第三章-工艺流程设计
生物工程工厂
生物工厂设计题型：①名词解释②填空③判断④计算⑤设计题绪论生产工艺设计在总体设计中的重要地位：从总体设计来说，生产工艺设计总体设计的主导设计，生产工艺专业是主体专业，它起着贯穿全过程并且组织协调各专业设计的作用，而其他配套专业是根据生产工艺提出的要求来进行设计的。
所以，生物工程工厂生产工艺设计的范围是负责全厂生产工艺流程设计和各生产车间的设计，并向配套专业人员提供设计依据、提出设计要求。
工艺专业向配套专业提出的要求将作为配套专业设计的重要依据。
因此，生产工艺设计不仅要求自身工艺设计具有先进性和合理性，而且也将直接影响到其他协同配套专业的设计先进性和合理性。
第一章基本建设程序基本建设程序：是指基本建设项目在整个建设过程中各项工作必须遵循的先后顺序。
基本建设程序的内容：建设前期阶段，建设期阶段，交付使用期阶段。
项目申请报告：是设计工作的前奏，其任务就是向国家、省、市有关主管部门直接申请工程项目，以期批准建设。
可行性研究：是工程项目建设的首要环节，是决定项目投资命运的关键。
其意义在于避免和减少建设项目决策的失误，提高建设投资的综合效益。
初步设计阶段的划分：三阶段设计、两阶段设计、一阶段设计三阶段设计：初步设计→技术设计→施工图设计两阶段设计：扩大初步设计→施工图设计一阶段设计：施工图设计两阶段设计综合了三阶段和一阶段设计的优点，既可靠，又节约时间，是我国基本采用的设计方法。
初步设计的主要内容：总图、运输、工艺、土建、电力、照明、采暖、通风、空调、给排水、动力及设计概算等。
初步设计的成果：设计说明书、设计图纸。
第二章厂址选择与工厂总平面设计厂址选择的原则:①符合国家的方针政策：符合区域经济发展规划、国土开发及管理的有关规定。
②厂区自然条件符合要求：气候、水文、地质、地形地貌、水源等条件③遵循指向原理：根据原料、市场、能源、技术、劳动力等生产要素的相对区位综合分析具体厂址所在地点的选择，则要从场地的自然条件、技术经济条件及所在行业的特点三方面考虑，依次满足相应的条件。
工艺流程
PEB回收塔从不可回收的双环化合物如二苯甲烷和二苯乙烷中，分离可回收利用的组分，主要是二乙苯、丁苯和三乙苯。PEB回收塔的操作要求是控制PEB在塔釜残油中含量最少，同时限制馏出物中双环化合物的量。
PEB回收塔在真空下操作。此塔的再沸器使用高压蒸汽，塔顶冷凝器TT-1114产生低低压蒸汽。PEB塔再沸器是用泵循环、抑制汽化的设计，目的是为了获得好的操作弹性和稳定的沸腾状态。从PEB塔回流罐MS-1112来的塔顶凝液用PEB回流泵PP-1112A/S既作为回流送至塔顶，又作为精制循环PEB送至转烷基化反应器。塔釜的出料作为吸收塔的贫油，被PEB塔釜泵PP-1113A/S送至苯乙烯单元的尾气吸收系统。在残油进储罐之前，其可以被PEB残油冷却器TP-1120冷却。一小股泵出口的塔釜物料经TP-1120冷却再经过PEB残油过滤器GF-1138A/S，用作PP-1113A/S的净化冲洗。PEB回收塔的尾气经PEB塔尾气冷凝器的冷却水进一步冷凝，同时PEB塔真空泵PV-1129提供了塔的真空。
转烷基化反应器的进料是苯和PEB的混合物，操作的比例是苯比PEB质量比2.0。循环PEB与苯混合并在转烷基化反应器TT-1102进料加热器中被高压蒸汽加热。当催化剂是新的时，转烷基化反应进料温度期望大约在190oC。渐渐地随着转烷基化反应催化剂活性下降，入口温度会提高到220oC，这是最高的循环温度。
在精馏单元，未反应的苯，PEB和重组分从烷基化和转烷基化反应器出料中分离出来以生产EB产品。EB单元内的精馏单元共有5个塔，其中4个可以由其塔顶馏出物冷凝（放热）而产生可用的蒸汽。
苯回收塔（AS－1101）从烷基化和转烷基化反应器出料中回收苯。经过苯回收塔精馏后的液苯将给烷基化和转烷基化反应器系统进料。苯回收塔的塔釜液给EB回收塔进料。在EB回收塔的塔顶可得到精馏后的高纯度乙苯。EB回收塔的塔釜液给PEB回收塔进料，PEB回收塔可以从重组分中分离出PEB和其他更高级的烷基苯。纯净的PEB馏出物给转烷基化反应器系统进料，PEB回收塔的塔釜液将作为苯乙烯单元的贫油吸收剂，最终作为燃料油焚烧。为了移除在反应器中产生的和进料带来的水和少量的烃（碳氢化合物）组分，还提供了一个轻组分塔。轻组分浓缩后和苯乙烯单元排放气一起通入苯乙烯单元的尾气吸收系统最终进入氢气压缩机或作为苯乙烯单元的蒸汽加热炉燃料。
石油化工技术《第三章：工艺流程设计内容教案》
扬州工业学院信息化设计教案化工工艺过程包含哪些环节？〔教师提出问题学生回忆所学知识小组讨论教师总结要点〕化学加工过程是将一种或几种化工原料，经过一系列的物理和化学的单元操作，最终获得产品。
一个典型的化工工艺流程一般可由六个单元组成，如下图。
知识链接工艺流程设计的内容：〔知识点授课教师总结〕l 原料贮存原料贮存是指保证原料的供给与生产的需求相适应。
在化工生产中，贮存量主要根据原料的性质、贮存量可为几天至几个月。
本企业可以自己供给的，除了产品生产处有贮存量外，还要有一定裕量作缓冲之用。
2 进料预处理过程一般来说原料大多不符合要求，需要进行处理。
根据反响特点，对原料提出如纯度、温度、压力以及加料方式等的要求，据此采取预热〔冷〕、汽化、枯燥、粉碎、筛分、提纯、混合、配制、压缩等操作或加以组合。
原料预处理的过程是根据原料性质、处理方法而选取不同的装置、不同的输送方式及连接方式，从而可能设计出多种不同的流程。
3 反响反响是化工生产过程的核心。
将原料按比例配好，送入反响器中，在适当的反响条件下，发生化学变化得到产品。
根据反响过程的特点、产品要求、物料特性、根本工艺条件来确定采用的操作条件、反响器类型及采用的生产方式。
确定主反响装置：可参考文献、资料、中试结果或已工业化装置。
①反响器类型及操作方式连续、间歇—反响的动力学特性、物料特性、工艺条件②能量供给、移出方式——反响器结构设计和辅助设施。
③催化反响——催化反响方式和催化剂的选择。
4 产品的别离在实际反响过程中，往往会出现一些副产物或不希望得到的杂质。
反响结束后，产品、副产品、杂质与未反响的原料别离，再分别加以利用。
如果原料的转化率低，可将经别离后未反响的原料再循环返回反响器，再次参与反响以提高收率。
用于产物的净化、别离的过程，往往是整个工艺过程中最复杂、最关键的局部，有时甚至成为制约整个工艺生产能否进行的关键环节，是保证产品质量的极为重要的步骤。
别离技术的选择根本原那么。
第三章 工艺流程设计
第三章工艺流程设计⏹3.1概述⏹3.2工艺流程技术设计⏹3.3工艺流程图化工装置控制室焦化厂中控室扬子石化股份有限公司芳烃厂中央控制室⏹制药厂空调机组天津开发区海光化学制药厂制药厂废水处理全套设计图广州白云山制药厂制药厂反渗透装置3.1 概述3.1.1工艺流程设计的作用⏹工艺流程设计是在确定的原料路线和技术路线的基础上进行的，它是整个工艺设计的核心。
其可靠性、合理性及先进性决定产品的高质量、低成本。
⏹工程设计中最重要、最基础的设计步骤，车间工艺设计的其它项目受制于工艺流程。
⏹其与车间布臵设计一起决定车间或装臵的基本面貌。
3.1.2工艺流程设计的任务1.确定工艺流程的组成2.确定载能介质的技术规格和流向⏹3.确定操作条件和控制方法⏹4.确定安全技术措施及“三废”治理方法5.绘制不同深度的工艺流程图⏹初步设计⏹施工图设计工艺流程设计的原则⏹保证产品质量符合规定要求⏹尽量采用成熟、先进的的技术设备⏹满足GMP的要求⏹尽可能少的能耗⏹尽量减少“三废”排放量⏹具备开车、停车条件，易于控制⏹具有柔韧性，（在不同条件下正常操作的能力）⏹具有良好的经济效益⏹确保安全生产，以保证人身和设备安全。
3.1.3工艺流程设计的基本程序⏹1、工艺路线的选择⏹2、确定工艺流程的组成和顺序3、绘制工艺流程框图⏹可用方框、文字和箭头等形式定性表示出由原料变成产品的路线和顺序，绘制出工艺流程框图。
⏹4、绘制工艺流程示意图⏹分析各过程的主要工艺设备，以图例、箭头和必要的文字说明定性表示出由原料变成产品的路线和顺序。
5、绘制物料流程图⏹进行物料衡算和能量衡算，绘制出物料流程图。
此时，设计已由定性转入定量。
6、绘制初步设计阶段带控制点的工艺流程图⏹进行设备、管道的工艺计算以及仪表自控设计。
绘制出初步设计阶段带控制点的工艺流程图，并列出设备一览表。
7、绘制施工阶段带控制点的工艺流程图⏹初步设计阶段的工艺流程设计审批后，按审查意见，对工艺流程图中所选用的设备、管道、阀门、仪表等作必要的修改、完善和进一步的说明。
工艺流程设计全解
举例说明工艺路线的流程化 以HCl和CH3OH合成CH3Cl为例，假如我们已经选择了“气一液相”合成CH3Cl，主反应是：
举例说明工艺路线的流程化
举例说明工艺路线的流程化
举例说明工艺路线的流程化
为了控制水洗塔生成废酸水的量，可以设计一个带有再沸器的HCl吸收塔，充分吸收HCl，制成稀盐酸，再将 夹有微量水份和甲醇的CH3Cl经冷冻除水、脱醇。原料预处理流程可以简化为不必混合，直接进入反应釜。简 化后的流程框图。
（3）标题栏及其它 标题栏按图纸常规，注明图号，设计阶段等。
4. 带控制点工艺流程图（process and control flowsheet）
带控制点的工艺流程 图
初步设计阶段带控制点工艺流程图
施工设计阶段带控制点工艺流程图 也称管道及仪表流程图(PID图)
☺ 完成设备设计计算，确定控制方案，即可绘制初步设段带控制点工艺流程图。并作为设计成果编入初步设段的设计文件 中。
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。 ➢ 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。 ➢ 生产工艺流程草图一般由物料流程、图例、必要的文字说明三部分组成。 ➢ 要画出主要设备示意外形. 设备用细实线画出外形、形状不要求准确，用线条和箭头表示主要物料管线和流向，物料线用粗实
的量化设计，通过计算，对化工工艺流程进行逐步完善、拾遗补缺，全面系统地研究物料、能量、操作、控制， 使各化工单元过程完整地衔接和匹配，能量得到充分利用。
工艺流程设计
工艺流程设计一、工艺流程设计的作用工艺流程设计是在确定的原料路线和技术路线的基础上进行的，它是整个工艺设计的中心。
工艺流程设计是工程设计中最重要、最基础的设计步骤，对后续的物料衡算、工艺设备设计、车间布置设计和管道布置设计等单项设计起着决定性的作用，并与车间布置设计一起决定着车间或装置的基本面貌。
因此，设计人员在设计工艺流程时，要做到认真仔细，反复推敲，努力设计出技术上先进可靠、经济上合理可行的工艺流程。
二、工艺流程设计的基本程序工艺流程设计是一项非常复杂而细致的工作，除极少数非常简单又比较成熟的工艺流程外，都要经过由浅入深、由定性到定量、反复推敲和不断完善的过程。
一般地，工艺流程设计可按以下基本程序进行：1.工艺路线的选择当一种产品存在若干种不同的工艺路线时，应从工业化实施的可行性、可靠性和先进性的角度，对各工艺路线进行全面细致的分析和研究，并确定一条最优的工艺路线，作为工艺流程设计的依据。
在选择工艺路线时，应特别注意工艺路线中所涉及的关键设备和特殊工艺条件或参数。
一些工艺路线常常因为解决不了工业化时的关键设备或难以满足所需的操作条件或参数，而不能实现工业化。
2.确定工艺流程的组成和顺序根据选定的工艺路线，确定工艺流程的组成，包括全部单元反应和单元操作，并明确各单元反应和单元操作的主要设备、操作条件和基本操作参数(如温度、压力、浓度等)。
在此基础上，确定各设备之间的连接顺序以及载能介质的技术规格和流向。
3.绘制工艺流程框图当工艺路线及工艺流程的组成和顺序确定之后，可用方框、文字和箭头等形式定性表示出由原料变成产品的路线和顺序，绘制出工艺流程框图。
4.绘制工艺流程示意图在工艺流程框图的基础上，分析各过程的主要工艺设备，在此基础上，以图例、箭头和必要的文字说明定性表示出由原料变成产品的路线和顺序，绘制出工艺流程示意图。
5.绘制物料流程图当工艺流程示意图确定之后，即可进行物料衡算和能量衡算。
在此基础上，可绘制出物料流程图。
第3章-工艺流程图2PPT优秀课件
（一）概述
工艺流程图：表达化工生产工艺流程。
流程框图
生产工艺的示意流程
方案流程图
原料到产品的工艺过程及设备
物料流程图 (PFD)
图形和表格相结合，反应物料衡 算和热量衡算结果
管道仪表流程图 （PID）
所有设备、管道、阀门及各种仪 表控制点
•（二）工艺流程图的阅读
➢ 2.1 工艺流程图的一般规定
工艺流程图规格： 带有设计单位名称统一标题栏的标 准规格的图纸
第3章 工艺流程图
第3章 工艺流程图
1
概述
2
工艺流程图的阅读
3
流程框图
4
方案流程图
5
物料流程图
6
带控制点工艺流程图
•（一）概述
化工工艺流程图是用来表达整个工厂或车间生 产流程的图样。它既可用于设计开始时施工方案的 讨论，亦是进一步设计施工流程图的主要依据。它 通过图解的方式体现出如何由原料变成化工产品的 全部过程。
陶瓷 拉西环填料
聚丙烯
•（二）工艺流程图的阅读
•（二）工艺流程图的阅读
固定列管换热器
浮头式换热器
•（二）工艺流程图的阅读
U型管式换热器
板式换热器
•（二）工艺流程图的阅读
•（二）工艺流程图的阅读
离心泵
往复泵
•（二）工艺流程图的阅读
•（二）工艺流程图的阅读
•（二）工艺流程图的阅读
•（二）工艺流程图的阅读---习题1
工艺流程设计是设计方案中规定的原则和主导 思想的具体体现，也是下一步工艺设计和其他各专 业设计的基础，即决定了以后工艺设计和其他专业 设计的内容和条件。
•（一）概述
生产工艺流程设计就是如何从原料通过化工过 程和设备，经过化学或物理变化逐步变成需要的产 品，即化工产品。
工艺流程设计目录模板
工艺流程设计目录模板第一章介绍
1.1 研究背景
1.2 目的和意义
第二章工艺流程概述
2.1 工艺流程定义
2.2 工艺流程的重要性
2.3 工艺流程设计原则
第三章工艺流程设计的基本步骤
3.1 数据收集与分析
3.1.1 数据来源
3.1.2 数据分析方法
3.2 工艺流程建模
3.2.1 流程图设计
3.2.2 过程描述
3.3 工艺流程优化
3.3.1 优化目标
3.3.2 优化方法
第四章工艺流程设计的关键要素 4.1 设备选择与配置
4.2 原料与物料流动
4.3 工艺参数设定
4.4 自动化与控制系统
第五章工艺流程设计的案例分析 5.1 XXX项目工艺流程设计
5.1.1 项目背景
5.1.2 工艺流程概述
5.1.3 设计步骤与方法
5.1.4 结果与效益分析
5.2 XXX项目工艺流程设计
5.2.1 项目背景
5.2.2 工艺流程概述
5.2.3 设计步骤与方法
5.2.4 结果与效益分析
第六章工艺流程设计的挑战与展望 6.1 挑战
6.2 展望
结论
参考文献。
环境工程设计课件——第三章 工艺流程设计
具体收集的内容主要有以下几方面：
①要处理的污染物的种类、数量、规模物理性质、化 学性质和其他特性； ②国内外处理该污染物的工艺路线； ③试验研究报告；
④处理技术先进与否、自动化的高低以及污染物的测 试方法； ⑤所需要的设备的制造、运输和安装情况； ⑥处理项目建设的投资、运行费用、占地面积；
⑦水、汽、电和燃料的用量及供应，主要基建材料的 用量及供应； ⑧厂址、水文、地质、气象等资料； ⑨车间的位置、环境和周围的情况。
二、工艺路线选择的ห้องสมุดไป่ตู้本步骤 选择处理工艺路线时一般要经过四个阶段。
1、收集资料，调查研究
根据要处理的污染物种类、数量和规模，有计划、 有目的地收集国内外同类污染物处理的有关资料，包 括处理技术路线的特点、工艺参数、运行费用、消耗 材料、处理效果以及各种技术路线的发展情况与动向 等经济和技术资料。收集和掌握国内外污染处理的经 济和技术资料，仅仅靠设计人员自己是不够的，还要 得到信息技术部门的帮助，甚至还可以向咨询部门提 出咨询。
选择说明： ①如果浓度较大时，需要进行预处理和深度
处理才能达到排放标准； ②对于连续的且高浓度的有机废气，可选择
催化燃烧方法，生成的产物为CO2十H2O； ③对于不连续的有机废气，可选择吸收或吸
附法处理。
[例2] 啤酒生产主要以玉米和大麦为原料，加 入啤酒花和鲜酵母进行酿造而成。其废水主要 包括浸麦废水、糖化废水、废酵母液、洗涤废 水和冷却排水等。污水中的主要成分为糖类和 蛋白质，主要水质指标为COD = 1000～2500 mg/L，BOD = 700 —1500mg/L，SS = 300 — 600mg/L，pH = 5～6，属于中等浓度可生物降 解的有机废水。该废水处理工艺路线有以下几 种选择：
第三章-选矿工艺流程的设计与计算(4)
（一）流程计算原始指标数
流程计算所用的必要而充分的原始指标数Np可用下式计算： Np=C（np-ap）
式中：C——计算成分，若流程只按各产物重量计算（如碎磨 流程），则C=1；若流程既按各产物重量计算，又按产物中 所含某一种有用成分（单金属）计算，则C=2；若流程既按 各产物重量计算，又按产物中所含几种有用成分（多金属） 计算，则C=1+e； e——有用成分数； np——流程中的选别产物数；
（三）原始指标的确定原则
在确定原始指标数值时，应以选矿试验 报告为主要依据，同时参考矿石性质类 似的选矿厂的生产资料。
当设计流程与试验推荐的流程不完全一 致时，新增加中间作业的产物指标数值 可参考类似选矿厂相同作业的富矿比和 作业回收率来确定。
正常条件下，生产指标应低于试验指标。
B 单金属矿选别流程计算
和各有价成分回收率计算混合精矿产率，而不 按单一有价成分的品位计算。因为混合浮选时，
混合精矿中的脉石含量常常是一致的，因而有 用矿物的总含量也是比较稳定的，即按下式计 算各作业精矿的产率：
γ=（α1ε1+α2ε2+α3ε3+……+αmεm）/β
多金属矿流程计算实例
计算原始指标总数：
Np=C(np-ap)=3(10-5)=15 Nγ=0；Nε=0；Nβ=15 β7=6.854； β8=0.162； β11=12.653；β12=0.668； β13=0.831； β14=0.120; β16=17.190；β17=2.866； β18=0.915； β19=0.100； β'7=21.999； β'11=34.507; β'11=34.507； β'16=38.380; β'13=13.563； β'18=20.641. 此外，q1=45.5t/h; β4=0.9； β'4=8.98。
第三章 制陶的工艺流程
第三章制陶的工艺流程第一节炼泥炼泥是陶器生产工艺流程中的第一步，炼成的好陶泥能为后期制作陶艺精品提供可靠地保证，反之，会给后期制作带来困难，甚至是功亏一篑的遗憾。
泥的炼制一般可分为手工炼泥和机械炼泥两种。
1. 手工炼泥：（1 ）晒泥。
一般粘土（陶土）从矿山开采出来后，要经过3 ～6 个月的自然风化，通过风吹日晒和雨淋，坚硬的粘土矿会松散，便于粉碎，同时雨水也会冲去部分可溶盐类及其他对制陶无益的矿物，从而提高粘土的纯度；（2 搅泥。
将晒好的陶土放入水中慢慢搅拌，使陶土融化变成泥浆；（3 ）过浆。
把一大块海绵放在竹扁上，使泥浆通过海绵，过滤掉其中的碎屑、杂质，得到干净细腻的泥浆。
再将过滤后的泥浆沉淀，排放掉表层的水，就得到了完全细腻的泥浆；（4 ）晾晒去水。
将完全细腻的泥浆堆放在平台上晾晒，待泥浆边缘出现裂纹、表面已无水分为最宜；（5 ）柔泥。
先用棍子打泥，目的是将经过一系列过程后结成块的泥打松散，然后再用手不断地揉搓，去除泥中的气孔，使泥的质地更细腻，这样才得到最终用来做陶的陶泥。
2. 机械炼泥：开采出来的粘土矿经过晒泥之后得到松散易于粉碎的粘土，将粘土放入打浆机中强行打成浓度较低的泥浆，经除砂间除砂去杂后，放入沉淀池中存放一段时间，再使用水泵抽取沉淀后表层的水，然后直接通过过滤机使泥浆压滤脱水成泥饼，再经真空炼泥机炼泥，炼好的泥需放入真空室，通过压力差，排除泥中的空气，最终得到适合做陶的陶泥。
真空炼泥机的优点：制作陶泥耗时短，可使陶器生产过程连续化，并可排除泥饼中的残留空气，提高泥的致密度和可塑性，并使泥组织均匀，改善其成型性能，提高干燥强度和烧成后的强度。
真空炼泥机的缺点：真空炼泥机在使用时，泥段容易出现螺旋状开裂、断裂等缺陷。
炼好的陶泥要通过割泥器分隔开来，摞成柱状，以便于储存和制作时使用。
第二节泥料成型陶器的造型千变万化，大到数米高的花瓶，小到精巧玲珑的小碗，薄如蝉翼的薄胎瓶、薄胎碗等更是让人惊讶不已。
精细化工第三章-工艺流程图-xs
图1－3 氯苯硝化制 备硝基氯苯 最简单的物 料流程图
图1－4 氯苯硝化制备硝 基氯苯用框图表 示的物料流程图 CB－氯苯 NCB－硝基氯苯 基准－㎏· -1 h
物料流程图 应该编入初 步设计说明 书
4. 带控制点的工艺流程图－定量的图
初步设计阶段带控制点的工艺流程图
施工图设计阶段带控制点的工艺流程图 ⑴ 带控制点的工艺流程图基本要求 ⑵带控制点的工艺流程图的图面要求
初步设计阶段在施工图设计阶段一般需要绘制的工艺流程图生产工艺流程设计的基本程序工艺路线的选择确定工艺流程的组成和顺序绘制工艺流程框图绘制工艺流程示意图绘制物料流程图绘制初步设计阶段带控制点的工艺流程图绘制施工阶段带控制点的工艺流程图二工艺流程设计方法工艺流程设计中的方案比较产物收率原料单耗能量单耗产品成本设备投资操作费用等均可作为方案比较的评判标准工艺流程中的流程完善根据单元操作或单元反应过程所产生的污染物确定相应的污染治理方案等根据单元操作或单元反应所涉及的主要设备标明进料和出料的名称数量组成及工艺条件根据单元操作或单元反应过程的温度热效应等确定传热设备和载能介质的技术规格根据单元操作或单元反应过程的参数显示和控制方式确定仪表和自动控制方案根据单元操作或单元反应过程的燃烧爆炸毒害等确定相应的安全技术措施工艺流程设计中应考虑的技术问题生产方式的选择主要的技术问题产品的生产方式可采用连续生产间歇生产或联合生产方式间歇生产方式是精细化工的主要生产方式使用较多当产品的生产规模较大生产水平要求较高时尽可能采用连续生产方式
2. 工艺流程设计的任务
用图和必要的文字说明表示原料变成产品的全过程。
(1)确定工艺流程的组成－确定各生产过程的具体内容、顺序和组合方式 （2）确定载能介质的技术规格和流向 （3）确定操作条件和控制方法 （4）确定安全技术措施 （5）绘制不同深度的工艺流程图
第三章 工艺流程及主要设备的选择计算
第三章 工艺流程及主要设备的选择计算第一节 工作制度和生产能力本设计选矿厂各车间的工作制度和生产能力是根据云锡个旧选厂生产现场的经验及所用大型高效设备来确定的，各车间工作制度和生产能力见表3.1。
表3.1 选矿厂车间工作制度和生产能力车间名称工作制度设备作业 率/% 作业率折算相当于生产能力备注性质年工作 天数 年设备运 转日数 日设备运 转班数 班设备运转小时数万t/a t/dt/h破碎 连续 365 24.45 306 1 8 73.44 2400 300.00 磨矿 连续 365 90.4 330 3 8 79.2 2400 100.00 浮选 连续36590.43303879.22400 100.00第二节 破碎流程和破碎设备的选择计算一、破碎流程的计算所需的原始资料有关选矿厂破碎流程计算所需的原始资料，前面已有所阐述，为了计算的方便，现将其整理如下：原矿最大粒度为800mm ，破碎最终产品粒度为0～15mm ，矿石真重ρ＝3.3t/m 3，松散密度γ＝2.04 t/m 3，矿石属中等可碎性，普氏系数f ＝14，含水量为3.0%。
如前所述，破碎流程采用三段一闭路，流程图见图3.1。
二、破碎流程的计算⑴ 计算处理量)/(00.300812400h t Q =⨯=⑵ 计算总破碎比53.315800i ==⑶ 初步选定破碎流程因为破碎比为53.3，则可选三段一闭路流程。
一、二段为开路，第三段为闭路。
第一段选用鄂式破碎机；第二段选用标准圆锥破碎机；第三段选用短头圆锥破碎机。
⑷ 计算各段破碎比 ∵ 76.33.533==i∴ 选16.4;78.3;39.3321===i i i ⑸ 计算各段产物的最大粒度)15)((4.9116.462)62)((4.6278.3236)236)((9.23539.38001052取取取mm d mm d mm d ======⑹ 计算各段破碎机排矿口尺寸)148(5.1476.1236:122取第一段===z d e)33(6.329.162:255取第二段===z d e21518.08.0:0101=⨯==d e 第三段⑺ 计算各段尺寸a 和筛分效率%80;81512.12.1:%60;50;6233:%60;200;362148:3013222111=E =⨯===E ==E =d a mm a a mm a a 细筛取＜＜中筛取＜＜粗筛⑻ 计算各作业产率和产量%100);/(00.3001195111951========γγγγh t Q Q Q Q1200112E Q Q -⨯=β (∵25.00082001==Z ，查图得：%552001=-β)则：%3300.30000.99)/(00.99%60%553001221200112====⨯⨯=⨯=-Q Q h t E Q Q γβ)/(00.20100.9900.3002143h t Q Q Q Q =-=-==%67331002143=-=-==γγγγ250556E Q Q -⨯=β∵%89.25%67%27%60%13:%27:;28.017650%13:;60.000850450415015055043501245041501505=⨯+⨯=+E ⨯=======+E ⨯=--------γβββββγβββ则查图得查图得Z Z%.53.1500.30060.46)/(60.46%60%89.2500.300166250556====⨯⨯=⨯=∴-Q Q h t E Q Q γβ%47.84)%53.15100()/(40.25360.4600.30065876587=-=-===-=-==γγγγh t Q Q Q Q%675.11218Z %73.32%37%47.84%60%10%67%60%60%3%3747.03818Z %1010.017618Z %3023.080018Z 1%/181371888218442118118918861845181418882184421181189318133189=−−→−===⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯+E ⨯⨯+E ⨯E ⨯=∴=−−→−===−−→−===−−→−==⨯+E ⨯⨯+E ⨯E ⨯=-=--------------ββγβγββββββγβγββββ查图得查图得查图得查图得∵又则：∵又E E C)/(16.71316.41300.300)/(16.41300.300%72.137%72.137%72.137%80%67%80%73.3211%/1391011313121312318133189h t Q Q Q h t Q Q Q E E C =+=+==⨯=⨯=====⨯⨯-=-=∴--γγγββ%72.23700.30016.71311010===Q Q γ式中：β1-200——原矿中小于200mm 的粒级含量，从《选矿厂设计》图5.2-2查中等可碎性矿石可得。
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第三章工艺流程设计⏹3.1概述⏹3.2工艺流程技术设计⏹3.3工艺流程图化工装置控制室焦化厂中控室扬子石化股份有限公司芳烃厂中央控制室⏹制药厂空调机组天津开发区海光化学制药厂制药厂废水处理全套设计图广州白云山制药厂制药厂反渗透装置3.1 概述3.1.1工艺流程设计的作用⏹工艺流程设计是在确定的原料路线和技术路线的基础上进行的，它是整个工艺设计的核心。
其可靠性、合理性及先进性决定产品的高质量、低成本。
⏹工程设计中最重要、最基础的设计步骤，车间工艺设计的其它项目受制于工艺流程。
⏹其与车间布置设计一起决定车间或装置的基本面貌。
3.1.2工艺流程设计的任务1.确定工艺流程的组成2.确定载能介质的技术规格和流向⏹3.确定操作条件和控制方法⏹4.确定安全技术措施及“三废”治理方法5.绘制不同深度的工艺流程图⏹初步设计⏹施工图设计工艺流程设计的原则⏹保证产品质量符合规定要求⏹尽量采用成熟、先进的的技术设备⏹满足GMP的要求⏹尽可能少的能耗⏹尽量减少“三废”排放量⏹具备开车、停车条件，易于控制⏹具有柔韧性，（在不同条件下正常操作的能力）⏹具有良好的经济效益⏹确保安全生产，以保证人身和设备安全。
3.1.3工艺流程设计的基本程序⏹1、工艺路线的选择⏹2、确定工艺流程的组成和顺序3、绘制工艺流程框图⏹可用方框、文字和箭头等形式定性表示出由原料变成产品的路线和顺序，绘制出工艺流程框图。
⏹4、绘制工艺流程示意图⏹分析各过程的主要工艺设备，以图例、箭头和必要的文字说明定性表示出由原料变成产品的路线和顺序。
5、绘制物料流程图⏹进行物料衡算和能量衡算，绘制出物料流程图。
此时，设计已由定性转入定量。
6、绘制初步设计阶段带控制点的工艺流程图⏹进行设备、管道的工艺计算以及仪表自控设计。
绘制出初步设计阶段带控制点的工艺流程图，并列出设备一览表。
7、绘制施工阶段带控制点的工艺流程图⏹初步设计阶段的工艺流程设计审批后，按审查意见，对工艺流程图中所选用的设备、管道、阀门、仪表等作必要的修改、完善和进一步的说明。
在此基础上，绘制施工阶段带控制点的工艺流程图。
流程设计的基本程序可用下图表示：3.1.4工艺流程设计的成果⏹初步设计阶段的主要成果是初步设计阶段带控制点的工艺流程图；⏹施工图设计阶段的主要成果是施工阶段带控制点的工艺流程图。
3.2工艺流程设计技术⏹3.2.1工艺流程设计中的方案比较⏹进行方案比较时首先应明确评判标准。
许多技术经济指标，如产物收率、原料单耗、能量单耗、产品成本、设备投资、操作费用等均可作为方案比较的评判标准。
此外，环保、安全、占地面积等也是方案比较时应考虑的重要因素。
⏹选出好的技术方案、操作方式、设备型式。
⏹例3-1、例3-2、例3-3、例3-4实例3-1⏹药品精制中，粗品常先用溶剂溶解，然后加入活性炭脱色，最后再滤除活性炭等固体杂质。
假设溶剂为低沸点易挥发溶剂，试确定适宜的过滤流程。
⏹解：首先选定过滤速度和溶剂收率为方案比较的评判标准。
方案I，常压过滤方案方案II，真空抽滤方案方案III，真空抽滤－冷凝方案方案IV，加压抽滤方案实例3-2⏹用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。
已知混酸的组成为：HNO3 47%、H2SO4 49%、H2O 4%；氯苯与混酸中HNO3的摩尔比为1：1.1；反应开始温度为40～55℃，并逐渐升温至80℃；硝化时间为2h；硝化废酸中含硝酸小于1.6%，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的1%。
试通过方案比较，确定适宜的硝化及后处理工艺流程。
⏹解：首先选定混合硝基氯苯的收率以及硫酸、硝酸及氯苯的单耗作为方案比较的评判标准。
方案I，硝化－分离方案方案II，硝化－分离－萃取方案方案III，硝化-分离-萃取-浓缩方案实例3-3⏹在加压连续釜式反应器中，用混酸硝化苯制备硝基苯。
已知混酸组成为：HNO3 5%、H2SO4 65%、H2O 30%；苯与混酸中HNO3的摩尔比为1：1.1；反应压力为0.46MPa，反应温度为130℃；反应后的硝化液进入连续分离器，分离出的酸性硝基苯和废酸的温度约为120℃；酸性硝基苯经冷却、碱洗、水洗等处理工序后送精制工段。
试以单位能耗为评判标准，确定适宜的工艺流程。
⏹解：以单位能耗为方案比较的评判标准，确定适宜的工艺流程。
方案I，图3-8 间接水冷-常压浓缩方案方案Ⅰ存在问题⏹酸性硝基苯冷却过程放热全由冷却水带走；⏹废酸浓缩脱水要消耗大量水蒸气。
⏹此方案能量利用不合理。
方案II，图3-9 原料预热-闪蒸浓缩方案方案Ⅱ⏹用原料苯替代冷却水冷却酸性硝基苯，减少了中和器的冷却水消耗，降低了硝化釜的蒸汽消耗；⏹废酸浓缩改为闪蒸浓缩工艺，减少了浓缩过程蒸汽消耗。
⏹该方案能量利用较Ⅰ合理。
实例3-4⏹甲苯用浓硫酸磺化制备对甲苯磺酸的反应方程式为⏹已知反应在间歇釜(磺化釜)中进行，磺化反应速度与甲苯浓度成正比，与硫酸含水量的平方成反比。
为保持较高的反应速度，可向甲苯中慢慢加入浓硫酸。
同时，应采取措施将磺化生成的水及时移出磺化釜。
试通过方案比较，确定适宜的脱水工艺流程。
⏹解：磺化过程中产生的水能否及时移走以及脱水后的甲苯能否及时返回磺化釜可作为方案比较的评判标准。
方案I，图3-10 间歇脱水方案方案II，图3-11 连续脱水方案3.2.2以单元操作或单元反应为中心，完善工艺流程⏹例3-5工业生产中，硝化混酸的配制常在间歇搅拌釜中进行，试以搅拌釜为中心，完善硝化混酸配制过程的工艺流程。
⏹首先，配制混酸需有一台带有夹套的搅拌釜。
⏹其次，混酸配制采用间歇操作，是间歇过程。
为保证硫酸与硝酸的配比，设置硫酸计量罐和硝酸计量罐。
⏹第三，在工业生产中，要配制一定浓度的混酸，通常并不加水调节，而是用硝化后回收的废酸来调节。
因此，设置废酸计量罐。
⏹第四,要设置硫酸贮罐、硝酸贮罐和废酸贮罐。
⏹工业混酸配制过程的工艺流程如图3-12。
图3-12 混酸配制过程的工艺流程示意图例3－6⏹在合成抗菌药诺氟沙星的生产中，以对氯硝基苯为原料制备对氟硝基苯的反应方程式为⏹反应拟在间歇釜式反应器中进行，试以反应器为中心，完善反应过程的工艺流程。
图3-13 氟化反应过程的工艺流程示意图3.2.3工艺流程设计中应考虑的技术问题⏹1、生产方式的选择⏹产品的生产方式连续生产、间歇生产、联合生产方式。
⏹制药工业多采用间歇生产2、提高设备利用率⏹合理的工艺流程设计，对间歇操作，应保持各设备之间的能力平衡，提高设备利用率。
⏹前后工序操作周期相差大时，常用中间贮槽进行缓冲。
贮槽结构简单，制造易。
设中间贮槽增加费用<<提高设备利用率而获效益。
⏹为保持主要设备之间的能力平衡，提高设备利用率，设备台数、批生产能力和操作周期之间应满足下列关系：提高设备利用率，先按生产能力最小的工序确定日生产能力例3-7⏹某产品的生产过程由磺化、冷却中和、浓缩三道工序组成，磺化液和中和液均为液态，磺化釜的操作周期为12h，冷却中和釜的操作周期为4h，浓缩釜的操作周期为8h。
试确定适宜的设备配置方案。
⏹解：该产品的生产过程有多种不同的设备配置方案，部分方案列于本例附表中。
例3—7附表⏹方案Ⅲ磺化釜与中和釜间及中和釜与浓缩釜间需设中间贮槽⏹方案Ⅳ磺化釜与中和釜间及中和釜与浓缩釜间需设中间贮槽⏹方案Ⅴ磺化釜与中和釜间需设中间贮槽方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ方案Ⅳ方案Ⅴ3、物料的回收与套用⏹物料的回收与套用，可降低原辅材料消耗，提高产品收率，降低产品成本。
⏹流程设计中，实现含有未反应原料、副产物和产物的反应母液的循环套用，能降低原辅材料消耗，提高产品收率，减少环境污染。
⏹生产中经常使用各种有机溶剂，考虑这些溶剂的回收与套用，构成溶剂的闭路循环，既降低溶剂单耗，又减少环境污染4、能量的回收利用⏹充分考虑能量的回收与利用，提高能量利用率，降低能耗，是降低产品成本的有效措施。
⏹采用工艺物料间换热以减少加热剂和冷却剂的消耗。
⏹用闪蒸浓缩代替常压浓缩回收物料的余热，降低能耗。
⏹合理布置设备位置，减少输送流体的动能消耗。
⏹热集成可提高热利用率。
下面例子：⏹不存在热集成的系统存在热集成的系统a存在热集成的系统b5、安全技术措施⏹物料多是易燃、易爆和有毒的物质，因此安全问题十分突出。
⏹所设计的设备或装置在正常运转以及开车、停车、检修、停水、停电等非正常运转情况下可能产生的各种安全问题，应进行认真而细致的分析，制订出切实可靠的安全技术措施。
⏹设置：报警装置事故贮槽安全水封、安全阀或爆破片溢流管、阻火器、设置排空阀、接地装置、防雷装置。
6、仪表和控制方案的选择⏹对需要控制的工艺参数如温度、压力、浓度、流量、流速、pH值、液位等，都要确定适宜的检测位置、检测和显示仪表以及控制方案。
⏹仪表和自控水平的高低在很大程度上反映了一个制药企业的技术水平。
3.3 工艺流程图⏹工艺流程图是以图解形式表示的工艺流程。
⏹两阶段设计⏹初步设计阶段需绘制工艺流程框图、工艺流程示意图、物料流程图和带控制点的工艺流程图。
⏹在施工图设计阶段需绘制施工阶段带控制点的工艺流程图。
3.3.1工艺流程框图⏹最简单的工艺流程图，其作用是定性表示出由原料变成产品的工艺路线和顺序，包括全部单元操作和单元反应。
⏹以方框表示单元操作，以圆框表示单元反应，以箭头表示物料和载能介质的流向，以文字表示物料及单元操作和单元反应的名称。
图3-14 阿司匹林的生产工艺流程框图3.3.2工艺流程示意图⏹以图例、箭头和必要的文字说明定性表示出由原料变成产品的路线和顺序，绘制出工艺流程示意图。
⏹单元操作和单元反应的主要工艺设备以图例表示。
⏹以箭头表示物料和载能介质的流向，⏹以文字表示物料、载能介质和工艺设备的名称。
图3-15 阿司匹林的生产工艺流程示意图3.3.3物料流程图⏹物料衡算完毕，绘制出物料流程图，是初步设计的成果，编入初步设计说明书。
设计已由定性转入定量。
⏹物料流程图绘制方法⏹（1）将物能衡算结果直接加在工艺流程示意图中。
⏹（2）用框图表示，有三纵行:⏹左边的表示原料、中间体和产品；⏹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。
（为突出单元过程常把中间纵行的图框绘成双线）图3-16 氯苯硝化的物料流程图图3-17 用框图绘制的氯苯硝化的物料流程图（CB—氯苯；NCB—硝基氯苯；基准：kg h-1）3.3.4带控制点的工艺流程图⏹用图示方法把工艺流程所需的全部设备、管道、阀门、管件和仪表及控制方法等。
表示出来。
⏹工艺设计中必须完成的的图样，是施工、安装和生产过程中设备操作、运行和检修的依据。
（一）基本要求⏹1、表示出全部工艺设备，包括设备图例、位号和名称。
⏹2、表示出生产过程中的全部工艺物料和载能介质的名称、技术规格及流向。
⏹3、表示出全部物料管道和各种辅助管道的代号、材质、管径及保温情况。