化工生产的工艺指标

一、生产能力与生产强度
2. 影响因素
设备因素:设备的大小、结构是否合理及套数。 确定最佳工艺条件:指控制化学反应过程。 人为因素：
✓ 生产技术的组织管理水平 ✓ 操作人员的操作水平：一是按照工艺指标平稳操
作；二是及时发现生产中出现的事故隐患并能正 确的处理，防止事故的发生。
生产能力分类
这三种能力在生产中的用途各不相同，设计能力和查定能力主要作为企业 长远规划编制的依据，而计划能力是编制年度计划的重要依据。
一、生产能力与生产强度基础
（二） 生产强度
设备的单位体积或单位面积的生产能力。
单位： kg /(m3 h)、t /(m2 h)
时空收率：催化反应装置的生产强度。 kg /(m3催化剂 h)、t /(kg催化剂 h)
解：C2H6→ C2H4 +H2 x 600 100% 60% 1000
340 30 S 28 100% 60.7%
600
340 30 Y 28 100% 36.42% 或=60%×60.7%=36.42%
1000 质量收率 340 100% 34%
1000
解：
SV
V反应气 V催化剂
280000 6236h1 44.9
V气

280000
0.1 5
523 273
10728m3
Βιβλιοθήκη Baidu
/
h
V催化剂 44.9 3600 15.07s
V气 10728
三、转化率、选择性、收率
1、转化率
（1）单程转化率x
=
参加反应的反应物量 进入反应器的反应物量100
设计能力是根据设计任务书和技术文件规定的生产能力，根据工厂设计中规定的产 品方案和各种数据来确定的。
查定能力是指老企业在没有设计能力数据，或由于企业的产品方案调整、组织管 理或技术条件等发生变化，原有的设计能力已不能反映企业的实际生产能力所能 达到的水平，此时重新调整或核定的生产能力。
现有能力又称为计划能力，指在计划年度内，依据现有生产装置的技术条件和组织 管理水平能够实现的生产能力。
（A理/ A实）×100%=原料利用率=1-原料损失率
2.公用工程的消耗定额
公用工程是指化工生产必不可少的供水、供热、冷冻、供电 和供气等。
化学工业出版社

例:以乙烷为原料裂解生产乙烯，通入反应器的乙烷为
7000 kg/h ，参加反应的乙烷量为4550 kg/h，没有参加反应
的乙烷的5%损失掉，其余都循环回裂解炉。得到乙烯
绪论—— 化工生产的通用基础知识
任务三 化工生产的工艺指标
一 、生产能力与生产强度 二、空间速率与停留时间 三、转化率、选择性和收率
四、消耗定额
一、生产能力与生产强度
（一）生产能力
1. 定义
化工装置在单位时间内生产的产品量或处理的原 料量。其中原料的处理量也称加工能力。
单位： ✓千克/时（kg/h） ✓吨 /天 (t/d) ✓万吨/年 (10kt/a)
%
（2）总转化率=
循环流程
过程中参加反应的反应物量 进入到过程的反应物量 100 %
（3）平衡转化率 可逆反应，达到平衡时的转化率
三、转化率、选择性、收率
平衡转化率是一定条件下的最高转化率，该 值可作为提高实际转化率、改进生产的依据。
若反应过程中不断从反应区域取出生成物， 使反应远离平衡，既保持了高速率，又使平衡不断向 产物方向移动。近年来，反应-精馏等新技术应运而生。
二、空间速率与停留时间
1、 空间速率（空速）
单位时间内单位体积催化剂上所通过的反应物在标 准状态下（0.1 MPa、0℃ ）的体积流量。
单位： Nm3 /(m3催化剂 h) 或 [h]1
2、 停留时间（接触时间）
操作条件下的反应物在催化剂上的停留时间。 单位：s
二、空间速率与停留时间
例：某低压法合成甲醇装置，操作压力为5MPa，温度 为523K，铜基催化剂装填量为44.9m3，进塔合成气为 280 000 Nm3/h。计算空速和接触时间。
四、消耗定额
生产单位产品所消耗的各种原材料的量。即每生产一 吨100%的产品所需要的原料数量。
包括原料和公用工程（水、电、气、汽、冷）
原料消耗定额
原料量 产品量
消耗定额是反应生产技术水平和管理水平的一项重要 经济指标，是企业管理的基础数据之一。
(1)理论消耗定额 将初始物料转化为具有一定纯度要求的最 终产品，按化学反应方程式的化学计量为基础计算的消耗定 额，用“A理”表示 。 (2)实际消耗定额 按实际生产中所消耗的原料量为基础计算 的消耗定额，用“A实”表示。
三、转化率、选择性、收率
2、选择性(产率）
转化为目的产物的某反应物量
S
参加反应的反应物量 100 %
表达主、副反应进行程度的大小，反映原料利用是否 合理。
当控制条件提高转化率时，有可能导致选择性的下降， 一般要求选择性越高越好。如果选择性高而转化率很低 则设备生产能力大大降低。
三、转化率、选择性、收率
3332kg/h，求乙烯的原料消耗定额。
解：消耗的原料量＝4550＋2450×5%

＝4550＋122.5

＝4672.5kg/h
消耗定额＝
＝
＝1.4
3、收率
转化为目的产物的某反应物量 Y 通入系统的总反应物量 100 %
同转化率一样，若 “系统” 取反应器，称单程收 率，若取整个生产系统，则为总收率。
单程收率高，反映反应器生产能力大，意味着未反应 原料回收和循环减少，标志着过程即经济又合理。
三者关系：单程收率=单程转化率×选择性
三、转化率、选择性、收率
4、质量收率
当生产过程极其复杂，难以通过分析手段确定各组 分含量时，可直接用质量收率来表示反应效果。
质量收率
生成的目的产物的质量 混合原料的质量 100 %
注意质量收率可能大于100%。
三、转化率、选择性、收率
例 2 ： 原 料 乙 烷 进 料 量 为 1000kg/h ， 反 应 掉 乙 烷 量 为 600kg/h，得乙烯340kg/h，求反应转化率、选择性、收 率及质量收率。