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。
第二章 工艺流程设计
本章主要内容： 1）工艺路线选择。 2）工艺流程的设计。
例如：
举例说明工艺路线的流程化
简化后的流程示意图
第二节 工艺路线选择
一、选择原则 （1）先进性(技术上先进，经济上合理）。 （2）可靠性。 （3）结合国情，因地制宜。
第二节 工艺路线选择
二、工作步骤 1、全面收集拟定产品在国内外的各种生 产方法资料。 2、研究关键设备。 3、对各种生产方法进行技术、经济、安 全等方面的要求。 4、对选定生产方法做适当的修改。
举例说明工艺路线的流程化
例1. 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
简化完善工艺流程
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。
一、概念设计 概念设计的主要内容是将工艺路线的
流程化，然后完善流程，进行方案比较， 选择一最佳方案。
第三节 工艺流程设计
一、概念设计
一个典型工艺过程分为六个重要部分， 即原料贮存,预处理、反应、产品分离、 净化、贮存包装。还要考虑”三废”处理 及公用工程、配套设施。
பைடு நூலகம்
原料
产品
原料 贮存
原料 预 处理
第三节 工艺流程设计
工艺流程设计中应注意和解决的问题 (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，计算出整个装置的 技术经济指标。 (6) 确定三废治理方法。 (7) 制定安全生产措施。
第三节 工艺流程的设计
一、概念设计
工艺路线流程化工作方法 (1)首先确定主反应过程； (2)根据反应要求，决定原料贮存方式,量,原料准备过程
和投料方式流程； (3)根据产品质量要求和反应过程实际，确定产物的分离、
精制的过程； (4)产品的计量、包装或后处理工艺过程； (5)副产物处理的工艺过程； (6)“三废”排出物的综合治理流程； (7)确定动力使用和公用工程的配套。
实验技术和实际生产中之间存在巨大 差距，需要设计人员必须具备工业化生产 的概念。如在实验室配制硫酸和硝酸的混 合酸过程。
工 业 混 合 酸 流 程 图
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计方法： （1）参考现有的图纸或资料,进行改进完善。 （2）根据现有的生产装置进行工艺流程设计。 （3）根据实验室的实验装置，进行生产工艺流 程设计。 （4）由概念设计做起，由一个反应式开始进行 工艺设计。该设计主要适合实验流程的设计。
要收集的主要资料内容
• 各国生产情况、各种生产方法及其工艺流程。 • 原料来源及成品应用情况。 • 实验研究报告。 • 原料、中间产品、产品和副产品的规格和性质。 • 安全技术和劳动保护措施。 • 综合利用及三废处理 • 生产技术是否先进、生产机械化、自动化程度。 • 装备大型化与制造、运输情况。 • 基本建设投资、产品成本、占地面积。 • 水、电、汽、水文、气象等方面的资料。 • 车间环境与周围的情况。
简化后的工艺流程简图
盐酸 汽提塔
催化剂
甲醇 计量槽 汽化釜 反应釜 冷凝器 脱酸塔 盐酸
产品 钢瓶 冷凝器 压缩机 冷冻塔 冷凝器
举例说明工艺路线的流程化
简化后的流程示意图
工艺流程设计
2.初步设计阶段工艺流程的设计
第三节 工艺流程设计
工艺流程设计的原则
(3)确保安全生产，以保证人身和设备的安全，充 分预计生产的故障，以便即时处理，保证生产 的稳定性。
(4)尽量减少三废排放量，有完善的三废治理措施， 以减少或消除对环境的污染，并做好三废的回 收和综合利用。
(5)生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产、 高产。
第二节 工艺路线选择
在对生产方法进行论证时应注意的问题 （１）满足产品性能规格的要求。 （２）尽量采用先进生产技术。 （３）选用的工艺路线必须具备工业化生产的条件。 （４）对各项技术经济指标进行比较。 （５）操作连续化问题。 （６）装置大型化。 （ 7）治理三废，消除污染。 （ 8）提高自动化水平，尽量利用计算机进行生