化工工艺及系统
工艺系统名词解释
工艺系统名词解释
工艺系统是指在生产过程中，采用一定的工艺流程和设备，将原材料转化为最终产品的系统。
下面对一些常见的工艺系统名词进行解释。
1.原料处理：原料处理是指在工艺系统中对原材料进行预处理，以便于后续的加工和转化。
例如，在食品加工业中，原料处理包括清洗、去皮、去籽等步骤，以确保原料的安全和质量。
2.混合：混合是将不同的原料按照一定的配比进行混合的过程。
在化工行业中，混合通常包括将液体、固体或气体混合在一起，以获得所需的化学反应或物理性质。
3.反应：反应是指在工艺系统中发生化学变化的过程。
例如，在制药工业中，反应通常指的是将原料与特定的催化剂或条件下进行反应，从而合成所需的药物。
4.分离：分离是指将混合物中的不同组分分开的过程。
常见的分离技术包括蒸馏、萃取、过滤等。
在石化行业中，分离过程常用于将原油中的不同馏分分离出来。
5.精馏：精馏是一种通过升华、汽化和冷凝等过程分离液体混合物的方法。
这种技术常用于提纯和分离液体中的不同组分。
6.干燥：干燥是将湿润的材料中的水分去除的过程。
干燥常用于食品、药品和化工产品的生产中，以保证产品的质量和稳定性。
7.包装：包装是将产品装入适当的容器中，以便于存储、运输和销售的过程。
包装通常要符合产品的特性和市场需求，确保产品的完整性和安全性。
以上是对工艺系统中常见名词的解释。
在工艺系统中，每个环节的顺序和操作都至关重要，只有确保每个步骤的准确性和稳定性，才能保证最终产品的质量和效益。
化工工艺系统设计方案
化工工艺系统设计方案化工工艺系统设计方案是对化工生产过程进行规划和设计的重要步骤。
该方案包括工艺流程设计、设备选型、布置设计、控制系统设计等。
下面将详细介绍化工工艺系统设计方案的主要内容。
工艺流程设计是化工工艺系统设计的核心部分。
在该步骤中，首先需要明确生产目标和要求，然后根据原料特性和产品需求，确定适当的反应工艺、分离工艺和处理工艺。
在选择工艺路线时，需要考虑经济性、技术可行性和环境影响等因素。
同时，还需要进行物料平衡和能量平衡计算，以确定原料和能量的需求和产物的产量。
设备选型是化工工艺系统设计的另一个重要环节。
需要根据工艺流程的要求，选择适当的反应器、分离设备和处理设备。
选型时需要考虑设备的工作压力、工作温度、材料耐受性、设备尺寸和能耗等因素。
同时，还需要对设备进行强度计算和模拟仿真，以确保设备的安全可靠性。
布置设计是化工工艺系统设计的关键步骤之一。
在布置设计中，需要考虑设备的相互位置关系、工作区域的合理利用以及人工流动的便利性。
同时，还需要考虑到工艺流程中可能产生的废气、废水和固体废弃物的处理和排放问题。
布置设计还需要考虑设备的维护和检修的方便性，以确保系统的可持续运行。
控制系统设计是化工工艺系统设计中的另一个重要环节。
在控制系统设计中，需要明确控制策略和控制参数，选择合适的控制器和传感器，并建立合理的控制模型。
控制系统的设计需要考虑到工艺参数的实时监测和调节，以确保工艺的稳定性和产品质量的一致性。
总之，化工工艺系统设计方案是化工生产过程中至关重要的一环。
通过合理的工艺流程设计、设备选型、布置设计和控制系统设计，可以实现化工工艺系统的高效运行和符合产品质量要求的生产。
自动控制系统基本概念化工工艺
AA A
分支点
输入信号:作用于方框上的信号;输出:由方框送出的信号。
二.自动控制系统的表示形式 1. 方框图
•
f 干扰作用
给定值 偏差
操纵变量
被控变量
控制器
控制阀
x
z
e
p
q
对象
y
测量值
测量元件 及变送器
方框图的作用:用箭头表示自动控制系统各个组成环节之 间的相互影响和信号联系。
二.自动控制系统的表示形式
自动控制系统基本概念化工工艺
绪论
主要内容：
•
• 生产过程自动化的含义
• 实现生产过程自动化的目的
• 生产过程自动化的发展状况
• 现代自动化技术特点
• 学习本课程的重要性
一、生产过程自动化的含义
在生产设备上配备一些自动化的装置,代替操作人员的 部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行的过程
•
称生产过程自动化。
给定值 偏差 控制器
干扰作用 f
操纵变量q
控制阀
对象
被控变量y
x
z
e
p
测量值
测量元件 及变送器
自动控制系统方框图
画出该温度控制系统的方块图,指出被控对象、被控变量、 操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么？
•
给定值 偏差 控制器
干扰作用 f
操纵变量q
控制阀
对象
被控变量 y
x
z
e
p
测量值
测量元件 及变送器
给定值 偏差
x
z
e
控制器
p
干扰作用 f
操纵变量q
控制阀
对象
被控变量 y
化工工艺流程图简介
3.2 工艺方块图
3.2.4 工艺方块图识读 识读的步骤是： 1）了解原料、产品的名称或其来源、去向。 2）按工艺流程次序，了解从原料到最终产品 所经过的生产步骤。 3）大致了解各生产步骤（或设备、装置）的 主要作用。
17
3.2 工艺方块图
2
3.1 概 述
化工生产过程步骤： 1）原料预处理：依据化学反应要求对原料进行处理，
多为物理过程。（固体原料破碎、磨细和筛分） 2）化学加工 3）产物后处理：蒸馏、吸收、萃取、结晶等
由上述所见，化工生产可视为由物理过程和化学过 程两类过程组成。考虑到被加工物料的不同形态、 过程原理和采用方法的差异，可将物理过程进一步 细分为一系列的遵循不同物理定律，具有某种功用 的基本操作过程，称之为化工单元操作。
填料塔
V 04 08 A 真空受槽
(b)管道交叉
板式塔
喷洒塔
设用备粗序实号线来绘制主 相要同物设备料的的序工号艺流程
线，用箭头标明物
料的流向，并在流 浮头式列
管换热器
套管式换热器
釜式换热器
设程备名线称的起始和终了 位置注明物料的名
称、来源或去向12。
3.2 工艺方块图
3.2.3 工艺方块图的绘制
工艺方块图绘制的步骤 1）根据原料转化为产品的顺序，自左向右、从上到下用细 实线绘出反映单元操作、反应过程或车间、设备的矩形， 次要车间或设备按需要可以忽略。要保持它们的相对大小， 同时各矩形间应保持适当的位置，以便布置工艺流程线。 2）用带箭头的细实线在各矩形间绘出物料的工艺流程线， 箭头的指向要和物料的流向一致，并在起始和终了处用文 字注明物料的名称或物料的来源、去向。 3）若两条工艺流程线在图上相交而实际并不相交应在相交 处将其中一条线断开绘出。 4）流程线可加注必要的文字说明，如原料来源，产品、中 间产物、废物去向等。
化工生产的工艺流程
化工生产的工艺流程
《化工生产的工艺流程》
化工生产是指以化学过程为基础，利用化学原理和技术进行生产的一种工业活动。
在化工生产过程中，通常会涉及原料处理、反应过程、分离、纯化和成品制备等多个环节，而这些环节构成了化工生产的工艺流程。
首先是原料处理环节。
在化工生产中，原料的处理至关重要，包括原料的输送、贮存、预处理等环节。
在这个过程中，需要考虑到原料的性质、成分和处理要求，以确保原料的质量和稳定性。
接下来是反应过程。
在反应过程中，原料会经过化学反应，生成所需的产物。
这个环节通常包括加热、搅拌、控制反应条件等步骤，以达到最佳的反应效果。
然后是分离和纯化环节。
在反应过程之后，会得到混合物，需要经过分离和纯化来获取目标产品。
这个环节包括蒸馏、结晶、过滤、萃取等多种技术手段，以确保产品的纯度和质量。
最后是成品制备环节。
在成品制备环节，经过分离和纯化的产物会进行后续工艺处理，以得到最终的成品。
这个环节可能涉及浓缩、干燥、粉碎、包装等步骤，使产品具有良好的物理和化学性质。
整个化工生产的工艺流程通常需要经过多个环节的协调和配合，
以实现产品的高效生产和质量控制。
同时，工艺流程的设计和优化也是化工生产中极为重要的一环，它直接关系到生产效率和产品质量的提升。
因此，化工生产的工艺流程一直是化工行业研究和实践的热点领域。
HGT 20519-2009 化工工艺设计施工图内容和深度统一规定
4化工工艺设计施工图内容和深度统一规定第1 部分一般要求HG/T 20519.1-20091. 总则1.0.1为提高化工装置工程设计质量、统一化工装置施工图设计文件的内容和深度，特制定本部分。
1.0.2本规定适用于化工行业新建、扩建或改建的施工图设计，特别适用于中小设计单位。
石油、石化、轻纺、医药等行业可参照执行。
1.0.3施工图设计除应符合本部分及本规定的另5 部分（HG/T20519.2~ HG/T20519.6）外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。
2.化工工艺设计施工图成品文件组成2.0.1 概述化工工艺设计施工图是工艺设计的最终成品，它由文字说明、表格和图纸三部分组成。
分提交业主和内部两类文件。
见表 2.0.1。
*管道材料等级索引表提交业主。
3.图纸目录3.0.1凡是需发往施工现场和用户的设计成品（包括工程图纸、表格、复用图及设计说明），均需立项编入图纸目录中。
3.0.2凡是公开发行的标准（包括国标及部颁标准），均不列入图纸目录中，由用户自备。
这部分外购的标准应在设计说明中交待清楚。
3.0.3图纸目录格式见表3.0.33.0.4图纸目录填写内容说明1、填写设计单位名称；2、填写工程名称或代号；3、填写装置名称和代号；4、填写年份、月份；5、填写专业名称；6、填写编号。
7、填写设计阶段4. 设计说明4.0.1概述化工工艺设计施工图设计说明由工艺设计、设备布置、管道布置、绝热、隔声及防腐设计说明构成。
4.0.2工艺设计说明化工工艺设计施工图的工艺设计说明应包括下列内容：1.设计依据设计依据是说明施工图设计的任务来源和设计要求，它包括如下几个部分：施工图设计的委托书、任务书、合同、协议书等有关文件；初步设计的审批文件和修改文件；其他有关设计依据。
2.工艺及系统说明1)依据初步设计审批文件和修改文件所作的化工工艺修改和补充部分的说明；2)施工图设计中对初步设计作的改进和调整部分的工艺及系统说明；3)与工艺有关的施工说明和装置开、停车的原则说明。
化工工艺及系统专业设计基本知识
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化工工艺及系统专业设计的基本知识 摘要；从化工工艺及系统专业的角度，整理和归纳了化工工艺及系统专业工程设计所涉 及到一些典型的技术要点，范围侧重在专业设计技术基本内容和涉及到的各种行业标准、国 家标准以及环保、防爆、防火和劳动安全卫生方面的要求。
这些要点大部分摘自于标准、规 范等资料，所列出的专业所需内容是专业设计人员应该理解和掌握的基本知识，文中还插编 了一些相关专业的设计技术知识。
１ 专业设计有关工程建设标准、标准体系表、有关主要法规、规定和强制性标准 专业设计有关工程建设标准、标准体系表、有关主要法规、 １．１ 推荐的工程建设标准体系表 （１） 《化工行业设计、施工技术标准体系表》化工部建设协调司，１９９６ 年，北京。
化工 部工程建设标准编辑中心出版； （２） 《石油化工工程建设标准体系表》中国石油化工集团公司工程建设部，２０００ 年 １２ 月，北京。
以上 ２ 份标准体系表中收集的标准和规定，在出版时所示版本均为有效，所有标准都会 被修改、升版，使用者在运用时应注意采用新发布的版本。
１．２ 在工程设计中常用的主要专业设计行政法规、规定 化工和石油化工行业，本专业常用的主要行政法规、规定有以下各项； （１） 《化工工厂初步设计文件内容深度规定》ＨＧ／Ｔ２０６８８—２０００； （２） 《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 （修订本） 化计发（１９９７）４２６ 号； （３） 《化工建设项目建议书内容和深度的规定》 （修订本） 化计发（１９９７）４２６ 号； （４） 《中外合资经营化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 （修订本） 化计 发（１９９７）４２７ 号； （５） 《中外合资经营化工建设项目建议书报告内容和深度的规定》 （修订本） 化计发 （１９９７）４２７ 号； （６） 《石油化工项目可行性研究报告编制规定》中国石油化工总公司（１９９７ 年版） 中 ， 石化（１９９７）咨字 ３４８ 号；中石化（１９９７）咨字 ３４８ 号； （７） 《工程设计各专业互提条件内容统一规定》ＳＨＳＧ—０３２—８８； （８） 《石油化工装置基础工程设计内容规定》ＳＨＳＧ—０３３—２００３； （９） 《施工图阶段专业会签规定》ＳＨＳＧ—０３４—８９； （１０） 《工程项目初步设计协调会议规定》ＳＨＳＧ—０３７—８９； （１１） 《工程项目施工图设计协调会议规定》ＳＨＳＧ 一 ０３８—８９； （１２） 《施工图设计交底会议规定》ＳＨＳＧ—０３９—８９ （１３） 《石油化工工程设计开工报告编制提纲》ＳＨＳＧ—０４０—９０； （１４） 《石油化工大型建设项目总体设计内容规定》ＳＨＳＧ—０５０—９８； （１５） 《石油化工生产装置设计定员暂行规定》 （试行）ＳＨＳＧ—０５１—９８； （１６） 《石油化工装置详细设计内容规定》ＳＨＳＧ—０５３—２００３；． （１７） 《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》ＳＨＳＧ—０５２—２００３； （１８） 《中国石油天然气集团公司建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 中油计 字［２０００］第 ４９９ 号； （１９） 《建设项目 （工程） 劳动安全卫生监察规定》 中华人民共和国劳动部令第 ３ 号 １９９６ 年 １０ 月 １７ 日； （２０） 《建设项目（工程）劳动安全卫生预评价管理办法》 中华人民共和国劳动部令第 １０ 号 １９９８ 年 ２ 月 ５ 日； １ （２１） 《关于国家安全生产监督管理局负责备案的化工建设项目（工程）安全预评价报告 审查、备案工作的通知》 安监管司办字 ［２００３］５６ 号； （２２）国家安全生产监督管理局文件《关于印发《安全评价通则》的通知》 安监管技装 字［２００３］３７ 号 ２００３ 年 ４ 月 ４ 日。
化工工艺流程
化工工艺流程
《化工工艺流程简介》
化工工艺流程是指在化工生产过程中，物质从原材料经过一系列的物理、化学变化，最终转化成所需的产品的过程。
化工工艺流程包括原材料的采购、原料的预处理、反应、分离、纯化和产品制备等环节。
下面将简要介绍化工工艺流程的一般步骤。
首先是原材料的采购，原材料是化工生产的起始物质，其质量和性能将直接影响产品的质量。
对原材料的选择和采购需要进行严格控制，确保原材料符合生产的要求。
其次是原料的预处理，包括原料的搅拌、加热、冷却、过滤等操作，目的是将原料进行预处理，为后续的反应提供良好的条件。
接着是反应过程，这是化工生产的核心环节。
在反应釜或反应塔中，原材料在一定的温度、压力和催化剂的作用下进行化学变化，生成所需的中间产物。
然后是分离过程，反应结束后，需要将产物与副产物、催化剂等进行分离。
这包括蒸馏、结晶、萃取、吸附、离心等操作，以获取目标产品。
随后是产品的纯化，对产品进行进一步的提纯，以消除杂质、提高产品纯度。
这通常包括精馏、结晶、再结晶等操作。
最后是产品的制备，将纯化后的产物进行成型、包装等操作，最终得到符合要求的成品。
化工工艺流程是一个复杂且严谨的过程，需要严格控制各个环节，确保产品的质量和安全。
通过科学的工艺设计和精细的操作，可以实现高效、安全、环保的化工生产。
化工工艺类别划分
化工工艺类别划分
化工主要工艺包括以下几个方面：1. 物料制备工艺：物料制备是化工生产的基础，包括物料的粉碎、分散、混合、加热、冷却等过程。
2. 反应工艺：化工生产是以化学反应为核心的生产过程。
反应工艺包括反应器的选型、反应条件的控制、反应温度、压力、反应时间等关键参数的控制，以及反应产物的分离、提取、过滤、干燥等后续工序。
3. 分离工艺：分离工艺是将反应产物中有用组分与无用组分分离的关键工艺，主要包括物理分离和化学分离两种方式。
其中，物理分离包括蒸馏、萃取、结晶、吸附、离子交换、超滤等技术，而化学分离则包括萃取、吸附、离子交换、色谱、电泳等技术。
4. 精制工艺：精制工艺是将分离所得的化学品进行精制，以去除杂质，提高纯度，以满足工业生产及医药、食品等领域的要求。
精制工艺包括重结晶、升华、蒸馏、气相色谱、液相色谱、电泳等技术。
5. 储运及包装工艺：化工产品应当储存于槽罐、罐车、储罐以及各种包装容器之中。
储运及包装工艺包括物料储存、物料搬运、包装以及特种物资的配送等过程。
化工工艺流程的构成
化工工艺流程的构成化工工艺流程是指将原料经过一系列的化学反应、物理操作和工艺设计处理后，得到最终产品的一套工艺步骤和操作方法。
一个完整的化工工艺流程通常由以下几个组成部分构成：1. 原料处理：原料是化工生产的起始物质，包括有机物、无机物和其他一些辅助物料。
在工艺流程中，原料通过物理处理方法如输送带、卸料口等进入化工生产系统。
在进料之前，还需要进行一些预处理工序，如筛分、破碎、提纯等，以确保原料的质量符合生产要求。
2. 反应器：反应器是化工工艺流程中最重要的组成部分之一。
反应器是进行化学反应的设备，可以是容器、罐体、管道或其他系统。
它的设计需根据具体的反应条件，如温度、压力、反应时间等因素进行优化。
反应器种类繁多，常见的有批量反应器、连续反应器、固定床反应器等。
3. 分离与纯化：在反应结束后，需要进行产物与催化剂、溶剂等原料之间的分离工序。
常用的分离方法包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等。
通过这些方法可以得到纯度较高的产物。
在一些复杂的工艺流程中，可能还需要进行进一步的纯化步骤，如洗涤、萃取、结晶等工序，以获得更加纯净的终产品。
4. 能源供给与耗散：化工工艺流程中常需提供各种能源供应，如热能、电能等。
热能常用来维持反应器内的温度，通常通过加热器提供。
电能则用于驱动一些设备，如压缩机、泵等。
另外，工艺流程中也会有能量的耗散，如冷却器和换热器用于将高温物料冷却至适宜的温度。
5. 控制系统：化工工艺流程需要精确的控制和监测。
控制系统可以包括传感器、仪表、自动化仪器等，用于监测和控制反应条件和操作参数，以确保工艺的安全性和稳定性。
常用的控制方法有反馈控制、前馈控制和模型预测控制等。
6. 废物处理：化工工艺流程中产生的废物需要得到有效地处理，以避免对环境造成污染。
废物处理方法根据废物的性质和产生量而不同，可以是物理方法、化学方法或生物方法。
常见的处理方式有焚烧、深度处理、再循环利用等。
综上所述，一个完整的化工工艺流程由原料处理、反应器、分离与纯化、能源供给与耗散、控制系统和废物处理等组成。
化工工艺系统设计
只要不违背上述主要标准，也可以按用户要求。
对于化工装置、储运中危险物料的安全控制是防 火、防爆最有效的措施，因此必须严格遵照上述 规范规定执行。在PID阶段中，化工工程师必须 和仪表工程师共同合作，设计必要的安全保护措 施。安全泄压系统就是其中之一。
3.1.6 满足噪声控制要求 流体在阀门或管道内的流速越高，噪声也越 高，降低流速可以减小噪声。一般气体管道 内流速的限制值见下表：
管道周围的声压级dB 防止噪声的流速限制值m·sֿ¹
70
33
80
45
90
57
3.2 系统阻力降分析
3.2.1 伯努利方程 3.2.2 管内流动的雷诺数 3.2.3 磨擦产生的压力损失 3.2.4 摩擦系数和管道粗糙度的影响 3.2.5 阀门及管件的当量长度 3.3 管道中可压缩流体的阻力计算 当管道末端的压力小于始端压力的80%时，应 按可压缩流体的计算方法选择管径和计算压力 降。 3.3.1 初选管径 3.3.2 最终确定管径 按式8.3.2-1校核（P612)
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。
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，这样调节阀的开大 关小对流量控制就比较明显，易于调节。
浓硫酸
1.2
碱液
1.2
盐水和弱碱液
1.8
酚水
0.9
液氨
1.5
液氯
1.5
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：
化工设计的内容和程序
第一章 化工设计概论
二、设计要求
由于本课程从工艺工程师的角度讨论化工车间（装置）设计 的主要内容和设计。 化工装置是由各种单元设备以系统的、合理的方式组合起来 的整体。它根据现有的原料和公用工程条件，通过最经济和 安全的途径，生产符合一定质量要求的产品。化工装置设计 必须满足下列要求：
• 1、产品的数量和质量指标。 • 2、经济性：除少数生产只考虑社会效益外，其余均考虑经
济性。 • 3、安全：化工生产中的特殊性（易燃、易爆、有毒）。
《化工设计》
第一章 化工设计概论
• 4、符合国家和各级地方政府的环境保护法规，对三废进行 处理。
• 5、整个系统必须可操作和可控制。 可操作：设计不仅能满足常规操作，而也能满足开、停车等 非常规操作。 可控制：能抑制外部扰动的影响，系统能适应和稳定。
主要包括五个专业：工艺、设备、自控、给 排水、电气及土建、热工等专业 化工厂组成 生产部门、辅助生产部门和行政、生活部门
六 立项过程(设计前期工作)
1 立项 国家级大型项目、中型项目、小型项目
2 招标 3 项目建议书的编制
项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务 书的依据。
第一章 化工设计概论
• 本章主要内容
• 由此可见，设计是一个多目标的优化问题。不同于常规的数 学问题，不是只有唯一正确的答案，设计师在作出判决和选 择时要考虑各种经常是互相矛盾的因素——技术、经济和环 保等，在允许的时间范围内选择一个兼顾各方面要求的方案， 这种选择成决策贯穿整个设计过程。
《化工设计》
第一章 化工设计概论
三、设计性质和过程
原来的工艺专业部
工艺专业部（大部分为化学工程与工艺专业人员）
工艺系统专业部 （少量化学工程与工艺专业人员，大量其பைடு நூலகம்辅助专业）
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。
工艺系统的概念
工艺系统的概念引言工艺系统是指在工业生产中，为了达到预期的生产效果而采用的一系列工艺方法、设备和技术的组合。
通过对原材料的处理和加工，工艺系统可以将其转化为最终产品。
工艺系统在不同行业和领域都有着广泛的应用，如冶金、化工、食品加工等。
工艺系统的组成工艺系统由多个组成部分组成，下面将详细介绍每个部分的功能和作用。
1. 原材料处理原材料处理是工艺系统的起始环节，主要包括原材料的采集、运输和储存等过程。
在这个环节中，需要对原材料进行筛选、清洗、破碎等处理，以便于后续的加工和利用。
2. 加工工艺加工工艺是工艺系统的核心环节，它包括了原材料的加工、转化和制造等过程。
根据不同的产品和需求，加工工艺可以包括物理加工、化学反应、生物转化等多种方式。
加工工艺的选择和优化对于生产效率和产品质量都有着重要的影响。
3. 设备和设施工艺系统中的设备和设施是实现具体工艺操作的物质基础，包括各种生产设备、工具和设施等。
这些设备和设施需要根据工艺要求进行选择和配置，以提高操作效率和产品质量。
同时，设备的维护和管理也是工艺系统中不可忽视的一部分。
4. 操作控制操作控制是指对工艺系统进行实时监测和控制的过程。
通过采集和分析工艺数据，可以及时调整操作参数，以确保产品生产过程的稳定和可靠。
现代工艺系统中常采用自动化控制和信息化管理的手段，提高生产的自动化程度和数据的准确性。
工艺系统的优化与创新为了提高生产效率和产品质量，工艺系统需要不断进行优化和创新。
下面将介绍工艺系统优化的几个方面。
1. 过程优化通过对工艺流程的优化，可以减少能源和原材料的消耗，提高生产效率和经济效益。
例如，合理调整操作条件、改进工艺参数和设备配置等，都能够对工艺系统的性能和效果进行改善。
2. 技术创新随着科技的发展和技术的进步，新的工艺方法和技术不断出现。
通过引入新技术和新设备，可以进一步提高工艺系统的性能和产品质量。
例如，自动化控制系统、新型反应器和分离技术等都是工艺系统创新的方向。
精细化工企业工艺系统及生产设施设计防火标准
工艺系统及生产设施设计防火标准目录工艺系统及生产设施设计防火标准 (1)1 一般规定 (1)2 反应器 (2)3 泵、压缩机 (3)4 导热油炉 (4)5 生产设施内布置 (4)6 污水处理及循环水 (8)7 泄压排放 (9)8 过程检测及自动控制 (11)1 一般规定1.1 使用或生产甲、乙类物质的工艺系统设计，应符合下列规定：1 宜采用密闭设备。
当不具备密闭条件时，应采取有效的安全环保措施；2 对于间歇操作且存在易燃易爆危险的工艺系统宜采取氮气保护措施。
1.2 顶部可能存在空气时，可燃液体容器或储罐的进料管道应从容器或储罐下部接入；若必须从上部接入，宜延伸至距容器或储罐底200mm处。
1.3 对于忌水物质的反应或储存设备，应采取防止该类物质与水接触的安全措施。
1.4 可能被点燃引爆的可燃粉尘（粒）采用气力输送时，输送气体应采用氮气、惰性气体或充入这些气体的空气，其氧气浓度应根据可燃粉尘（粒）的极限氧浓度（LOC）确定，并应符合下列规定：1 具有氧气浓度连续监控和安全联锁的场合，当LOC不小于5%（体积）时，安全余量不应小于2%（体积）；当LOC小于5%（体积）时，氧气浓度不应大于LOC的60%；2 无氧气浓度连续监控和安全联锁的场合，当LOC不小于7.5%（体积）时，安全余量不应小于4.5%（体积）；当LOC小于7.5%（体积）时，氧气浓度不应大于LOC 的40%。
1.5 采用热氧化炉等废气处理设施处理含挥发性有机物的废气时，应设置燃烧室高温联锁保护系统和燃烧室超压泄爆装置，宜设置进气浓度监控与高浓度联锁系统、废气管路阻火器和泄爆装置。
1.6 严禁将可能发生化学反应并形成爆炸性混合物的气体混合排放。
1.7 下列设备应设置防静电接地：1 使用或生产可燃气体、液化烃、可燃液体的设备；2 加工或处理有可燃粉尘或粉体的设备。
1.8 加工或处理可燃粉尘或粉体的场所，设备之间连接和接地应采用金属或其它导体材料。
HG20519.2-2009工艺系统
化工工艺设计施工图内容和深度统一规定第2部分工艺系统HG/T 20519.2-20091.总则1.0.1为提高化工装置工程设计质量、统一化工装置工艺系统的施工图设计，特制定本部分。
1.0.2本规定适用于化工行业新建、扩建或改建的施工图设计，特别适用于中小设计单位。
石油、石化、轻纺、医药等行业可参照执行。
1.0.3施工图设计除应符合本部分及本规定的另5部分（HG/T20519.1、HG/T20519.3~ HG/T20519.6）外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。
2.首页图在工艺设计施工图中，将设计中所采用的部分规定以图表形式绘制成首页图，以便更好地了解和使用各设计文件。
首页图包括如下内容：2.0.1管道及仪表流程图中所采用的管道、阀门及管件符号标记、设备位号、物料代号和管道标注方法等。
具体见有关设计规定：1.绝热及隔声代号，见本部分第7章；2.管道及仪表流程图中设备、机器图例，见本部分第8章；3.管道及仪表流程图中管道、管件、阀门及管道附件图例，见本部分第9章；4.设备名称和位号，见本部分第10章；5.物料代号，见本部分第11章；6.管道的标注，见本部分第12章。
2.0.2自控（仪表）专业在工艺过程中所采取的检测和控制系统的图例、符号、代号等。
其它有关需说明的事项。
图幅大小可根据内容而定，一般为A1，特殊情况可采用A0图幅。
2.0.3首页图例图见图2.0.3图2.0.3首页图（例图）3.管道及仪表流程图3.1概述3.1.1管道及仪表流程图本管道及仪表流程图适用于化工工艺装置，是用图示的方法把化工工艺流程和所需的全部设备、机器、管道、阀门及管件和仪表表示出来。
是设计和施工的依据，也是开、停车、操作运行、事故处理及维修检修的指南。
3.1.2管道及仪表流程图分类管道及仪表流程图分为“工艺管道及仪表流程图”和“辅助及公用系统管道及仪表流程图”。
工艺管道及仪表流程图是以工艺管道及仪表为主体的流程图。
辅助系统包括正常生产和开、停车过程中所需用的仪表空气、工厂空气、加热用的燃料（气或油）、致冷剂、脱吸及置换用的惰性气、机泵的润滑油及密封油、废气、放空系统等；公用系统包括自来水、循环水、软水、冷冻水、低温水、蒸汽、废水系统等。
化工生产中的工艺系统
化工生产中的工艺系统
化工生产中的工艺系统包括以下几个方面：
1. 原料配制系统：原料配制系统包括原料的计量、配比、混合、输送等工艺。
这个系统的目的是确保原料配比准确、能够满足生产需要，同时确保原料的安全储存和输送。
2. 反应系统：反应系统是化工生产过程中最核心的部分，它包括反应器、加热/冷却设备、搅拌设备、配料系统、收集和输送设备等。
这个系统的目的是确保反应过程的稳定性、产率和产品质量。
3. 分离系统：分离系统包括分离、提纯、浓缩和干燥等工艺，它是化工生产过程中最为关键的环节之一。
这个系统的目的是将反应产物纯化和分离，获得最终的产品。
4. 控制系统：控制系统是化工生产过程中管理整个工艺流程的关键，包括自动化控制、计算机控制、PLC控制、仪表监测等技术。
这个系统的目的是确保工艺过程控制的精确性和稳定性，最终得到满足质量标准的产品。
5. 废水处理系统：化工生产中会产生大量的废水，废水处理系统包括收集、处理、排放和回用等工艺。
这个系统的目的是处理废水中的有害物质，确保废水排放符合环保标准。
综上所述，化工生产中的工艺系统是一套复杂的系统工程，必须科学地管理和控制，以确保生产过程的安全、高效和环保。
工艺系统
泵和设备安装高度 沸点液体进泵最容易产生气蚀现象，在化工过程 中常见的有蒸馏塔塔釜→泵 一般塔釜布置在离地面约3～5m的范围内。
● ●
泵与设备布置时需考虑： 系统水力学要求。 管道配置合理、方便操作。
●
泵安装高度的确定原则和方法 原则：NPSHa＞NPSHr 方法：见式8.5.2-1 （P-640） 关键：在液体物料进入泵口的温度下，其操作压
●
加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时， 应该在该阀上游设置安全阀。 由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事 故和公用工程事故引起的超压部位。 液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位。 凝气透平机的蒸汽出口管道。
●
●
●
●
某些情况下，由于泵出口止回阀的泄漏，则在 泵的入口管道上设置安全阀。
3.3.5 爆破片的设置 下列7种情况优先选用爆破片：（P-630） ● 压力有可能迅速上升的。 ● 泄放介质含有颗粒、易沉淀、易结晶、易聚 合和介质粘度较大。 ● 释放介质有强腐蚀性，使用安全阀时其价格 很高。 ● 工艺介质十分贵重或有剧毒，在工作过程中 不允许有任何泄漏，应与安全阀串连使用。 ● 工作压力很高或很低时，选用安全阀则其制 造比较困难。 ● 当使用温度较低而影响安全阀的工作特性 ● 需要较大的泄放面积。
3.2 化工管道设计(不是配管设计)：化工管道设计的理 论基础为流体力学。
3.2.1 系统压力降分析 流体流动存在流速的限制，流速主要由压力降确定。 流速过大，管径虽然较小，但压力降大，要求管道初始 的压力高，选泵时泵的功率就要大，要作好系统压力降 分析。因此必须掌握下列原理，并能灵活运用，解决工 程中的具体问题。 ● 柏努利方程 见方程式8.3.1-1（P-604） ● 流体的物理特性，主要是粘度和密度 ● 雷诺数 ● 摩擦产生压力损失 ● 摩擦系数与管道粗糙度的影响 ● 阀门及管件的当量长度
化工工艺系统设计
03
02
01
C.等额分付资本回收公式
本公式是上述B式的逆运算
式中， 为等额分付偿债基金系数，记为（A/P、i、n），可在《复利表》中查出----表中称为” 资本回收系数”
等额分付偿债基金系数表示，在考虑资金时间价值的条件下，对应于工业项目的单位投资，在项目寿命期内每年至少应该回收的金额。如果对应于单位投资的实际回收金额少于这个值，在项目寿命期内就不可能将投资全部收回。
C. 名义利率和有效利率（利息计算次数m） 名义利率是指，计息次数与利率时间单位不相同的年利率； 有效利率是指，计息次数与利率时间单位相同的年利率； 有效利率公式： i == ( 1 + r / m) m - 1
【例】若年利率（i）为8 % ，一年计息一次，即， r = i，m = 1。若年利率为8%，半年计息一次， 即r = 8 % ，m = 2 ，有效利率为 i = ( 1 + 8% / 2 ) 2- 1 = 8.16 %
（2）投资收益率。投资收益率是项目正常生产年份的净收益与投资总额的比值。 公式为： E ＝ R / I 式中， E —— 投资收益率；I —— 投资总额；R —— 正常年份净收益。依分析目的不同，R可以是利润（或利税）总额；
2.动态评价指标 （1）净现值（ＮＰＶ） 净现值是投资项目寿命期内各年度发生的净现金流量按基准收益率折现到初期的现金累加值。公式，
《第二种支付类型》 等额分付类型 A.等额分付终值公式
式中， A 为等额年金支付序列的总现金流出；
为等额分付终值系数，可记为（F/A 、i、n），该系数在《复利表》可查出
F（终值）
0
1
2
3
n-1 n
A
含义：在考虑资金时间价值的条件下，若n年内系统的总现金流出等于总现金流入，则第n年末的现金流入F应与等额现金流出序列等值。F为该序列的终值。如上图，可把等额序列视为n个一次支付组合。
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初步设计
4 化工工艺及系统
4.1 概述 4.1.1 装置设计规模、装置组成与各工序名称
1) 设计规模：18 万吨/年合成氨，30 万吨/年尿素 2) 装置组成及各工序名称
序号 装置码
装置 装置名称
工序 工序码 工序名称
主项
编码
主项码
3
C2H6 30
560 75.6 3.0
甲
536.8 16.5 4.4
甲
471.8 13 2.9
甲
630 30.2 15 轻 乙
度
5
CO 28 -205 -191
608 74 12.5 强 乙
6
CO2 44 -57 -78.5
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五环科技股份有限公司
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灵石中煤化工有限责任公司 18 万吨/年合成氨、30 万吨/年尿素工程
初步设计
附塔进行二段升升压。二段升结束后，利用提浓段的均压气和中间气对床层逐步升压 至接近吸附压力，吸附床便开始进入下一个吸附循环过程。部分置换气作为 95%的氮 气产品回收，吹扫气排入大气。
粗脱氮段来的中间气自下而上通过精制段处于吸附步序的 2 台吸附床层，出塔氧 气送入富氧压缩机。当被吸附杂质的浓度前沿接近床层出口时，关闭吸附塔入口阀和 出口阀，使其停止吸附，通过一次均压步骤回收床层死空间的氧气，并在吸附剂床层 的上端进行顺放，将气体放入 V02101C 以回收氧，然后逆着吸附方向降压，依次将气 体放入 V02102A、V02102B、V02102C 对吸附剂床层进行初步再生，逆放结束使用 V02101 中回收的气体对吸附剂床层进行吹扫，进一步再生吸附剂床层。接着进行均压升，然 后利用精制系统的 93%氧气产品气将吸附剂床层的压力提高到吸附压力，吸附床便开 始进入下一个吸附循环过程。
灵石中煤化工有限责任公司 18 万吨/年合成氨、30 万吨/年尿素工程
7
H2S 34 -85 -60
260 45.5 4.3
甲
初步设计
4.4 生产流程简述 4.4.1 焦炉气鼓风、除焦及脱硫工艺流程简述： 从气柜工序来的焦炉煤气，经电除尘进口水封，进入静电除尘器，焦炉煤气在电 除尘器中除去残余粉尘微粒及焦油，后进入罗茨鼓风机升压到53kPa后送至脱硫工段。 由鼓风及除尘来的焦炉气首先进入清洗冷却塔的下半段，冷却后再进入焦炉气脱硫 塔，与栲胶液贫液逆流接触脱除硫化氢，从脱硫塔顶端出来的焦炉气硫化氢含量≤ 10mg/Nm3，通过清洗冷却塔的上半段冷却后，进入二级静电除尘器，除尘后送焦炉气 压缩工序。 吸收硫化氢后的脱硫富液从脱硫塔底部出来后进入富液槽,•由泵送至再生槽喷 射器，经喷射器自吸空气后进入再生贫液槽内氧化再生，浮选出来的硫泡沫自流进入 硫泡沫槽，用泵送入连续熔硫釜加热熔融后制得副产品硫磺。 脱硫富液在再生贫液槽中被氧化再生为贫液后流入贫液再生槽下部，由贫液泵将 栲胶液贫液送至脱硫塔循环使用。 4.4.2 焦炉气压缩工艺流程简述： 由粗脱来的焦炉气（40℃，0.14MPa）经 2 台往复式焦炉气压缩机（4M50-286/23） 压缩至 2.4 MPa，接至经过活性炭滤油器过滤掉油后去甲烷转化工序。由甲烷精制来 的净化气（40℃，2.0MPa）经 2 台往复式净化气压缩机（4M100–35.74 / 19-220） 压缩至 22.1MPa 后去氨合成工序。 4.4.3 制氧、制氮工艺流程简述： 本装置共有两段，其中第一段称为粗脱氮段，采用 12-2-4-RP 流程；第二段称为 精制段，采用 7-2-1-P 流程。空气经压缩机加压至 0.15MPa，先经后冷却器冷却至 40℃， 进入处于吸附步序的 2 台吸附塔，空气中的 H2O、CO2、N2、Ar 等杂质部分被锂型 5A 分子筛吸附后,氧气纯度由最初的 20.9%(V)提高到 35%(V)后送入精制段进行进一步 提浓。当被吸附杂质的浓度前沿接近床层出口时，关闭提浓段吸附塔入口阀和出口阀， 使其停止吸附，通过四次均压步骤回收床层死空间的氧气，再顺着吸附方向使用产品 气进行连续置换，使塔内氮气浓度达到产品要求。置换结束，逆放降压回收 99.9%氮 气产品，并对吸附剂进行初步再生。逆放结束，使用精制段底部过来的气体对吸附剂 床层进行吹扫，使吸附剂床层进一步再生，并回收吹扫气中的氧气。在吹扫气中的氧 气达到吸附剂床层底部之前，停止吹扫，依次使用 V02102C、V02102B、V02102A 对吸
尿素装置采用改进型二氧化碳汽提法尿素工艺技术，其组成为：高压圈(包括尿 素合成塔、汽提塔、高压甲铵冷凝器、高压洗涤器和高压喷射器)、低压分解吸收系 统、真空蒸发系统、工艺冷凝液处理系统、尿素造粒工序。
改进型二氧化碳汽提法的主要工艺特点是在最佳氨碳比的条件下，使合成压力降 到最低。同时，在合成压力下，用二氧化碳气对合成熔融物进行汽提，未转化的甲铵 分解为氨和二氧化碳在等压下冷凝，其冷凝热用来副产蒸汽供低压分解和一段蒸发作 加热蒸汽用，并作为蒸汽喷射器的动力蒸汽以及提供系统保温用。由于采用二氧化碳 汽提，该工艺与氨汽提尿素工艺相比，汽提压力较低，汽提效率较高，因而无需中压 分解也能满足尿素装置生产的要求。该工艺技术改进后，采用了原料 CO2 气体的脱氢 技术，大大降低了工艺过程中燃爆的危险程度，在高压洗涤器后设低压吸收塔吸收不 凝气中的氨，减少了尿素装置的氨耗。工艺流程短，设备少，生产稳定，消耗低。
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初步设计
锅回收热量降温后，补加蒸汽进入变换工序的中变炉，进行 CO 变换反应，调整 CO 含量至 3%，气体换热降温后，再进入装有铜锌触媒的低温变换炉，为保护低变催化 剂，在最上段装填一层 ZnO 精脱硫剂把关，控制变换气中 CO 含量为 0.3%；变换后的 低变气进入脱碳装置脱除 CO2，控制脱碳气中 CO2 含量≤0.2%，再经甲烷化装置精制， 使气体中的 CO+ CO2 ≤10 PPm，合格的氢氮气经合成气压缩机组，加压至 22.0MPa 送往氨合成装置。氨合成采用 22.0MPa 合成工艺，合成后的氨经冷却分离减压进液氨 贮槽，液氨送尿素装置生产尿素，多余的液氨外卖。合成氨装置采用工艺技术成熟可 靠，安全环保。
序 名称
号
规格 （型号、尺寸）
控制组分名称
标 准 备注
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1 TAD-112 2 TAD-216 3 TAD-412 4 催化剂 B108-2 5 催化剂 B204 6 催化剂 JT-8 7 催化剂 W704 8 催化剂 EZ-2 9 催化剂 Z204 10 催化剂 Z205 11 催化剂 J107 12 脱氢催化剂 13 合成催化剂 14 脱油剂
初步设计
4.3 装置危险性物料主要物性
生产中主要有毒、有害、易燃、易爆物质及特性见表 4—3。
表 4—3
危险性物料主要物性表
序 名称 分 熔 沸 闪 燃
爆炸极限 毒 火 爆 国 家
号
子 点℃ 点℃ 点℃ 点℃
(V%)
性 险 炸 卫生
量
程 分 级 标准
度类组
上限 下限
1
H2
2 -259 -253
2
CH4 16 -182 -161
4.4.4 干法脱硫工艺流程简述： 来自原料气压缩工段的2.4MPa(A)的焦炉气首先送往焦炉气转化工序加热炉加热 （300℃，2.30 MPa（G）），进入Ⅰ级精脱硫加氢塔（R03501），焦炉气中的有机硫在 300-380℃，2.30 MPa（G）条件下，通过加氢催化剂（JT-8）使有机硫转化为H2S。 加氢后的气体再进入预脱硫塔（C03501A/B），采用价格相对便宜的MnO做为预脱硫剂 脱除大部分的H2S，来减轻精脱硫剂ZnO的负荷、延长寿命，降低运行费用。采用双塔 流程，当串联使用时，脱硫过程主要在A塔中进行，B塔“把关”和备用。当采用并联 操作时，气速低，阻力小，脱硫剂的利用情况不如串联使用好。由于焦炉气中的有机 硫含量比较高，经预脱硫的焦炉气再进入Ⅱ级精脱硫加氢塔（R03502），将剩余的有 机硫更彻底的转化为H2S。最后焦炉气进入采用双塔流程的精脱硫塔（C03502A/B）， 当串联使用时，B塔同样起着“把关”和备用的作用。当A塔出口硫含量接近入口硫含 量时，将A塔从系统中切换出来更换催化剂，此时用B塔单独操作。更换后再串入流程 中，此时A塔仍放在前面，以便将装填脱硫剂时产生的粉尘用B塔进行过滤，避免带到 甲烷化工序中。一周以后将两塔倒换操作。焦炉气经精脱硫后硫含量降低到0.1PPM 的焦炉气，进入甲烷转化工序。经此工艺处理后，可使焦炉气总硫<0.1ppm，满足后 工序催化剂入口要求。 4.4.5 甲烷转化工艺流程简述： 焦炉气和蒸汽混合的原料气，温度650℃，压力2.25MPa（A），经烧嘴进入转化炉； 工艺氧气与适量的中压蒸汽混合后温度181.4℃，压力2.5MPa（A），经烧嘴进入转化 炉，在烧嘴顶部与焦炉气瞬间混合燃烧并反应，燃烧放出大量的热。少量的甲烷发生
主项名称
1 02
空分
0
00
1 PSA 制氧、制氮
2 空气压缩
02100 02200
2 03
焦炉气转化
0
00
1 气柜
00
2 鼓风及除焦
00
3
湿法脱硫
00
4
焦炉气压缩
00
5
干法脱硫
00
6
甲烷转化
00
03100 03200 03300 03400 03500 03600
3 04
合成氨
0
00
1
变换
2
脱碳
五环科技股份有限公司
Φ 2～5 Φ 1～3 Φ 1～3 Φ 9-9.5mm Φ 5-5.5mm Φ 3-5mm Φ 3-5mm Φ 3-5mm 环状 环状 Φ 4-8mm Φ 2-5mm Φ 3-5mm 条状