化工设计电子课件
4.2 工艺流程设计方法及步骤
—— 以反应过程为核心，以方案比较作决定 一、工艺流程设计方法——从工艺角度进行流程设计 原料 贮存 原料 预处理 产品 精制
原料
反 应
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
产品 分离
贮存 包装
产品
一般化工工艺流程部分为四个重要部分，即：
化工设计电子课件
工艺流程设计时须以反应过程为中心。
化工设计电子课件
产品分离：根据被分离产物的特性，设计与之相适应的单元过程。 固液分离---过滤、离心 液液分离---蒸发、精馏、萃取 气液分离---吸收
产品精制：根据产品的质量要求，设计与之相适应的单元过程。
液体---精馏、浓缩、结晶 固体---重结晶 气体---吸收
化工设计电子课件
化工设计电子课件
二、工艺流程设计的基本方法 — 方案比较
工业生产中，一个过程可有多种方法来实现，例如液固混合物的 分离，可用离心、沉降、压缩和真空过滤等方法；含湿固体的干 燥，可用气流、双锥、滚筒、箱式、沸腾等干燥方法。进行方案 比较，因地制宜选择一种最佳工程方案。
一个优秀的工程设计要在多种方案的比较中才能产生。进行方案 比较首先要明确判断依据，工程上常用的判据有产物收率、原材 料单耗、能量单耗、产品成本、工程投资等。此外，也要考虑环 保、安全、占地面积等因素。 进行方案比较的基本前提是保持原始信息不变。过程操作参数如 温度、压力、流速、流量等信息，设计者是不能变更的。设计者 只能采用各种工程手段和方法，保证实现工艺规定的操作参数。
1、工艺流程图 (1)方框流程图:在技术路线选定后，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。 (2)方案流程图:是一个半图解式工艺流程图，供化工计算时使用，不 列入设计文件。
(3)工艺物料流程图和带控制点工艺流程图:列入初步设计阶段的设计
文件中。 (4)管道仪表工艺流程图 (PID): 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。列入施工图设计阶 段的设计文件中。 2、表格:如工艺设备一览表等。
顺序，连续地通过设备或管道并由相应的控制元件组成的加工过程。 工艺流程设计——在确定工艺路线基础上，使操作过程和选用设备型 式具体化的过程，必须具备工业化生产概念。
一、工艺流程设计的任务
确定生产流程中各生产过程的具体内容、顺序和组合方式—— 由原料制成产品；
绘制各设计阶段的工艺流程图——图解的形式表示生产过程。
化工设计电子课件
Cl2
卤化反应器
C2H4
泵
蒸发器
热裂解炉
喷淋急泠塔
冷凝塔 HCl
C2H3Cl
蒸馏塔（Ⅰ）
蒸馏塔（Ⅱ）
排放
C2H4Cl2
图： C2H3Cl生产工艺方框流程图
化工设计电子课件
化工设计电子课件
工艺流程设计的重要性： 工艺流程设计是化工工艺设计的核心。 工艺流程设计和车间布置设计决定整个装置的基本面貌； 工艺流程设计与设备的设计选型与布置、工艺计算和管路设计密 切相关。 工艺流程设计的过程： 工艺流程设计开始于可行性研究，完善于初步设计、扩大初步设 计和施工图设计各个阶段。 工艺流程设计贯穿于整个设计过程中，是由浅入深、由定性而定 量逐步分阶段进行的。
化工设计电子课件
预热(冷) 汽化 干燥 粉碎筛分 提纯精制 混合 配制 压缩等
根据原料性质、处理方法选择不同 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（分离纯化）—最复杂、最关键部分 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 产物的集聚状态要求，反应过程是多相的，而最终产物是固态。
化工设计电子课件
第四章 工艺流程设计
Chart 4 Process flow design
化工设计电子课件
4.1 基本概念
4.2 工艺流程设计方法及步骤
4.3 工艺流程图
4.4 化工典型设备的自控流程
化工设计电子课件
第二章 工艺流程设计
本章学习要求

了解工艺流程设计的任务，掌握工艺流程的设计方法
化工设计电子课件
工艺流程设计应解决的问题：
(1) 确定主要生产过程及整个流程的组成；
(2) 确定每个过程或工序的组成及所需设备的形式； (3) 确定操作方式、操作条件； (4) 控制方案的确定； (5) 合理利用原料及能量；
(6) 制定三废的治理方法；
(7) 制定安全生产措施。
化工设计电子课件
二、工艺流程设计成果
及步骤；

掌握工艺流程图的内容：比例与图幅、设备的表示方
法、管道的表示方法、阀门与管件的表示方法、仪表
控制点的表示方法；

掌握工艺流程图的绘制方法及阅读。
掌握化工典型设备的自控方案
化工设计电子课件
电解食盐水化盐工序流程图
化工设计电子课件
4.1 基本概念
工艺流程——也称加工流程或生产过程，是按原材料投入到产品生产
(4) 三废处理 三废：废气、废液、废渣 尽量综合利用，变废为宝，加以回收； 所含有害物质在排放前应该达到排放标准——相关政策法规! 污染问题不解决，不允许投产。
(5) 其他相关措施及设计 确定公用工程的配套措施——动力电、工艺用水、蒸汽、氮气、 压缩空气、冷冻、真空等。 确定操作条件和控制方案——控制方案和控制仪表。 制定安全生产措施——对开车、停车、长期运转及检修中，可能 存在的不安全因素进行分析，制订切实可靠的安全措施。 保温、防腐的设计——工艺流程设计中的最后一项工作。对需要 保温、防腐的设备和管道进行设计。
(1) 确定主反应装置 ① 反应器类型及操作方式 (连续、间歇)——反应的热力学及动力学 特性、产品要求、物料特性、工艺条件 ② 能量供给、移出方式——反应器结构设计和辅助设施。 ③ 催化反应——催化反应方式和催化剂的选择。
确定主反应装置，可参考文献、资料、中试结果或已工业化装置。
(2) 原料预处理过程 主反应对原料提出要求：如纯度、温度、压力以及加料方式等。 固体：粉碎、溶解---目数、浓度、纯度 液体：配制、混合---浓度、均一 气体：配比、压缩---浓度、输送