工艺设计及PFD设计
在化工装置设计中，除了工艺系统设计以外，还有管道、设备、机械、建构筑物、公用工程、电气、仪表、安全卫生、消防、分析化验、环境保护等领域的设计工作，还要从全局考虑总平面布置、原料和产品的输送及设计方案的技术经济性，这些都需要在化工工艺系统设计中充分考虑，所以说化工工艺系统设计是一门综合的技术。在各个设计阶段中，作为设计主体的化工工程师，必须与其他各专业密切沟通，相互配合，才能完成整个设计任务。这就要求化工工程师不仅精通、熟悉有关的标准规范和设计技能，并能在工程设计项目中恰当地应用、执行它，同时还要具备较广泛的相关专业知识。
国内工程设计阶段一般分为初步设计阶段和施工图设计阶段，国际上通行的作法是分为工艺包设计阶段、基础设计阶段和详细设计阶段。
在化工工艺系统设计中，工艺流程设计的各个阶段的设计成果都是通过各种流程图和表格表达出来，按照设计阶段的不同，先后有方框流程图（block flowsheet）、工艺流程草（简）图（simplified flowsheet）、工艺物料流程图（Process Flow Diagram即PFD）和管道仪表流程图（Piping & Instrumentation Diagram 即P&I D）〈也有用“带控制点的工艺流程图(Process and Control Diagram 即PCD”代替P&ID)〉等种类。对于医药行业来说，根据其特有的生产洁净区级别要求，还有人员-物料分流图（Material and Personnel Flow Drawing）、工艺流程及环境区域划分示意图（Plant Schematic and Process Flow Diagram）等。
下面对工艺设计、工艺包设计内容及PFD的设计作简单介绍。
一、工艺设计
1、工艺专业设计和工艺包
从广义上讲工艺设计应包含工艺专业设计和工艺包设计两方面的内容。
工艺专业设计的主要任务是对一个化工产品的生产流程先进行基本的计算，在此基础上给有关专业提出条件，在有关专业的参与下以工艺专业为主，完成PFD(工艺物料流程图 Process Flow Diagram)的设计任务。这个生产流程可以是工艺专业的设计人员自己开发的，也可是其它专利商提供的技术。
工艺包一个专门的技术名词，它特指包含一个化工产品的生产技术的全部技术文件。这些文件通常应当包含以下的内容：生产该产品应该采用的化工生产单元、应该采用的化工设备、应该采用的自动控制方案、所采用的原料以及生产该产品的原料及公用物料的消耗量。
化工工艺设计工程师在进行工艺设计时，需要进行各种设计计算，如物料平衡和热量平衡的计算，这是化工工艺设计中最基本的计算之一，也是使用最频繁的计算。当生产流程基本确定后，只有完成上述计算，才能进行设备设计计算等其它方面的计算。物料平衡和热量平衡的基本计算原则是质量守恒和能量守恒定律。要使工艺包的设计具备先进水平、使产品具备市场竞争能力，在进行流程模拟时就要注意流程的可行性，要使每一股物流都有合理的去处，尽量做到物尽其用；另外要特别注意热量的综合利用，要考虑把高温的溶剂和蒸汽冷凝液都尽量利用起来，这就需要应用“能量综合设计”的技术。
工艺包设计的依据是已批准的可行性研究报告、总体设计和设计基础资料，据此进行工艺包设计。
工艺包设计应完成的主要任务有：绘制PFD、完成工艺物料平衡计算、编
制工艺设备数据表（主要是技术规格要求和负荷）、编制公用物料的设计原则和平衡图、确定环保的设计原则和排出物的基本原则、进行安全分析（Process Safety Review）（或称为风险评价－Risk Assessment）等。
在工艺设计的过程中，工艺专业要和不同专业互提条件。发出条件表的专业是主导专业，条件表是主导专业设计工作的初步成果，是接受条件专业的设计依据，是很重要的技术文件。
这一阶段中，主要工作是由工艺设计人员、其它专业的有关人员和项目管理人员参加并完成的，工艺过程的重大原则和设计方案应该组织有关人员评审后才能确定（寰球公司规定要经过室审和院审），此阶段是整个设计工作全面展开的基础。
2、设计基础
每个设计项目在签订设计合同时，都要在设计合同的技术附件中，用详细的清单列出设计单位要求业主提供的设计基础数据的内容，即项目设计数据。项目设计数据是顺利开展设计工作最基本的依据，缺少项目设计数据，设计工作就变成无米之炊，是无法开展的。工程项目只能在此基础上进行设计和建设。
业主根据合同的要求，应按时提出设计单位所需的全部项目设计数据，项目设计数据必须由业主单位的建设项目负责人签名认可，才能正式作为设计基础数据提供给设计人员使用。
工艺和工艺系统专业是从项目经理那里拿到业主认可的项目设计数据，依据这些数据开始设计准备工作。项目设计数据如果有变更，要依据业主的正式通知，由项目经理向有关设计人员发布修改后的项目设计数据，有了设
计变更通知设计人员才能修改有关的设计文件。必须重视项目设计数据的变更，它可能会直接影响到工艺流程的改变甚至影响整个项目的合同规定，所以对此应当十分慎重。
工艺及工艺系统专业至少应当得到下列数据，才有条件开展设计工作。
（1）所采用的工艺技术路线及其依据，装置的年设计生产能力，年操作小时数及装置操作弹性、操作制度、设计工况。
（2）原材料、辅助原料、催化剂、化学品的规格要求及界区条件。
（3）产品、中间产品及副产品的规格（产品牌号、规格、性能等）要求。
（4）产品方案及产品性能。
（5）公用物料的各项规格要求及界区条件（温度、压力、水质分析等）。
（6）提出原材料、辅助原材料、催化剂、化学品、工艺过程中公用物料的消耗定额及副产品产出定额（预期值）。
（7）提出工艺过程排出物（气体、液体、固体等）排放源、排放数量及其组成。
（8）现场数据，气象数据，供电及电信系统等的数据。
（9）设计规范和标准。
3、工艺包设计内容
工艺包设计文件一般应包括以下内容。
●设计范围。说明工艺包包括的范围及生产规模。
●设计基础。工艺对原材料、催化剂、化学品及公用工程的规格要求，
成品规格，生产能力（收率、转化率），消耗定额，三废排放量及规
格，生产定员，工程保证指标和需要说明的安全生产要求。
●工艺流程说明。按工艺流程的程序，详细的说明生产过程，包括有关
的化学反应及机理，操作条件，主要设备特点，控制方案以及工程设计所必须的工艺物料的物化性质数据。
●物料平衡及热量平衡计算结果。全流程典型的物料平衡，应考虑到负
荷的波动及各主要工况，作为工程设计的重要依据。
●PFD。表示工艺生产所有主要设备（包括位号、名称），特殊阀件设置，
物流数据（流量、组成、温度、压力等特性）以及控制、联锁方案。
●工艺设备表（设备一览表）。应填写设备位号、设备名称、介质名称、
操作压力、操作温度、材质等。
●主要设备工艺数据表（工艺规格书），包括主要机械设备数据表。主
要设备数据表应列出所有工艺规格要求及有关数据、设备的材质要求、传动机械要求及必要的设备条件图。
●P&I D 0版。表示管道尺寸、材料等级、伴热、阀门、绝热（保温/
保冷）等级、安全阀系统、管道编号、仪表及控制回路等。
●仪表数据表、控制原理图、报警联锁表。
●管道规格书（或者管道材料图）。包括介质、工艺条件、设计条件、
管道尺寸、管道材料、保温等。
●初步布置图。表示主要设备布置和占地面积。
●特殊管道材料等级规定。
●生产操作和安全规格的要求。
●分析化验的要求。
●特殊的检修要求。
●界区备件表。
●操作手册（操作指南）。
二、工艺物料流程图（PFD）的设计
PFD的设计是化工厂装置设计过程的一个重要阶段，在PFD的设计过程中，要完成生产流程的设计、操作参数和主要控制方案的确定，以及设备尺寸的计算，是从工艺方案过渡到化工工艺流程设计的重要工序之一。
PFD是项目设计的指导性文件之一，在工艺设计阶段完成。发布之后有关专业必须按PFD图进行工作，并只能由工艺专业解释和修改。
1、PFD的设计内容
PFD的主要内容应包括：全部工艺设备及位号，主要设备的名称、操作温度、操作压力；物流走向及物流号（流股号），同时，应有与流股号对应的包括物流组成、温度、压力、状态、流量及物性等主要物流计算结果的物料平衡表，可表示在PFD上，或单独出版，根据不同的设计工况应分别列出或出版；主要控制方案的仪表、功能及其信号走向；标出泵的流量和进出口压力、塔的实际板数及规格、换热器的热负荷等。PFD必须反映出全部工艺物料和产品所经过的设备、主要物料的管道、并表示出进出界区的流向。对于公用工程，如水、冷冻盐水、氮气、工艺用压缩空气、蒸汽及冷凝液系统仅表示工艺设备使用点的进出位置。
一般每个工程（或公司）都要发布用于PFD设计的图例、符号（规定）图（LEAD SHEET），对PFD设计中的设备画法、设备编号、仪表符号、标注符号、管道符号、物料代号以及缩写词等作统一规定（也有在PFD图上简单表示）。
下面分别简述设备、工艺物流和主要控制方案的具体设计内容和画法。
（1）设备
在PFD中，设备用细实线简单绘出，如有多台相同设备并联时，可以只画出一台，但要标明位号A/B，而对于需要再生的设备，需全部绘出。主要设备尽可能按适当比例画出相对位置、大小，而设备的基础、裙座和管接头不表示。一般在设备附近标注设备位号，并在图纸上方或下方空白处按设备重叠情况由上到下分层标注设备位号、设备名称及规格。一般情况下，静设备在图纸上部、动设备在图纸下部表示。也有另外一种表示方式：对于容器类、压缩机类设备在图上方标示设备名称、位号及规格，并在图中设备附近标示设备位号，而泵类、换热器类设备旁边一般只标位号及规格。
标准设备的主要规格和参数通常为：泵应注明正常流量和吸入、排出压力；容器应注明直径和切线长度（或高度）；塔器应注明塔径和切线高度，在塔内注明实际板数或填料段数；换热器要注明换热器的正常负荷。
设备外形表示方法如下;
●离心泵用圆圈加底座组合表示，进料指向圆心。
●往复泵以┤形与一端不封闭的长方块表示。
●换热设备用圆圈或设备外形表示。
●压缩机要表示出其型式，并表示出压缩机的段数和主要的配套辅助设
备。如型式尚未确定，可用方块表示。
●反应器要画出主要元件，如筛板、催化剂框等。
●分离器也要表示出内件。槽、罐类设备要画出隔板、液封。
●喷射器、其它特殊设备，如造粒塔、电解槽、电石炉、空气磨等尽可
能画出实物大致外形。
（2）工艺物流
在PFD中，工艺物流用粗实线绘出，并用箭头标示物流的去向。再生系统的物流用细实线标出。主要物流应标注流股号（除PFD外，应有单独的物料平衡表），并在物料平衡表中列出PFD上对应物流的组成、温度、压力、流量状态和相关物性。在一张图中，与其它图相关的物流应标明物流来源和去向。在PFD中，关键物流应标明温度和压力（也可表示在塔和容器上），进塔装置的关键物流也可标明流量。PFD中对物流的标注至少应包括下列内容。
●标识流程图上的各点物料的编号（流股号）。
●除有压力变化的地方要画上阀门（以表示压力等级的区别）以及特殊
重要的阀门外，其它情况的阀门一律不在图上画出。
●要表示正常生产条件下的放空和排液管道。
●对于作为热源或冷却介质的蒸汽、冷却水、凝液只标进出流向。
●具有液封作用的管线，除表示出液封外形外，还要注明液封高度。当
排放口的高度有要求时，要注明排放高度。
●工艺用蒸汽、凝液、冷却水、冷冻盐水、工厂空气管线以及氮封管线，
一律不画进出总管。
流股号在菱形框内按顺序用阿拉伯数字编写。一般用三位数字表示，第一位表示单元或工段，后两位表示序号。
设备间的物料流向用带箭头的实线表示。
进出装置界区的物料流向以圆圈中的箭头表示；图纸之间用长方框（或
带箭头的长方形）表示物料的来源或去向。
冷却水、蒸汽、凝液、工厂空气等在无特殊要求情况下不标明来源和去向。
（3）主要控制方案
在PFD中，应标示出全部的控制回路及其相关仪表和调节阀。例如塔器的压力控制回路、灵敏板温度控制回路、回流控制以及塔釜液位控制回路，罐的液位控制回路，主要换热器的液位控制回路或温度控制回路等。仪表仅表示出仪表类型，如温度仪表、压力仪表等。调节阀应在对应的物流线上标明，但不用标注调节阀尺寸。在复杂控制回路中，应用箭头标示信号去向。对于由组分控制的回路，应标明需要检测的主要组分。
2、单元设备的典型设计
化工生产过程中需要使用各种单元设备，每种单元设备对工艺流程图的设计均有一定的要求。作为一个工艺流程图的设计者，只要掌握各种单元设备的典型设计，再结合工艺流程和工程项目的特殊要求，配以设计者的工程经验，就可进行工艺流程图中单元设备的设计。
参见例图。
（1）泵
在PFD中，泵一般绘在图的下部。同时绘出与泵相连的工艺物流即可。在泵的附近，尽量在泵的正下方，标明泵的位号、吸入压力、排出压力和正常操作时的流量。
（2）容器
容器分卧式容器和立式容器两种。容器需根据容器在流程中的相对位置
在图面上布置。在PFD中，应绘出与容器相关的主要工艺物流及与主要控制回路相关的辅助物流。容器的名称、规格和位号在PFD中容器正上方靠近顶部标出，同时在容器的附近也标出容器位号。容器内的主要部件（如除沫器）应在PFD中绘出。容器的操作操作压力应在图中标出。
（3）塔
在PFD中，塔一般在图的中部绘制。同时，应绘出与塔相关的主要工艺物流及与主要控制回路相关的辅助物流。塔的名称、规格和位号在PFD中塔正上方靠近顶部标出，同时在塔的附近也标出塔位号。塔内的主要部件应在PFD中绘出，如塔的实际板数或填料段数、进料板号与侧线采出板号。同时应绘出与塔相关的主要控制回路及控制点的相对位置，如塔的压力控制回路、灵敏板温度回路、回流控制回路和塔釜液位控制回路等，还要标出塔的操作温度、操作压力。塔的周边设备应根据流程中的相对位置在工艺流程图中绘出。
（4）换热器
常见的换热器有管壳式和釜式两种。在PFD中，换热器需要根据其在流程中的相对位置在图面上布置。对于管壳式换热器应标明工艺物流所流经的是壳侧还是管侧，对于釜式换热器也要标明工艺物流所流经的那一侧。非工艺物流仅在图中表示，并注明介质名称即可。要表示出主要的控制回路，在换热器的附近标明位号。
（5）压缩机
在工艺流程图中，压缩机一般绘在图的下部（也有在上部的）。并绘出与压缩机相连的工艺物流以及主要的控制回路。在压缩机的附近，尽量在压缩
机的正下方，标明压缩机的位号、吸入压力、排出压力和正常操作时的流量。
3、PFD的图面布置和制图要求
各个设计单位在绘制PFD时所用图纸的规格不同，一般采用1＃（A1）图纸，以便图面布置，但应尽量保证在其缩印成3＃（A3）图后仍旧清晰，便于工作。
（1）PFD的图面布置
●设备在图面上的布置，一般是顺流程从左到右。
●塔、反应器、换热器等放在地面上的设备，一般是从图面水平中线往
上布置。
●压缩机、泵布置在图面下部1/4线以下。
●中线以下1/4高度供画管道用。
●其它设备布置在PFD要求的位置，如高位冷凝器布置在回流罐的上面，
再沸器靠塔放置。
●对于无高度要求的设备，在图面上的位置要符合流程流向，以便与物
流线连接。
（2）绘图要求
●图纸编号和图纸名称按有关规定。
●仪表和设备的表示方法要根据工程的Lead Sheet或有关规定。
●要改造的设备用蘑菇云圈住。
●设备内件用细实线表示。
●工艺物流出入图面要绘一矩形框或带箭头的矩形，内用文字表明相接
设备与图号。
●设备位号按Lead Sheet或有关规定。
●物流流向箭头一般画在物流线改变方向处。
在与PFD相应的物料平衡表中，可按操作工况从每股物流的流股号上，对应地找到物料平衡表中的流股号从而知道该物股的温度、压力、各组分的含量等数据的内容，要能满足工艺专业提条件的需要，需要什么数据、物料平衡表就应该能输出什么数据。
4、物料和热量衡算与PFD
在工艺设计阶段，工艺专业工程师要进行全流程物料平衡及热量平衡计算，应进行必要的方案比较，选择并考虑适当的操作弹性。
化工生产过程中，经常需要加热或冷却许多流股，最简单的方法是按各流股的质量流速、热负荷、进出口温度分别引入蒸汽加热或冷却水（冷冻液）冷却，它们的消耗构成了公用工程费用，在生产成本中占有相当大的份额。用这个方法设计热量平衡，方法简单、设备投资较少。但用有效能分析得知，这样的流程热力学效率很低，能耗不合理。为了降低成本、节约能源应当用热交换器网络的合成技术，详细的对每股热（冷）物流进行分析，尽量使系统内的加热和冷却物流相互配合使用，尽量减少从外界引进热剂或冷剂，以达到减少能耗、降低成本的目的。当然这样做会增加投资费用，还需要综合比较，不过一般来讲增加一次性建设投资，而获得长时期的低生产成本，从长远看是合算的。
用流程模拟模型、热力学性质计算程序和热力学性质数据库软件进行计算机模拟计算，就可以完成精确的物料平衡和热量平衡计算。
物料衡算就是根据质量守恒定律，来确定原料和产品间的定量关系，从
而可以计算出原料和辅助材料的用量、各种中间产品、副产品、成品的产量和规格以及三废的排放量。
物料衡算是进行化工工艺设计和设备设计的基础，在完成物料衡算的基础上才能进行能量衡算，从而进行工艺方案的比较和选择，指导定型设备和仪表的选型、非定型设备的工艺计算和管道尺寸计算，完成化工过程的PFD 和PID的设计。另外，通过物料衡算还可以分析实际生产过程的完善程度，从而找出改造措施来改进工艺流程，达到提高成品率、减少副产品和减少三废排放量等目的。
年产3000 吨丙烯氰合成工段换热器工艺设计
目录 一、设计说明 (3) 1.1 概述 (3) 1.2丙烯腈生产技术的发展概况 (3) 1.2.1国外的发展情况 (3) 1.2.2国内的发展情况 (4) 1.3 世界X围内产品的生产厂家、产量 (6) 1.4世界X围内生产该产品的所有工艺及其分析 (7) 1.4.1环氧乙烷法 (7) 1.4.2 乙炔法 (7) 1.4.3丙烯氨氧化法 (7) 1.5设计任务 (8) 二、生产方案 (8) 2.1 工艺技术方案及原理 (8) 2.2 主要设备方案 (9) 2.2.1催化设备 (9) 2.2.2控制系统 (10) 三、物料衡算和热量衡算 (10) 3.1 生产工艺及物料流程 (10) 3.2 小时生产能力 (14) 3.3 物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.1反应器的物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.2废热锅炉的热量衡算 (17) 3.3.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (18) 3.3.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (21) 3.3.5换热器物料衡算和热量衡算 (27) 3.3.6丙烯蒸发器热量衡算 (32) 3.3.7丙烯过热器热量衡算 (33) 3.3.8氨蒸发器热量衡算 (33) 3.3.9气氨过热器 (34) 3.3.10 混合器 (34) 3.3.11 空气加热器的热量衡算 (35) 3.3.12吸收水第一冷却器 (36) 3.3.13 吸收水第二冷却器 (36) 四、主要设备的工艺计算 (37) 4.1 空气饱和塔 (37) 4.2 水吸收塔 (40) 4.3 合成反应器 (43) 4.4 废热锅炉 (45) 五、环境保护要求 (46) 5.1丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理 (46) 六、参考文献 (50) 1设计说明
天津工业大学 环境与化学工程学院 2016届制药工程课程设计 题目:年产36吨尼克地尔原料药车间工艺设计 报告人：____ ______________ 班级：___ ___________ 学号：___ ___________ 指导老师：____ ___________ 实习时间：____ __
目录 第一章产品介绍 (1) 第二章生产工艺说明 (2) 第三章生产周期 (5) 第四章物料衡算 (6) 第五章设备选型 (10) 附件：设备流程图、车间布置图
第一章产品介绍 1.3产品名称及生产规模 产品名称：尼可地尔 英文名称：Nicorandil 化学名：N-(2-羟乙基)烟酰胺硝酸酯 生产规模：36t/a 1.2产品规格 物理性状：针状 熔沸点：熔点92~93℃ 分子式：C8H9N3O4 结构式： 分子量：211.17 1.3产品的重要价值 尼可地尔，又叫做烟浪丁，是一种硝酸酯类物质，可用于治疗缺血性心脏疾病。与硝酸甘油作用相似，但又有所不同。尼可地尔在细胞膜和线粒体水平选择性激活K+-ATP通道，促使冠状动脉和外周血管扩张，随后还原前、后负荷。而且该药物主要主要舒张小动脉，增开心肌及血管平滑肌细胞膜的钾通道，并且不具有耐药性。
第二章 生产工艺说明 2.1产品合成方法 合成本产品所需原料有烟酸、乙醇胺、无水乙醇、碳酸氢钠、发烟硝酸、乙醚、氯化亚砜、氯仿、碳酸钾、无水硫酸镁、乙醇依次经历硝化反应、酰化反应和精制这三个步骤。 产品生产主要反应如下： 1.硝化反应： NH 2CH 2CH 2 OH NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3 2.缩合反应 NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3+ 2.2生产工艺流程概述 1.硝化反应 将发烟硝酸通过计量罐置于带有夹套的反应釜中，通冷盐水冷却至-8℃搅拌，缓慢滴加氨基乙醇，滴加完毕，于0℃继续搅拌1 h,减压蒸除过量硝酸，将剩余物倾入冷乙醚中，析出白色沉淀，抽滤至干，得产品 2.合成烟酰氯盐酸盐反应 将烟酸、氯化亚砜加入反应釜中，回流2h 。减压蒸馏除去过量氯化亚砜，干燥,得产品粗品。 HNO 3
船舶建造工艺流程简要介绍 一、船舶建造工艺流程层次上的划分为： 1、生产大节点：开工——上船台（铺底）——下水（出坞）——航海试验——完工交船生产大节点在工艺流程中是某工艺阶段的开工期（或上一个节点的完工期），工艺阶段一般说是两个节点间的施工期。生产大节点的期限是编制和执行生产计划的基点，框定了船舶建造各工艺阶段的节拍和生产周期；节点的完成日也是船东向船厂分期付款的交割日。 2、工艺阶段：钢材予处理——号料加工——零、部件装配——分段装焊——船台装焊（合拢）——拉线镗孔——船舶下水——发电机动车——主机动车——系泊试验——航海试验——完工交船 3、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。 4、是以上工艺阶段是按船舶建造形象进度划分的，造船工艺流程是并行工程，即船体建造与舾装作业是并行分道组织，涂装作业安排在分道生产线的两个小阶段之间，船体与舾装分道生产线在各阶段接续地汇入壳舾涂一体化生产流程。 二、船舶建造的前期策划 船舶设计建造是一项复杂的系统工程，在开工前船厂必须组织前期策划，一是要扫清技术障碍；二是要解决施工难点。 1、必须吃透“技术说明书”（设计规格书）。 技术说明书是船东提出并经双方技术谈判，以相应国际规范及公约为约束的船舶设计建造的技术要求。船厂在新船型特别是高附加值船舶的承接中必须慎重对待：必须搞清重要设备运行的采用标准情况、关键技术的工艺条件要求，特别是要排查出技术说明书中暗藏的技术障碍（不排除某些船东存有恶意意图）， 2、对设计工作的组织。 船舶设计工作分三阶段组织进行——初步设计、详细设计、生产设计。初步设计：是从收到船东技术任务书或询价开始，进行船舶总体方案的设计。提供出设计规格说明书、总布置图、舯剖面图、机舱布置图、主要设备厂商表等。详细设计：在初步设计基础上，通过对各个具体技术专业项目，进行系统原理设计计算，绘制关键图纸，解决设计中的技术问题，
船舶建造工艺流程简要介绍 本讲座从管理者的角度，按照“壳舾涂一体化总装造船”现代造船管理模式的要求，结合我国船厂的探索实践，介绍船舶建造在各工艺阶段的组织方式、应注意的问题，同时提供对施工状态的评价标准。 一、造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船，造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变，主要推动力是造船技术的发展。传统造船分两个阶段： 1、常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施按照先安装龙骨系统、再安装肋骨框、最后装配外板系统等。 2．由于焊接技术的引进，船体实行分段建造；舾装分为两个阶段：分段舾装和船上舾装，即开展预舾装。 现代造船又历经以下阶段： 3、由于成组技术的引进，船体实行分道建造；舾装分为三个阶段： 单元舾装、分段舾装和船上舾装，即开展区域舾装。 4、由于船体建造和舾装、涂装相互结合组织，实现“壳舾涂一体化总装造船”。 5、随着造船技术的不断发展，精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船将成为船厂的努力方向。 目前国内主要船厂一般处于三级向四级过渡阶段；国内先进船厂已达到四级水平；外高桥船厂、建设中的江南长兴岛造船基地明确提出将精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船作为发展目标。 二、现代造船生产管理模式的特征 1、船体分道建造法。根据成组技术“族制造”的原理制造船体零件、部件和分
段，按工艺流程组建生产线。 2、抛弃了舾装是船体建造后续作业这一旧概念，以精确划分的区域和阶段（单元舾装、分段舾装和船上舾装）控制舾装。 3、实行“管件族制造”，以有效手段制造多品种、小批量产品，获得生产线生产效益。 4、采用产品导向型工程分解。把船舶划分为不同级别的中间产品，并协调的组织分道生产和集成。 三、船舶建造工艺流程 现代造船工艺流程如下简图： 船舶建造工艺流程层次上的划分依据为： 1、生产大节点：开工——上船台（铺底）——下水（出坞）——航海试验——完工交船 生产大节点在工艺流程中是某工艺阶段的开工期（或上一个节点的完工期），工艺阶段一般说是两个节点间的施工期。生产大节点的期限是编制和执行生产计划的基点，框定了船舶建造各工艺阶段的节拍和生产周期；从经营工作看，节点的完成日也是船东向船厂分期付款的交接日。 2、工艺阶段：钢材予处理——号料加工——零、部件装配——分段装焊——船台装焊（合拢）——拉线镗孔——船舶下水——发电机动车——主机动车——系泊试验——航海试验——完工交船 3、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。 4、需要说明的是以上工艺阶段是按船舶建造形象进度划分的，现代造船工艺流程是并行工程，即船体建造与舾装作业是并行分道组织，涂装作业安排在分道生
毕业设计（论文）任务书 化学化工院化工系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年月日 学生姓名: 学号: 专业: 化学工程与工艺 1 设计（论文）题目及专题：年产20万吨PVC合成工段工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自 2 月 20 日开始至 6 月 2 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料：1）化工设计；2）化工设备设计；3）化工工艺设计手册；4）有机合成；5）株洲化工厂现场实习资料。 4．设计（论文）完成的主要内容：1）总论；2）生产流程及生产方案的确定； 3）生产工艺流程叙述；4）工艺计算； 5）工艺管道设计； 6）安全与节能; 7.技术经济. 5．提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等） 1. 带控制点生产工艺流程图； 2. 车间立面布置图； 3. 合成塔结构图。 4 厂房设计平面图 6 发题时间：二○一一年二月二十日 指导教师：（签名） 学生（签名）
内容摘要 本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的发展进程和目前状况，包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯，介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理，工艺过程中需要注意的问题，包括质量影响因素，工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择，对聚合工艺过程进行详细的叙述。并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算，对厂址进行了选择，采取了防火防爆防雷等重要措施，对三废的处理回收等进行了叙述，画出了整个工艺的流程图。 关键词：聚氯乙烯；生产技术；悬浮法；乙炔法；乙烯法； 防粘釜技术；
目录 第一章总论 (2) 1.1 国内外 pvc发展状况及发展趋势 (2) 1.2 单体合成工艺路线 (3) 1.2.1乙炔路线 (3) 1.2.2乙烯路线 (4) 1.3聚合工艺实践方法 (5) 1.3.1本体法聚合生产工艺 (5) 1.3.2乳液聚合生产工艺 (5) 1.3.3悬浮聚合生产工艺 (6) 1.4最佳的配方、后处理设备的选择 (7) 1.4.1配方的选择 (7) 1.4.2后处理设备侧选择 (7) 1.5 防粘釜技术 (9) 1.6原料及产品性能 (9) 1.7 聚合机理 (11) 1.7.1自由基聚合机理 (11) 1.7.2链反应动力学机理 (12) 1.7.3 成粒机理与颗粒形态 (12) 1.8影响聚合及产品质量的因素 (13) 1.9工艺流程叙述 (14)
船体建造工艺课外习题集 何志标张远双编 班级： 学号： 姓名： 武汉船舶职业技术学院 2004年3月1日
1、什么是船体放样？船体放样的主要作用是什么？ 2、叙述用铅锤法作船体基线的工艺过程，要求画出示意简图。 3、叙述在三向光顺的船体型线图的基础上求取光顺的肋骨型线的方法、步骤。 4、图1为某船船首部分的型线图。 （1）求出图中A、B、C、D各点在另外两个投影图上的投影； （2）已知曲线EE在半宽水线图上的投影，试求出其在另外两个投影图上的投影；（3）已知40﹟肋骨位置，在横剖线图上画出40﹟肋骨线。 图1
5、已知某实体长为120mm，图2是按1：1的比例绘制的该实体的横剖线图，请画出其 半宽水线图和纵剖线图，并且在纵剖线图上画出斜剖线，检验型线图是否光顺。 图2
6、已知某船的型宽B＝2000mm，梁拱高H＝100mm，请选择适当的方法作出其抛物线形 梁拱曲线，用1：10绘制。 7、图3为某船首部甲板边线在纵剖线图上的投影，试用上题的梁拱曲线完成该船首部 甲板边线 5 6 7 8 9 10 图3 8、已知某船主轴中心线在船体中纵剖面上，且与基线平行，其轴线在横剖线图上的投 影如图4所示。设计给出的轴壳半径为R4，轴壳从＃9肋骨开始突出，试根据给定的肋距和肋骨型线进行轴壳板的放样。 图4
9、船体纵向结构线放样的主要内容是什么？为什么要进行纵向结构线放样？ 10、图5表示了外板纵缝线排列的两种方案，请指出哪一种方案好，为什么？ 图5 图7
13、一端连接方管、另一端连接圆管的上方下圆过渡接头的形体表面由四个曲面和四个 请作出其展开图。
丙烯腈合成工段的工艺设计 前言 毕业设计是培养学生运用理论知识进行实际设计能力的重要实践教学环节，是理论与实际结合的重要连接点。在教师指导下毕业设计可以培养我们独立思考，运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合的分析和解决工程实际问题的能力。 本次毕业设计所设计的内容为年产6万吨丙烯腈合成工段的工艺设计，通过认真细听老师课堂上讲解和任务布置，我们了解到了为完成设计需要查找资料的方向，并进行了细心的查阅，掌握了基本的理论知识。对于刚进行设计的人来说，学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是设计课程需要培养的重要方面，化工设计非常强调标准规范。但是并不是限制设计的创造和发展，因此遇到与设计要求有矛盾时，经过必要的手续可以放弃标准而服从设计要求。通过设计应知道如何查取数据知道如何查找资料对丙烯腈合成工段的工艺设计有了一个全新的 认识，知道如何选取相关数据参数，建立一个工程概念，知道工程和理论的区别。对于物料衡算和热量衡算、主要设备的工艺计算（反应器）等都有一个全新的认识和了解，知道如何使用手册和资料，认识工程。
一、产品的性状、用途、国内外市场情况 1.1 丙烯腈简介 丙烯腈是一种重要的有机合成单体，在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯(ＡＢＳ)塑料、苯乙烯(ＡＳ)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈在合成纤维、合成树脂等高分子材料中占有显著地位，应用前景广阔。除此之外，丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中 1.2 丙烯腈物化性质 1.2.1 丙烯腈物理性质 无色或淡黄色液体，有特殊气味，分子量：53.06 沸点：77.3℃冰点：－83.5 ℃生成热：184.2 kJ/mol(25℃) 燃烧热：1761.5 kJ/mol 聚合热：72.4 kJ/mol 蒸汽压：11.0KPa(20℃) 闪点：0℃自燃点：481℃爆炸极限：在空气中 3.0%～17%（体积）油水分配系数：辛醇/水分配系数的对数值为-0.92 毒性：剧毒，毒作用似氢氰酸溶解性：溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂，微溶于水 1.2.2 丙烯腈化学性质 丙烯腈由于分子结构带有C=C双键及-CN键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C 双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂MEHQ）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应；丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1，3 丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。 1.3 丙烯腈的用途
课程设计 题目年产10万吨丙烯酸丁酯合成工艺设计学院化学化工学院 专业化学工程与工艺 班级 学生 学号 指导教师化学工程系课程指导小组 二〇一五年十一月二十日
学院专业化学工程与工艺 学生学号 设计题目年产10吨丙烯酸丁酯合成工艺设计 一、课程设计的内容 主要内容为年产10万吨丙烯酸丁酯的工艺设计。通过工艺对比选择合适的方案，进行物料衡算和能量衡算，确定关键设备的选型和材料，绘制出工艺流程图、设备图等相关图纸，对生产过程中进行经济核算与分析。 二、课程设计的要求 1.查阅国内外的相关文献不得少于15篇，完成课程设计任务。 2.独立完成给定的设计任务后编写出符合要求的课程设计说明书，要求工艺 设计合理，将研究、开发的技术及过程开发的成果与过程建设、经济核算衔接起来；绘制出必要的设计图纸。 3. 综合应用化学工程和相关学科的理论知识与技能，分析和解决实际问题。 4. 完成课程设计的撰写。 三、文献查询方向及范围 1．利用学校的清华同方数据库、万方学位论文全文数据库、ScienceDirect、ACS(美国化学学会)数据库查询丙烯酸酯工业制备方法等中英文文献与硕博论文。 2．主要参考文献 [1] 夏涛. 丙烯酸正丁酯合成反应的新型催化剂及工艺研究[D]. 长沙: 湖南大学2002. [2] 杨召启，李石磊,方晓明.丙烯酸丁酯最佳反应条件的选择[J].甘肃科技, 2010,26(1):41-43. [3]徐金文，丁鹏飞. 降低精制塔底重组份中丁酯含量[J]. 山东化工, 2015,44(16): 119-120. [4] 李汝新. 丙烯酸及酯的市场分析[J].甘肃科技, 2006,22(5):1-8. [5] 邵艳秋，张桂芳. 丙烯酸丁酯合成方法的改进[J]. 浓阳化工, 2000, 29(2), 70-75. [6] Acrylic acid technology, Chemical Week, 2003, 165(21):25-26. [7] Acrylic acid, European Chemical News, 2002, 77(2021): 17.
造船工艺的主要流程介绍 本讲座从管理者的角度，按照“壳舾涂一体化总装造船”现代造船管理模式的要求，结合我国船厂的探索实践，介绍船舶建造在各工艺阶段的组织方式、应注意的问题，同时提供对施工状态的评价标准。 一、造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船，造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变，主要推动力是造船技术的发展。传统造船分两个阶段：1、常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施按照先安装龙骨系统、再安装肋骨框、最后装配外板系统等。 2．由于焊接技术的引进，船体实行分段建造；舾装分为两个阶段：分段舾装和船上舾装，即开展予舾装。 现代造船又历经以下阶段：3、由于成组技术的引进，船体实行分道建造；舾装分为三个阶段：单元舾装、分段舾装和船上舾装，即开展区域舾装。 4、由于船体建造和舾装、涂装相互结合组织，实现“壳舾涂一体化总装造船”。
5、随着造船技术的不断发展，精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船将成为船厂的努力方向。 目前国内主要船厂一般处于三级向四级过渡阶段；国内先进船厂已达到四级水平；外高桥船厂、建设中的江南长兴岛造船基地明确提出将精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船作为发展目标。 二、现代造船生产管理模式的特征 1、船体分道建造法。根据成组技术“族制造”的原理制造船体零件、部件和分段，按工艺流程组建生产线。 2、抛弃了舾装是船体建造后续作业这一旧概念，以精确划分的区域和阶段（单元舾装、分段舾装和船上舾装）控制舾装。 3、实行“管件族制造”，以有效手段制造多品种、小批量产品，获得生产线生产效益。 4、采用产品导向型工程分解。把船舶划分为不同级别的中
船体整体建造施工工艺 A、船体建造程序 一、准备工作： 1、清理打扫水泥船台； 2、船台中心部位涂带状红漆； 3、用激光经纬仪在红漆带上打（画）出中心线并作为永久标记； 4、同时测量并计算出该船台实际倾斜度。 二、排墩 1、在中心线位置排放中心墩； 2、确定墩位前后倾斜度（一般不超过7/1000）； 3、墩距不超过2m； 4、确定艏艉中心线，做上记号及标杆，以便以后测量船的直线度，测定轴中心的正确度，即舵筒中心的正确度用； 5、做好中心各墩的高度。 三、样台及放样 样台可用角铁上铺铁板，也可直接铺放在平整地面上，拼好并到好油漆，按型值放样，放样必须准确，否则装配合会有难度。 四、下料 在船台墩排好，材料进场后，底板以下构件及扶强材开始下料，如实肋板、水密补板、边纵桁、舭肘桁等，下料样板尺寸要准，划线明确准确，切割力求光顺、平整、无毛刺，较长平直部位，尽量用半自动机切割，并归堆待用。做好记录。
五、上K桁板 在中心墩排好，测量倾斜度后开始上K桁板，船中先上向首、尾铺开，在上K珩板时，板的对接缝不要在墩子上，K桁板对接缝采用刨边机或半自动切割开坡口后焊前打磨，并要用507焊条。也要注意对接外板缝不能在舱壁或肋部位，最佳位置在距舱壁或肋骨100—150mm以。 在装K桁板同时，着手下双层底的构件，如实肋板、纵桁材，节点肘板，支撑，衬板等。 在装K桁板同时，未装肋板之前，把船肿两边底板A、B、C行板，预先在船台到位，并纵向拼好板缝用自动焊焊好（横向不要焊），此时拍片检查施焊情况。拼板时焊缝两端安装好引、熄弧极。 六、上纵珩，划K板上的中纵桁安装线 K板安装完成后，可上中纵桁，中纵桁下料后，四边坡口，打磨（自动割刀开坡口），用507拼装，与K板必须垂直并固定。 在上主龙筋前除划好主龙筋安装线外，还需划好肋位线，在划肋位线时，一般每道肋位放大1mm~1.5mm，防止焊接收缩面造成船总长缩短。 上中纵桁，按K桁板上的肋距线划肋位线垂直线，K桁斑上肋位线与主龙筋肋位线都是从船中向艏艉进行。 在主龙筋上划肋位线，划线时要与K桁板垂直，并测量是否与K 板纵向倾斜度相同，是否倾斜度不超过7/1000。 七、安装肘板、肋板，旁桁材底板以下构件及扶强材
马来酸依那普利合成设计 1产品简介 1.1中英文名称，分子式，结构式 中文名：马来酸依那普利 别名：苯丁酯脯酸，苯酯丙脯氨酸，苯酯丙脯酸，益压利，悦宁定；MSD，Renitec 化学名：N-［（S）-l-（乙氧羰基）-3-苯丙基卜L-丙氨酰-L-脯氨酸（Z）-2- 丁烯二酸盐 英文名：EnalaprilMaleate 结构式: l.2物化性质 物理性质：白色鳞片状结晶或结晶性粉末；无臭，微有引湿性。在甲醇中易溶， 在水中略溶，在乙醇或丙酮中微溶，在氯仿中几乎不溶。比旋度取本品，精密称定，加甲醇制成每 1mL中含10mg的溶液，依法测定，比旋度为-40 °至-44 °。m. p.143~144.5 （伴有分解）。pH （1%水）=2.6。pKa1 （25C） =3.0，pKa2 （25C）=5.4 化学性质：偶见尿素氮、肌酐或谷丙转氨酶、谷草转氨酶轻度上升。若出现白细胞减少或血管神经性水肿（尤其发生于喉部者）需立即停药。与利尿药同用可致严重低血压，用本品前停用利尿药或增加钠摄入可减少低血压可能。本品与利钾利尿药同用可减少钾丢失，但与保钾利尿药同用可使血钾增高。本品与锂同用可致锂中毒，但停药后毒性反应即消失。与其他降压药，尤其是利尿药合用，降压作用增强，故使用本品前应停用利尿药或从小剂量开始。本品能使血钾升高，不宜与保钾利尿 1
药或补钾制剂合用 1.3用途 本品为血管紧张素转换酶抑制剂，口服后在体内水解成依那普利拉(En alaprilat)。后 者抑制血管紧张素转换酶，降低血管紧张素U含量，造成全身血管舒张，引起降压。依那普利是前体药物，其乙酯部分在肝内被迅速水解，转化成它的有效代谢物-依那普利拉发挥降压作用，口服依那普利约 68%被吸收，与食物同服，不影响它的生物利用度，服药后一小时，血浆依那普利浓度可达峰值。服药后 3.5?4.5小时，依那普利拉血浆浓度可达峰值，半衰期为11小时，肝功能异常者依那普利转变成依那普利拉的速度延缓，依那普利给药20分钟后广泛分布全身、肝、肾、胃和小肠药物浓度最高。大脑浓度最低，日服两次，两天后，依那普利拉与血管紧张素转换酶结合达到稳态，最终半衰期延长为30?35小时，依那普利拉主要由肾脏排泄。严重肾功能不全病人(肌酐清除率低于 30ml/min )可出现药物蓄积，本药能用血液透析法除去。 1.4应用前景分析 临床采用依苏与硝苯地平缓释片联合治疗中重度高血压50例，所有患者治疗前停用对血压有影响的药物，用药前连续非同日3次血压和心率的平均值做为治疗前 的血压及心率，用药后每日测血压2?3次，取疗程最后3天血压的平均值作为治疗后血压。所有病人依那普利用5mg,2次/日，硝苯地平缓释片10mg, 2次/日。2? 3周调整药物剂量使血压达到理想水平(150/90mmHg)。4周为1疗程。治疗前后检查血、尿常规，血脂、血糖、心电图、肝功能、肾功能。结果显示，本组 50例，显效28例，有效20例，无效2例，总有效率96%。用药过程中其中头痛头晕3例，干咳2例，恶心1例，乏力1例，持续1?2周自行消失。本品用于治疗各期原发性高血压。肾血管性高血压。各级心力衰竭。对于症状性心衰病人，也适用于：提高生存率；延缓心衰的进展；减少因心衰而导致的住院。预防左心室功能不全病人冠状动脉缺血事件，适用于：减少心肌梗塞的发生率；减少不稳定型心绞痛所导致的住院。
建造船舶船体焊接工艺 一、总则： 1、要求施工者严格按照《焊接规格表》进行施工； 2、船体艏艉外板的对接缝（非自动焊拼板部分）应先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝； 3、在建造过程中，先焊对接焊缝，后焊角焊缝； 4、整体建造部分和箱体分段等应从结构的中央向左右和前后逐格对称的进行焊接，由双数 焊工对称施焊； 5、凡超过1m以上的收缩变形量大的长焊缝，应采用分段退焊法或分中分段退焊进行焊接 缝； 6、在焊接过程中，先焊收缩变形量大的焊缝，再焊变形量小的焊缝； 7、边箱分段、内底分段、甲板分段、艏艉分段分层建造，在合拢口两边应留出200~300mm 的外板缝暂不接焊，以利合拢时装配对接，且肋骨、舱壁及平台板等结构靠近合拢口一 边的角焊缝也暂不焊接，等合拢缝焊完后再焊； 8、靠舷侧的内底边板与纵骨、底外板与纵骨至少要留一条纵骨暂不焊接，避免自由边波浪 变形太大，不利于边箱合拢； 9、二层底分段艏艉分段大合拢，边箱分段合拢的对接缝要用低氢型（碱性）焊条或用相同 级别的711、712的CO2焊丝对称焊接，一次性连续焊完； 10、构件、分段、分片等部件各自完工后要自检、互检、报检，把缺陷修补完毕，把合格品 送下一道工序组装，没有拿到合格单的部件不能放到下一道工序组装。 二、焊接材料使用范围的规定 （一）焊接下列船体结构和部件应采用低氢型焊条（碱性焊条）或相同级别的711、712系列的CO2焊丝。 1、船体环型对接焊缝，中桁材对接缝，合拢口处骨材对接焊缝； 2、主机座及其相连接的构件； 3、艏柱、艉柱、艉轴管、美人架等； 4、桅杆座及腹板、带缆桩、导缆孔、锚机座、链闸及其座板等； 5、艉拖沙与外板结构等； 6、上下舵杆与法兰，舵杆套管与船体结构之间的连接。 （二）普通钢结构的焊接用酸性E4303焊条焊接或JM-56系列CO2焊丝焊接； （三）埋弧自动拼板，板厚≥8mm,用Ф4.0mm焊丝焊接，板厚5~8mm，用Ф3.2mm焊
目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 氨的基本用途 (3) 1.2 合成氨技术的发展趋势 (4) 1.3 合成氨常见工艺方法 (4) 1.3.1 高压法 (5) < 1.3.2 中压法 (5) 1.3.3 低压法 (5) 1.4 设计条件 (5) 1.5 物料流程示意图 (6) 2 物料衡算 (8) 2.1 合成塔入口气组成 (8) 2.2 合成塔出口气组成 (8) 2.3 合成率计算 (9) 《 2.4 氨分离器出口气液组成计算 (10) 2.5 冷交换器分离出的液体组成 (13) 2.6 液氨贮槽驰放气和液相组成的计算 (13) 2.7 液氨贮槽物料衡算 (15) 2.8 合成循环回路总物料衡算 (17) 3 能量衡算 (28) 3.1 合成塔能量衡算 (28) 3.2废热锅炉能量衡算 (30) ~ 3.3 热交换器能量衡算 (31) 3.4 软水预热器能量衡算 (32) 3.5 水冷却器和氨分离器能量衡算 (33) 3.6 循环压缩机能量衡算 (35) 3.7 冷交换器与氨冷器能量衡算 (36) 3.8 合成全系统能量平衡汇总 (38) 4 设备选型及管道计算 (40) 4.1 管道计算 (40) , 4.2 设备选型 (42) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)
年产五万吨合成氨合成工段工艺设计 摘要：本次课程设计任务为年产五万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计，氨合成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤，上述基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。新鲜原料气的摩尔分数组成如下：H273.25%， N225.59%，CH41.65%,Ar0.51%合成操作压力为31MPa，合成塔入口气的组成为NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.5%>,要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到 17%。通过查阅相关文献和资料，设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的 工艺流程，并借助CAD技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图和设备布置图。最后对该工艺流程进行了物料衡算、能量衡算，并根据设计任务及操作温度、压力按相关标准对工艺管道的尺寸和材质进行了选择。 关键词：物料衡算，氨合成，能量衡算 , The Design of 50kt/a Synthetic Ammonia Process Abstract:There are many types of Ammonia synthesis technology and process,Generally,they includes ammonia synthesis, separation and recycling, inert gases Emissions and other basic steps, Combining the above basic stepsturnning into the ammonia synthesis reaction and recycling process , in which ammonia synthesis section is the central part of a synthetic ammonia process. The task of curriculum design is theammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia plant . The composition of fresh feed gas is: H2(73.77%>,N2(24.56%>,CH4(1.27%>,Ar(0.4%>, the temperature is 35℃, the operating pressure is 31MPa, the inlet gas composition of the Reactor is : NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.7%>,it Requires the mole fraction of ammonia reacheds to 16.8% of outlet gas of synthesis reactor. By consulting the relevant literature and information,we designed the ammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia
案例二 根据阿司匹林的合成工艺和结构性质，设计特殊杂质检查项目和测定方法。 ◆合成工艺路线: ONa CO2COONa 3 + CH3COOH 可能的特殊杂质： 根据合成路线，可能存在的特殊杂质有水杨酸、苯酚以及反应副产物等，同时由于阿司匹林具有酯结构，在药物的贮藏或制剂过程中易引起水解，产生水杨酸。因此原料药和制剂中游离水杨酸是必须控制的特殊杂质，可利用水杨酸有游离酚羟基，阿司匹林无游离酚羟基，采用三氯化铁（硫酸铁铵）比色法进行控制；也可采用HPLC法检测。 ?限量检查方法： （1）比色法——游离水杨酸的检查 取本品0.10g，加乙醇1ml溶解后，加冷水适量使成50ml，立即加新制的稀硫酸铁铵溶液1ml，摇匀；30秒钟内如显色，与水杨酸对照液（0.1mg/ml）1ml同法制得结果比较，不得更深（0.1%）。 药物中游离水杨酸含量未知时，应取水杨酸系列对照液做标准曲线进行半定量，以求得样品中游离水杨酸的含量范围，然后根据实际样品质量，参考药典限度要求，确定本产品中游离水杨酸限量。 比色法为2005年版《中国药典》方法，其只能检查游离水杨酸的量，不能控制其他有关物质的量。而且在样品溶解过程中，易发生水解反应，可能导致游离水杨酸含量偏高。2010年版中国药典改用HPLC法检查。 （2）HPLC法——游离水杨酸和有关物质的检查 ①色谱条件初步选择: 取合成原料、中间体、粗品、成品适量，分别用含1%冰醋酸的甲醇溶解，配制成0.1～1mg/ml的溶液（注意：阿司匹林易水解，不能用含水流动相作溶剂）。以ODS柱为分析柱，检测波长可考虑阿司匹林和水杨酸均有较大吸收的波长处，待流动相条件基本确定后，最根据检测灵敏度要求进行调整。首先考察流动相中有机相种类，可从最常用的甲醇开始选择，如有必要，改用乙腈、四氢呋喃，或几种有机溶剂合用。同时选择流动相中有机相比例，对于极性较大的成分，可从50%的有机相开始，根据色谱峰的保留时间，降低有机相比例或升高有机相比例。一般有机相比例宜从高到低进行选择，这样样品出峰较快，可以在较短时间内获得较合适的有机相比例。阿司匹林、水杨酸均具酸性，流动相中宜添加1%～5%的冰醋酸（注意：若用缓冲盐，应添加到水相中，并测定pH值，常规ODS柱使用pH为2～8）。取合成粗品，注入高效液相色谱仪，观察各成分峰形状、保留时间、分离情况，调整流动相成分和比例，使柱效、分离度达到一定要求，保留时间适中。 ②杂质归属与方法专属性考察: 取空白溶剂（配制样品溶液的溶剂）、合成原料、中间体、粗品、成品溶液，在上述基本确定的色谱条件下进行分析，比较色谱图，确定样品溶剂峰、水杨酸峰、其它有关杂质峰，必要时，可将有关杂质添加到样品液中，以确定杂质的归属，同时将成品的色谱图与粗品色谱图进行比较，分析最后纯化精制工序的效果，如果杂质峰较大，就有必要考虑合成工艺或精制方法的改进。在这步分析中应尽可能记录较长的层析时间，以便确定合理的色谱图记录时间。 同时采用破坏试验，以产生可能的降解产物，考察方法的专属性。取成品，加适宜浓度的酸、碱或过氧化氢溶液，放置一定时间或加热一定时间（视样品稳定性而异），或采用烘箱烘烤、日光照射等，然后制成一定浓度溶液，进样分析，破坏程度以样品主峰分解20%以内为宜。观察产生的杂质峰是否完全分离，并同时取破坏用空白试剂进样分析，以排除干扰。根据以上分析情况进一步调整流动相和检测波长，以达到最佳化。 ③检测限和样品测定液浓度的确定：对不同浓度样品液进行测定，比较杂质峰个数，确定合适的样品液浓度范围。并考察阿司匹林和水杨酸的检测灵敏度。分别取阿司匹林和水杨酸溶液，采取逐步稀释法，以信噪比等于2～3确定检测限。根据检测限和杂质的限量要求，进一步确定样品测定液浓度。 ④限量检查方法的确定: 水杨酸可采用外标法，其他有关杂质可采用主成分自身对照法。原料药中水杨酸限量为0.1%，其它有关杂质总量一般可控制在0.5%。 取阿司匹林成品，根据上述确定浓度配制供试品溶液（如1～5mg/ml），取一定量供试品溶液，稀释200倍，作为自身对照液(如5～25μg/ml)；另取水杨酸对照品适量，制成浓度相当于供试液1/1000倍的溶液（如1～5μg/ml)，作为水杨酸对照液；也可将自身对照液和水杨酸对照液配成混合对照溶液。取混合对照溶液注入液相色谱仪，调节仪器检测灵敏度，使对照液主成分峰高为满量程的10%～20%， 两峰分离度达到一定要求，再精密吸取对照液和供试品溶液分别注入液相色谱仪，记录色谱图至主成分峰保留时间的一定倍数（根据实际考察结果确定记录时间，一般至少为主成分峰保留时间的2倍）。 供试品溶液色谱图中如有与水杨酸峰保留时间一致的色谱峰，不得大于对照液中水杨酸峰面积（也可采用外标法计算水杨酸含量）；其它各杂质峰面积和不得大于对照液中阿司匹林峰面积（也可规定单个杂质峰面积不得大于对照液中阿司匹林峰面积的1/2等，以控制单个杂质量）。 ?该案例说明的主要问题： 特殊杂质检查方法的建立，包括：色谱条件（流动相、检测波长）的选择、杂质归属、方法学评价、限量确定等内容。注意以上阿司匹林色谱条件的选择和方法确定仅为举例，主要是介绍方法设计过程，并非真实测定条件。 1
现代船舶建造工艺流程 根据现代造船“壳舾涂一体化总装造船”模式，船舶生产经历了传统造船到现代造船的过渡，因为技术的发展和日新月异的创造力与技术革新突破，才达到了目前的造船情况。 传统造船分为两个阶段：1是常规船体建造和舾装阶段，先装龙骨系统，再装肋骨系统，最后装外板系统；2是分段建造，舾装分为2个阶段，分段舾装和船上舾装。 现代造船则由于成组技术的引入，船体实行分道建造，舾装分为3个阶段，单元舾装、分段舾装、船上舾装。由船体建造、舾装、涂装结合工作组成了所谓的“壳舾涂一体化总装造船”。当前造船行业正向着数字造船和绿色造船的方向努力。 一、船舶建造工艺流程层次上的划分为： 1、生产大节点：开工——入坞（上船台搭载）——下水（出坞）——试航——交船 生产大节点在工艺流程中是某工艺阶段的开工期（或上一个节点的完工期），工艺阶段一般说是两个节点间的施工期。生产大节点的期限是编制和执行生产计划的基点，框定了船舶建造各工艺阶段的节拍和生产周期；节点的完成日也是船东向船厂分期付款的交割日。 2、工艺阶段：钢材预处理——号料加工——零、部件装配——分段装焊——坞内装焊（合拢）——拉线镗孔——船舶下水——发电机动车——主机动车——系泊试验——试航试验——交船 3、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。 4、是以上工艺阶段是按船舶建造形象进度划分的，造船工艺流程是并行工程，即船体建造与舾装作业是并行分道组织，涂装作业安排在分道生产线的两个小阶段之间，船体与舾装分道生产线在各阶段接续地汇入壳舾涂一体化生产流程。 二、船舶建造的前期策划 船舶设计建造是一项复杂的系统工程，在开工前船厂必须组织前期策划，一是要扫清技术障碍；二是要解决施工难点。 1、参透“技术说明书”（设计规格书）。 技术说明书是船东提出并经双方技术谈判，以相应国际规范及公约为约束的船舶设计建造的技术要求。船厂在新船型特别是高附加值船舶的承接中必须慎重对待：必须搞清重要设备运行的采用标准情况、关键技术的工艺条件要求，特别是要排查出技术说明书中暗藏的技术障碍（不排除某些船东存有恶意意图）； 2、对设计工作的组织。 船舶设计工作分三阶段组织进行——初步设计、详细设计、生产设计。初步设计：是从收到船东技术任务书或询价开始，进行船舶总体方案的设计。提供出设计规格说明书、总布置图、舯剖面图、机舱布置图、主要设备厂商表等。详细设计：在初步设计基础上，通过对各个具体技术专业项目，进行系统原理设计计算，绘制关键图纸，解决设计中的技术问题，最终确定船舶全部技术性能、船体结构、重要材料设备选型和订货要求等。 生产设计：是在详细设计送审图完成基础上，按工艺阶段、施工区域和组装单元，绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图、管理表以及提供生产信息文件的设计。
石墨烯合成材料工艺设计 【摘要】石墨烯是一种量子霍尔效应、双极性电场效应、隧道效应等优异性能的新型材料，其在应用于传感器、晶体管、太阳能电池等领域，并且具备有广泛开发的潜能。本文对石墨烯材料应用及发展趋势进行研究，并采用两种设计方案对石墨烯的制备工艺进行描述。 关键词：石墨烯、氧化还原法制备、热熔法制备 一．引言 2004年，盖姆和诺沃肖洛夫等人用机械剥离法，从三维石墨中提取出单层石墨烯，随后，又通过石墨烯获得了石墨烷。石墨烯独特的性质引起了许多科研人员的关注．它不仅可以用来论证相对论的量子力学，还能应用于传感器、晶体管、太阳能电池等。因此，对石墨烯制备方法、独特性质、以及改性的研究就如火如荼的展开了。 石墨烯，英文名Graphene，是碳元素的一种单质形态。碳是自然界里最重要的素之有着独特的性质，是生命的基础。纯碳能以截然不同的形式存在，可以是坚硬的钻石，也可以是柔软的石墨。石墨烯是碳的另一张奇妙脸孔，具有由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构。它像一张单层的网，每一个网格都是一个完美的六边形，每一个绳结是一个碳原子。这张网只有个原子那么厚，可以说没有高度、只有长宽，是二维结构的碳。人类已知的最薄材料，其厚度只有0．335纳米，由于它包含烯类物质的 基本特征一一碳原子之间的双键，所
以称为石墨烯。 二．石墨烯制备的方法 经研究发现，合成石墨烯的方法已有很多，例如微机械剥离、化学气相沉积、氧化还原法，以及最新溶剂剥离和溶剂热法等，不同的制备工艺各自存在着优缺点，下面简单的介绍各方法简单制备过程及优缺点，并经行比较，从中筛选出最佳工艺方案以达到生产流程简单、生产工艺多元化，降低成本的工业目的。 (1)微机械剥离法 利用胶带剃离高定向石墨的方法获得了独立存在的二维石墨烯晶体。微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯，但存在产率低和成本高的不足，不满足工业化和规模化生产要求，目前只能作为实验室小规模制备。 （2）化学气相沉积法 一种以镍为基片的管状简易沉积炉，通人含碳气体，例如，碳氢化合物，它在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面，形成石墨烯，通过轻微的化学刻蚀，使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。CVD法可以满足规模化制备高质量石墨烯的要求，但成本较高，工艺复杂。 （3）氧化一还原法 氧化一还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(Go)，经过超声分散制备成氧化石墨烯(单层氧化石墨)，加人还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团，如羧基、环氧基和羟基，得到石墨烯。这种制备方法简便且成本较低，不仅可以制备出大量石墨烯悬浮液，而且有利于制备石墨烯的衍生物，拓展了石墨烯的应用领域。 (4) 溶剂剥离法 它的原理是将少量的石墨分散于溶剂中，形成低浓度的分散液，利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力，此时溶剂可以插入石墨层间，进行层层剥离，制备出石墨烯。此方法不会像氧化一还原法那样破坏石墨烯的结构，可以制备高