程图。
第三节 工艺流程设计
产控制和管理。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计是工艺设计的核心，它 通过工艺流程图的形式，形象地反映化 工生产由原料输入到产品输出的过程， 其中包括物料和能量发生的变化，物料 的流向以及生产中所经历的工艺过程和 使用的设备仪表等。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计的主要任务
（1）确定生产流程中各个过程的具体内容， 顺序和组织方式，操作条件，控制方案，确定 “三废”治理方案，确定安全生产措施，达到 加工原料以制得所需产品的目的。
（2）在工艺流程设计的不同阶段，绘制不 同的工艺流程图。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计的原则
(1)尽可能采用先进设备、先进生产方法及成熟 的科学技术成就，以保证产品质量。
(2)充分利用原料，努力提高原料利用率，提高生 产率，采用高效率的设备，降低原材料消耗及 水电汽消耗，降低产品的生产成本，降低投资 和操作费用，以便获得最佳的经济效益。
《化工制图》课件-第2章 工艺流程图
三． 设备的图示方法 1. 设备（机器）用细实线，不按比例在图中画出，其中：
1）有规定图例的，按照规定图例绘制。 2）没有规定图例的，可根据实际外形和内部特征绘制。复杂机器设 备，允许用一细实线绘制长（正）方形框代表，框内注明位号与名称。 2. 所有接口（包括人孔、手孔、卸料口等）宜全部画出，其中与配管或 外界有关的管口必须画出。 3. 管口编号用大写英文字母（必要时可在其后附数字）加方框 （5mm×5mm）。 4. 管口一般用单细实线表示，也可与所连管道线宽度相同，允许个别管 口用双细实线。管口法兰用细实线。 5. 机器设备的支承，底（裙）座和基础平台等可不表示。
2. 它只是定性地图示出由原料转化成产品的变化、流向顺序、以及生产 中需采用的各种化工单元及设备。
3. 它一般按照工艺装置的主项（工段或工序、车间或装置）为单元，按 照工艺流程顺序，将设备和工艺流程线从从左至右展开画在同一平面 上的一种示意性展开图。它表示的主要内容和规范如下： A. 设备的图示和标注：绘制机器、设备示意图，标注位号、名称。 B. 流程线的图示和要求：粗实线表示主要物料的工艺流程线。横平竖直。 C. 流程线的标注：箭头表示流向，起止处标注物料名称、来源和去向。
2）相对高低位置应尽可能符合实际情况。地下或半地下设备，需要
表示出一段相关地面，地面以
表示。
四． 管道的图示方法
PID中要画出和标注全部工艺管道以及与工艺有关的一段辅助及公用
管道。工艺管道包括正常操作所用物料管道，工艺排放系统管道，开停
车和必要的临时管道。管道图示的具体要求如下：
阅读PID图
1. 一般用单线表达各类管道，具体线型规定如表3-2（P88）所示。 的难点之一
5. 分析取样点的表示方法 分析取样点要在选定的位置（设备管口或管道）
化工设计第2章工艺流程设计-修改
1、工艺流程草图
第三节 工艺流程图
工艺流程草图又称方案流程图或流程示意图，是用来表达整个工厂或
车间生产流程的图样。它定性地标出由原料转化成产品的变化、流向顺序以 及生产中采用的各种化工单元及设备。用于工艺方案讨论。
H2S约占总硫含量的90％
脱 硫 系 统 工 艺 方 案 流 程 图
半水煤气脱硫工艺流程说明：
( 4 ）标题栏 注写图名、图号、设计阶段、设计单位等。
第三节 工艺流程图
管道仪表流程图(PID)设计规定：
施工图规范： HG/T20519-2009《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》
设计规范： HG20559-93《管道仪表流程图设计规定》
各设计院自己的设计规定
第三节 工艺流程图
（一）通用设计规定
（2）生产设备类型与制造厂商调研
——设备是实现化工技术的关键，同时在投资中占很大比例。
（3）对调研结果进行全面分析对比
第二节 工艺流程设计
一、工艺流程设计的任务（流程组织或过程合成）
流程组织：权衡技术与经济、安全、工程等方面的因素，在过程开发实 验的基础上，结合化工生产过程的实际经验，将某个化工过程的原料准 备、反应合成、产物分离三个阶段的有关单元操作有机地组合在一起， 形成一个较优的工艺流程。
（3）文字与字母的标注 字体大小 7、5、3.5、3 （4）图面布置
（二）设备的表示方法
第三节 工艺流程图
1. 设备图形 （1）按规定图例画出设备外形轮廓和内部、外部结构特征 简图（P35）；图例可参照HG -20519.2
（2）设备之间的相对位置及管口位置： 设备示意图之间的距离以布置流程线合理方便为原则； ▲设备示意图之间的高低位置及设备上接管口的位置应符 合实际情况；
制药工艺与设备复习提纲及答案
2、医药洁净厂房湿度的确定。（掌握） 答：易吸潮产品（如硬胶囊、粉针等）相对湿度控制在 45-50%；片剂、颗粒剂等固体制剂 相对湿度控制在 50-65%。冬季可取低值，夏季取高值。（干球温度 23-25℃，相对湿度 20-50% 时，人体感觉最佳；相对湿度 35-50%时，细菌的存活力降低）
第2章 工艺流程设计
保护措施、车间环境与周围的情况以及各种技术路线的发展情况与动
向等。 2．生产设备类型与制造厂商调研(落实设备)
设备主要包括以下2种类型：定型设备：国内购买或进口
非定型设备：需设计制造
化学工程系化工与制药教研室
制药工程设计课程 Design of Pharmaceutical Engineering
工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图及管道仪表流程 图等。
化学工程系化工与制药教研室
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1、工艺流程草图
工艺流程草图又称方案流程图或流程示意图，是用来表达整个工厂或 车间生产流程的图样。它是设计开始时供工艺方案讨论常用的流程图， 是工艺流程图设计的依据。 生产工艺流程草图一般由物料流程、图例和设备一览表三个部分组成。 其中物料流程包括： (1) 设备示意图 设备可按大致几何形状画出，设备位臵的相对高低 不要求准确，但要标出设备名称及位号；
(4) 物料表 在流程下方用物料表的形式分别列出物料的名称、质量流量、
质量分数以及摩尔流量、摩尔分数等。 一般在设备附近列出热量衡算的结果，例如在换热器旁注出其热负荷。
图2-2是M/DBT工艺物料流程图。
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4．工艺管道及仪表流程图
管道仪表流程图（PI图）过去又称为施工流程图。管道仪表流程图 是借助统一规定的图形符号和文字代号，用图示的方法把化工工艺装 臵所需的全部设备、仪表、管道及主要管件，按其各自的功能，为满足 工艺要求和安全、经济目的而组合起来，以起到描述工艺装臵结构和功 能的作用。 管道仪表流程图要求画出全部设备，全部物料管线和主要公用工
第二章 工艺流程设计
CO2 + NaOH→Na2CO3 + H2O
15
化工设计
Design of Chemical Engineering
(3) 确定操作条件
1）温度； 2）压力； 3）组成； 4）反应的转化率
ⅰ）反应器操作参数的确定
ⅱ）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)； 2）回流比； 3）产品纯度和回收率；
27
化工设计
Design of Chemical Engineering
(2) 原料预处理过程 纯化 预热（冷） 提纯精制
混合
配制
汽化
干燥
压缩
粉碎
筛分
28
化工设计
Design of Chemical Engineering
(3) 产物后处理
产物处理(分离净化) 产品处理(作为下一工序原料进行筛选、包装、灌装、
1．先进性 先进性是指在化工设计过程中技术上的先进程
度和经济上的合理可行。
例1：美国20世纪50年代为了搞“继电器接点电路合成研究”， 曾联合几家实验室研究了5 年、耗资50万美元，完成后发表 成果时，才发现该项目早已被其他人完成； 例2：二十世纪80年代，上海某保温瓶厂研究以镁代银涂层， 花了十年时间才试验成功，然而国外早在1930年就有该项目 的专利报道。
9
化工设计
Design of Chemical Engineering
资料收集与整理的内容主要包括以下几个方面：
①国内外各种生产方法及工艺流程，生产现状与发展规划； ②原料来源、产品特点及应用情况；
③试验研究技术报告；
④综合利用及三废处理情况； ⑤生产技术的先进程度（水平），生产连续化、自动化程度；
制药工程工艺设计第二章_工艺流程设计
书写内容
表2—1字体高度
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图标中的图名及视
7
图纸中数字及字母
3、3.5
图符号
工程名称
5
图名
7
文字说明
5
表格中文字
5(格子小于6时3.5
7、图形绘制和标注 1）、绘出设备一览表上所列的所有设备(机器) a.设备外形 设备和机器按管道及仪表流程图上的设备、机器图例绘出。
3、图例 将设计中所画出的有关管线、阀门、设备附件、计量
-控制仪表等图形符号，用文字予以说明，以便了解流程 图内容。图例一般包括：
a.流体代号；b.设备名称代号；c. 管道等级号及管道材料 等级表； d. 隔热及隔声代号； e. 管件阀门及管道附件； f. 检测和控制系统的符号、代号等。
图例要位于第一张流程图的右上方。图例多时，给出 首页图，见HG 20519.4-92。
二、绘制工艺流程框图 生产方法和规模确定后，即可绘制工艺流程
框（草）图，是以方框或圆框、文字和带箭头的 线条的形式定性地表示出由原料变成产品的生产 过程。
三、进行方案比较 从成本、收率、能耗、环保、安全及关键设备
使用等方面对提出的几种方案进行比较，从中确 定最优方案。
四、绘制设备工艺流程图（简图）
三、工艺流程图的绘图步骤及要求
①图框、图签；把地面线用单线绘出。
②根据设备所处的相对高度，自左至右用细实线画出各设 备的外形轮廓，设备之间留有一定间距。（设备外形尺寸 可按相对比例画，按设备图例画，还要画出设备主要管口 等，）并标明其流程号（设备位号）。
③主物料管线用粗实线画出，用箭头标明流向。用中粗实 线（草图用细实线）画出水、汽、真空、压缩空气、冷冻 剂等管线和流动方向，用细实线画出管线上的阀门及管路 附件 （草图是主要的） ；
第二章工艺流程设计
三、工艺流程
1、工艺流程设计
工艺流程设计是化工设计中极其重要的环节，是 工艺设计的核心，考虑到实际化工生产过程的复 杂性以及工艺流程设计与其它工艺设计的牵连关 系，因此它不可能一步完成，而必须由浅入深， 由定性到定量，分阶段逐步进行。一般可分为两 个阶段，即工艺流程示意图和生产工艺流程图两 个阶段。
第二节 工艺流程设计
一、流程设计的任务及注意事项
1. 流程设计任务 （1）确定生产过程的配置和组合
工艺流程反映了由原料到产品的全过程，首先确定多少工 序来构成全流程，确定各单元过程的任务（即物料通过时要 发生什么物理变化、化学变化和能量变化），各工序之间连 接方式。 （2）确定各个工序的组成
采用多少设备来完成生产过程，各设备之间如何连接，每 台设备的作用和工艺参数。
第二章 工艺路线与工艺流程设计
第一节 工艺路线的选择与确定
一、概况 一个化工厂的设计是由化工工艺、土建、供排水、
采暖、保温、冷冻、电气、自控、概算等专业协同 配合完成的。其中工艺专业的设计决定了整个设计 的概貌，是设计的核心，其它专业的设计是以工艺 设计为基础的。 由于化学工业具有原料、工艺与产品的多方案性， 为了获取最大经济效益和社会效益，建设单位必须 对有关的技术方案进行全盘考虑。
（6）确定三废治理方案
（7）确定安全生产措施
对所设计的化工装置在开车、停车、长期运转 以及检修过程中可能存在的不安全因素进行认真 分析，制订出切实可靠的安全措施，例如设置事 故槽、安全阀、放空管、安全水封、防爆膜、阻 火器以及防静电（接地）等。
2. 流程设计应注意的问题 P28 （1）合理规划物料和能量流程 （2）必须具备生产概念，强化工程意识 （3）必须考虑生产操作的要求 （4）装置的操作弹性 （5）物料输送方式 （6）重力流程
制药工程工艺设计第二章工艺流程设计
制药工程工艺设计第二章工艺流程设计工艺流程设计是制药工程中非常关键的一个环节，它直接影响到最终的产品质量和生产效率。
本章将重点介绍工艺流程设计的内容和步骤。
一、工艺流程设计的基本概念工艺流程设计是指在制药工程中，根据生产要求和产品特性，确定合理的生产流程和操作步骤。
它包括原料准备、反应操作、分离纯化、干燥成型等环节，要考虑到每个环节的条件要求、工艺参数和设备选型等因素。
二、工艺流程设计的步骤1.确定产品要求：在进行工艺流程设计之前，首先需要明确产品的要求，包括产品的纯度、含量、稳定性等指标。
根据产品的特性，合理选择工艺流程，保证最终产品能够满足要求。
2.原料准备：根据工艺流程，确定所需的原料种类和数量，并进行准备工作。
原料的质量和纯度对最终产品的影响非常大，因此需要对原料进行严格的检测和筛选。
3.反应操作：根据产品的特性和反应原理，确定反应的条件和操作步骤。
包括反应温度、反应时间、反应压力、搅拌速度等参数的选择和控制。
4.分离纯化：根据反应后的混合物的性质和组成，选择合适的分离技术和设备，进行分离纯化操作。
常用的分离技术包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等。
5.干燥成型：分离纯化后得到的产物往往需要进行干燥和成型操作。
根据产物的特性，确定适当的干燥方法和设备，确保产物的质量和稳定性。
三、工艺流程设计的要点1.设计合理的工艺流程：工艺流程应当简洁合理，能够充分发挥原料的作用，同时避免不必要的反应和分离操作。
工艺流程应当具备良好的适应性，能够应对不同情况和需求。
2.控制关键工艺参数：工艺流程中的关键工艺参数对产品质量和产能有直接影响。
因此，需要根据产品的特性和工艺要求，合理选择和控制关键工艺参数。
3.优化设备选型：工艺流程设计的同时，还要考虑设备选型和设备布局。
根据生产规模和工艺要求，选择合适的设备，并合理布局，确保生产过程的顺利进行。
4.考虑安全环保因素：在工艺流程设计中，还需要考虑生产过程中的安全和环保问题。
化工设计概论第二章
第二节 工艺流程的设计
工艺流程设计是工艺设计的核心，它 通过工艺流程图的形式，形象地反映化 工生产由原料输入到产品输出的过程， 其中包括物料和能量发生的变化，物料 的流向以及生产中所经历的工艺过程和 使用的设备仪表等。
第二节 工艺流程的设计
工艺流程设计的主要任务
（ 1）确定生产流程中各个过程的具体内容， 顺序和组织方式，操作条件，控制方案，确定 “三废”治理方案，确定安全生产措施，达到 加工原料以制得所需产品的目的。 （2）在工艺流程设计的不同阶段，绘制不 同的工艺流程图。
wt% kgmol/h mol%
1 2 合 计 1 温 度
2
3 4
压 力
密 度 黏 度
二、工艺物料流程图的绘制
（5）物流变化和物流表 对于物料发生变化的设备，要从物 料管线上画一个引出线，并于引出线端用 列表的形式表示物料的组成、名称、质量 流量(kg／h)、质量百分数、摩尔流量 (kmol／h)。 物料的某些工艺参数，例如物料温 度、压力等可在流程线旁注明。
一、方框流程图(Block Flowsheet)
绘制要求：矩形框用细实线，用粗实线加箭头表示出主要物 流方向，并加上必要的文字注释。
硫酸 氧化铜 滤液
反应
过滤
母液
结晶
离心
产品
生产硫酸铜的方框流程图
生产聚甲醛的方框流程图
一、方框流程图和工艺流程草图
2、工艺流程草图
在方框图流程图的基础上，将各个工序过 程换成设备示意图，进一步修改、完善可得到 工艺流程草图。
三、管道及仪表流程图
(PID)
piping and instrument diagram
作用：为设备布置、管道布置设计提供依 据；为设备布置、管道布置及仪表控制等 施工安装提供依据；它是施工安装的指导 性文件。 要求：表示出全部工艺设备、物料管路、 阀件、设备的辅助管路以及工艺和自控仪 表的图例、符号等。
化工设计复习题一
《化工设计与制图》复习题一、填空题第一章化工厂设计的内容与程序1、概念设计是以过程研究中间结果或最终结果为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计。
2、化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算和设备选型和计算三方面内容。
3、设计代表工作的任务是参加基本建设的现场施工和安装。
4、根据化工过程开发程序进行分类，化工设计分为四种设计类型，即概念设计、中试设计、基础设计和工程设计。
5、在化工新技术开发过程中，可能存在三种类型的设计，即概念设计、中试设计和基础设计。
6、中试设计内容和程序基本上和工程设计相同，但由于规模小，若施工安装力量较强，可以不出管道、仪表、管架等安装图纸。
7、按国内传统设计体制，工程设计可分为三种类型，即初步设计、扩大初步设计和施工图设计。
第二章工艺流程设计8、在工艺流程草图中，流程线的起始和终了处注明物料的名称、来源及去向。
9、工艺流程草图又称为方案流程图或流程示意图，一般在生产方法（或工艺路线）确定后绘制，主要为工艺计算服务，也是工艺流程图设计的依据。
10、工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个组成部分：即管道号、管径和管道等级。
11、工厂的三废治理工程的“三同时”是指三废治理工程必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。
12、在选择生产方法和工艺流程时，应遵循的三原则是先进性、可靠性和合理性。
13、当生产工艺路线(生产方法)选定后，就可以进行流程设计。
14、工艺管道及仪表流程图一般采用 A1 图幅横幅绘制，数量不限；流程简单时，可采用A2图幅；图纸不宜加长和加宽。
15、化工工艺图纸的图线宽度有粗、中、细三种类型，其宽度比例为4:2:1 。
16、绘制工艺流程图时，流程线一般画成水平线和垂直线，转弯一律画成直角。
第三章物料衡算与能量衡算17、对于物料衡算而言，按计算范围分为单个设备的物料衡算与全流程的物料衡算。
18、在进行化工设计计算时，生产时间现在一般按 330 天或 8000 小时进行设计计算。
制药工艺设计(3.1.3)--工艺流程设计习题答案
第二章 工艺流程设计1、填空题1工艺流程设计包括实验工艺流程设计和生产工艺流程设计两部分。
2在初步设计阶段，工艺流程设计的成果是初步设计阶段带控制点的工艺流程图和工艺操作说明；在施工图设计阶段，工艺流程设计的成果是施工图阶段带控制点工艺流程图，即管道仪表流程图（PID）。
3工艺流程图是以设备的外形、设备的名称、设备间的相对位置、物料流线及文字的形式定性地表示出由原料变成产品的生产过程。
4工艺流程图分为工艺流程框图、设备工艺流程图、物料流程图、带控制点的工艺流程图。
5物料流程图有三纵行，左边的表示原料、中间体和成品；中间的表示单元反应和单元操作；右边的表示副产品和“三废”排放物。
6当一个流程图中包括有两个或两个以上完全相同的局部系统时，可以只绘出一个系统的流程，其他系统用细双点划线的方框表示，框内注明系统的名称及其编号。
7在带控制点工艺流程图中，设备一般需要标注设备号、位号线、设备名称。
8在带控制点工艺流程图的设备标注中，设备位号包括设备类别代号、主项号、设备顺序号以及相同设备的尾号。
9工艺流程图中对管道进行标注时，一般包括流体代号、管道号、管径和管道等级代号四个部分，各个部分之间用一短横线隔开。
对于有隔热、隔声要求的管道，还要在管道等级代号之后注明隔热隔声的代号。
10管道等级代号由管道材料代号、管道的压力等级代号和序号三部分组成。
11在制药工业生产中，参见的操作方式有连续操作、间歇操作和联合操作三种方式。
12一般将化学原料药的工艺流程分为原料预处理过程、反应过程、产物后分离过程、产品的精制烘干包装和“三废”处理过程五个部分。
13离心泵的控制变量是出口流量，自控一般采用出口直接节流法、旁路调节法和改变泵的转速法。
填空题部分，一般都是对应的基本概念和基本常识的理解，不会有特别的出错部分。
题13中，需要指出的是往往学生对于“改变泵的转速法”不是特别的理解，认为泵选择后电机的功率就一定了，如何实现调节呢？其实实际上可以在电机上设置无级调速器来实现电机功率的控制，从而使得流量改变。
第二章工艺流程设计
(一）确定生产流程中各个生产过程的具体内容 （1）确定整个流程的组成
应确定采用多少单元过程或工序来构成由原料制 得产品的全过程，确定每个单元过程的具体任务以及 每个生产过程或工序之间如何连接。 （2）确定每个过程或工序的组成和具体任务
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，并明确每台设备的作用 和它的工艺参数。
塔顶馏出线一般不设阀 门，直接接塔顶冷凝器。 为避免塔被超压损坏，塔 顶常设安全阀。安全阀常 设在塔顶或塔顶馏出管线 上，如图a所示。
在重力回流式冷凝系统中设置液封管可以防止冷凝 器出口管线中的气相倒流，如图b所示。
3．换热器
（1）类型和结构
流程图中表示换热器的所有开口位置应大体接近换 热器投入运行时的方位。在流程图中通常给出介质的流 向。一般情况下，冷流体由下部进入，上部排出。使用 蒸汽为热源加热时，蒸汽从上部引入，冷凝水由下部排 出。
夹套中的液相介质从容器底部进入，通过有挡板 的环形空间，以曲折的路径从顶部离去；如果是会冷 凝的介质，则从顶部进入而从底部离去。夹套中的液 相介质可以用水或水蒸气。
夹套类型示意图
②内部盘管和直管
内部盘管一般置于带搅拌容器的内部以便改善传热， 既可以单独使用，也可以作为夹套的补充。内部盘管的 直径要适当，以保证盘管与搅拌桨之间有足够的回流空 间。
溢流管接口图
（3）排放 大多数容器底部应设有放净阀，供容器放净使用。
排放管道的去处应予注明，如下图所示。
（4）取样接口
取样接口可以设在容器上、容器底部的排料管道上 或容器进料泵的输出管道上，对于有分层倾向的料液， 需在各个液层里设置取样接口。
① 取样口应设在操作方便，具有代表性的地方，对连续进 出物料的塔和容器，当体积较大时，取样往往不能及时 反映当时物料质量情况。取样口最好不装在这些设备上， 而尽量装在压力管线上。
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二、工艺方案确定与论证
➢为了完成流程设计的任务,在正式流程设计 前设计人员必须进行工艺方案 (或工艺路线 或技术方案)确定与论证,即选择论证生产方 法和工艺流程。
➢如果建设单位未提出某产品的生产方法,则 需先对生产的技术方案进行选择确定;若设 计项目的工艺路线已确定,必须论证之。
（一）工艺路线的确定
• 管道仪表流程图又分为工艺管道仪表流程 图和公用工程管道仪表流程图。
（二）工艺流程设计的任务
流程设计就是如何把原料通过化工过程和 设备,经过化学物理变化逐渐变成需要的化 工产品的设计。或者说,是通过图解的方式 体现出由原料变成产品的全部过程的设计。
➢工艺流程设计的任务主要包括两个方面:
• 确定生产流程中各单元过程
➢流程设计由定性到定量进行,根据先后次 序可为四种流程图设计程序
• 流程框图(能反映产品生产的技术路线及 主要设备)
• 流程示意图(以设备形式定性地表示各个 过程的单元生产路线及各物流的流向)
• 流程草图(能表示各单元过程和单元操作 的设备特征、自控方案、工艺操作参数的 情况等）
5. 三维流程图
❖ 三维流程图是将工厂的设备、管件按 其建成时的情况用等轴角测图表示。
MgO工段三维流程图
6. 管道仪表流程图
➢简称PID（Process Instrumentation Diagram)
➢有时又称带控制点工艺流程图。
• PID（见下图或P26-27图2-3）应表示全部 工艺设备、物料管路、阀门、设备的辅助 管路和控制仪表的图例、符号等。
3. 工艺流程草图（方案流程图）
工艺流程草图一般由物料流程、图例 和设备一览表等三个部分组成。
➢ 物料流程 ➢ 图例
图例中只须标出管线图例。阀门、仪表等无须标出。 ➢ 设备一览表
设备一览表也只包括序号、位号、设备名称和备注， 有 、时可省略设备一览表和图框。
工艺流程草图是一种示意性的从左至右的展开图。
➢ 确定工艺路线的七个原则:
• (1)技术上可行:指投资后,能生产出产品,且质量指 标、产量、运转的可靠性及安全性等既先进又符 合国家标准，这对实验室研究项目成果的工程化 尤为重要。
• (2)经济上合理:指生产的产品具有经济效益, 对有 些特殊的产品,为了国家需要和人民的利益,主要考 虑社会效益或环境效益,而经济效益相对较少,这种 项目也是需要建设的,但其只能占工厂建设的一定 的比例,是工厂可以承受的,不影响工厂整个生产。
2.第二章工艺流程设
➢ 本章讨论内容：
一、三个基本概念 二、工艺方案确定与论证 三、工艺流程设计方法 四、管道仪表流程图（PID）设计与绘制 五、带控制点工艺流程 六、辅助生产流程 七、设计示例 八、计算机辅助设计软件简介
一、三个基本概念
（一）常见的工艺流程图 （二）工艺流程设计的任务 （三）流程设计程序
• PFD和PID
（三）流程设计程序
➢根据工程建设进展可分为五阶段程序：
• 项目建议书版本（采用流程示意图,表示 出生产路线的原则流程)
• 可行性研究版本(用流程草图表示) • 初步设计版本(用PFD和带控制点工艺流
程图表示) • 施工图版本(以详细的带控制点工艺流程
图PID表示) • 竣工图版本(完全按照现场情况绘制)
• 绘制：图上各车间（工段）用细实线画成 长方框来示意。流程线只画出主要物料， 用粗实线表示。流程方向用箭头画在流程 线上。图上还注明了车间名称，各车间原 料、半成品和成品的名称、平衡数据和来 源、去向等。
3. 工艺流程草图（方案流程图）
工艺流程草图一般由物料流程、图例和 设备一览表等三个部分组成。(P24图2-1)
➢物料流程 (1) 设备示意图。图中的设备只画出大致轮廓和示意结构，甚至画一个 方框代替也可以。设备的相对位置高低也不要求准确，备用设备在流 程草图中一般省略不画。但设备一般都要编号，并在图纸空白处按编 号顺序集中列出设备名称。
(2) 流程管线及流向箭头。流程草图中应画出全部物料管线和一部分动 力管线（如水、蒸汽、压缩空气和真空等）。物料管线用粗实线画出， 动力管线用中粗实线画出。在管线上用箭头表示物料的流向。
（一）常见的工艺流程图
1. 方框流程图 2. 总工艺流程图或物料平衡图 3. 工艺流程草图 4. 工艺物料流程图 5. 三维流程图 6. 管道仪表流程图
1. 流程框图
➢亦称工艺流程方框(示意) 图(见下图)
• 功能:说明某一已确定的工艺过程所包括的 每一个主要工艺步骤.
• 用途:向决策机构、上级管理部门提供该工 艺过程的快速说明,如项目建议书中所提供 的就是流程示意图.
• 绘制要求:采用方框及文字表示主要的工艺 设备及过程,用箭头表示物料流向.
Cl2
卤化反应器
泵
蒸发器
热裂解炉
C2H4
喷淋急泠塔 蒸馏塔（Ⅰ）
冷凝塔
蒸馏塔（Ⅱ）
HCl
C2H3Cl
C2H4Cl2
排放
图： C2H3Cl生产工艺方框流程图
2. 总工艺流程图或物料平衡图
➢对综合性化工厂则称全厂物料平衡图
• 用途：总工艺流程图是在炼油化工厂设计 中，为总说明部分提供的全厂流程图样。
(3) 文字注解
3. 工艺流程草图（方案流程图）
工艺流程草图一般由物料流程、图例 和设备一览表等三个部分组成。
➢ 物料流程 (1)设备示意图 (2) 流程管线及流向箭头 (3) 文字注解 ①在流程图的下方或图纸的其他空白处列出各设备的编号和名称。 ②在管线的上方或右方用文字注明物料的名称。 ③在流程线的起始和终了处注明物料的名称来源及去向 。
4. 工艺物料流程图（PFD）
➢ PFD是在全厂总工艺流程图基础上，分别表达各 车间内部工艺物料流程的图样。在流程上标注出 各物料的组分、流量以及设备特性数据等。
➢ 图中应表示该工艺中各单元操作的主要设备，设 备之间带有流向的箭头连接表示主要物料通过的 工艺过程或进行循环的途径。在适当的节点，如 设备的进出口、管路的分叉点或回合点等处，要 标出物流按质量、物质的量或容积为基础的流率。 重要的物理参数，如温度、压力、相对密度和粘 度等都应在必要处标示出来。(或见P25图2-2）