化工设计与工厂设计-工艺流程设计
化工设计程序与内容
4. 工艺初步设计的工作程序
扩大初步设计程序图
设计任务书 工艺路线与生产方法的确定
物料衡算 能量衡算 设备工艺计算及选型号 工艺流程图设计 车间布置设计
概算 编写设计说明书
工艺流程方框图 物料平衡图 原料用量、消耗定额及三废排放表
能量消耗综合表 设备一览表 非定型设备条件表
带控制点工艺流程图
车间平面及立面布置图
概算书、投资额及材料表
扩大初步设计说明书
5. 初步设计的成果(成品)
• 初步设计说明书 • 附表:设备一览表,主要材料估算表 • 附图:物料流程图,管道及仪表流程图,
总平面布置图,车间设备布置图, 关键设备总图 • 附：概算书和技术经济分析资料
五、施工图设计阶段工作内容与程序
1.施工图设计的主要任务 2.施工图设计的依据与规范 3.施工图设计的主要工作内容 4.施工图设计的工作程序 5.施工图设计的深度 6.施工图设计的成果(成品)
料;④建厂条件调查;⑤专业条件调查;⑥确定工艺技术方案
2.进行设计:①专业间条件往返;②各专业完成设计条件;③各专
业设计条件校审
3.完成设计:①设计文件评审;②各专业会签;③入库前规格检查
;④文件复制、归档、发送;⑤完工报告
二、化工设计阶段的划分
1. 国外设计阶段的划分 国际上，通常把全部设计过程划分为
1. 施工图设计的主要任务
把初步设计中确定的设计原则和设计 方案，根据建筑安装工程或设备制作的 需要，进一步具体化。把工程设计各个 组成部分的布置和主要施工方法，以图 样及文字的方式加以确定，并编制设备、 材料明细表。
2. 施工图设计的依据与规范
➢已审批的初步(或扩初)设计 ➢行业标准《化工工艺设计施工图
工艺流程设计全解
化工设计电子课件
3. 落实设备 国内已有定型产品 设备类型 需进口设备 需重新设计制造 技术力量
设计制造单位
加工条件 材料供应
设计、制造进度
4. 全面对比 ① 几种工艺路线在国内外的采用情况及发展趋势； ② 产品的质量情况； ③ 生产能力及产品规格； ④ 原材料、能量消耗情况； ⑤ 建设费用及产品成本； ⑥ 三废的产生及治理情况； ⑦ 其他特殊情况。
根据原料性质、处理方法不同可
选不同的装置及输送方式。 如连续催化重整装置的原料预处 理过程：泵送、换热、加热炉加 热、预加氢、预脱砷和预分馏等。
(3) 产物后处理 副反应的发生——乙烯裂解反应物 受反应时间或化学平衡限制，产物中存在过剩组分——如合成 NH3、尿素过程中，过量H2、NH3 有害杂质净化——合成气的脱硫、脱碳 产物中有固体产品，也增加了后处理过程。
化工设计电子课件
3.1 工艺路线的确定
3.2 工艺流程设计
3.3 工艺流程图
3.4 典型设计的自控流程
化工设计电子课件
3.1 工艺路线的确定 工艺路线——通常指生产方法.
可以用不同原料、不同生产方法，不同工艺流程生产同一产品。 化工设计中遇到的大多数是已有工艺路线的工艺流程设计。
一、确定工艺路线应考虑的因素 技术可行性——实验室研究项目的工程化 经济合理性——经济效益、社会效益和环境效益 原料的纯度及来源——如矿石的品位等 公用工程中的水源及电力供应——缺水地区 环境保护——三废的产生和处理
二、工艺流程设计方法——从工艺角度进行流程设计 原料 原料 贮存 进料 预处理 反 应 产品 分离 产品 精制 贮存 包装 产品
一般工艺流程部分为四个重要部分，即：原料预处理、反应过程、 产物的后处理(分离纯化)、三废处理。
工艺流程设计
③仪表位号
仪表位号由仪表功能标志和仪表回路编号两部 分组成。在检测控制系统中，一个回路中的每一 个仪表（或元件）都应标注仪表位号。
思考题
1、生产方法和工艺流程的选择原则 2、工艺流程设计的任务 3、工艺流程图图样种类 4、管道仪表流程图中管道的标注内容
预热装置
干燥装置
粉碎装置
2、反应过程
根据反应过程的特点、产品要求、物料特性、 基本工艺条件来决定采用反应器类型及决定采用 连续操作，还是间歇性操作。另外，物料反应过 程是否需外供能量或移出热量，都要在反应装置 上增加相应的适当措施。如果反应需要在催化剂 存在下进行，就须考虑催化反应的方式和催化剂 的选择。一般说确定主反应过程的装置，往往都 有文献、资料可供参考，或有中试结果。现有工 业化装置可以借鉴、参考，因此并不复杂。
标注内容应包括四个组成部分：即管段号、管径、 管道等级和绝热（或隔声）代号。
管径
管道等级
PG 13 10–300–A1A-H
管道顺序号 工序编号 物料代号 绝热或隔声代号 管段号
4、阀门与管件的表示方法
5、仪表控制点的表示方法
①图形符号
②仪表的功能标志
由1个首位字母和1-3个后继字母组成。第一个 字母表示被测变量，后继字母表示读出、输出功能。
反应釜
3、产物的后处理
(1)产物的分离净化 1)反应副产物生成 2)未反应原料掺杂 3)有害杂质停留 4)产物复杂的聚集状态
(2)产品的加工 筛选、包装、灌装、计量、输送、储存等
(3)未反应原料的循环与利用
苯,甲苯 苯乙烯
乙烯
烷基化
苯 塔
乙 苯 塔
乙 苯 脱 氢
苯 甲 苯 塔
乙 苯 塔
2工艺流程设计-80页精选文档
工艺流程设计也是工艺设计的核心，在整个设计过程中 不断修改完善，由浅入深、由定性到定量，在整个设计 中最先开始（例如可行性研究阶段），最后完成（施工 图阶段）。
化工设计
2.1 生产方法和工艺流程的选择
一、化工产品生产工艺路线的确定考虑的因素
(1)技术上可行； (2)经济上合理； (3)原料的纯度及来源； (4)公用工程中的水源及电力供应； (5)环境保护； (6)安全生产： (7)国家有关的政策及法规。
化工设计
化工设计
2.3 工艺流程图
3、物料流程图（PFD）——表达物料衡算、热量衡算 结果 ：
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。
全面衡量，综合考虑
化工设计
2.1 生产方法和工艺流程的选择 三、工艺路线确定的步骤—三个阶段
A.搜集资料，调查研究——准备阶段 根据建设项目的产品方案及生产规模，搜集国内外同类
型生产厂的有关资。包括技术路线特点，工艺参数、原材 料和公用工程单耗、产品质量、三废治理以及各种技术路 线的发展情况与动向等技术经济资料。具体收集的内容主 要有以下几个方面：
化工设备与工厂设计
2 工艺流程设计
天津科技大学 海洋科学与工程学院
化工设计
本章主要内容 2.1 生产方法和工艺流程的选择 2.2 工艺流程设计 2.3 工艺流程图 2.4 工艺流程图的绘制
本章重点： 工艺流程设计方法 工艺流程图的绘制
化工设计
工艺流程设计是通过图形的形式，形象地反映出 化工生产由原料输入到产品输出的全过程；包括 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、仪表等；
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。
化工厂设计的内容与程序
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九、工艺流程设计步骤
• • • • • • • 1、确定工艺流程 2、确定每个过程的具体流程 3、产物的处理确定操作条件 4、确定控制方式 5、确定环境因素控制方案 6、确定安全措施方案 7、绘制工程流程图
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十、物料衡算的思维方法
• • • • • 1、绘出完整的工艺流程图 2、写明每个反应方程式 3、写明年产量年工作时间产率产品纯度 4、物料衡算 5、绘出物料衡算图验证物料平衡
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十四、毕业设计说明书主要内容
• • • • • • • • • • • 1、概述 2、工艺流程的选定与简介 3、工艺计算（物料热量） 4、设备的选择 5、原辅材料定额消耗量 6、环境保护措施 7、成本估算 8、安全措施和节能措施 9、设计体会与收获 10、参考文献 11、附图
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十五、换热器工艺计算
• • • • •
1、流体流速 2、流体路径 3、冷热端的温度 4、估算换热面积（总传热系数） 5、计算
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十六、化工管道设计依据
• • • • 1、满足工艺要求 2、满足安全要求 3、施工操作维修方便 4、整体美观省材省投资
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十七、化工管道设计内容
• • • • • • • 1、管道配件阀的选择 2、管路设计 3、管路保温设计 4、管架设计 5、管路热补偿设计 6、材料列表 7、绘图（平面立体）
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十八、工程概算类别
• • • • 1、土建工程 2、设备购置 3、安装工程 4、其他费用
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化工设计的内容与程序
✓ 说明装置危险区的划分，列出所处理介质的特性和允许 浓度，安全生产、事故处理及劳动保护设置应用的特殊 措施。
❖ 目的：
1. 总结整个技术开发阶段的研究成果； 2. 作为工程设计的依据
二、根据设计性质分类
2. 工程设计
一、项目性质分类
2、重复建设项目的设计
因为市场需求大产品需扩大生产,需再建 生产装室.由于新厂的具体条件不同(就算生 产规模、工艺要求不变) 仍需要设计部门进 行设计。
一、项目性质分类
3、已有装置改造
一些老的生产装置产质量和产量均不能满足 市场需求, 或者由于技术原因,原材料消耗过高而 缺竞争能力,必须 对老装置进行改造,其中包括去 掉影响产品产量和质量的”瓶颈”优化生产过程 控制操作.提高能量的综合利用率和局部设备的工 艺改造.这类设计往往由生产企业的设计部门进行.
通过概念设计，可以及早暴露研究工作中存在的问 题和不足之处，从而能及时解决问题，缩短开发周期
二、根据设计性质分类
② 中试设计：按照技术开发的观点，中试的主要目 的是验证模型和数据，即概念设计中的些结果和 设想通过中试来验证
❖ 工作内容： 与工程设计基本相同，但规模小，一般不出管
道、仪表、管架等安装图。
2. 工程设计
2.1 工程设计阶段的划分
• 项目建议书 • 可行性研究报告 • 总体设计(必要时) • 工艺包 • 基础设计 • 详细设计 • 施工配合 • 开车及性能考核 • 设计回访
2. 工程设计
2.2 各阶段主要内容
项目建议书（预可行性研究报告）—协助业主申请项目
可行性研究报告—作为项目咨询的第二阶段帮助业主立项。
精选工艺流程设计课件PPT80页
这几种图由于要求不同，其内容和表达的重点也不一致，但彼此之间却有着密切的联系。
§3 工艺流程图-工艺流程草图
定义：表达整个工厂或车间生产流程的图样，供设计开始对工艺方案讨论用。
组成：物料流程、图例、设备一览表
1、物料流程 a，设备示意图：大致轮廓和示意结构，甚至可用一方框代替。管道及仪表流程 图上的设备、机器图例见（HG/T 20519-2009），图形线条宽度为0.25或0.3mm。 b，流程管线及流向箭头：画出全部物料管线和一部分动力管线（如水、蒸汽、 压缩空气、真空等），物料管线：粗实线（0.9~1.2mm）；动力管线：中实线 （0.5~0.7mm）；引线等细实线（0.15~0.3mm）（ HG/T 20519-2009 ）。 c，文字注释：写出必要的内容，如设备名称、物料名称及物料流向等。 2、图例：只需标出管线图例。 3、设备一览表：只包括序号、位号、设备名称和备注。 画法：由左向右展开，先物料流程，其次图例，最后标题栏和设备一览表。
§2 工艺流程设计
一、流程设计的任务
流程设计和车间布置设计是决定整个车间（装置）基本面貌的关键性 步骤，对设备设计和管路设计等单项设计也起着决定性的作用。
流程设计的主要任务
确定生产流程中各个生产 过程的具体内容，顺序和 组合方式，达到由原料制 得所需产品的目的。
绘制工艺流程图，要求以 图解的形式表示生产过程 中当原料经过各个单元操 作制得产品时，物料和能 量发生的变化及其流向，
液氨
CG
DNW
脱盐水
FL
液体燃料
SG
DW 饮用水、生活用水 ERL 液体乙烯或乙烷 FW
物料名称 氢
惰性气
氮 泥浆 真空排放气 熔盐 排液、导淋 放空 氨水 转化气 合成气 消防水
《化工设计》工艺流程设计
德士古（GE）水煤浆气化概略流程
煤
磨煤机
气化炉
混合器 旋 风 分 离 器
煤浆泵
锁斗
废渣
第二节 工艺流程设计
水洗塔
合成气
酸气
蒸 发 热 水 塔
渣水
例3-4 苯乙烯制取过程：反应器之间穿插着分离单元操作， 未反应完的物料重新回到反应器。
乙烯 苯
乙烯:苯=1:5
①
烷
苯乙
① 国内外生产方法及工艺流程； ② 原料来源及产品应用情况； ③ 试验研究报告； ④综合利用及三废处理； ⑤生产技术的先进水平； ⑥安全技术及劳动保护措施； ⑦ 设备的大型化及制造、运输情况； ⑧ 基本建设投资、产品成本、占地面积； ⑨ 水、电、汽、燃料及主要基建材料的用量及供应； ⑩ 厂址、地质、水文、气象等资料；工厂环境与周围的情况。
H
0 298
41.19kJ
/
mol
温度的影响：
压力对平衡无影响，但 加压变换比常压变换有以下优点：
（1）可以加快反应速率和提高催化剂的生产能力，加压下变换催化剂 的空速比常压下大一倍以上。采用加压流程的催化剂用量少，可降低 成本。
（2）由于干原料煤气的摩尔数小于干变换气摩尔数，加压比常压变换 后再压缩变换气的能耗低15～30％。
（3）湿变换气中的蒸汽冷凝温度高，有利于能量的回收利用。
加压变换缺点：
对设备腐蚀加重，且必须使用中压蒸汽。
2、变换工艺流程设计
变换反应分段进行，段间降温以达到高转化率
变换反应是剧烈的放热反应，随着反应的进行气体温度不断升高， 但最适宜反应温度则是随着变换率的增高而逐步降低的。因此，为 了提高变换率，使反应能在最适宜温度下进行，必须不断移走反应 热，使温度随反应进行不断降低以提高转化率。 其次，催化剂本身耐热性有一定限度（活性温度上限），为防止 催化剂层超温也必须及时移走反应热。 因此在两段反应器之间冷却降温，然后进行下一段反应。
化工厂设计流程
化工厂设计流程一、需求分析化工厂设计的第一步是需求分析，确定需要生产的产品种类和产量。
根据产品的性质和市场需求，制定生产计划，进而确定工厂的规模和布局。
二、选址规划选址是化工厂设计的重要环节，需要考虑的因素包括交通便利、环保要求、供水供电等基础设施条件。
同时还需考虑周边环境对工厂生产的影响，确保工厂的平稳运行。
三、工厂布局设计工厂布局设计需要考虑生产线的安排、物料流动和人员通道的设置等。
充分考虑设备的进出、操作人员的工作环境等因素，确保生产过程的顺畅进行。
四、原材料选择原材料的选择直接影响产品的质量和生产成本。
根据产品的要求和市场需求，选择符合要求的原材料，并确保供应的稳定性和可靠性。
五、工艺流程设计工艺流程设计是化工厂设计中的重点环节，需要根据产品的特性和工艺要求确定生产流程。
确保生产过程的每个环节都符合工艺要求，保证产品的质量稳定。
六、设备选购设备选购是化工厂设计的关键环节，需要根据工艺流程的要求选择合适的设备。
考虑设备的性能、质量、价格等因素，选择符合要求的设备，并确保设备的质量和安全性。
七、设备布局设备布局是化工厂设计的重要环节，需要保证设备之间的协调配合和物料流动的顺畅进行。
根据工艺流程和工厂布局的要求设计设备的摆放位置，确保生产过程的顺利进行。
八、环保设计环保设计是化工厂设计的重要内容，需要确保工厂的生产过程对环境的影响尽量减少。
采取各种环保措施，保护环境、减少污染，确保生产过程的健康和可持续发展。
九、安全设计安全设计是化工厂设计的重要环节，需要确保生产过程的安全性和稳定性。
采取各种安全措施，防范各种事故的发生，确保工厂生产过程的平稳进行。
十、质量控制质量控制是化工厂设计的重要环节，需要确保产品的质量稳定和符合市场需求。
建立质量控制体系，采取各种质量控制措施，确保产品的质量和市场竞争力。
十一、成本控制成本控制是化工厂设计的重要环节，需要确保生产成本的可控和合理。
优化生产流程，控制原材料和设备的采购成本，降低生产成本，提高工厂的经济效益。
化工行业工艺流程设计基础
化工行业工艺流程设计基础首先，化工行业工艺流程设计基础包括工艺流程图的绘制和分析。
工艺流程图是将化工生产过程中的原料、设备、操作步骤等要素以图形形式表达出来的一种工具。
在工艺流程图的绘制过程中，需要考虑原料的进出口、各设备的连接方式、操作步骤等因素。
同时，在绘制完工艺流程图后，还需要进行详细的分析，以确定每个步骤的物料流量、能量流量、操作条件等参数。
其次，化工行业工艺流程设计基础还包括物料平衡和能量平衡的计算。
物料平衡是指通过对工艺流程中原料和产物的进出口进行计算，确定各个步骤的物料消耗和产物生成量。
能量平衡是指通过对工艺流程中能量的进出口进行计算，确定各个步骤的能源消耗和产能利用率。
物料平衡和能量平衡的计算是工艺流程设计的关键环节，它们直接影响到生产过程的效率和经济性。
此外，化工行业工艺流程设计基础还包括反应器的选择和设计。
反应器是化工过程中最重要的设备之一，它负责催化物质的化学反应，从而生成所需的产物。
在反应器的选择和设计中，需要考虑反应物的性质、反应速率、反应条件等因素。
同时，还需要根据反应物料的特性选择适合的反应器类型，并确定反应器的尺寸、形状、加热方式等参数。
最后，化工行业工艺流程设计基础还包括设备的选择和排布。
设备的选择是指根据工艺流程的要求，选择适合的设备类型和规格。
设备的排布是指将各个设备合理地布置在工厂中，以实现物料的流动和能量的传递。
在设备的选择和排布过程中，需要综合考虑设备的性能、成本、维护和安全等因素。
综上所述，化工行业工艺流程设计基础包括工艺流程图的绘制和分析、物料平衡和能量平衡的计算、反应器的选择和设计以及设备的选择和排布。
这些基础内容对于化工行业工艺流程的设计和优化具有重要的指导作用，可以帮助提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量。
希望以上内容对您有所帮助。
化工工艺流程设计
❖ ( 2 ) 经济上合理 原材料及能源消耗少，成本低，产品质量好。在评 价时，应在同一规模情况下进行比较，以避免规模 效应的影响。
❖ ( 3 ) 原料的纯度及来源 原料应价廉易得，纯度高，开发利用率高，同时应 尽量减少原料的流通环节和预处理过程，降低产品 的原料成本。
求。需要是个体活动的基本动力，是个体行为动力的重要源泉。 为了维持生命和保持健康，所有人都必须满足其基本需要。
一、概 述
（二）需要的特征 1、需要的对象性 2、需要的发展性 3、需要的无限性 4、需要的独特性 5、需要的历史制约性
二、需要层次理论的内容
（一）人的基本需要层次 1、生理需要 2、安全需要 3、爱和归属的需要 4、尊重的需要 5、自我实现的需要
二、化工生产方法的选择
❖ 这个阶段的任务是确定生产方法和生产流程， 它们是整个工艺设计的基础。运用所掌握的 各种资料，根据有关的基本理论进行不同生 产方法和生产流程的对比分析，从而选取一 种先进合理的生产方法。
❖ 化工生产方法的确定，主要考虑的因素有：
❖ ( l ) 技术上先进可行 首要条件是技术上先进可行、工艺路线成熟可靠， 技术上要尽可能先进，体现当代化工生产水平的企 业，才可能有较大的竞争能力。
二、一般系统理论的内容
（一）系统的分类 1、按人类对系统是否施加影响分类
自然系统和人为系统 2、按系统与环境的关系分类
开放系统和闭合系统 3、按组成系统的内容和要素的性质分类
实体系统和概念系统 4、按系统状态是否随时间推移而变化分类
动态系统和静态系统
二、一般系统理论的内容
（二）系统的基本特征 1、目的性 2、相关性 3、动态性 4、层次性 5、整体性
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。
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计
《化工工艺流程设计》
化工工艺流程设计是化学工程领域中至关重要的一环，它涉及到从原料到产品的整个生产过程。
在化工生产中，工艺流程设计的好坏直接关系到产品质量、生产效率和成本控制。
因此，进行科学合理的工艺流程设计是保证化工生产顺利进行的关键。
在化工工艺流程设计中，首先要对原料和产品的物理化学性质进行详细的分析和了解。
这为后续工艺流程的设计提供了基本数据和依据。
其次，需要根据生产需要确定反应方式、反应条件和反应器类型，以确保反应能够高效进行。
同时，需要考虑到废水处理、废气处理等环保问题，保证生产过程符合环保标准。
在工艺流程设计中，还需要考虑到生产过程中的安全性和稳定性。
化工生产往往涉及到高温高压、易燃易爆等危险因素，因此在工艺流程设计中需要考虑到如何防范和应对这些风险。
另外，在工艺流程设计中还需要考虑到生产设备的选型、布局等因素，确保生产设备能够高效运转。
一旦开始生产，工艺流程设计也需要不断地进行优化和改进。
随着生产过程的深入，可能会出现一些问题和挑战，需要及时调整工艺流程以解决这些问题。
同时，还需要不断关注新的技术和方法，以保持生产过程的先进性和竞争力。
总之，化工工艺流程设计是化工生产中的核心环节，它直接关
系到生产效率和产品质量。
科学合理的工艺流程设计能够提高生产效率、降低生产成本，是化工企业持续发展的重要保障。
化工厂设计的内容与程序
第一章化工厂设计的内容与程序第一节化工设计的种类化工设计可根据项目性质分类，也可按设计性质分类。
一、根据项目性质分类（一）新建项目设计新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品的设计。
这类设计往往由开发研究单位提供基础设计，然后由工程研究部门根据建厂地区的实际情况作出工程设计。
（二）重复建设项目设计由于市场需要，有些产品需要再建生产装置，由于新建厂的具体条件与原厂不同，即算是产品的规模、规格及工艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。
（三）已有装置的改造设计一些老的生产装置其产品质量和产量均不能满足客户要求，或者由于技术原因，原材料和能量消耗过高而缺乏竞争能力，必须对老装置进行改造，其中包括去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”，优化生产过程操作控制，以及提高能量的综合利用率和局部的工艺或设备改造更新等。
这类设计往往由生产企业的设计部门进行。
二、根据设计性质分类（一）新技术开发过程中的设计①概念设计。
基础研究结束后，应进行概念设计。
概念设计的规模应是工业化时的最佳规模。
概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计，其作法可参照常规的工程设计方法和步骤，设计工艺流程，进行全系统的物料衡算、热量衡算和设备工艺计算，确定工艺操作条件及主要设备的型式和材质，进行参数的灵敏度和生产安全分析，确定三废治理措施，计算基建投资、产品成本等主要技术经济指标。
②中试设计。
按照现代技术开发的观点，中试的主要目的是验证模型和数据，即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。
③基础设计。
基础设计是新技术开发的最终成果，它是工程设计的依据。
基础设计有些类似于我国的技术设计，但又有很大的差别。
与技术设计不同的是基础设计除了一般的工艺条件外，还包括了大量的化学工程方面的数据，特别是反应工程方面的数据，以及利用这些数据进行设计计算的结果。
（二）工程设计根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定，工程设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。
化工工艺设计
化工工艺设计化工工艺设计，是指通过对化学反应原理和化工生产设备性能的研究和分析，设计出化工生产过程中的工艺流程和相关设备，以实现化工产品的高效生产和节约能源。
该工艺设计在化工工业中具有重要的地位和作用，是各种化工产品成型的关键环节之一。
一、化工工艺设计基本流程化工工艺设计的基本流程包括以下几个步骤：1.确定产品品种与规格：根据市场需求和生产能力，确定需要生产的化工产品的品种、规格和质量标准。
2.确定化学反应原理：通过分析化学反应原理，确定产品生产过程中需要的反应物、反应条件、反应路径和反应机理。
3.确定工艺流程：基于化学反应方程式，确定产品生产过程中的工艺流程，包括反应、分离、纯化和精制等环节。
4.设计反应设备：根据反应物的物理化学性质和反应环境的要求，选择反应设备和条件，并进行设计和优化。
5.设计分离设备：在工艺流程的相关环节，根据物理化学性质的差异，选择合适的分离设备，包括蒸馏、结晶、萃取等。
6.优化设备配置：各设备及其所需的工艺参数，如温度、压力、流量和转速等，在整个工艺流程中要进行优化，同时探究投资、节能和环保等方面的可能性。
7.制定操作规程：对于工艺流程和设备操作进行清晰的说明，并形成操作规程和操作说明书，以确保生产过程的稳定性、质量稳定性以及生产安全性。
二、化工工艺设计的难点化工工艺设计中容易遇到的难点主要有以下几个方面：1.多种反应条件的制约：不同化学反应所需要的反应条件有可能是相互冲突的，如温度和压力、反应物浓度、反应物比例等。
设计时需要在充分考虑反应条件对反应速率、反应选择性、副反应和反应废物等方面的作用，找出合理的反应条件。
2.反应机理的不确定性：当化学反应机理不充分或不完全了解时，会直接影响到化工工艺流程的设计。
此时，需要利用物理化学中的实验和理论方法，寻找稳妥的反应机理，并在此基础上设计合理的工艺流程、设备及其操作控制参数。
3.设备操作控制参数的优化：在化工生产中，常常涉及到复杂的流体动力学问题、传热问题、传质问题等，且反应物数目、质量和反应机理的变化都将对整个工艺流程产生影响，因此设备操作控制参数的优化成为难点。
工艺流程设计
(2) 工艺流程草图的绘制与标注:
工艺流程草图由左至右展开, 设备轮廓线用细实线、物料管线用粗
实线、辅助管线用中实线画出。在图的下方或其他显著位置, 列出
各设备的位号。设备位号由四个单元组成, 分别为由设备分类代号、
设备所在主项的编号、主项内同类设备顺序号、相同设备的( 数量)
尾号组成。
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(2) 工艺流程草图的绘制与标注:
衬里: 一般在金属容器内壁, 衬以一定厚度的有机或无机材料衬 里, 以隔断介质与金属的接触。有机衬里如橡胶、塑料或其他 有机高聚物, 主要为热固性的树脂; 无机衬里一般为玻璃、瓷砖、 耐腐水泥、辉绿岩板等。
在设备和管道外表面, 因为大气的腐蚀, 尤其在周围环境可能含 有酸性气体时更为严重, 所以外表面都要进行防腐处理。
图样采用展开图形式, 一般以车间为单位进行。按工艺流程顺序, 自左至右依次画出一系列设备的图形, 并配以物料流程线和必要的 标注与说明。在保证图样清晰的原则下, 图形不一定按比例。图纸 规格常采用A2 或A3。长边过长时, 幅面允许加长, 也可分张绘制。
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(2) 工艺物料流程图的绘制: 1) 设备表示法: a)图形: 设备示意图用细实线画出设备简略外形和内部特征(如塔的 填充物、塔板、搅拌器和加热管等)。目前很多设备的图形已有统 一规定, 其图例可参见表4. 1。 b)标注: 图上应标注设备位号及名称。 ⅰ) 标注的内容: 设备在图上应标注位号和名称, 设备位号在整个系 统内不得重复, 且在所有工艺图上设备位号均须一致。位号组成如 图4. 4 所示。
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二、工艺流程图的绘制 3. 工艺物料流程图(简图) (1) 工艺物料流程图的内容:
1) 图形: 设备的示意图和流程线。 2) 标注: 设备的位号、名称及特性数据等。 3) 物料平衡表: 物料代号、物料名称、组分、流量、压力、温度状 态及来源去向。 4) 标题栏: 包括图名、图号、设计阶段等。
化工设计化工厂设计概述
化工设计化工厂设计概述1. 概述化工设计是指根据一定的工艺要求和技术规范，对化工厂进行全面的设计和规划的过程。
化工设计包括工艺设计、设备设计、管道设计、电气设计、自动化设计等各个方面。
化工设计的目标是以经济、安全、环保为原则，实现生产工艺的合理化和工艺设备的优化，从而提高生产效率和产品质量。
化工工厂设计是化工设计的一个重要分支，它涉及到整个化工工厂的规划和设计工作。
化工工厂的设计过程需要充分考虑工厂的生产要求、成本控制、安全防护和环境保护等因素。
一个合理的化工工厂设计可以有效地提高工厂的生产能力、降低生产成本、提高产品质量，并且符合国家相关法规和标准要求。
2. 化工工厂设计的步骤化工工厂设计包括前期调研、方案选择、基础设计、施工图设计和竣工验收等多个阶段。
以下是化工工厂设计的典型步骤：2.1 前期调研前期调研是化工工厂设计的第一步，它包括对工厂所在地区政策要求、市场需求、原材料供应、生产工艺以及竞争对手等方面进行详细的调研和分析。
通过前期调研，设计人员可以了解到工厂建设的可行性、市场前景以及设计方案的基本要求。
2.2 方案选择方案选择是根据前期调研的结果，设计人员提出多种可行的方案供项目方选择。
方案选择需要充分考虑工艺流程、工艺设备、能源消耗、厂房布局、环境影响等因素，以满足项目方的需求并提供最佳的设计方案。
2.3 基础设计基础设计是在方案选择的基础上，对工厂的总体布局、工艺流程、设备配置等进行详细设计和规划。
基础设计包括工艺设计、设备设计、管道设计、电气设计等各个方面的设计工作。
在基础设计过程中，需要进行工艺计算、设备选型、管道布置、电气线路设计等。
2.4 施工图设计施工图设计是基础设计的延伸，它包括各个设计专业的详细设计和图纸编制工作。
施工图设计需要满足国家相关法规和标准要求，同时考虑到施工的可行性和实用性，确保施工图的准确性和可操作性。
2.5 竣工验收竣工验收是对化工工厂建设过程的最后一步，它包括对工程项目的设备安装、系统调试和工艺验证等进行检查和验收。
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3.1 生产方法和工艺流程的选择
B.生产设备类型与制造厂商调研搜集资料 设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和
工艺流程时必然要涉及到的因素。 对各种生产方法中所用的设备，分清国内已有定型产
品的、需要进口的及国内需重新设计制造的三种类型，并 对设计制造单位的技术力量、加工条件、材料供应及设计、 制造的进度加以了解 。
（2）确定每个过程或工序的组成: 蒸发器、制片机
原料怎么储存？
原料槽
操作方式：蒸发连续还是间歇 制片：连续
两者之间衔接？
容积设计？？？
中间槽保温
中间槽
考虑45%MgCl2的凝固点 为制片过程： 片状（大） 考虑粉碎、输送
需要降温，用冷却水， 冷却水来源及循环 利用
设备考察
3.1 生产方法和工艺流程的选择
C. 全面分析对比
主要比较下列几项： ① 几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势； ② 产品的质量情况； ③ 生产能力及产品规格； ④ 原材料、能量消耗情况； ⑤ 建设费用及产品成本； ⑥ 三废的产生及治理情况； ⑦ 其他特殊情况。
2.2 工艺流程的设计
（3）确定工艺操作条件:确定整个生产工序或每台设备 的各个不同部位要达到和保持的操作条件。
3.2 工艺流程的设计
（4）控制方案的确定；确保各生产工序和每台设备本身的操作条件，及实 现各生产过程之间、各设备之间的正确联系，需要确定正确控制方案， 选用合适的控制仪表。
（5）原料与能量的合理利用；计算并确定各个生产过程的效率，得出全装 置的最佳总收率，同时合理地做好能量回收与综合利用，降低能耗以确 定水、电、蒸汽和燃料的消耗；
(1)消费水平及消费趋势； (2)化工机械设备及电气仪表的制造能力； (3)化工原材料及设备用金属材料的供应情况； (4)环境保护的有关规定和化工生产中三废排放情况 (5)劳动就业与化工生产自动化水平的关系； (6)资金筹措和外汇储备情况。
全面衡量，综合考虑
2.1 生产方法和工艺流程的选择
三、工艺路线确定的步骤—三个阶段
螺旋输送
包装 除尘
蒸发器刷洗，事故处理等
2.2 工艺流程的设计
（3）确定工艺操作条件
蒸发过程：
考虑45%氯化镁溶液常压下沸点165℃，氯化镁水解130 ℃水解， 又120℃凝固
问题： （1）蒸发效数 （2）加热蒸汽温度至少180℃以上（压力太高） （3）考虑负压蒸发 （4）120℃凝固，考虑管路输送过程降温，防堵管，蒸发温度
A.搜集资料，调查研究——准备阶段 根据建设项目的产品方案及生产规模，搜集国内外同类
型生产厂的有关资。包括技术路线特点，工艺参数、原材 料和公用工程单耗、产品质量、三废治理以及各种技术路 线的发展情况与动向等技术经济资料。具体收集的内容主 要有以下几个方面：
3.1 生产方法和工艺流程的选择
① 国内外生产情况，各种生产方法及工艺流程； ② 原料来源及产品应用情况； ③ 试验研究报告； ④ 安全技术及劳动保护措施； ⑤ 综合利用及三废处理； ⑥ 生产技术是否先进，生产连续化、自动化程度； ⑦ 设备的大型化及制造、运输情况； ⑧ 基本建设投资、产品成本、占地面积； ⑨ 水、电、汽、燃料及主要基建材料的用量及供应； ⑩ 厂址、地质、水文、气象等资料；车间（装置）环境与周围
一、工艺流程设计的任务
工艺流程设计的主要任务包括两个方面： 一是确定生产流程中全部生产过程的具体内容、顺序和组合
方式，达到由原料制得所需产品的目的； 二是绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程中，
当原料经过各个单元操作过程制得产品时，物料和能量发 生的变化及其流向，以及采用了哪些化工过程和设备，再 进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。
化工设计与工厂设计-工艺流程设计
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2.1 生产方法和工艺流程的选择
B.可靠性 可靠性是指所选择的工艺路线是否成熟可靠。如果采
用的技术不成熟，就会影响工厂正常生产，甚至不能投产， 造成极大的浪费。因此，对尚处于试验阶段的新技术、新 工艺、新设备应慎重对待，要防止只考虑先进性，而忽视 装置运行的可靠性。
应避免将新建厂设计成试验工厂；对将实验室成果转 化为工业化的新建厂，应坚持要求提供较完整的基础设计， 另一方面，如果实验数据完整可靠，设计人员要以创新的 劳动使装置能可靠地运转。
2.1 生产方法和工艺流程的选择
C.是否符合国情 在设计中，不能单纯只从技术观点，而应从我国的具
体情况出发考虑各种具体问题。
3.2 工艺流程的设计 二、典型的化工工艺流程组成
原 原料 料 贮存
原料 预处理
产品
包装
反 应
精制
贮存
产 品
核心
3.2 工艺流程的设计
工艺流程设计主要应考虑如下几个方面的问题： （1）以反应过程为中心 （2）原料预处理过程 （3）产物的分离净化 （4）产品的后处理 （5）未反应原料的循环与利用 （6）确定“三废”排出物的处理措施 （7）确定公用工程的配套措施 （8）确定操作条件和制定控制方案 （9）制定切实可靠的安全生产措施 （10）保温、防腐的设计
3.2 工艺流程的设计
按步骤逐步解决以下问题：
（1）确定整个流程的组成 ：应确定采用多少生产过程或工 序来构成全过程，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: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，弄 明确每台设备的作用和它的主要工艺参数。
2.2 工艺流程的设计 三、工艺流程设计举例
提溴废液为原料生产工业氯化镁（片状）
原料：提溴废液，氯化镁含量约30%，少量NaCl、MgSO4、KCl等， PH约3-4。
产品：卤片（片状氯化镁），氯化镁含量≥45%。 实验室过程如下图：
容器内加热蒸发
刮片
2.2 工艺流程的设计
（1）确定整个流程的组成 ： 蒸发浓缩、制片
（6）制定“三废”处理方案；对全流程中所排出的三废要尽量综合利用， 对于暂时无法回收利用的，则须进行妥善处理；
（7）制定安全生产措施。对设计出来的化工装置在开车、停车、长期运转 以及检修过程中，可能存在哪些不安全因素进行认真分析，再遵照国家 的各项有关规定，结合以往的经验教训，制订出切实可靠的安全措施。