化工原理工艺流程设计讲解
化工原理工艺流程设计
化工原理工艺流程设计首先，进行工艺流程设计前需充分了解产品的性质，包括化学组成、物理性质、特殊的要求等。
在这个基础上，进行原料选择和配方设计。
根据产品的化学反应类型，选择适合的原料和配比，确保反应能够正常进行，并达到产品的质量要求。
其次，制定适当的反应条件。
反应条件主要包括温度、压力、反应时间等。
根据反应的特性和需求，确定反应温度范围，确保反应既能够进行，又能够得到理想的产率和产品质量。
同时，也要考虑到反应的热效应，确保反应系统的稳定性。
接下来，确定反应方式和反应器。
反应方式有多种选择，如批量反应、连续反应、半连续反应等。
根据产品的量产需求和工艺要求，选择合适的反应方式。
同时，根据反应方式的选择确定反应器的类型和规格，确保反应器能够满足反应的要求，并提高生产的效率。
在反应过程中，需要进行物料的加料和排出。
对于批量反应，需要确定适当的加料方式和时间，确保原料的加入不会对反应产生负面影响。
对于连续反应，需要设计合理的进料管道和设备，实现连续的物料供给。
同样，对于产物的排出，需要设计合理的排出方式和设备，确保产物的质量和纯度。
此外，在工艺流程设计中，也要考虑到能源的利用和消耗。
根据反应的热效应和产物的性质，设计恰当的能量回收和利用系统，实现能源的最大化利用，降低生产的能耗。
最后，对于化工原理工艺流程设计来说，还要考虑到工艺的安全性。
在工艺流程设计中，需要充分考虑到可能存在的危险因素和安全隐患。
通过工艺的合理设计、设备的选用和操作的安全措施，确保工艺的安全性和生产的可行性。
总之，化工原理工艺流程设计是化工工程中的重要环节，需要综合考虑产品的性质、反应条件、反应方式、物料的加料与排出、能源利用和消耗等方面的因素。
通过合理的设计和优化，可以实现高效、安全、可行的生产过程，提高产品的质量和产量。
化工原理工艺流程设计讲解共112页文档
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
精排版《化工原理》讲稿(全)
第一单元动量传递绪论一、化工过程产品2.引出单元操作的概念（化工过程由若干单元操作和反应过程串联而成）。
二、单元操作1.单元操作概念：化工生产中，设备相似、原理相近、基本过程相同的生产过程称为单元操作。
2.单元操作分类：三传一反——P2表0-1(1)动量传递（传动）：流体输送、沉降、过滤等——密度ρ、黏度μ。
(2)热量传递（传热）：热交换、蒸发等——温度t、热导率λ。
(3)质量传递（传质）：蒸馏、吸收、干燥等——相对挥发度α、溶解度x。
3.单元操作特点：(1)物理性操作；(2)共有性操作。
三、基本概念1.物料衡算（质量守恒）2.能量衡算（能量守恒）3.过程极限（平衡状态）——溶解，饱和；传热，温度相等。
4.过程速率（变化快慢）——过程速率=推动力/阻力第一讲流体静力学流体：气体和液体的总称（不可压缩流体、可压缩流体）。
一、主要物理量1.密度（物理性质，温度和压力的函数，可查表获得）ρ=m/V kg/m3定义式理想气体：ρ=m/V=nM/V=pM/RT（pV=nRT 符号说明：R=8.314，T=t+273）相对密度：物质密度与水的密度之比（4℃）。
常用密度：水（20℃）—998kg/m3；水银（20℃）—13.6×103 kg/m32.压力p=P/A Pa 定义式绝对压力：压力的真实值。
表压：表压=绝对压力－大气压力（压力表测得值，真实压力比大气压大的部分）真空度：真空度=大气压力－绝对压力（真空表测得值，真实压力比大气压小的部分）表压=－真空度真空度最大值=大气压常用压力：1atm≈0.1MPa=1.013bar=1.033工程大气压=10.33mH2O=760mmHg例题1-1。
二、流体静力学1.静力学基本方程的推导设：敞口容器内盛有密度为ρ的静止流体，取任意一个垂直流体液柱，上下底面积均为A m 2。
a .作用在液柱上端面上的总压力P 1 P 1= p 1 Ab .作用在液柱下端面上的总压力P 2 P 2= p 2 Ac .作用于整个液柱的重力G G =ρg A (z 1－z 2)液柱静止，垂直方向上的三个作用力的合力为零，即 ：p 1 A + ρg A (z 1－z 2)－p 2 A = 0 令： h = (z 1－z 2) 整理得：p 2 = p 1 + ρg h若将液柱上端取在液面，并设液面上方的压强为p 0, 则： p = p 0 + ρg h上式均称为流体静力学基本方程式：静止流体内部某一点的压强等于作用在其上方的压强加上液柱的重力压强。
化工工艺流程图的画法讲作课件
3.用规定的图形符号和文字代号表示全部检测、 指示、控制功能仪表，包括一次性仪表和传 感器，并进行编号和标注。
4.用规定的图形符号和文字代号表示全部工艺 分析取样点，并进行编号和标注。
5.安全生产、试车、开停车和事故处理在图上 需要说明的事项，包括工艺系统对自控、管 道等有关专业的设计要求和关键设计尺寸。
当物料经过设备产生变化时，可在流程的 起始部分和物料产生组分变化的设备之后， 在流程线上用指引线引出并列表标注（指 引线及表格线皆用细实线绘制）。标注出 物料变化前后各组分的名称、流量、质量 分数或摩尔分数和每项的总和数等（标注 项目可按需要酌量增减）。
某丙烯酸甲酯装置局部工艺原则流程图
三、工艺管道仪表流程图(PID)
图中各车间（工段）用细实线画成长方框 来表示，流程线中的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 还需注明车间名称、原料及半成品的名称、 平衡数据和来源去向等。
某石油化工厂总流程图
某石油化工厂物料平衡图
二、工艺原则流程图
也称物料流程图，是在总工艺流程的基础上， 分别表示各车间内部工艺物料流程。
一、串级控制
加氢精制反应器温度控制
加氢反应器温度控制包括二个控制回路：反应器入口温度 和加热炉燃料气压力的串级控制及2号床层入口温度的单回 路控制。
由温度调节TRC-101与加热炉燃料气压力调节PIC-101串 级控制反应器入口温度，以克服来自燃料方面的干扰。反应 器入口温度调节器为主调节器，它的输出值是燃料气压力调 节器（副调节器）的给定值。当入口温度偏离给定值时，则 温度调节器的输出值发生变化，即燃料气压力调节器的给定 值变化，因而此调节器输出改变，燃料气调节阀开度相应变 化，进入炉子燃料量变化，使反应器入口温度达到给定值。 当燃料气压力变化时，即压力调节器的测量值发生变化，而 此时的给定值未变（即温度调节器输出未变化），因此压力 调节器的输出变化，调节阀开度相应改变而维持压力不变。
化工原理过程设计
制带有主要参数控制点的工艺流程图。
•
•5.计算所设计流程的冷热公用工程用量。并对 工艺流程中的任一台换热器进行计算，要求采用 列管式换热器，计算其主要参数，包括管长、管 子规格、壳程直径、管程数、壳程数、管子数目 等。画出换热的简图，表明接管尺寸。 •6.如果采用离心泵输送原料，试确定适用的离 心泵型号，并确定离心泵的安装高度。
•
•5.2列管式换热器的主要工艺参数的计 算
•
•
•
第六章 离心泵的确定
•
•
•工艺流程简图
•
•
所选设计筛板塔的主要结果汇总表
• 序号
项目
1
平均温度
2
平均压力
3
气相流量
4
液相流量
5
实际塔板数
•6
有效段高度
17
塔径
28
板间距
39
空塔气速
4 10
塔截面积
• 11
实际加料版
1 12 全塔回流比R
•
Np=NT/ET
•①塔板效率
•精馏段的塔板效率Et精=0.45×(2.46 ×0.291)-0.245=0.532 •提馏段的塔板效率Et提=0.45 ×(2.46 ×0.266)-0.245=0.544
•
•②实际塔板数的计算
• 精馏段实际塔板数的计算:
•
Np,精=NT精/Et精=5/0.532=10块
•
第二章 设计任务及要求方案
（一）设计任务
某工厂采用石脑油为原料生产对二苯（px）时产生了一股 物流，含有苯40%（质量分数，下同)、甲苯60%.设计一 座常压精馏塔对上述混合物进行分离，要求塔顶流出液中 苯的回收率为95%，釜残液中甲苯的回收率为97%，该工 艺物流的处理量为1.5万吨/年。产品均需要冷却到40℃， 塔釜采用外置再沸器，热公用工程为饱和水蒸汽，蒸汽压 力0.4Mpa（表压），冷公用工程为循环水（20℃-30 ℃） ，环境温度为20 ℃。
化工原理过程设计解读
3600 Af HT / Lh 3600 0.036 0.40 / 0.0011 3600 13.1s 5s
可以满足要求。
（4）降液管的底隙高度 ho
液体通过降液管底隙的流速一般为0.07~0.25m/s，取液体通
过降液管底隙的流速，uo 0.08m/s 则有：
泰山医学院首届大学生化工过程设计竞赛
---------筛板式精馏塔的设计
学 院： 化工学院 专业班级： 应用化学 二班 设 计 者： 指导老师：
第一章 概述
本设计通过已知数据，理论计算了馏出液及釜残 液的流量和组成，从而求出了q线，平衡线，精馏段 和提馏段操作线方程，进而通过这四个方程采用图 解法求出理论塔板数，并确定了进料位置;通过苯和 甲苯的物性数据分别求出精馏段、进料板、提馏段 的气液相平均摩尔质量、平均密度、平均表面张力 等工艺条件，进而确定适合的塔径、塔高以及实际 板数和进料位置，从而设计出最合理的工艺流程。 再通过反复验证，设计合理，便于实际开展。
平均摩尔质量为M m xF M A (1 xF )M B 0.44 78.11（1 0.44） 92.13 85.96kg / mol
则F 150001000 24.24kmol/ h 85.96 300 24
xF
0.40 / 78.11 0.40 / 78。11 0.60 / 92.13
塔径、进料位置。 4.根据题意，设计一合理的工艺流程，并绘制
带有主要参数控制点的工艺流程图。
5.计算所设计流程的冷热公用工程用量。并对工 艺流程中的任一台换热器进行计算，要求采用列 管式换热器，计算其主要参数，包括管长、管子 规格、壳程直径、管程数、壳程数、管子数目等 。画出换热的简图，表明接管尺寸。
《化工原理》电子教案 板式塔及其工艺设计计算
《化工原理》电子教案板式塔及其工艺设计计算一、教学目标1. 理解板式塔的基本概念和工作原理。
2. 掌握板式塔的工艺设计计算方法。
3. 能够应用板式塔的设计计算方法解决实际工程问题。
二、教学内容1. 板式塔的分类和结构填料塔、板式塔的分类塔盘的结构和工作原理2. 板式塔的性能评价塔盘效率的计算塔盘压降的计算3. 板式塔的工艺设计计算设计计算的基本步骤设计计算的参数选择设计计算的公式和计算方法4. 板式塔的优化设计塔盘类型的选择塔盘布置的优化5. 板式塔的设计计算案例分析案例一：简单蒸馏塔的设计计算案例二：吸收塔的设计计算三、教学方法1. 讲授法：讲解板式塔的基本概念、工作原理和设计计算方法。
2. 案例分析法：分析实际工程案例，加深学生对板式塔设计计算的理解。
3. 互动教学法：引导学生提问和讨论，提高学生的参与度和思考能力。
四、教学资源1. 教材：《化工原理》相关章节。
2. 课件：板式塔的图片、示意图和设计计算公式。
3. 案例资料：实际工程案例的数据和计算结果。
五、教学评价1. 课堂参与度：学生提问、回答问题和参与讨论的情况。
2. 作业完成情况：学生完成作业的正确率和完整性。
3. 考核成绩：学生的考试成绩和设计计算案例的分析能力。
六、教学重点与难点1. 教学重点：板式塔的分类和结构特点板式塔的性能评价方法板式塔的工艺设计计算流程板式塔的优化设计方法2. 教学难点：板式塔设计计算公式的推导和应用板式塔优化设计中的参数选择和分析实际工程案例中板式塔设计计算的灵活运用七、教学进程安排1. 第一课时：板式塔的分类和结构介绍，理解填料塔与板式塔的区别。
2. 第二课时：板式塔的性能评价方法讲解，学习塔盘效率和压降的计算。
3. 第三课时：板式塔的工艺设计计算流程学习，了解设计计算的基本步骤。
4. 第四课时：板式塔优化设计的内容讲解，学习塔盘类型选择和布置优化。
5. 第五课时：板式塔设计计算案例分析，通过案例一和案例二加深理解。
化工原理课程设计介绍PPT课件
03
化工原理课程设计案例分析
设计案例一：分离设备的设计
分离设备设计
介绍各种分离设备的原理、 特点和应用，如离心机、 过滤器、萃取塔等。
设计要求
根据给定的工艺条件和要 求，选择合适的分离设备， 进行结构设计、参数计算 和性能评估。
案例分析
以实际生产中的分离设备 为例，分析其设计特点、 操作原理和优缺点，提出 改进方案。
计算错误或误差过大
总结词
计算错误或误差过大是化工原理课程设计中 常见的问题之一，可能影响设计的可行性和 准确性。
详细描述
学生在计算过程中可能因为粗心或对计算公 式掌握不够熟练，导致计算错误或误差过大。 为了解决这个问题，学生需要仔细核对计算 过程和结果，确保计算的准确性和可靠性。 同时，学生也需要加强对计算公式和方法的 掌握和理解，提高计算能力和精度。
设计案例三：换热设备的设计
换热设备设计
介绍各种换热设备的原理、特点 和应用，如管壳式换热器、板式
换热器、翅片式换热器等。
设计要求
根据给定的热量交换条件和要求， 选择合适的换热设备，进行结构设 计、参数计算和性能评估。
案例分析
以实际生产中的换热设备为例，分 析其设计特点、操作原理和优缺点， 提出改进方案。
培养能力
课程设计有助于培养学生 的工程设计能力、创新能 力和解决问题的能力。
学科交叉
化工原理课程设计涉及多 个学科领域，如化学、物 理、数学等，有助于提高 学生的跨学科思维能力。
课程设计的任务和要求
系统分析
工艺计算
学生需要分析给定化工过程的流程、设备 、操作条件等，理解各单元操作的基本原 理和相互关系。
见和建议，不断完善和优化设计方案。
第一章 化工工艺流程设计讲解
主反应
? c 温度的限制条件（材质和催化剂的要求）
? 2）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）
设计资料的筛选
?设计资料的筛选必需是实事求是，一般要掌 握以下原则：
? 1、去伪存真； ?用可靠的最新资料。
二、化工工艺设计的内容
? (1) 原料路线和技术路线的选择 ? (2) 工艺流程设计 ? (3) 物料衡算 ? (4) 能量衡算 ? (5) 工艺设备的设计和选型 ? (6) 车间布置设计 ? (7) 化工管道设计 ? (8) 非工艺设计基础数据 ? (9) 编制设计文件：包括编制设计说明书、附图和附表。
在设计不同阶段，工艺设计的内容和深度各不相同， 如物料衡算和能量衡算一般在初步设计阶段进行，管道 设计则在施工图阶段才能进行。
化工工艺设计中应参考的“四化原 则”：
(1) 工厂布置一体化 各生产厂房及辅助厂房尽可能布置在一起，以节省占地。
(2) 生产装置露天化 化工设备尽量布置在露天，既可改善工作条件，防止有害气
?
围低限 。
? 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 FRC
PI PI
化工原理工艺流程设计讲解
化工原理工艺流程设计讲解化工原理工艺流程设计是指根据化工原理和工艺要求，结合工艺流程的各项因素，包括原料选择、反应条件、操作参数、能源消耗和环境影响等因素，对化工生产过程进行合理的设计和优化。
下面我们将从化工原理和工艺流程设计两个方面来进行讲解。
化工原理是化工过程的基础，其包括化学反应动力学、传质与传热、物料平衡和能量平衡等内容。
在工艺流程设计中，首先需要了解化工原理，确定反应的主要特性，包括反应速率与温度、压力、浓度等因素的关系，以及反应产物的生成及副反应的发生等情况。
这些信息有助于确定反应条件，确定合适的反应器类型、反应器尺寸和反应器运行参数。
根据化工原理，可以进行物料平衡和能量平衡的计算。
物料平衡是指通过对原料、产物和中间物料的流量和组成分析，确定化工过程中物料的流向和转化率，以及确定反应过程中可能存在的损失。
能量平衡是指通过对化工过程中能量的输入和输出进行计算，来确定能量消耗和能量转化效率。
物料平衡和能量平衡的计算结果有助于指导工艺流程的设计和改进。
在工艺流程设计中，还需要考虑原料的选择和准备工作。
选取合适的原料是保证化工过程顺利进行的重要因素。
原料的选择应综合考虑其市场供应情况、价格稳定性、纯度要求、毒性和环境影响等因素。
原料的准备工作包括对原料的检验和贮存，确保原料的质量符合工艺要求，并且能够按照工艺流程的需要进行供应。
工艺流程设计还需要考虑产品的分离和纯化操作。
在化工生产中，通常会伴随有多个反应产物和副产物的生成。
为了获得目标产品的高纯度和高产率，需要进行产品的分离和纯化操作。
分离操作包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等方法，通过物理和化学方法将产品与杂质分离。
纯化操作包括再结晶、溶剂再生、离子交换等方法，通过提高产品的纯度和纯化程度来满足市场需求。
此外，工艺流程设计还需要考虑反应器的设计和运行参数的确定。
反应器的选择应考虑反应的性质、反应物料的特性以及产物的要求。
常见的反应器包括批式反应器、连续式反应器和循环式反应器等。
化工原理课程设计说明书(附流程图和设计图)
徐州工程学院化工原理课程设计说明书设计题目水吸收氨过程填料吸收塔设计学生姓名指导老师学院专业班级学号完成时间目录第一节前言 (3)1.1 填料塔的设计任务及步骤 (3)1。
2 填料塔设计条件及操作条件 (3)第二节填料塔主体设计方案的确定 (3)2。
1 装置流程的确定 (3)2.2 吸收剂的选择 (3)2.3填料的类型与选择 (3)2.3.1 填料种类的选择 (4)2.3.2 填料规格的选择 (4)2。
3。
3 填料材质的选择 (4)2.4 基础物性数据 (4)2。
4。
1 液相物性数据 (4)2.4.2 气相物性数据 (5)2。
4。
3 物料横算 (5)第三节填料塔工艺尺寸的计算 (6)3.1 塔径的计算 (7)3.2 填料层高度的计算及分段 (7)3.2。
1 传质单元数的计算 (7)3。
2。
2 填料层的分段 (8)3.3 填料层压降的计算 (9)第四节填料塔内件的类型及设计 (10)4。
1 塔内件类型 (10)4。
2 塔内件的设计 (10)注：1填料塔设计结果一览表 (10)2 填料塔设计数据一览 (11)3 参考文献 (12)附件一：塔设备流程图 (12)附件二：塔设备设计图 (13)第一节前言1.1填料塔的设计任务及步骤设计任务：用水吸收空气中混有的氨气。
设计步骤：（1）根据设计任务和工艺要求，确定设计方案;（2）针对物系及分离要求，选择适宜填料;（3)确定塔径、填料层高度等工艺尺寸（考虑喷淋密度）；（4）计算塔高、及填料层的压降;（5）塔内件设计。
1.2填料塔设计条件及操作条件1. 气体混合物成分：空气和氨2。
空气中氨的含量： 5。
0%(体积分数)，要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%；)3. 混合气体流量6000m3/h4. 操作温度293K5. 混合气体压力101。
3KPa6。
采用清水为吸收剂,吸收剂的用量为最小用量的1。
5倍。
7。
填料类型:采用聚丙烯鲍尔环填料第二节精馏塔主体设计方案的确定2.1装置流程的确定本次设计采用逆流操作：气相自塔低进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，即逆流操作。
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。
化工原理课程设计讲解
、八、，前言课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学习化工设计基本知识的初次尝试。
通过课程设计，要求能够综合运用本课程和前修课程的基本知识进行融会贯通，并在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。
蒸发是采用加热的方法，使含有不挥发性杂质（如盐类）的溶液沸腾，除去其中被汽化单位部分杂质，使溶液得以浓缩的单元操作过程。
蒸发操作广泛用于浓缩各种不挥发性物质的水溶液，是化工、医药、食品等工业中较为常见的单元操作。
化工生产中蒸发主要用于以下几种目的：1 获得浓缩的溶液产品；2、将溶液蒸发增浓后，冷却结晶，用以获得固体产品，如烧碱、抗生素、糖等产品；3、脱除杂质，获得纯净的溶剂或半成品，如海水淡化。
进行蒸发操作的设备叫做蒸发器。
本次设计的主要是三效蒸发装置。
第一章设计方案的确定1.1 蒸发操作条件的确定蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽压强（或温度）、冷凝器操作压强（或温度）的选定。
正确选择蒸发过程的操作条件，对保证产品质量和降低能耗极为重要。
1.1.1 加热蒸汽压强的确定通常被蒸发的溶液有一个被允许的最高温度，若超过此温度物料就会变质、破坏或分解，这是确定加热蒸汽压强的一个依据。
应使操作在低于最大温度范围内进行，可以采用加压蒸发、常压蒸发或真空蒸发。
蒸发是一个消耗大量加热蒸汽而又产生大量二次蒸汽的过程。
从节能观点出发，应充分利用二次蒸汽作为后续蒸发过程或者其它加热用的热源，即要求蒸发装置能够提供温度较高的二次蒸汽。
这样既可以减少锅炉产生蒸汽的消耗量，又可减少末效进入冷凝器的二次蒸汽量，提高蒸汽的利用率。
因此，能够采用较高温度的饱和蒸汽作为加热蒸汽是有利的，但通常所用饱和蒸汽的温度不超过180C，超过时相应的压强就很高，这将增加加热设备费用和操作费用。
一般的加热蒸汽压强在400—800kPa范围之内。
本设计选700kPa。
1.1.2 冷凝器操作压强的确定若一次采用较高压强的加热蒸汽，则末效可采用常压或加压蒸发，此时末效产生的二次蒸汽具有较高的温度，可以全部利用。
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 工艺流程设计的成品通过工艺流程图来体现化工生产由原料到产品的全部过程既物料和能量的变化，物料的流向以及生产中所经历的工艺过程和使用的设备和仪表。
昌晖仪表从生产方法和工艺流程选择、原料路线选择、工艺技术路线选择、工艺流程设计内容等方面深入介绍化工工艺流程设计的思路、步骤和方法。
工艺流程图集中地概括了整个生产过程的全貌。
生产同一化工产品可以采用不同原料，经过不同生产路线而制得，即使采用同一原料，也可采用不同生产路线，同一生产路线中也可以采用不同的工艺流程。
选择生产路线也就是选择生产方法，这是决定设计质量的关键。
如果某产品只有一种生产方法，就无须选择；若有几种不同的生产方法，就应逐个进行分析研究，通过各方面比较筛选一个最好的生产方法，作为下一步工艺流程设计的依据。
生产方法和工艺流程选择的原则◆可靠性流程是否通畅、生产是否安全、工艺是否稳定、消耗定额、生产能力、产品质量和三废排放是否达到预定指标。
◆适用性和具体环境、资源和技术的接收能力相适应◆技术的合理性技术的生命周期：投入期、成长期、成熟期和衰退期,所选技术应处于成长期◆先进性技术上的先进和经济上的合理可行,应选择物料损耗小、循环量少，能量消耗少和回收利用好的生产方法 。
原料路线的选择一个工业项目的产品可以从几种原料取，首先遇到的问题就是选择哪种原料。
1、可靠性必须保证在其服务期限内有足够的、稳定的原料来源。
例如若是矿石原料，要看它的储藏量、品位和开采量。
凡以经过加工的原材料和部件作为原料的工业项目，最好与供应部门达成协议，以保证供应的可靠性。
2、经济性在产品成本中，原料价格是一个重要因素。
即要对各种原料投入后对单位成本的影响进行详细的分析。
原料价格受其供求关系变化的影响很大，要根据供求关系对将来的价格进行预测。
3、合理性这主要是指对资源的综合利用是否合理。
例如煤、石油和天然气为主要起始原料的合理利用问题：在选择原料路线时，适当提高化工用煤的比例；油改煤，以节约石油消耗是合理的。
化工原理工艺流程设计
新的要求和挑战。
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新能源的开发利用： 随着环保意识的提高， 新能源的开发利用成 为未来发展的重要趋 势。新能源如太阳能、 风能等具有清洁、可 再生的特点，对化工 工艺流程设计提出了
智能化技术：通过人工智能、机器学习等技术，实现工艺流程的智能化控 制、故障诊断和预测性维护，提高生产效率和安全性。
数字化和智能化结合：将数字化和智能化技术相结合，实现工艺流程的全 面优化和控制，提高生产效率和降低成本。
未来发展趋势：随着技术的不断进步和应用，数字化和智能化在工艺流程 设计中的应用将越来越广泛，成为未来发展的重要趋势。
绿色化学和环保在工艺流程设计中的重要性
绿色化学的概念和原则：介绍绿 色化学的基本理念和原则，如减 少废物、减少能源消耗、使用可 再生资源和催化剂等。
绿色化学在工艺流程设计中的应 用：介绍绿色化学在化工工艺流 程设计中的应用，如采用高效催 化剂、优化反应条件、利用可再 生能源等。
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能量衡算：计算工艺流程中各种 能量（如热量、机械能等）的输 入和输出，用于优化能源利用和 减少能耗
实例分析：以具体的化工工艺流 程为例，分析物料衡算和能量衡 算的具体应用和重要性
化工单元操作和设备选型
化工单元操作： 包括流体流动、 传热、传质等基 本过程
设备选型：根据 工艺要求和操作 条件选择合适的 设备，如泵、换 热器、塔器等
设备性能参数： 如流量、扬程、 传热面积等
设备维护与优化 ：对设备进行定 期检修、保养， 确保设备正常运 行，提高设备效 率
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流体代号（物料代号）表示方法：
（1）按国家标准《管路系统的图形符号，管路（GB6567.2—86）》 作出的规定，以介质（物料）英语名称的第一字母大写表示，如：
空气（air）为“A’，蒸汽（steam）为“S”， 油（oil）为“O”，水（water）为“W； （2）以分子式为代号，如硫酸为“ H2SO4”； （3）采用国际通用代号，如聚氯乙烯为“PVC”等表示。 此外也可以在类别代号的右下角注以阿拉伯数字，以区别该类物料 的不同状态和性质。化工系统有关部门根据化工专业特点，还作了 一些具体规定，如表4－1所示。在工程设计中遇到本规定以外的物 料时，可予以补充代号，但不得与表4－1中的代号相同。
30
常用物料代号规定
31
车间代号：
车间代号与前面“设备位号”的编制方法相同。
管段代号：
即各管段的编号或管段顺序号，每一管段的编号不能重复，一般 按物流先后排序。
②管道规格
管道规格应标出管经和壁厚。
③管道等级
管道等级号由两个英文字母及一个数字组成； 如上例B2A中： B——同一材质同一压力等级的顺序号，A、B、C、D等； 2——管道压力等级号；
合成
苯
加氢
返回
H2
氧化
O2
羟胺
肟化重排
硝酸 H2
7
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 变换反应
水洗
碱洗
少量惰性气体
变换反应： 水洗 碱洗
CO H2O CO2 H2 CO2 H2O H2CO3 CO2 NaOH Na2CO3 H2O
第4章 工艺流程设计
1
4.1 概述
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。
2
工艺流程设计的重要性
决定车间的命运； 化工设计最主要的一环； 关键性步骤
3
工艺流程的设计顺序：
从化工设计工作进程看： 在可行性研究中、生产工艺路线选定后开始
在泵的出口管线上设置调节阀，利用阀的开度变化来调节流量
优点：简单
流量(F) 记录(R) 控制(C)
缺点：不适用 于正常流量 切断阀 低于泵额定 流 量 的 30% 以下的场合； 调节阀直径 较大。
调节阀(节流)
止回阀
压力(P) 指示(I)
放净阀
39
旁路调节法：
调节阀(旁路)
在泵的进出口旁路 管道上设置调节阀， 使一部分液体从出口 返回到进口管线。
流体输送设备的控制变量：流量、真空度或压力
A．离心泵
离心泵流程设计的一般要求：
（1）泵的入口和出口均需设置切断阀；
（2）出口处应安装止回阀；
（3）在泵的出口处应安装压力表；
（4）泵出口管线的管径一般与泵的管口一致或放大一档；
（5）泵体与泵的切断阀前后的管线都应设置放净阀。
38
离心泵流量的控制方法：直接节流、旁路调节、调速法 直接节流法：
流程中若有几台相同设备并联，可以只画 一台设备，其余几台用细实线方框表示， 在方框内注明位号，并画出通往该设备的 支管。
21
设备的标注方法
12345 数量标识符(相同设备尾号) 设备顺序编号
工序、工段或车间代号 设备分类代号
例：H0101A 表示第一车间第1A＃换热器
位号应标注在设备内或附近空白处，位号和名称 用粗实线分开，位号写在上面如：
在初步设计、扩初设计和施工设计各个阶段， 随着工艺专业和其他专业设计工作的进展，不 断地进行补充和修改，然后在最后才完成，
它贯穿于整个设计过程 由浅入深 由定性到定量 逐步分阶段进行
4
4.1.1工艺流程设计的原则
工艺流程设计应遵守以下几个原则： 1、产品质量原则：
尽可能采用先进设备、先进的生产方法和成熟的流程。 2、资源利用原则：
A．流程框图（P.89 图4-62） ※用方框及文字表示主要的工艺设备及过程； ※用箭头表示物流方向。
B．流程示意图 ※用图例表示出主要工艺设备； ※用箭头表示物流方向； ※标注主要工艺设备的位号和名称。
C．流程简图（P.92 图4-63） ※用图例表示出主要工艺设备及部分关键的辅助设备； ※用箭头表示物流方向； ※标注工艺设备的位号和名称； ※以图例表示出主要控制回路仪表的参数、功能、控制方法。
注设备位号及设备名称或管道代号。
（3）图上必须表示该辅助管道总管和支管上的全部阀
门、异径管及控制点等。图纸名称可写为：
×××吨／年×××车间（界区）××工段
蒸汽管道及仪表流程图
37
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 输送设备的自控流程设计
输送设备: 固体输送设备：输送带、斗提机 流体输送设备：离心泵、容积式泵、真空泵、压缩机
13
D．物料流程图（P.93 图4-64）
※用图例表示出主要工艺设备及部分关键的辅助设备； ※用箭头表示物流方向； ※标注工艺设备的位号和名称； ※用表格形式表示出各流股的温度、压力、流量、组分含量百 分比；在有热量变化的过程或设备旁，标出热量计算值。
E．公用工程系统图
※用方框、文字表示使用公用工程的工艺设备及过程； ※用箭头表示物流方向。
33
④ 保温代号
※保温代号包括伴管尺寸和隔热代号。
※伴管尺寸与主管标注方法相同，应标出管经和壁厚
※隔热代号：一般常压可不标
H──保温
O──导热油伴热供温
JO──热油夹套保温
34
流程图中自控及仪表的表示
工艺生产流程中的仪表及控制点应该在流程图的有关 管道上的大致安装位置用图例、位号两部分给以表示: 图例见附录2 表2-4所示
返回
8
确定控制方案 离心泵的流量控制
9
液位控制
返回
10
4.1.3 从工艺角度进行流程设计
A．反应过程 根据反应过程的特点、物性和工艺条件决定反应 器类型及操作方式，根据产品特点选择连续或间 歇生产方式。
B．原料预处理过程 C．产物的后处理
（1）反应副产物的分离 （2）未反应的反应物返回循环利用 （3）产物净化与分离 D．产品包装 E．原料的循环利用
R 101
××反应器
注：设备位号应与初步设计一致，若施工图设计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ设备增加，则 位号应按顺序增补；如有取消，原有设备位号不再使用。 22
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。
23
24
25
固体物料除用粗虚线表示外，还要写出物料名称。
优点：调节阀直径较小， 可用于介质流量偏低 的场合。
缺点：泵的总效率降低。
40
调速法 ：
电磁调速法：用电磁吸合原理
调节驱动力矩来调节泵的转速 优点：节能；驱动机和调速设施
投资相对变频调速小 缺点：驱动机的总效率降低
调速电机驱 动的离心泵
变频调速法：用调节频率改变
驱动电机转速来调节泵的转速 优点：相对电磁调速更节能；泵
仪表位号由字母代号和阿拉伯数字编号组成
标注仪表位号的方法： 字母代号写在圆圈的上半部分， 数字编号写在圆圈的下半部分。
PI
仪表图例
801
管道或设备
35
流程图图纸名称
在图纸的右下方为图签，图签中主标题栏中应写上图纸的 名称，例如： (1) ×××吨/年 ×××车间××工段
带控制点工艺流程图 (2) ×××吨／年×××车间（界区）××工段
工艺管道及仪表流程图
36
流程图辅助管道及仪表系统图
不同的专业有不同的辅助管道
工艺专业： 包括蒸汽、冷凝水、给排水、压缩空 气、真空等系统
自控专业：压缩空气、真空、电路、电缆等系统
（1）在流程图上未曾画出的辅助管道系统必须单独绘
制，每一种辅助管道系统绘制一张系统图。
（2）图上的设备一般用矩形框以细实线表示，框内标
1、确定整个流程的组成 2、确定每个工序的组成 3、确定操作条件 4、确定控制方案 5、确定物流和能量的合理利用方案 6、确定公用工程的配套设施 7、确定三废治理方法 8、确定安全生产措施 9、画出工艺流程图
6
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
精炼
己内酰胺生产工艺
NH3
26
控制仪表与主流程设备管道及辅助管道有联系时应 分别在流程图和辅助管道上适当表示。
当不同的管道有交叉时，同一幅图应以“横断，竖 不断”、“辅断主不断”的原则。
同一图纸上的管道无论相隔多远，必须用管线连接， 不能用文字表示，对于接到另一张图纸和进出车间 的管道要用方框箭头并用文字注明至某设备或管道 的图号，以表示来源或出处，如排水或排污管必须 用文字说明排入何处。
的总效率高 缺点：驱动机和调速设施投资大
离心泵的调速调节原理图
41
多分支调节法 ：
42
B．容积式泵（往复泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵）
特点：当流量减小时容积式 泵的压力急剧上升。
设计时注意：不能在容积式 泵的出口管道上直接安 装节流装置来调节流量
流量的控制方法： 旁路调节 改变转速 改变冲程大小
15
4.2.2 流程图图面绘制要求
流程图图纸尺寸及线条要求 （1）图幅尺寸
原则上一个主项画一张图，其幅面一般采用1号或2号图纸， 如流程复杂，可分成几部分进行绘制。
（2）设备图例比例
使图面视觉美观 ： 过高、过大或过小的设备，其外形可以适当缩小或放大
（3）线条要求