工艺流程设计.pptx
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1、一、基本概念二、工艺流程设计方法与步骤三、工艺流程图四、化工典型设备的自控流程第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计一什么叫工艺流程一什么叫工艺流程 化学加工过程是将一种或几种化工原料,经过一系列的化学加工过程是将一种或几种化工原料,经过一系列的化学加工过程是将一种或几种化工原料,经过一系列的化学加工过程是将一种或几种化工原料,经过一系列的物理和化学的单元操作,最终获得产品。这一系列的单元物理和化学的单元操作,最终获得产品。这一系列的单元物理和化学的单元操作,最终获得产品。这一系列的单元物理和化学的单元操作,最终获得产品。这一系列的单元必须在相应的单元设备里进行,用管道将这些单元设备连必须在相
2、应的单元设备里进行,用管道将这些单元设备连必须在相应的单元设备里进行,用管道将这些单元设备连必须在相应的单元设备里进行,用管道将这些单元设备连接,以便于物料从一个单元设备进到另一个单元设备。为接,以便于物料从一个单元设备进到另一个单元设备。为接,以便于物料从一个单元设备进到另一个单元设备。为接,以便于物料从一个单元设备进到另一个单元设备。为了使物料便于控制,要在设备和相应的位置安装一些测量、了使物料便于控制,要在设备和相应的位置安装一些测量、了使物料便于控制,要在设备和相应的位置安装一些测量、了使物料便于控制,要在设备和相应的位置安装一些测量、显示和控制元件,这些设备、连接的管路和相应的控制元
3、显示和控制元件,这些设备、连接的管路和相应的控制元显示和控制元件,这些设备、连接的管路和相应的控制元显示和控制元件,这些设备、连接的管路和相应的控制元件一起就组成了化工工艺流程。件一起就组成了化工工艺流程。件一起就组成了化工工艺流程。件一起就组成了化工工艺流程。由上可知,由设备、连接的管路和相应的控制元件一由上可知,由设备、连接的管路和相应的控制元件一由上可知,由设备、连接的管路和相应的控制元件一由上可知,由设备、连接的管路和相应的控制元件一起组成的、能使原料获得化工产品的系统,称为化工工起组成的、能使原料获得化工产品的系统,称为化工工起组成的、能使原料获得化工产品的系统,称为化工工起组成的、
4、能使原料获得化工产品的系统,称为化工工艺流程,简称为工艺流程。艺流程,简称为工艺流程。艺流程,简称为工艺流程。艺流程,简称为工艺流程。第第 一节一节 基本概念基本概念工艺流程的形成简例工艺流程的形成简例电解食盐水化盐工序流程图电解食盐水化盐工序流程图1 1盐水的实验室配制方法盐水的实验室配制方法盐水的实验室配制方法盐水的实验室配制方法(见图见图见图见图)2 2盐水的工业化生产过程盐水的工业化生产过程盐水的工业化生产过程盐水的工业化生产过程(见图见图见图见图)电解食盐水化盐工序流程图电解食盐水化盐工序流程图二工艺流程设计的任务二工艺流程设计的任务1 1、确定六项内容、确定六项内容、确定六项内容、
5、确定六项内容(1)(1)确定采用多少生产过程确定采用多少生产过程确定采用多少生产过程确定采用多少生产过程(或工序或工序或工序或工序)来构成由原料制得产品的全过程,来构成由原料制得产品的全过程,来构成由原料制得产品的全过程,来构成由原料制得产品的全过程,以及每个生产过程以及每个生产过程以及每个生产过程以及每个生产过程(或工序或工序或工序或工序)之间如何连接之间如何连接之间如何连接之间如何连接;(2)(2)确定每个生产过程确定每个生产过程确定每个生产过程确定每个生产过程(或工序或工序或工序或工序)的具体任务的具体任务的具体任务的具体任务,即物料通过时要发生什么即物料通过时要发生什么即物料通过时要发
6、生什么即物料通过时要发生什么物理变化、化学变化和能量变化物理变化、化学变化和能量变化物理变化、化学变化和能量变化物理变化、化学变化和能量变化;(3)(3)确定由什么设备来完成每一个生产过程以及各设备的操作条件确定由什么设备来完成每一个生产过程以及各设备的操作条件确定由什么设备来完成每一个生产过程以及各设备的操作条件确定由什么设备来完成每一个生产过程以及各设备的操作条件;(4)(4)确定控制方案、选用适宜的控制仪表确定控制方案、选用适宜的控制仪表确定控制方案、选用适宜的控制仪表确定控制方案、选用适宜的控制仪表;(5)(5)确定三废治理和综合利用方案确定三废治理和综合利用方案确定三废治理和综合利用
7、方案确定三废治理和综合利用方案;(6)(6)确定平安生产措施确定平安生产措施确定平安生产措施确定平安生产措施,例如设置平安阀、阻火器和事故贮槽例如设置平安阀、阻火器和事故贮槽例如设置平安阀、阻火器和事故贮槽例如设置平安阀、阻火器和事故贮槽,危险状危险状危险状危险状况下发出信号、或自动开启放空阀或自动停车联锁等。况下发出信号、或自动开启放空阀或自动停车联锁等。况下发出信号、或自动开启放空阀或自动停车联锁等。况下发出信号、或自动开启放空阀或自动停车联锁等。2 2、在流程设计的不同阶段、在流程设计的不同阶段、在流程设计的不同阶段、在流程设计的不同阶段,绘制不同的工艺流程图。绘制不同的工艺流程图。绘制
8、不同的工艺流程图。绘制不同的工艺流程图。三工艺流程设计的成果三工艺流程设计的成果1 1、工艺流程图、工艺流程图、工艺流程图、工艺流程图 2 2、表格、表格、表格、表格:如工艺设备一览表等。如工艺设备一览表等。如工艺设备一览表等。如工艺设备一览表等。(1)方框流程图方框流程图:在技术路线选定后在技术路线选定后,工艺流程进行概念设计工艺流程进行概念设计时完成的一种流程图、不列入设计文件。时完成的一种流程图、不列入设计文件。(2)方案流程图方案流程图方案流程图方案流程图:是一个半图解式工艺流程图是一个半图解式工艺流程图,供化工计算时供化工计算时使用使用,不列入设计文件。不列入设计文件。(3)工艺物料
9、流程图和带控制点工艺流程图工艺物料流程图和带控制点工艺流程图:列入初步设计阶列入初步设计阶段的设计文件中。段的设计文件中。(4)管道仪表工艺流程图管道仪表工艺流程图(PID):表示全部工艺设备、物料管表示全部工艺设备、物料管路、阀门、设备的辅助管路和控制仪表的图例、符号等。列路、阀门、设备的辅助管路和控制仪表的图例、符号等。列入施工图设计阶段的设计文件中。入施工图设计阶段的设计文件中。Cl2卤化反应器卤化反应器蒸发器蒸发器C C2 2HH4 4排放排放泵泵蒸馏塔(蒸馏塔()热裂解炉热裂解炉喷淋急泠塔喷淋急泠塔冷凝塔冷凝塔蒸馏塔(蒸馏塔()C C2 2HH4 4ClCl2 2C C2 2HH3
10、3ClClHClHCl图:图:C2H3Cl生产工艺方框流程图生产工艺方框流程图一一一一 生产方法和工艺流程的选择原则生产方法和工艺流程的选择原则生产方法和工艺流程的选择原则生产方法和工艺流程的选择原则 1 1先进性先进性先进性先进性 技术上的先进和经济上的合理可行。技术上的先进和经济上的合理可行。技术上的先进和经济上的合理可行。技术上的先进和经济上的合理可行。2 2可靠性可靠性可靠性可靠性 生产方法和工艺流程是成熟可靠。生产方法和工艺流程是成熟可靠。生产方法和工艺流程是成熟可靠。生产方法和工艺流程是成熟可靠。3 3结合国情结合国情结合国情结合国情 消费水平及各种化工产品的消费趋势。消费水平及各
11、种化工产品的消费趋势。消费水平及各种化工产品的消费趋势。消费水平及各种化工产品的消费趋势。机械设备及电气仪表的制造能力。机械设备及电气仪表的制造能力。机械设备及电气仪表的制造能力。机械设备及电气仪表的制造能力。化工原材料及设备用金属村料的供给情况。化工原材料及设备用金属村料的供给情况。化工原材料及设备用金属村料的供给情况。化工原材料及设备用金属村料的供给情况。环境保护的有关规定和化工生产中三废排放情况。环境保护的有关规定和化工生产中三废排放情况。环境保护的有关规定和化工生产中三废排放情况。环境保护的有关规定和化工生产中三废排放情况。劳动就业与化工生产自动化水平的关系。劳动就业与化工生产自动化水
12、平的关系。劳动就业与化工生产自动化水平的关系。劳动就业与化工生产自动化水平的关系。资金筹措和外汇贮备情况。资金筹措和外汇贮备情况。资金筹措和外汇贮备情况。资金筹措和外汇贮备情况。第二节第二节 工艺流程设计方法与步骤工艺流程设计方法与步骤原料路线的选择原料路线的选择 一个工业工程的产品可以从几种原料取,首先遇一个工业工程的产品可以从几种原料取,首先遇一个工业工程的产品可以从几种原料取,首先遇一个工业工程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。到的问题就是选择哪种原料。到的问题就是选择哪种原料。到的问题就是选择哪种原料。1 1 1 1可靠性:必须保证在其效劳期限内有足够的、可靠性:
13、必须保证在其效劳期限内有足够的、可靠性:必须保证在其效劳期限内有足够的、可靠性:必须保证在其效劳期限内有足够的、稳定的原料来源。稳定的原料来源。稳定的原料来源。稳定的原料来源。例如假设是矿石原料,要看它的储藏量、品位和开例如假设是矿石原料,要看它的储藏量、品位和开例如假设是矿石原料,要看它的储藏量、品位和开例如假设是矿石原料,要看它的储藏量、品位和开采量。采量。采量。采量。凡以经过加工的原材料和部件作为原料的工业工程,凡以经过加工的原材料和部件作为原料的工业工程,凡以经过加工的原材料和部件作为原料的工业工程,凡以经过加工的原材料和部件作为原料的工业工程,最好与供给部门达成协议,以保证供给的可靠
14、性。最好与供给部门达成协议,以保证供给的可靠性。最好与供给部门达成协议,以保证供给的可靠性。最好与供给部门达成协议,以保证供给的可靠性。2 2经济性:在产品成本中,原料价格是一个重经济性: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。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。求关系对将来的价格进行预测。3 3合理性:这主要是指对资源的综合利用是否合理。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
15、要起始原料的合理利用问例如煤、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。煤,以节约石油消耗是合理的。工艺技术路线的选择工艺技术路线的选择 采用一定的原材料生产某种产品,可能有多种采用一定的原材料生产某种产品,可能有多种生产方法,每种生产方法所使用的生产设备、生产生产方法,每种生产方法所使用的生产设备、生产工具和工艺制造过程各不相同,也就是说,有不同工具和工艺制造过程各不相同,也就是说,有不同的工艺技术路线。的工艺技术路线。每种工艺技术路线的投资费用和日常操作费用也每种工艺
16、技术路线的投资费用和日常操作费用也不相同。把几种不同的工艺技术路线进行技术和经不相同。把几种不同的工艺技术路线进行技术和经济比较,挑选出最适合的加以采用,就叫做工艺技济比较,挑选出最适合的加以采用,就叫做工艺技术路线的选择,简称技术路线选择。术路线的选择,简称技术路线选择。p选择工艺技术路线的原则是:选择工艺技术路线的原则是:p选择技术路线时应考虑:选择技术路线时应考虑:所选择的技术必须是经过全面检验、并能所选择的技术必须是经过全面检验、并能在实践中应用的,以保证建成投产后生产的平安在实践中应用的,以保证建成投产后生产的平安可靠,但也必须防止使用即将过时的技术。可靠,但也必须防止使用即将过时的
17、技术。必须与可能得到的主要原料结合起来考虑。必须与可能得到的主要原料结合起来考虑。如就地取材。如就地取材。不仅要考虑主要产品,而且要考虑副产品的利用价值不仅要考虑主要产品,而且要考虑副产品的利用价值的销售。即一项具体技术要按其所产生的全部产品组合来的销售。即一项具体技术要按其所产生的全部产品组合来看。假设一种供选择的技术以相同的基本原材料投入而得看。假设一种供选择的技术以相同的基本原材料投入而得到更广泛的产品组合,那么就应考虑其全部产品的价值。到更广泛的产品组合,那么就应考虑其全部产品的价值。不选择超过自己技术吸收能力的技术技术过盈。不选择超过自己技术吸收能力的技术技术过盈。从劳动和资金两个角
18、度出发进行各种考虑,以便选择最从劳动和资金两个角度出发进行各种考虑,以便选择最适合的技术。适合的技术。例如:在缺乏劳动力或劳动力非常昂贵的国家或地区,选择例如:在缺乏劳动力或劳动力非常昂贵的国家或地区,选择资金相对密集的技术,可能是经济合理的;而在劳动力过剩的资金相对密集的技术,可能是经济合理的;而在劳动力过剩的国家或地区,节约劳动力的技术就可能会增加必要的投资,因国家或地区,节约劳动力的技术就可能会增加必要的投资,因此应选择劳动力相对密集的技术此应选择劳动力相对密集的技术。(二二)生产方法和工艺流程确定的步骤生产方法和工艺流程确定的步骤 确定生产方法,选择工艺流程一般要经过三个阶确定生产方法
19、,选择工艺流程一般要经过三个阶确定生产方法,选择工艺流程一般要经过三个阶确定生产方法,选择工艺流程一般要经过三个阶段。段。段。段。1.搜集资料,调查研究搜集资料,调查研究地形、气象、水文、地址、人文地理、地形、气象、水文、地址、人文地理、地形、气象、水文、地址、人文地理、地形、气象、水文、地址、人文地理、原料燃料、动力、交通、施工条件原料燃料、动力、交通、施工条件原料燃料、动力、交通、施工条件原料燃料、动力、交通、施工条件生产方式及其工艺流程生产方式及其工艺流程生产方式及其工艺流程生产方式及其工艺流程原料路线、原料路线、原料路线、原料路线、操作规程、控制指标、主要设备等操作规程、控制指标、主要
20、设备等操作规程、控制指标、主要设备等操作规程、控制指标、主要设备等物料衡算、热量衡算、设备计算物料衡算、热量衡算、设备计算物料衡算、热量衡算、设备计算物料衡算、热量衡算、设备计算车间布置、非工艺专业资料、车间布置、非工艺专业资料、车间布置、非工艺专业资料、车间布置、非工艺专业资料、及其他与建设工程有关的资料及其他与建设工程有关的资料及其他与建设工程有关的资料及其他与建设工程有关的资料生产方式生产方式生产方式生产方式基础资料基础资料基础资料基础资料工艺资料工艺资料工艺资料工艺资料其他资料其他资料其他资料其他资料搜集设计资料的原则和步骤搜集设计资料的原则和步骤搜集设计资料的原则和步骤搜集设计资料的
21、原则和步骤1 1 1 1资料的完整性资料的完整性资料的完整性资料的完整性 全面的、完整的资料数据能够反映全面的、完整的资料数据能够反映全面的、完整的资料数据能够反映全面的、完整的资料数据能够反映客观事物的全过程,才能用于设计。客观事物的全过程,才能用于设计。客观事物的全过程,才能用于设计。客观事物的全过程,才能用于设计。2 2 2 2资料的正确性资料的正确性资料的正确性资料的正确性 正确的资料数据具有再现性,能反正确的资料数据具有再现性,能反正确的资料数据具有再现性,能反正确的资料数据具有再现性,能反映客观事物的本质规律,才能用于设计。映客观事物的本质规律,才能用于设计。映客观事物的本质规律,
22、才能用于设计。映客观事物的本质规律,才能用于设计。3 3 3 3资料的适用性资料的适用性资料的适用性资料的适用性 科学技术都是有条件依据的,搜集科学技术都是有条件依据的,搜集科学技术都是有条件依据的,搜集科学技术都是有条件依据的,搜集资料要严格注意资料的适用条件。资料要严格注意资料的适用条件。资料要严格注意资料的适用条件。资料要严格注意资料的适用条件。4 4 4 4资料的恰当性资料的恰当性资料的恰当性资料的恰当性 资料年代的差异会造成技术上的不资料年代的差异会造成技术上的不资料年代的差异会造成技术上的不资料年代的差异会造成技术上的不同,在整理、分析资料时应注意资料恰当性,不可盲目一味追同,在整
23、理、分析资料时应注意资料恰当性,不可盲目一味追同,在整理、分析资料时应注意资料恰当性,不可盲目一味追同,在整理、分析资料时应注意资料恰当性,不可盲目一味追求先进性,要综合考虑整个设计的技术水平与建设工程的投资求先进性,要综合考虑整个设计的技术水平与建设工程的投资求先进性,要综合考虑整个设计的技术水平与建设工程的投资求先进性,要综合考虑整个设计的技术水平与建设工程的投资总额。总额。总额。总额。2.确定方案,落实设备确定方案,落实设备分析各种工艺路线分析各种工艺路线所使用的设备所使用的设备已有定型设备已有定型设备国内设计制造国内设计制造国外进口国外进口3.全面分析,比照比较全面分析,比照比较各各各
24、各种种种种工工工工艺艺艺艺路路路路线线线线国内外采用情况及发展趋势国内外采用情况及发展趋势国内外采用情况及发展趋势国内外采用情况及发展趋势产品质量比较产品质量比较产品质量比较产品质量比较生产能力及产品规格生产能力及产品规格生产能力及产品规格生产能力及产品规格原材料及能量消耗原材料及能量消耗原材料及能量消耗原材料及能量消耗建设费用及产品成本建设费用及产品成本建设费用及产品成本建设费用及产品成本三废的产生与治理三废的产生与治理三废的产生与治理三废的产生与治理其他特殊的情况其他特殊的情况其他特殊的情况其他特殊的情况三工艺流程设计的方法三工艺流程设计的方法三工艺流程设计的方法三工艺流程设计的方法以反以
25、反以反以反响过程为核心,以方案比较作决定响过程为核心,以方案比较作决定响过程为核心,以方案比较作决定响过程为核心,以方案比较作决定v化工工艺的一般流程化工工艺的一般流程原料贮存原料贮存原料预处理原料预处理反响或提取反响或提取产品别离产品别离产品精制产品精制贮存包装贮存包装液、气、固及易燃、液、气、固及易燃、液、气、固及易燃、液、气、固及易燃、易爆、腐蚀、剧毒等易爆、腐蚀、剧毒等易爆、腐蚀、剧毒等易爆、腐蚀、剧毒等粉碎粉碎粉碎粉碎.稀释稀释稀释稀释.混合混合混合混合.输送条件输送条件输送条件输送条件催化剂催化剂催化剂催化剂.反响条件或提取条件反响条件或提取条件反响条件或提取条件反响条件或提取条件
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