工艺包文件的设计
1、收集物性数据
化工物性数据（包括平衡数据）的收集是工艺包设计的第一步。能准确地查找、分析、处理和应用相关化工物料的所需数据是化工工艺设计人员的基本功。也是后续工作开展的基础。
为了开展后续的三平衡（质量、动量、能量）计算，应该了解或者准备的物性数据至少应包括以下这些数据：
（1）基本物性数据，如沸点、熔点、凝固点、临界参数等，也就是温度独立参数。（2）温度相关热力学物性，主要为汽化热等
（3）温度相关的传递物性，主要为黏度等
（4） MSDS数据和火灾危险性（工程设计必须考虑的）
（5）相平衡数据，尤其是要确认需要分离的混合物系中是否有共沸体系等等。
以上数据的获取办法：
（1）作为工艺包设计，基本的模拟软件应该会用，至少可以作为查询物性数据的工具。Aspen、Pro2都可。这应该是最方便的查询数据的方法。
（2）从网络中查找，但这个只能作为基本的数据查找，还需要通过专业的文献或书籍验证。我常用的网站：https://www.doczj.com/doc/5e18356972.html,
（3）文献查询：首先查找VIP等期刊数据库对所查物质进行查询，基本能了解到相关的物性。其次是查找专业手册，常用的有：《化学工程手册》《化工物性数据手册》等（4）如果上述这些方法都无法查到相关的数据，就需要选用第1条中的模拟软件的一个功能，物性估算来获取数据，这样获取的数据应该可以满足工程设计的要求。
（5）对于混合物，可以采用软件、相图等手段来获取物性。如混合物的泡露点可以通过模拟软件技术获得。这对于有些设备的设计压力的选取很有帮助。
工作的第一步收集物性数据应该形成的成品文件是项目范围内所涉及介质的《物料特性表》。
做过化工设计的朋友应该都见过这个表，这是后续工作开展的基础。后续分离方案的制定、火灾等级的划分、储存温度和储存量的确定、设备布置的间距、设备的设计压力等都与所设计的介质的物性有直接的关系。因此，在实际化工设计中，物性数据的收集占有相当大的工作比重，有时甚至是整个过程成败的关键步骤。
2、确定技术路线，形成第一个平衡—物料平衡（质量平衡）
（1）拿到研究院或者其他研究单位提供的数据包后，此时要做的就是要利用化学工程的基本原理，梳理技术路线，也就是通常所的总体设计技术方案。对其基本过程熟悉，分析过程，重新进行化工单元操作组合。因为数据包通常会把很多问题和单元操作简化或者复杂化。比如：用一种常温常压下为液体的物质在高温、微正压下进行反应，生产另外的新物质。数据包通常能提供的就是反应过程在什么温度、什么压力下进行，生成物组成是什么。而其对如何实现反应进料控制的温度、压力、反应器如何实现换热（冷却）等都不太关心甚至不提及，而这些正是我们化学工程、工程放大需要解决和考虑的。在这个阶段，我们需要对这些问题的方案有个大致的想法。这些控制要求和要求的条件能否实现，可能会影响到整个工艺方案能否实现。所以，第一步除了分析工艺过程本身外，对辅助过程要做到心里有数。比如某台设备的温度要求超过了250℃，那换热介质就要考虑了，是用的热油还是熔岩还是烟道气等类似的问题。
（2）有了第一步的分析基础，我们对数据包有了很深的认识，如果数据包对三传问题考虑的很粗的话，估计此时你已经给数据包提供商准备了很多问题和数据包提供商需要完善的数据。不过这没有关系，有很多数据通过我们的工程经验是可以解决的。这时候就需要跟数据包提供商定一些原则了。比如加热介质的选择和参数。比如工艺过程可能达到的最苛刻情况等等。
此时可以在数据包提供的PFD的基础上，对其进行完善。完善的内容就是根据上面的分析进行补充。
（3）下一步就要上机通流程了。采用流程模拟软件Aapen、Pro2等软件按照流程顺序依次打通。第一次通流程可以简化，先不需要优化。通过第一次流程模拟，你肯定会发现不少问题，这些问题有的是很明显的，可以直接修改，有些是不能一下子解决的，需要与数据包提供商共同谈论确定。这样就形成了原则流程。
（4）原则流程确定后，开始进行优化。主要对产品质量、收率等进行优化。此时，可能需要跟数据包专利商做一些探讨，要合理选择设计变量和设计要求，因为有些工艺没有进行流程模拟时，想的结果太理想。比如有时出现共沸物料、大回流比等，这时就需要对设计要求进行相应的调整以使工艺经济合理。。
（5）形成第一个文件—流程图草图（还不能称为PFD）和物料平衡表。用流程模拟软件的另一个优点现在体现出来了，可以直接导出流程图和物料平衡表。在此基础上，修改也是很快的。
此时形成的流程图和物料平衡图应达到以下深度：
A、包含到目前为止需要具有的所有设备（此时会缺少很多满足热量平衡、动量平衡的设备）
B、在作图时，要留出足够的图面空间，因为随着后续其他平衡的完成和方案优化，会增加很多设备。
C、有较密切关系的系统（设备组）应集中在一张或几张图纸中。
D、物料平衡表中应包含所有组成发生改变的物流（热量平衡、动量平衡最后可以体现在PFD图上）。此表的每股物流至少包括的性质：温度、压力、总流量、每种物料的流量、相态（分率）、黏度、体积流量、密度、比热等。这些物性数据集合需要满足后续所有工作开展的要求。
E、统一设备图例和管线等的表达方法（线性、线宽、颜色、进出界区符号等）。此条主要是规范画图，希望引起大家的重视，尤其是八路军（无系统培训）出身的中小型设计院。（经常一个院出来的不同项目图纸，风格各异）。
F、设备位号。完成单元划分，编制合适的单元和设备号。在设备位号下方对已经涉及到的每类设备的主要参数进行编写，此时不需追求全，只列出主要的，想到什么列什么，此处主要是考虑图面空间的布置。详细数据需要等设备一览表完成后统一标出。
（6）完成上述工作后，针对形成的草图，编写工艺流程说明。在编制工艺流程说明过程中，会发现缺少的部分设备，也可以在此时补充部分。
至此，物料平衡（质量平衡）就完成了。已经形成的物流的压力、温度也确定了。这是接下来两步工作（热量平衡、动量平衡）开展的基础。
3、编制第二个平衡—热量平衡
物料平衡完成后，主要工艺控制点的组成、温度、压力都已经确定了，这时需要根据这些工艺关键控制点的要求选择合适的加热、冷却工质，并结合常用工质的条件优化工艺操作条件，最终选择合适的工质并计算出用量。
（1）根据物料平衡草图，分析初步确定的工艺温度是否合理。主要从以下方面进行分析：
a、需要热量时应考虑：要求通过加热达到的温度、加热工质的最低温度要求、达到需要的温度采用的加热工质是否是通用工质（热水、蒸汽、导热油、熔岩、加热炉等）；
b、需要冷量时应考虑：要求通过冷却达到的温度、冷却工质的最低温度要求、达到需要的温度采用的冷却工质是否是通用工质（热水、循环水、冷冻水、氟利昂、更低
工质（庚烷、液氮等））；
（2）根据第（1）步分析的结果，统计所有需要工质进行能量交换的点的温度和拟选用工质做成表格，进行分析。分析结果如果某些点确定的工质不合适，此时需要回到物料平衡分析是否可以调整，以使工质选用合理。推荐一个项目中选用的工质尽可能少，热工质1~2种，冷工质1~2种，太多会导致公用工程配套复杂，不方便管理。
（3）能量优化。分析整个过程的换热，初步分析需要工质带走的能量是否可以利用。主要可从以下几方面分析：冷热物流之间的换热，塔顶冷凝器的热量是否可用、多种低品位工质代替单一高品位工质、物料输送的相态选择（此项需要与物料平衡统一考虑，同时还可能涉及到压力平衡）等等。
（4）根据第（2、3）步工作成果和形成的表格，计算每个点的工质消耗做成表格，每种工质做一套。此表至少应包含以下内容：
序号
所用
工质工质参数所用工质设备/管道工质换热量（KW）
计算工质
用量
1 循环水32-40,0.45Mpag E-111 1000
2 循环水32-40,0.45Mpag E-121 1500
3 低压蒸汽0.5 Mpag，E-112 1200
…… ……. ……. ……. ……. …….
（5）完成所有工质的用量、规格统计，形成表格。这个表可用于向公用工程专业提条件用。
完成上述几步后，热量平衡就完成了。
特别提醒：在完成第一个平衡的时候，我并没有要求完成原材料消耗的统计。因为物料消耗需要等全部的PID完成后，才是最终的消耗，那是再统计才准确。尤其是像氮气、仪表空气这样的公用工程是在PID完成才具备统计条件。
4、编制第三个平衡—动量平衡（压力平衡）
在完成了质量平衡、热量平衡之后，该进行三传中的最后一传了，那就是动量平衡，也就是压力的平衡。压力平衡时保证物流流动的动力，所有流动的驱动就是压差。压差小，需要流量大，那就必须设置大管径。反之亦然。
大家可以回想一下，我们系统的配电除了在特殊情况需要用电加热用电外，是不是所有的用电都是在围绕如何实现动量平衡而设置的？回答是肯定的。所有动量的损失无非就是通过用泵或者压缩机来补充的。这些设备的驱动动力通常都是电（大型压缩机也可选用蒸汽透平）。
（1）动量平衡第一步工作是根据在质量平衡和热量平衡确定的操作压力下，分析在哪些位置需要设置升压设备，液体需要用泵，气体需要用压缩机。这里需要注意：液体的升压相对容易，气体升压相对困难。所以很多地方如果不是消耗很大的代价，为了输送和升压的方便，通常是把气体液化后用泵升压。因为气体输送和升压需要较大的管道和设备，其投资、占地、用电量等都比液体升压要高。但气体液化所需要的冷量以及液体气化所需要的热量也是整个平衡需要综合考虑的。这些都需要与动量平衡和热量平衡综合考虑。
（2）综合考虑整个工艺系统的动量平衡。这些也需要与动量平衡和热量平衡综合考虑。此处可能涉及到节能的压力平衡（气相出料、液相出料），这需要与物料平衡、能量平衡综合考虑。举一个典型的例子说明：多组分物系，通过第一个精馏塔除去大部分轻组分，通过第二个塔进行精制脱轻，第二个塔塔顶物流返回第一精馏塔，如果第二塔的压力高于第一塔，那么第二塔塔顶就可选用气相出料的方式直接返回第一塔，这样两个塔的能量就都节省了。第一塔节省加热热量，第二塔节省冷凝冷量，一举两得！
（3）根据最终确定的压力平衡和压力设备，计算压力改变设备的参数。主要有泵和压缩机的流量、扬程、选型等。
至此，质量、热量、动量三平衡就全部完成了。
5、形成第一个成品—PFD
本讲的内容就是把前面的三个平衡以PFD流程图的形式表达，我做PFD的内容和深度控制原则是：PFD文件完成后，后续所有跟工艺有关的数据从PFD上全部能找到。因为除了PFD外，其他的后续文件都是以PFD为基础条件推导出来的。无论是设备数据表还是仪表数据表都是从PFD上获取的。
因此，我认为PFD至少应包括以下内容：
1、设备名称和位号。要包含所有在上述三平衡中涉及到的设备。
2、设备的关键参数。（通常基本与后面设备一览表中的参数相同）
3、在图上至少应标注物流的以下性质：流量、压力、温度，组成数据已EXCLE 列成物流数据表。
4、设备的操作压力、操作温度。
5、设备的热（冷）功率
6、公用工程规格和用量
7、重要的仪表控制方案。在这里需要说明：在PFD阶段，我并没有把控制方案作为单独的一步内容来做，不是说控制不重要，因为在进行第二个平衡—热量平衡过程中，特别提到工艺关键点温度的确定时需要认真考虑，主要目的是节能和易实现自动控制。因此，此时只需要表达出主要的控制方案就可以。主要控制方案补充工作最好有仪表人员共同参与，这样一方面可以让仪表专业早介入以便了解工艺控制的目标，同时可对工艺提出的不合理的控制方案进行调整和优化。
8、提一点作图的建议，就是尽量保证紧密关联的单元操作和设备放在一起，这样方便看图的人理解工艺过程。
PFD做出来后，应该进行工艺包第一次评审了。这次评审非常重要，直接关系到后续工作是否需要做大的调整。
参加评审需要各方、各层次的人员参加，因为此次评审是对整个工艺的最核心进行评审，原则上此次评审后流程就不能再做大的调整了。后续的工作就是按照程序和彼标准、规范进行了。
根据经验，建议此次评审参加的人员组成至少应包括：业主、数据包提供商、工艺包编制校对审核人、模拟计算负责人、设备负责人、仪表负责人、材料专家、此行业专家、最好还要有开车专家。
6、设备设计计算，编制设备数据表和设备一览表
完成PFD后，工艺包的核心也就是主心骨就有了。下面的工作就是根据PFD开展外围工作了。
形成PFD后，要做的下一步工作是先进行设备设计和计算，编制《设备数据表》和《设备一览表》。
首先，根据PFD确定的设备功能开展设备计算和选型，确定设备的主要尺寸、形式。主要分为以下几类：
（1）反应器设计计算。主要依据数据包提供的的内容和要求，反应器通常涉及到内部流动优化、内构件设置等工作。结合最新的流体力学模拟CFD软件的应用进行优化，这些都是提高反应器设计的有效手段；另外，反应器通常都会涉及到传热问题和计算，这时需要根据设备的实际能力和经验数据估算设备的尺寸。反应器设计是最复杂的、
也是风险最大的。尤其在放大时要特别注意。
（2）塔器的设计。随着流程模拟软件的广泛应用和计算准确度的提高，目前应用Aspen、PRO2等模拟软件进行塔器设计已经非常成熟，计算也非常准确，但对于非理想体系和数据库中物性参数不完整的物性需要特别注意。计算结果也可能会远远偏离正常数据。此步工作主要是根据确定的PFD选择合适的塔内件塔径和填料高度。在此推荐一个值：在没有任何可靠数据的情况下，泛点率推荐取黄金分割点0.618。同时在选择填料等板高度和塔板效率时应选择接近实际的数值。比如250Y填料等板高度不能低于0.5m。这些经验数据在做设计时尤其注意。如果没有经验，应请教有经验的师傅校核。还想说一点，就是我们现在在一个大数据下开展工作，很多时候不自然就会受已有数据的影响，这里我想说：对于任何一个物系，我们最好从基础设计走一遍。具体塔器来说就是先计算出物系分离所需的最小回流比，然后选择合适的最小回流比倍数，并进行灵敏度分析和优化。实际上此步工作与PFD的物料平衡计算有密切的联系。
另外在塔内件形式选择时，也要充分考虑各类塔内件的特点，此时也不能忽略像液体分布器、液体收集再分布器等辅助内件的性能。
还有一点就是塔裙座高度和塔底液位高度。塔裙座设计的目的主要是保证塔底输送泵有足够的汽蚀余量（NPSA）。所以没有特殊需要，此高度不宜太小。我通常的选择是7.5米。另一个就是塔釜液位，这个液位的高度要与再沸器的尺寸、安装高度一并考虑。
（3）换热器计算。这个没什么好说，主要根据PFD中的热量平衡，采用换热器计算软件（HTRI、HTFS）进行设计计算。这里几类换热器的设计需特别注意。一类是塔底的热虹吸再沸器。此类换热器几个参数需特别注意：加热介质与被加热介质温差不宜过低或过高，30-45℃比较合适，过低和过高都不利于传热。同时，需要选择合适的气化率，我常选用的是10~15%。最高不超过20%。第二类是关于汽化和过热的换热器。汽化我们常用的换热器是BKU釜式换热器，用这类换热器所产生的蒸汽是饱和蒸汽，想过热，必须通过在汽化器后串联过热换热器，这个需要注意。
（4）容器。这个更没什么好说的。主要考虑一个停留时间。像塔顶回流罐，我常选用卧式的，好布置，停留时间通常是50%液位5-10分钟。用这个数据设计基本不会有什么问题。
（5）压缩机和泵。在工艺包阶段压缩机主要提供压缩机采购数据表，主要提供进口组成、温度、压力，出口要求的压力温度。这样压缩机厂家就可根据要求选用合适的压缩机。泵，需要进行系统计算，这个跟设备布置有很大关系，泵数据表需要提供流量、
压头、汽蚀余量、推荐形式等参数。
（6）其他设备。主要包括过滤器、真空泵、搅拌器等。这些设备需要提供关键的设计参数和工艺要求。过滤器主要参数包括过滤要求、处理量等。真空泵主要参数为抽气量、真空度。
像换热器、罐、塔径在计算完成后，需要根据国内制造标准进行圆整。尽可能选用标准的尺寸，这样好采购，可为业主省很多时间和费用。举个例子：换热管我们常用的长度是2，2.5，3，4.5，6，9米，为什么这些常用呢？因为我们国内生产的换热管的基本长度是12米。选用这些尺寸可以不浪费管子。
设备设计的成品是《设备数据表》。
设备数据表的主要数据形成《设备一览表》。
其实设备设计中的每类设备如果详细讲述需要很多时间，因为本系列讲座的核心是工艺包如何做，重点是过程的组织。因此，对于一些具体的设计细节不会讲的很详细。我的计划是在以后的论坛中再开一个专门介绍工艺设备计算的专题帖子，专门讨论设备的设计计算。
7、编制PID和管道数据表
PFD和设备设计完成后，就可以进入PID编制了。几乎所有人都认为PID是最最重要的文件。这个确实没有错。PID包含的信息量是最大的，也是在理论技术和工业装置间都能看得见的一个文件。因此，此文件的形成要考虑前后的衔接：前面连接着PFD 和设备，后面连接着管道、施工、开车。PID是所有参与化工项目的人员都能接触到、都应该理解的一份文件。工艺人员可能不太关心后续的配管、施工，管道、施工人员也可能不太关心前面的工艺（尤其是PFD），但是不管是前面的工艺人员还是后面的管道、施工人员，都会关注关心PID。
我设计PID的过程通常有这样几个过程：
（1）首先根据预计的流程复杂程度，根据已经形成的PFD进行页面规划和设置。最近两天有个海友还在问，如何才能把PID布局规划好，避免有些地方特别挤，有些又特别疏。我的经验是：根据通常的设备连接管道、仪表的复杂程度对PFD进行重新分割布局。因为PFD只需表示三平衡即可，所以其设备比较紧凑。而PID是管道及仪表流程图，从名字上就可看出，其需要表示的核心信息是管道和仪表，设备是次要的。设备的主要信息是通过上节的设备数据表来体现的。在根据PFD布局PID的过程中，首先根据设备上管道、仪表的复杂程度进行分解，通常反应器连接的管道、仪表（尤其是
连锁）会比较多，所以通常情况下，不太复杂的反应器我会单独画一张流程图，如果是稍微复杂点的，还会再留出一张图的位置，因为反应器通常会不断的加入新的管道和控制，因为反应器的安全性是最重要的。其次是塔系统，一般来说，不是太复杂的塔系统，一个塔系（含一个塔、塔底再沸、塔顶冷凝）通常会布置在两张图上，如果是相对简单的塔系布置在一张图上也可。其他的设备像罐、中间换热器根据以上布置的情况，选择合理的位置即可。这里一个要求需要注意一下：相关性比较强的设备最好能布置在一张图上，这样可以避免管线在不同的图中来回流动，这样无形之中会增加工作量。同时，希望有高度布置要求的设备最好在PID上也尽可能表达出相对位置关系。
（2）设备布置好以后，开始画线。我的做法是：先把PFD上已经具有的线画到PID上，这里需要区分主要、次要管线。这里的主要次要管线区分原则非常简单：从最主要的原料到最终产品的走向就是主要管线，剩余的所有管线都是次要管线。主要管道要用颜色鲜明的粗线，我通常用0.7mm的红线，这个最显眼。其实这个工作在PFD编制时就进行区分，在讲（18-6）PFD形成的时候忘记说这事了，顺便在这里说一下。这样的区分对于理解工艺非常有帮助。
（3）完成上述两步工作后，第3步就是根据设备数据表标注所有设备的管口。PID上的管口位置最好能表达出相对关系。其实这跟第1步说的设备在PID上摆放时考虑相对高度是一个道理，主要也是向说明位置关系。例如，布置在罐靠近下部位置时，通常会认为流体是从下部流出的，如果相对位置标注的不合适的话，容易引起理解上的偏差。
（4）根据每个化工单元操作的特点，对每一台设备管道进行完善，这包括放空管线、补氮管线、放净管线等附属管线的设计。这一步需要结合化工单元操作模式来进行。具体不多讲了，详细参考工艺系统设计规范HG20570第三册。
（5）进行控制设计。控制方案在PFD设计时已经基本确定，在PID设计阶段主要是完成具体的控制方案：主要有压力控制、温度控制、液位控制、流量控制等等。同时设计温度、压力、流量等测量点。并对是否进DCS进行标注，此步工作需要工艺和仪表人员的共同参与。通常的做法是工艺提出控制方案，最后由仪表完成最终设计。
（6）根据PFD的流量，进行管径计算。管径计算基本原理非常简单，选择合适的流速，就可计算出管径。关于具体的计算在此不作详细论述。对于一些非正常的管道，例如放净管道、开停车用管道等也需要根据设计流量计算出管径。并对计算出的管径进行圆整。
（7）结合上一步计算出的管径，进行管道编号。管道编好号后，这一步就是要把管道号、管径先标注到PID上。
管道编号大家需要注意：我的做法是每1页图用1个独立的编号，也就是说当1张图中的管道需要整补、删减调整时，仅会影响这1张图，跟其他图没有关系。我通常用5位数字来表示管道号：第1位是主项号，第2、3位是主项下的图纸顺序号，第4、5位是图纸内的顺序号。这样5位基本可满足项目的要求。再做项目时大家不妨一试。
（8）有了管道号和管径，开始编制管道数据表，这时候管道数据表中需提供以下内容：管道号（5位）、管径、操作温度、操作压力、最高温度、最高压力、设计温度、设计压力、管道介质。管道数据表形成后，与PFD、PID、物料特性表一同提交给管道材料专业编制管道材料等级表。收到材料专业的管道材料等级索引表后，可进入下一步工作。在材料等级表编制过程中，工艺专业需同步完成管道绝热设计（保温、保冷、防烫、伴热等），这里尤其伴热须特别注意。尤其注意高凝点物质。
关于管道材料等级表有关的一些内容在（18-10）我将做一个专题讨论。
（9）根据返回的材料等级索引表和绝热设计，完成完整的管道号。管道号通常表达以下信息：介质代号（P）—管道顺序号（10103）—管径（50）—材料等级（M1B）—绝热等级（H）。
（10）进行控制、仪表编号。仪表编号最好也跟管道标号一致，方便修改。并形成仪表所以表。
（11）根据材料专业返回的材料等级表选择合适的阀门、变径等管件并在PID上进行标注。
至此，PID的信息应该差不多了，本节内容比较多，希望海友耐心仔细。做设计就是这样，必须一点一点来。急不得。
在此做一点说明：对于单元操作的设计本系列帖子并没有具体讲，这些我们可参考的资料很多，有高大上的系列帖子，也有工艺系统设计规范HG20570，这些资料讲的非常清楚，不清楚的海友需仔细翻看这些标准。
8、开停车管线设计和设备数据表完善
上期的PID编制是在PFD和设备数据表完成之后主要依据PFD和设备数据表完成的，重点是完成管道和仪表设计，因此叫做PID（Piping&Instrument Diagram）。
完成了上节的PID编制，PID就全部完成了吗？答案：没有。细心的海友可能发现，仅通过上期的PID编制过程，设计出的PID可能无法满足开车、停车、紧急情况
煤化工工艺汇总煤化工工艺路线图
煤制甲醇典型工艺路线图 1、合成甲醇的化学反应方程式： （1）主反应： CO+2H2=CH3OH+102.5KJ/mol （2）副反应 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2 KJ/mol CO+3H2=CH4+H2O+115.6 KJ/mol 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+49.62 KJ/mol CO2+H2=CO+H2O-42.9 KJ/mol 2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于煤炭气化所得到的水煤气CO含量较高，H2含量较低，因此水煤气须经脱硫、变换、脱碳调整气体组成，以达到甲醇合成气的要求。 3、CO变换反应
CO+H2O(g)=CO2+H2 （放热反应） 4、水煤气组分与甲醇合成气组分对比 气体种类气体组分（%） CO H2CO2CH4水煤气37.350.0 6.50.3甲醇合成气29.9067.6429.900.1 天然气制甲醇工艺流程图 1、合成甲醇的化学反应方程式： CH4+H2O=CH3OH+H2 2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈ 2.05~2.10，由于天然气甲烷含量较高，因此要对天然气进行蒸 汽转化，生成以H2、CO和CO2位主要成分的转化气。由于蒸汽转化反应是强吸热反应，因此还要对天然气进行纯氧部分氧化
以获取热量，使得蒸汽转化反应正常连续进行，最终达到甲醇合成气的要求。 3、蒸汽转化反应 CH4+H2O(g)=CO+H2（强吸热反应） 4、纯氧部分氧化反应 2CH4+O2=2CO+4H2+35.6kJ/mol CH4+O2=CO2+2H2+109.45 kJ/mol CH4+O2=CO2+H2O+802.3 kJ/mol 5、天然气组分与甲醇合成气组分对比 气体种类气体组分（%） CO H2CO2CH4天然气----------- 3.296.2甲醇合成气29.9067.6429.900.1石油化工、煤炭化工产品方案对比（生产烯烃）
中国石油化工集团公司 石油化工装置工艺设计包 （成套技术工艺包）内容规定 SHSG-052-2003 2003-05-23发布2003-08-01实行中国石油化工集团公司发布
中国石油化工集团公司 石油化工装置工艺设计包 （成套技术工艺包）内容规定 SHSG-052-2003 主编单位：中国石化工程建设公司 参编单位：中国石化集团上海工程有限公司 中国石化集团南京设计院 中国石化集团洛阳石油化工工程公司批准部门：中国石油化工集团公司 实行日期：2003年8月1日 2003 北京
中国石油化工集团公司文件 中国石化科[2003]246号 关于印发《石油化工装置工艺设计包（成套技术 工艺包）内容规定》的通知 各有关单位： 石油化工装置工艺设计包是重要的研究开发成果和工程设计的基本依据。为了明确研究开发阶段的责任，规范工艺设计包的文件内容，做好研究开发与工程设计的衔接，现将修订后的《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》印发给你们，请认真遵照执行。原《中国石油化工集团公司石油化工成套技术工艺包内容的规定》（中国石化[1998]技字88号）同时废止。 《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》亦作为集团公司工程设计标准（标准号为SHSG-052-2003），可与《石油化工装置基础工程设计内容规定》（SHSG-033-2003）和《石油化工装置详细工程设计内容规定》（SHSG-053-2003）等配套使用。 中国石油化工集团公司 二○○三年五月二十三日
前言 本规定是根据“中石化建设函[2002]213号”《关于编制和修订石油化工装置有关设计内容规定的通知》及《石油化工装置有关设计内容规定编委会纪要》的要求，由中国石化工程建设公司主编的。 本规定共分4章和1个附则。主要内容为石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）、工艺手册、分析化验手册编制的范围和内容要求；附则是对部分条文的进一步说明。 本规定在实行过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给主编单位（地址：北京朝阳区安慧北里安园21号楼，邮编：100101），以便今后修订时参考。本规定由主编单位负责解释。 本规定的主编单位：中国石化工程建设公司 参加编制单位：中国石化集团上海工程有限公司 中国石化集团南京设计院 中国石化集团洛阳石油化工工程公司 编制委员会： 主任：赵金立 委员：初鹏张勇范承武李国清汪炘平周家祥 王子宗闫观亮华峰李永红龚建华 编制核心组： 组长：赵金立 副组长：范承武 成员：孙丽丽肖雪军李苏秦曹森 主要起草人：孙丽丽王励端陈明辉张鹏肖雪军李苏秦
图9-3 设备位号与名称 第一节 化工工艺流程图 表达化工生产过程与联系得图样称为化工工艺图。它就是化工工艺人员进行工艺设计得主要内容，也就是化工厂进行工艺安装与指导生产得重要技术文件。化工工艺图主要包括工艺流程图、设备布置图与管路布置图。 一、工艺流程图概述 化工工艺流程图就是一种表示化工生产过程得示意性图样，即按照工艺流程得顺序，将生产中采用得设备与管路从左至右展开画在同一平面上，并附以必要得标注与说明。它主要表示化工生产中由原料转变为成品或半成品得来龙去脉及采用得设备。根据表达内容得详略，化工工艺流程图分为方案流程图与施工流程图。 方案流程图一般仅画出主要设备与主要物料得流程线，用于粗略地表示生产流程。 施工流程图通常又称为带控制点工艺流程图，就是在方案流程图得基础上绘制得、内容较为详细得一种工艺流程图。它就是设备布置与管路布置设计得依据，并可供施工安装与生产操作时参考。图9-2为醋酐残液蒸馏岗位带控制点工艺流程图。 带控制点工艺流程图一般包括以下内容： 1．图形 应画出全部设备得示意图与各种物料得流程线，以及阀门、管件、仪表控制点得符号等。 （2）标注 注写设备位号及名称、管段编号、控制点及必要得说明等。 （3）图例 说明阀门、管件、控制点等符号得意义。 （4）标题栏 注写图名、图号及签字等。 二、工艺流程图得表达方法 方案流程图与带控制点工艺流程图均属示意性得图样,只需大致按投影与尺寸作图。它们得区别只就是内容详略与表达重点得不同，这里着重介绍带控制点工艺流程图得表达方法。 （一）设备得表示方法 采用示意性得展开画法，即按照主要物料得流程，从左至右用细实线、按大致比例画出能够显示设备形状特征得主要轮廓。常用设备得示意画法，可参见附表21。各设备之间要留有适当距离，以布置连接管路。对相同或备用设备，一般也应画出。 每台设备都应编写设备位号并注写设备名称，其标注方法如图9-3。其中设备位号一般包括设备 分类代号、车间或工段号、设备序号等，相同设备以尾号加以区别。设备得分类代号见表9-1。 表9-1设备类别代号(摘自HG/T2051、35一1992) 设备 类别 塔 泵 工业 炉 换热 器 反应 器 起重 设备 压缩 机 火炬 烟囱 容器 其她 机械 其她 设备 计量 设备 代号 T P F E R L C S V M X W
煤化工工艺流程 典型的焦化厂一般有备煤车间、炼焦车间、回收车间、焦油加工车间、苯加工车间、脱硫车间和废水处理车间等。 焦化厂生产工艺流程 1.备煤与洗煤 工艺描述 原煤一般含有较高的灰分和硫分，洗选加工的目的是降低煤的灰分，使混杂在煤中的矸石、煤矸共生的夹矸煤与煤炭按照其相对密度、外形及物理性状方面的差异加以分离，同时，降低原煤中的无机硫含量，以满足不同用户对煤炭质量的指标要求。 由于洗煤厂动力设备繁多，控制过程复杂，用分散型控制系统DCS改造传统洗煤工艺，这对于提高洗煤过程的自动化，减轻工人的劳动强度，提高产品产量和质量以及安全生产都具有重要意义。
洗煤厂工艺流程图 控制方案 洗煤厂电机顺序启动/停止控制流程框图 联锁/解锁方案：在运行解锁状态下，允许对每台设备进行单独启动或停止；当设置为联锁状态时，按下启动按纽，设备顺序启动，后一设备的启动以前一设备的启动为条件（设备间的延时启动时间可设置），如果前一设备未启动成功，后一设备不能启动，按停止键，则设备顺序停止，在运行过程中，如果其中一台设备故障停止，例如设备2停止，则系统会把设备3和设备4停止，但设备1保持运行。
2.焦炉与冷鼓 工艺描述 以100万吨/年-144孔-双炉-4集气管-1个大回流炼焦装置为例，其工艺流程简介如下：
100万吨/年焦炉_冷鼓工艺流程图 控制方案 典型的炼焦过程可分为焦炉和冷鼓两个工段。这两个工段既有分工又相互联系，两者在地理位置上也距离较远，为了避免仪表的长距离走线，设置一个冷鼓远程站及给水远程站，以使仪表线能现场就近进入DCS控制柜，更重要的是，在集气管压力调节中，两个站之间有着重要的联锁及其排队关系，这样的网络结构形式便于可以实现复杂的控制算法。
S H S G石油化工装置工艺设 计包成套技术内容规定 Prepared on 22 November 2020
中国石油化工集团公司 石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定 SHSG-052-2003 2003-05-23发布 2003-08-01实行 中国石油化工集团公司发布
中国石油化工集团公司 石油化工装置工艺设计包 （成套技术工艺包）内容规定 SHSG-052-2003 主编单位：中国石化工程建设公司 参编单位：中国石化集团上海工程有限公司 中国石化集团南京设计院 中国石化集团洛阳石油化工工程公司批准部门：中国石油化工集团公司 实行日期：2003年8月1日 2003 北京
中国石油化工集团公司文件 中国石化科[2003]246号 关于印发《石油化工装置工艺设计包（成套技术 工艺包）内容规定》的通知 各有关单位： 石油化工装置工艺设计包是重要的研究开发成果和工程设计的基本依据。为了明确研究开发阶段的责任，规范工艺设计包的文件内容，做好研究开发与工程设计的衔接，现将修订后的《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》印发给你们，请认真遵照执行。原《中国石油化工集团公司石油化工成套技术工艺包内容的规定》（中国石化[1998]技字88号）同时废止。 《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》亦作为集团公司工程设计标准（标准号为SHSG-052-2003），可与《石油化工装置基础工程设计内容规定》（SHSG-033-2003）和《石油化工装置详细工程设计内容规定》（SHSG-053-2003）等配套使用。 中国石油化工集团公司 二○○三年五月二十三日
第十二章化工工艺图
第十二章 化工工艺图 ?教学内容： ?1、化工制图中的一些标准规范和绘制方法； ?2、化工制图前的准备工作； ?3、化工工艺图。 ?教学要求： ?1、熟悉化工设备图样的基本知识； ?2、掌握化工流程方案图、带控制点的工艺流程图 的画法与阅读。 ?重难点： ?化工流程方案图、带控制点的工艺流程图的画法。
?§1 化工制图中的一些标准规范和绘制方法 ?一、视图的选择 ?绘制化工专业图样(这里主要指化工零件图、化工设备图)，首先要选定视图的表达方案，其基本要求和机械制图大致相同，要求能准确地反映实际物体的结构、大小及其安装尺寸，并使读图者能较容易地明白图纸所反映的实际情况。 ?大多数化工设备具有回转体特征，在选择主视图的时候常会将回转体主轴所在的平面作为主视图的投影平面。如常见的换热器、反应釜等。一般情况下，按设备的工作位置，将最能表达各种零部件装配关系、设备工作原理及主要零部件关键结构形状的视图作为主视图。
?主视图常采用整体全剖局部部分剖（如引出的接管、人孔等）并通过多次旋转的画法，将各种管口（可作旋转）、人孔、手孔、支座等零部件的轴向位置、装配关系及连接方法表达出来。 ?选定主视图后，一般再选择一个基本视图。对于立式设备，一般选择俯视图作为另一个基本视图；而对于卧式设备，一般选择左视图作为另一个基本视图。另一个基本视图主要用以表达管口、温度测量孔、手孔、人孔等各种有关零部件在设备上的周向方位。 ?
?有了两个基本视图后，根据设备的复杂程度，常常需要各种辅助视图及其他表达方法如局部放大图、某某向视图等用以补充表达零部件的连接、管口和法兰的连接以及其他由于尺寸过小无法在基本视图中表达清楚的装配关系和主要尺寸。需要注意，不管是局部放大图还是某某向视图均需在基本视图中作上标记，并在辅助视图中也标上相同的标记，辅助视图可按比例绘制，也可不按比例绘制，而仅表示结构关系。
现代煤化工工艺路线总图煤化工工艺路线图
煤制甲醇典型工艺路线图 1、合成甲醇的化学反应方程式： （1）主反应： CO+2H2=CH3OH+102.5KJ/mol （2）副反应 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2 KJ/mol CO+3H2=CH4+H2O+115.6 KJ/mol 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+49.62 KJ/mol CO2+H2=CO+H2O-42.9 KJ/mol 2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于煤炭气化所得到的水煤气CO含量较高，H2含量较低，因此水煤气须经脱硫、变换、脱碳调整气体组成，以达到甲醇合成气的要求。 3、CO变换反应 CO+H2O(g)=CO2+H2 （放热反应）
4、水煤气组分与甲醇合成气组分对比 气体种类气体组分（%） CO H2CO2CH4 水煤气37.350.0 6.50.3 甲醇合成 29.9067.6429.900.1 气 天然气制甲醇工艺流程图 1、合成甲醇的化学反应方程式： CH4+H2O=CH3OH+H2 2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于天然气甲烷含量较高，因此要对天然气进行蒸汽转化，生成以H2、CO和CO2位主要成分的转化气。由于蒸汽转化反应是强吸热反应，因此还要对天然气进行纯氧部分氧化以获取热量，使得蒸汽转化反应正常连续进行，最终达到甲醇合成气的要求。
3、蒸汽转化反应 CH4+H2O(g)=CO+H2（强吸热反应） 4、纯氧部分氧化反应 2CH4+O2=2CO+4H2+35.6kJ/mol CH4+O2=CO2+2H2+109.45 kJ/mol CH4+O2=CO2+H2O+802.3 kJ/mol 5、天然气组分与甲醇合成气组分对比 气体种 气体组分（%） 类 CO H2CO2CH4天然气----------- 3.296.2 甲醇合 29.9067.6429.900.1 成气 石油化工、煤炭化工产品方案对比（生产烯烃） 以天然气（或煤气）为原料的MTO技术流程
石油化工与化工装置 工艺包内容与深度规定 1 适用范围 本标准规定了工艺包的内容与深度要求，以保证工程设计有可靠的技术基础，满足开展基础设计的要求，并根据具体项目情况决定是否编制工艺操作手册、分析化验手册。 本规定适用于本公司编制并提供给顾客审查的石油化工、化工装置工艺包；也可以在对外购买/转让技术时作为工艺包内容深度谈判的基础。实际购买/转让的工艺包内容可以按照合同规定进行增减。 2 术语和定义 工艺包是内容符合本规定要求的工艺技术的商品化文件；是顾客审查、验收工艺技术的依据；是科研成果转化为生产力的中间介质；是石油化工与化工装置工程建设的基础。 3 石油化工与化工装置工艺包内容 3.1 设计基础 3.1.1 概况 3.1.1.1 装置概况及特点，项目背景、与相关装置的关系。 3.1.1.2 技术来源及授权 说明工艺技术所属的专利、专有技术及其中一般技术的提供者。说明专利使用、授权的限制及排他性要求。 3.1.1.3 设计范围 说明工艺包设计所涉及的范围，界区的划分。 3.1.2 装置规模及组成 可以用原料每年或每小时加工量或主要产品每年或每小时产量表示装置规模。要说明规模所依据的年操作小时数。 如果有不同的工况，应分别说明装置在不同工况下的能力。 由多个产出产品、中间产品、副产品组成的联合装置，要列出各部分的名称；各部分加工量和产品、副产品、中间产品的产率、转化率、产量。 3.1.3 原料、产品、中间产品、副产品的性质、规格要求 说明原料状态、组成、杂质含量、馏程、色泽、比重、粘度、折光率等所有必须指定的参数。同时列出每一个参数的分析方法标准号，特殊分析方法要加以说明。如果不同工况有不同的原料，要分别列出。 分别说明产品、中间产品、副产品的规格要求以及所依据的标准，同时按标准列出
煤化工相关化学反应资料 一、煤制甲醇 气化炉内主要反应： 2C + O2→ 2CO C + O2→ CO2 C + CO2→ 2CO C + 2H2O→ 2 H2 + CO2 合成甲醇： CO+2H2 CH3OH CO2+3H2 CH3OH+H2O 2050方净煤气——1吨甲醇 2吨原煤——1吨甲醇 1吨原煤——1000标方粗煤气 1450标方粗煤气——1000标方净煤气 开祥化工一期20万吨/年甲醇项目由中国五环科技股份有限公司设计，采用了国际先进的壳牌干法粉煤加压气化技术、低温甲醇洗脱硫碳工艺和低压甲醇合成工艺，关键设备由西班牙BBE公司制造，是当今世界上最先进的技术，具有工艺成熟可靠，运行平稳，效率高，消耗低，精甲醇纯度高等特点。
二、甲醇制二甲醚 采用国内外先进、成熟可靠的甲醇气相脱水制二甲醚生产工艺，生产燃料级二甲醚。甲醇蒸汽在催化剂和一定温度条件下进行分子间的脱水反应。主要反应方程式： 2CH3OH=CH3OCH3+H2O 1.42吨甲醇——1吨二甲醚 三、甲醇制1,4-丁二醇(BDO) 项目由中国五环科技股份有限公司设计，工艺采用炔醛法合成1，4丁二醇生产路线，主要以甲醇，氢气和乙炔为原料，经炔化合成、精馏、低压加氢、高压加氢和精馏一系列工序生产1，4-丁二醇，是目前世界先进的工艺技术。 1、干法制乙炔 电石加入发生器，遇水反应生成乙炔气和氢氧化钙，同时放出大量的热。因工业电石含有其它杂质，它们也能与水反应生成相应的气体，其公式如下： 主反应： CaC2+2H2O = Ca(OH)2+C2H2↑ 2、甲醇制甲醛 主反应： CH3OH + 1/2O2 CH2O + H2O 3、甲醛制丁炔二醇 2 HCHO + HC≡CH ——→HOCH2C≡CCH2OH 4、丁炔二醇制1,4丁二醇
化工制图标准与图例 制图的主要标准主要包括图纸、字体、线型的选用。其中还包括一些标准图例。这里做简要的列举 1、 图样幅画：国家标准对机械制图的图样幅画的基本规定，是采用A0至A5好图样幅画。同样无论装订与否，均应画出图框线和标题栏。需装订的图样其格式按照如图2-1（a）所示：不需要装订的图样，其格式如图2-1（b）所示。图框线用粗实线绘制，周边各部分尺寸均按照表2-1中的规 定。 2、 比例：在化工制图中，图样比例仍采用国家标准GB/T 14690-93《技术制图比例》的规定。对某些局部放大图、斜视图、剖视图等，其比例与主视图不同时，应在图样中该图的上方单独进行比例标注。 3、 字体：图样中的字体同样采用GB/T 14691-93《技术制图字体》的规定。各类字体必须做到：字体端正、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。字体大小分为1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20八种字号，分别表示不同字体高度（单位：mm），其字宽一般为h/（根号2）。各计量单位、名称应符合《中华人民共和国法定计量单位》的规定。 4、 图线：在化工制图中的图线仍采用国家标准规定的各种图线。图线分为粗、细两种，粗线宽度b在0.5~2mm之间选择，细线宽度约为b/3.绘图时根据清晰、醒目、按图形大小和复杂程度选择宽度。但在同一图样中，同类图线的宽度和类型应一致。在实际绘制过程中对图线绘制有如下几点要求：（1）虚线、点划线、双点划线的线段长度及间隔应均匀分布。（2）点划线和双点划线的首末端应是线段而不是点。（3）圆的中心线在圆心处为线段的交点，且中心线两端超出圆轮廓线2~5mm。（4）在较小图形上绘制点划线或双点划线有困难时，可以用细实线代替。 5、 标题栏：化工制图中设备图样的标题栏与机械制图的大致相同。标题栏的格式仍采用国家标准《技术制图标题栏》（GB/T 10690.1-93）中的规定格式。在一般情况下，每张图纸的右下角都要有标题栏，用于说明设备的名称及设计等内容。
化工工艺流程图制图标准CAD制图标准 基本要求主要是图纸、比例、字体和图线的选用。 1、图样幅画：又称图纸幅画，在计算机进行绘图时，应该配置相应的图样幅画、标题栏、 代号栏、附加栏等内容，装配图或安装图上一般应配备明细表内容，工艺流程图上应配备图例等内容。GB/T 14689-93《技术制图图样幅画格式》中已对图样幅画与格式做了详细的规定。在用计算机绘图时，根据实际需要，图样幅画还可以设置以下内容：（1）方向符号：用来确定CAD图样的视图方向。（2）剪切符号：用于对CAD图样的裁剪定位。（3）米制参考分度：用于对图样比例尺寸提供参考。（4）对中符号：用于对CAD 图样的方位起到对中作用。对于复杂的CAD装配图在标准中一般要求设置图符分区，图符分区主要用于对图纸存放的图形、尺寸、结构、说明等内容起到查找、定位方便的作用。同时规定在CAD绘图中对图纸有加长加宽要求时，应按基本幅面的短边（B）成整数倍增加。
2、比例：CAD图样中所采用的比例应该符合国家标准GB/T 14609-93《技术制图比例》的 有关规定，具体见表2-2.必要时候也可以选择表2-3中的比例。
3、字体：CAD制图的字体应该按《技术制图字体》GB/T 14691-93的有关规定，做到字体 端正、比画清楚、排列蒸汽、间隔均匀，并要求采用长仿宋矢量字体。代号、符号要符合有关标准规定。（1）字一般要以斜体输出。（2）小数点输出时，应占一个字位，并位于中间靠下处。（3）字母一般也要斜体输出。（4）汉子输出时一般采用正体，并采用国家正是公布的简化汉字方案。（5）标点符号应按照其真正含义正确使用，除省略号、破折号为两个字位外，其余均为一个字位。（6）字体高度由图样幅面大小确定。（7）规定字体的最小字距、行距，以及间隔线、基准线与书写字体间的最小距离。 4、图线：图线指图线的基本线型和基本线型的变形。GB/T 17450-98《技术制图图线》对 图线有详细的说明。 5、标题栏：标题栏位于图框右下角，其格式在GB/T 10609.1-93《技术制图标题栏》中有 详细的规定。
化工工艺设计与化工过程开发
天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称：化工工艺设计与化工过程开发课程代 码：0713 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 《化工工艺设计与化工过程开发》是高等教育自学考试化学工程与化工工艺专业所开设的专业课之一，它是一门与实际工作联系紧密，应用性较强的课程，是学生毕业后从事管理工程技术、项目研究开发与项目设计等工作必须掌握的一门课程。 二、课程目标与基本要求 学生经过对本课程的学习，系统了解化工工程设计的全过程中各个环节，能结合所学的其它课程知识，掌握工程管理、化工工程设计及项目开发的基本方法和技能。 课程基本要求： 1、掌握化工设计的工作程序； 2、掌握化工厂整套设计所包含的内容； 3、掌握化工工艺设计各个阶段的工作原则及方法； 4、了解化工工艺人员与其它非工艺专业协同合作的内容，并配合完成非工艺设计任务。 三、与本专业其它课程的关系 本课程是在学习了“化工原理”、“物理化学”、“反应工程学”、“化工工艺学”及“计算机应用”等课程基础上设置的。经过本课程的学习，可加深学生对上述课程的深入理解及综合利
用的能力。 第二部分课程内容和考核目标 第一章化工设计概述 一、学习目的与要求 经过本章学习使学生掌握化工设计程序、设计方法步骤及化工厂总平面和整套设计内容。 二、考核知识点与考核要求 （一）化工设计的工作程序（一般） 理解：国家规定的基本建设程序。 （二）化工厂整套设计包含的内容（次重点） 理解：化工厂整套设计包含的内容。 （三）化工工艺设计（重点） 理解：化工工艺设计人员在各个设计阶段需要做的工作。（四）整套设计中的全局问题（一般） 识记：除工艺设计内容外，并与其它非专业人员协同合作，全面考虑和解决非工艺工程设计。 第二章工程项目的可行性研究 一、学习目的与要求 本章掌握可行性研究的重要性及可行性研究内容方法。重点理解产品需求预测和拟建项目应考虑的因素。 二、考核知识点与考核要求 （一）市场调查（一般） 识记：进行市场调查的必要性；市场调查的内容。
煤化工工艺路线图 煤制甲醇典型工艺路线图
1、合成甲醇的化学反应方程式： （1）、主反应： C O+2H2=C H3O H+102.5K J/m o l （2）、副反应 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2 KJ/mol C O+3H2=C H4+H2O+115.6K J/m o l 4C O+8H2=C4H9O H+3H2O+49.62K J/m o l C O2+H2=C O+H2O-42.9K J/m o l 2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于煤炭气化所得到的水煤气CO含量较高，H2含量较低，因此水煤气须经脱硫、变换、脱碳调整气体组成，以达到甲醇合成气的要求。 3、CO变换反应 C O+H2O(g)=C O2+H2（放热反应） 4、水煤气组分与甲醇合成气组分对比 天然气制甲醇工艺流程图
1、合成甲醇的化学反应方程式： C H4+H2O=C H3O H+H2 2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于天然气甲烷含量较高，因此要对天然气进行蒸汽转化，生成以H2、CO和CO2位主要成分的转化气。由于蒸汽转化反应是强吸热反应，因此还要对天然气进行纯氧部分氧化以获取热量，使得蒸汽转化反应正常连续进行，最终达到甲醇合成气的要求。 3、蒸汽转化反应 C H4+H2O(g)=C O+H2（强吸热反应） 4、纯氧部分氧化反应 2C H4+O2=2C O+4H2+35.6k J/m o l C H4+O2=C O2+2H2+109.45k J/m o l C H4+O2=C O2+H2O+802.3k J/m o l 5、天然气组分与甲醇合成气组分对比 石油化工、煤炭化工产品方案对比（生产烯烃）
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中国石油化工集团公司 石油化工装置工艺设计包 （成套技术工艺包）内容规定 SHSG-052-2003 2003-05-23 发布2003-08-01 实行 中国石油化工集团公司发布
中国石油化工集团公司 石油化工装置工艺设计包 （成套技术工艺包）内容规定 SHSG-052-2003 主编单位：中国石化工程建设公司 参编单位：中国石化集团上海工程有限公司 中国石化集团南京设计院 中国石化集团洛阳石油化工工程公司批准部门：中国石油化工集团公司 实行日期：2003年8月1曰
2003北京 中国石油化工集团公司文件 中国石化科［2003］246号 关于印发《石油化工装置工艺设计包（成套技术 工艺包）内容规定》的通知 各有关单位： 石油化工装置工艺设计包是重要的研究开发成果和工程设计的基本依据。为了明确研究开发阶段的责任，规范工艺设计包的文件内容，做好研究开发与工程设计的衔接，现将修订后的《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》印发给你们，请认真遵照执行。原 《中国石油化工集团公司石油化工成套技术工艺包内容的规定》（中国 石化［1998］技字88号）同时废止。 《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》亦作为集 团公司工程设计标准（标准号为SHSG-052-2003）,可与《石油化工装置基础工程设计内容规定》（SHSG-O33-2OO3）和《石油化工装置详细工程设计内容规定》（SHSG-053-2003）等配套使用。
中国石油化工集团公司 二OO三年五月二十三日 本规左是根据"中石化建设函［20021213号"《关于编制和修订石油化工装置有关设计内容规立的通知》及《石油化工装苣有关设il?内容规泄编委会纪要》的要求，由中国石化工程建设公司主编的。 本规定共分4章和1个附则。主要内容为石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）、工艺手册、分析化验手册编制的范用和内容要求：附则是对部分条文的进一步说明。 本规左在实行过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给主编单位（地址：北京朝阳区安惹北里安园21号楼，邮编：100101）,以便今后修订时参考。本规泄由主编单位负责解释。 本规定的主编单位：中国石化工程建设公司 参加编制单位：中国石化集团上海工程有限公司 中国石化集团南京设计院 中国石化集团洛阳石汕化工工程公司
CAD制图标准 基本要求主要是图纸、比例、字体和图线的选用。 1、图样幅画：又称图纸幅画，在计算机进行绘图时，应该配置相应的图样幅画、标题栏、 代号栏、附加栏等容，装配图或安装图上一般应配备明细表容，工艺流程图上应配备图例等容。GB/T 14689-93《技术制图图样幅画格式》中已对图样幅画与格式做了详细的规定。在用计算机绘图时，根据实际需要，图样幅画还可以设置以下容：（1）方向符号：用来确定CAD图样的视图方向。（2）剪切符号：用于对CAD图样的裁剪定位。（3）米制参考分度：用于对图样比例尺寸提供参考。（4）对中符号：用于对CAD图样的方位起到对中作用。对于复杂的CAD装配图在标准中一般要求设置图符分区，图符分区主要用于对图纸存放的图形、尺寸、结构、说明等容起到查找、定位方便的作用。同时规定在CAD绘图中对图纸有加长加宽要求时，应按基本幅面的短边（B）成整数倍增加。
2、比例：CAD图样中所采用的比例应该符合标准GB/T 14609-93《技术制图比例》的有
关规定，具体见表2-2.必要时候也可以选择表2-3中的比例。 3、字体：CAD制图的字体应该按《技术制图字体》GB/T 14691-93的有关规定，做到字 体端正、比画清楚、排列蒸汽、间隔均匀，并要求采用长仿宋矢量字体。代号、符号要符合有关标准规定。（1）字一般要以斜体输出。（2）小数点输出时，应占一个字位，并位于中间靠下处。（3）字母一般也要斜体输出。（4）汉子输出时一般采用正体，并采用正是公布的简化汉字方案。（5）标点符号应按照其真正含义正确使用，除省略号、破折号为两个字位外，其余均为一个字位。（6）字体高度由图样幅面大小确定。（7）规定字体的最小字距、行距，以及间隔线、基准线与书写字体间的最小距离。 4、图线：图线指图线的基本线型和基本线型的变形。GB/T 17450-98《技术制图图线》对 图线有详细的说明。 5、标题栏：标题栏位于图框右下角，其格式在GB/T 10609.1-93《技术制图标题栏》中有 详细的规定。
工艺包设计内容和深度规定 1总则 本标准规定了工艺包设计的内容和深度，参加工艺包设计的设计人员必须严格按照本标准规定的内容和深度进行设计，本标准是工艺包设计的重要依据。 对于特殊的工艺装置，本工艺包设计内容和深度不能完全满足要求时，项目经理可作适当调整，但要经有关部室确认，公司总经理批准。 当委托方(用户)另有要求时，可在工艺包设计合同的有关条款中加以说明，项目经理按合同要求作出补充规定，经工艺包设计有关部室确认，公司总经理批准，项目经理才可组织实施。 具备下列条件之一者，可以进行工艺包设计：本公司已经熟练掌握并成为公司技术专有的化工产品；与科研单位、生产单位共同开发的新工艺、新技术、新产品，已具备工艺包设计所需的各项要求；用户专有技术并提供相近规模的工程设计文件或现有运行的生产装置可供设计参考；无专利权或专利有效期已过的成熟工艺技术。 由化工工艺、工艺系统、分析化验、自控、材料（需要时）、安全卫生（需要时）、环保（需要时）等专业共同完成该化工产品的工艺包设计工作。 工艺包设计的设计程序与公司标准规定的各个有关专业在基础设计／初步设计阶段的工作程序 相同。 工艺包的成品应包括说明书、工艺流程图(PFD)、初版管道仪表流程图(P&ID)、建议的设备布置图、工艺设备一览表、工艺设备数据表(附设备简图)、催化剂及化学品汇总表、取样点汇总表、材料手册(需要时)、安全手册(包括职业卫生、安全和环保)，操作手册(包 括分析手册)、物性数据手册以及有关的计算书。 工艺包设计的质量控制与公司设计标准规定的各个有关专业在基础设计／初步设计阶段的质量 控制要求相同。 2工艺包设计内容和深度的规定 2.1说明书 工艺包设计说明书是工艺包设计的重要组成部分，应包括下列内容： 2.1.1概述 a)生产方法、装置特点 描绘工艺包设计所采用工艺生产方法的先进性、可靠性以及装置特点。 b)产品名称及规模产品名称及规模年操作时间装置运行方式，按五班三运转或四班三运转，或者其他方式运转。 c)装置组成 按工艺过程的先后顺序,列出组成装置各工段的名称。 d)三废排放数量及组成列出产生三废的装置设备名称以及三废名称、数量、组成及排放形式，有关三废综合利用和处理的说明。 2.1.2设计基础 a)原料及催化剂、化学品规格分别列出有关原料、催化剂及化学品的名称及规格。 b)公用工程规格。分别列出水、电、气、汽等公用工程的名称及规格。 2.1.3工艺设计 a)工艺叙述 1)工艺原理 叙述工艺过程原理，列出工艺过程所涉及的化学反应方程式(包括主、副反应)，说明所采用的催化剂。 2)工艺流程叙述 按照工艺过程顺序，分工段及系统(塔系统、反应器系统、压缩机系统)详细叙述工艺流程。 b)正常生产主要操作条件
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
XXXXX能源集团有限公司煤化工工艺管理办法 中国XXXX集团有限公司
中国XXXX集团有限公司 煤化工工艺管理办法（试行） 第一章总则 第一条为了规范中国XXXX集团有限公司（以下简称集团公司）煤化工企业工艺管理，严肃工艺纪律，稳定装置运行，优化生产过程，推进技术进步，提高经济效益，根据工艺管理工作需要，制定本办法。 第二条煤化工工艺管理范围包括基础管理和专业管理。基础管理主要包括工艺技术规程管理、岗位操作法管理、开（停）工方案管理、工艺卡片管理、原始记录管理、生产技术月报管理、技术台帐管理、技术资料管理、工艺联锁及报警、技术标定管理、岗位练兵等方面。专业管理主要包括达标管理、节能降耗管理、生产优化及技术攻关管理、生产工艺变更管理、化工“三剂”使用管理、工艺技术例会管理等方面。 第三条本办法适用于集团公司所属全资、控股的煤化工企业（以下简称各企业）。 第二章职责与分工 第四条集团公司与各煤化工企业工艺管理工作实行分级负责制，各企业必须加强对煤化工工艺管理工作的领导，建立健全以总工程师（或分管技术工作的副总经理）负责、各级技术管理部门分工负责的工艺管理体制。 第五条集团公司职责：
1．制订集团公司煤化工工艺管理办法，对各煤化工企业工艺管理制度及实施细则进行备案管理，并对各煤化工企业工艺管理工作进行检查，对存在的问题提出整改要求； 2．组织先进工艺和新型高效化工“三剂”的推广应用，推动生产装置降本增效； 3．组织新技术、新产品、新型“三剂”的工业试验工作，审查工业试验方案，推动技术进步和科技成果转化及应用； 4．组织专家对新建和重大技术改造装置进行开工指导； 5．组织各煤化工企业技术改造项目的标定工作，参与新建和改扩建装置的性能考核工作； 6．组织开展生产运行优化、节能降耗工作，对生产装置存在的重大问题和影响产品质量及经济效益的瓶颈、隐患（薄弱环节）开展技术诊断及联合攻关； 7．组织重大非计划停工等生产事故的技术分析，监督、检查煤化工企业制订并落实相应的整改技术措施； 8．开展煤化工企业专业达标管理工作，开展主要化工装置技术经济分析，组织同类装置交流，总结、推广先进管理经验； 9．组织开展煤化工全流程优化工作，组织企业应用先进技术及信息化手段，提高生产组织及装置运行水平，提升竞争力； 10．跟踪和研究国内外先进的煤化工工艺管理经验，搜集整理国内外煤化工技术发展信息、资料，开展相关先进技术调研、交流和推广应用，推动技术进步。 第六条企业职责： 1．贯彻、落实集团公司煤化工工艺管理办法；
工艺流程图绘制方法——PID图 PID图图纸规格 采用1号图纸规格（594 mm×841 mm），并用多张1号图分开表示。每张图纸的有关部分均应相互衔接，完善地表示出整个生产过程。少数物流和控制关系来往密切且内容较多，表示在一张1号图中太挤的情况下，可按图纸延长的标准加长1/4或1/2。 PID图的内容 应根据工艺流程图和公用工程流程图的要求，详细地表示装置的全部设备、仪表、管道和其他公用工程设施，具体内容如下： a) 全部设备； b) 全部仪表（包括控制、测量及计算机联结）； c) 所有管道、阀门（低高点放空除外）、安全阀、大小头及部分法兰； d) 公用工程设施、取样点、吹扫接头； e) 工艺、仪表、安装等特殊要求。 PID图中设备画法 编号例如E-1由三台换热器并联操作，其编号分别为E-1A，E-1B，E-1C（或E-1A/B/C）；如P-1为两台泵（一台操作，一台备用），其编号为P-1 A，P-1B（或P-1A/B）。 用细实线画出装置全部操作和备用的设备，在设备的邻近位置（上下左右均可）注明编号（下画一粗实线）、名称及主体尺寸或主要特性。编号及名称应与工艺流程图相一致，编号方法与“工艺流程图”2.4.2规定相同。但同一作用的设备由多台组成（或备用）时，可在编号数字后加A，B，C。 设备的主体尺寸或特性的标注方法按不同外型或特性规定如下： a) 立式圆筒型：内径ID×切线至切线高T/T，mm， b) 卧式圆筒型：内径ID×切线至切线长T/T，mm， c) 长方型：长×宽×高，mm， d) 加热及冷换设备：标注编号、名称及其特性（热负荷、及传热面积） e) 机泵，
煤化工设备介绍及工艺流程 煤化工是经化学方法将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的工业。包括焦化、电石化学、煤气化等。随着世界石油资源不断减少，煤化工有着广阔的前景。 煤化工所用主要设备： 化工设备(反应器、气化炉、容器、塔器、换热器等)、焦化设备、破碎磨粉设备、空分与真空设备、风机(包括离心压缩机)、压缩机与冷冻设备、工业泵、阀门以及环保设备、仪器仪表、电气设备等。设备采购作为项目的一个部分，可以委托专业的公司完成。
煤化工主要生产产品： 化肥,塑料,合成橡胶,合成纤维,炸药,染料,医药等多种重要化 工原料,还是工业上获得芳香烃的一种重要途径。 煤化工主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。在煤化工可利用的生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。 煤化工发展运用 煤化工开始于18世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪，许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产，煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后，石油化工发展迅速，很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料，从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和苯、甲苯、
化工工艺流程图-大解 化工工艺图（工艺安装和指导生产的重要技术文件） 工艺流程图（方案流程图和施工流程图）、设备布置图和管路布置图 一、方案流程图 1方案流程图（流程示意图或流程简图）初步设计阶段 示意性的展开图，并加有必要的标注与说明 ①设备的画法：用细实线画出设备的大致轮廓或示意图，一般不按比例，但应保持它们的 相对大小。 ②各设备之间的高低位置及设备上重要接管口的位置，应大致符合情况。 ③在方案流程图中，同样的设备可只画一套；备用设备可以省略不画。 2工艺流程图的画法 ①用粗实线画出主要物料的工艺流程线，用箭头标明物料流向，并在流程线的起始和终了 位置注明物料的名称、来源或去向。 ②如遇流程线之间、或流程线与设备之间发生交错或重叠，而实际并不相连时，应将其中 一条断开或曲折绕过，以使各设备间流程线的表达清晰明了、排列整齐。 ③在方案流程图中，一般只画出主要工艺流程线，其它辅助流程线不必一一画出。 3位号与名称注写 在流程图的上方或下方和靠近设备图形的显著位置列出设备的位号及名称。或可将设备依次编号，并在图纸空白处按编号顺序集中列出设备名称。但对于流程简单、设备较少的方案流程图也可以不编号，而将名称直接注写在设备的图形上。 （为了给工艺方案的讨论和施工流程图的设计提供更为详细具体的资料，还常将工艺工艺流程图中关于流量、温度、压力、液面以及成分分析等测量控制点画在方案流程图上，这种图 与施工流程图比较接近。方案流程图的图幅一般不做规定。图框和标题栏亦可省略。） 二、施工流程图 1、（工艺管道及仪表流程图或带控制点管道安装流程图）。这种流程图应画出所有的生产设 备和全部管道。它是设备布置图和管道布置图的设计依据，并为施工安装、生产操作提供参考。 施工流程图的表达一般应包括以下几项内容： ①带设备位号、名称和接管口的各种设备示意图。 ②带管道号、规格和阀门等管件以及仪表控制点（测温、测压、测流量、分析点等）的各 种管道流程线。 ③对阀门等管件和仪表控制点图例符号的说明。 2施工流程图的画法 示意性的展开图，可以按主项分别绘制，大的主项可按生产过程分别绘制。 ⑴设备的画法与标注 ①根据流程，自左至右用细实线画出设备的简略外形和内部特征。设备的外形应按一定的 比例画出。 ②设备的位置，一般考虑便于连接管线。当有物料从上自流而下并与其它设备的位置有密 切关系时，设备间相对高度应与设备布置的实际情况相似。当有位差要求时，还应标注 限位尺寸。 ③每个工艺设备都应编写设备位号，注写设备名称。设备位号的组成如下所示： C 08 01 A 主项代号采用二位数字01、02、03、…、11、12、…表示。相同设备的尾号则是用大写英