化工设计第二章化工工艺设计

化工工艺设计化工工艺设计是指在化学工程领域中，开发新的生产工艺或优化现有工艺的过程。

它涉及到化学反应、热力学、流体力学和材料科学等多个方面，旨在提高生产效率、减少成本、改进产品质量和保护环境等方面取得进展。

化工工艺设计对于化学工业和其他相关领域具有重要的意义。

它以高效、节能和可持续为原则，并在新工艺设计、开发和测试等方面应用最新的计算机软件技术，以减少设计过程中的试错成本和时间。

同时，它还要求对化学反应动力学、传热和质量传递等方面有深入的了解，以确保工艺的可行性。

化工工艺设计的过程包括从实验室规模到工业规模的化学工程设计。

在实验室规模下，首先需要确定反应物的组成和反应条件，包括温度、压力、催化剂和反应时间等。

其次，需要考虑反应器的类型和大小，以及溶液和气体的输送方式。

最后要确定分离、纯化和下游处理步骤。

在工业规模下，将同样的化学反应转化为生产工艺是重要的。

这需要考虑到经济和实用性等因素，以及扩大到大型化工反应器的能力。

工业规模需要考虑的其他因素可能包括安全性、物料寿命、废物处理和社会影响等。

因此，化工工艺设计需要在充分考虑环境、经济、安全和社会因素的情况下进行。

成功的化工工艺设计需要集成多个方面的知识和技术，包括化学、机械、电气、控制和计算机科学等。

它需要设计师精通完美的数据处理能力，严格的风险评估能力，以及跨学科的协调和沟通能力以及敏锐的预判作业流程问题并解决问题的能力。

同时，具有非凡的创造力和对未知工艺的探索能力将有助于推动更具创新性的解决方案。

总之，化工工艺设计是化学领域和其他相关领域中的一项重要工作。

它是化工工程师和科学家共同努力的结果，旨在提高工业化学品的生产效率、质量和可持续性，通过推动新技术和工艺实现经济和社会效益的双赢。

目录第一章概论 (1)1。

1 设计题目 (1)1.2 设计规模及其内容 (1)1.3 苯的酸催化硝化方法 (2)1.3。

1 固体酸催化的液相硝化 (2)1.3.2 固体酸催化的气相硝化 (3)1.3。

3 Lewis酸催化的液相硝化 (3)1。

3。

4 离子液体催化的液相硝化 (4)第二章工艺技术方案的选择 (5)2.1 概述 (5)2。

2 硝基苯传统硝化工艺和绝热硝化工艺的比较 (5)2。

2.1 传统硝化法 (6)2.2.2 绝热硝化法 (7)2.2.3 传统硝化法和绝热硝化法的比较 (7)第三章物料衡算 (9)3.1 准备计算 (9)3.2 第一个釜的计算 (12)3.3 第二个釜的计算 (12)3.4 第三个釜的计算 (13)3.5 第四个釜的计算 (14)第四章工艺流程 (16)4。

1 反应过程 (16)4.2精制工序 (16)4。

3尾气处理工序 (17)结语 (18)参考文献 (19)第一章概论1.1 设计题目40kt/a硝基苯生产工艺设计1.2 设计规模及其内容年产4万吨硝基苯是以苯和硝酸为原料,硫酸为催化剂，在一定反应条件下硝化。

硝基苯的物理性质是,分子式是C6H5NO3，熔点为5．7 ,沸点为210．8℃，相对密度为1．20373/g cm，闪点为90℃，自燃点为495℃。

硝基苯微溶于水，易溶于溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。

纯净的硝基苯是无色油状液体，工业品常因含杂质而显黄色,有像杏仁油的特殊气味。

其水溶液有甜味，能随水蒸气蒸发.易燃易爆。

硝基苯是一种重要的基本有机化工原料,主要用途是制取苯胺,由苯胺进而生产各种有机中间体，也用于生产间硝基苯磺酸钠和偶氮苯等多种医药和染料中间体。

目前工业上制取硝基苯是以苯和硝酸为原料，硫酸为催化剂，在一定反应条件下硝化。

早期采用的是混酸间歇硝化法,逐渐发展了釜式串联、管式、环式或泵式循环等连续硝化工艺，而后又发展了绝热硝化法，这些工艺都是非均相混酸硝化工艺。

化工设计概论绪论化工是化学工艺、化学工业、化学工程等的简称。

凡运用化学方法改变物质组成、结构或和成新物质的，都属于化工生产技术，也称化学工艺。

化工设计是把一项化工工程从设想变成现实的一个建设环节，化工设计的核心是化工工艺设计。

第1章化工设计程序和内容全部设计过程划分为两大设计阶段：基础设计、工程设计。

工程设计分为三个阶段：工艺设计、基础工程设计、详细工程设计。

第2章工艺流程设计化工工艺流程原料原料贮存、原料预处理、反应、产品分离、产品精制、包装和运输产品工艺路线流程化一般工作方法：主反应过程、原料准备过程和投料方式流程、产物净化分离过程、产品计量包装或后处理工艺过程、副产物处理的工艺过程、“三废”排出物的综合治理流程、确定动力使用和公用工程的配套。

2.3 工艺流程图的绘制2.3.1 方框流程图和工艺流程简图（block flowsheet、simiplified flowsheet） 2.3.2 工艺物料流程图（process flowsheet diagram）2.3.3 管道及仪表流程图（piping and instrument diagram）设备分类代号、物料代号、管道材质代号、隔热及隔声代号、测量参数代号、仪表功能代号、管道工程压力等级代号。

常用管道图示符号、测量点图形符号、仪表安装位置图形符号。

管道标注内容包括四部分：管道号、管径、管道等级、隔热或隔声管道号包括：物料代号、主项代号、管道分段顺序号。

管道等级号包括：管道工程压力等级代号、顺序号、管道材质代号。

泵的流量控制方案：（1）出口节流控制；（2）旁路控制。

换热器的温度控制方案：（1）调节换热介质的流量；（2）调节换热面积（适用于蒸汽冷凝换热器）；（3）旁路调节。

第3章物料衡算和能量衡算3.1 物料衡算在化工过程中，物料平衡是指在单位时间你进入系统（体系）的全部物料质量必定等于离开该系统（体系）的全部物料质量再加上损失掉的与积累起来的物料质量。

化工设计教案(全面)第一章：化工设计基础1.1 教案概述：本章节主要介绍化工设计的概念、目的、任务和基本原则。

使学生了解化工设计的基本要求和流程，掌握化工设计的基本方法。

1.2 教学目标：了解化工设计的概念和任务。

掌握化工设计的基本原则和流程。

掌握化工设计的基本方法。

1.3 教学内容：1.3.1 化工设计的概念和目的1.3.2 化工设计的任务和分类1.3.3 化工设计的基本原则1.3.4 化工设计的流程1.3.5 化工设计的方法1.4 教学方法：讲授：讲解化工设计的概念、目的、任务和基本原则。

案例分析：分析实际化工设计案例，让学生了解化工设计的流程和方法。

1.5 教学评估：课堂问答：检查学生对化工设计概念、目的、任务和基本原则的理解。

案例分析：评估学生对化工设计流程和方法的应用能力。

第二章：化工过程设计2.1 教案概述：本章节主要介绍化工过程设计的基本原理和方法。

使学生了解化工过程设计的重要性和基本步骤，掌握化工过程设计的方法。

2.2 教学目标：了解化工过程设计的重要性和任务。

掌握化工过程设计的基本步骤和原理。

掌握化工过程设计的方法。

2.3 教学内容：2.3.1 化工过程设计的重要性2.3.2 化工过程设计的基本步骤2.3.3 化工过程设计的原理2.3.4 化工过程设计的方法2.4 教学方法：讲授：讲解化工过程设计的重要性、基本步骤和原理。

案例分析：分析实际化工过程设计案例，让学生了解化工过程设计的方法。

2.5 教学评估：课堂问答：检查学生对化工过程设计重要性、基本步骤和原理的理解。

案例分析：评估学生对化工过程设计方法的运用能力。

第三章：化工设备设计3.1 教案概述：本章节主要介绍化工设备设计的基本原理和方法。

使学生了解化工设备设计的重要性和基本步骤，掌握化工设备设计的方法。

3.2 教学目标：了解化工设备设计的重要性和任务。

掌握化工设备设计的基本步骤和原理。

掌握化工设备设计的方法。

3.3 教学内容：3.3.1 化工设备设计的重要性3.3.2 化工设备设计的基本步骤3.3.3 化工设备设计的原理3.3.4 化工设备设计的方法3.4 教学方法：讲授：讲解化工设备设计的重要性、基本步骤和原理。

化工工艺设计手册第3版第一章引言化工工艺设计手册是化工工艺设计师在进行化工生产过程中必备的工具书。

本手册是在前两版的基础上进行修订和补充，旨在为化工从业人员提供更加全面和实用的知识和经验，以促进化工行业的发展和进步。

第二章化工工艺流程化工工艺设计手册的第一个重要环节是化工工艺流程的设计。

化工工艺流程是指对化工原料进行加工和转化的整个过程。

在这一章节中，将详细介绍常见的化工工艺流程，包括原料准备、反应、分离、纯化和收尾等环节。

每个环节将会介绍常见的操作方法、设备要求和工艺参数等内容，以便读者能够全面了解化工工艺流程的设计要点。

第三章化工设备及工艺参数化工设备是化工工艺流程中必不可少的组成部分。

本章将详细介绍常见的化工设备，包括反应釜、蒸馏塔、萃取塔等，同时还会重点讲解这些设备的选型原则、工艺参数的确定方法以及操作技巧。

通过对化工设备及工艺参数的介绍，读者可以更好地理解化工装置的结构和运行原理，从而提高工艺设计的准确性和稳定性。

第四章化工工艺的安全与环保化工工艺的安全和环保是现代化工工艺设计的重要内容。

本章将从设计的角度出发，详细介绍化工工艺过程中的安全隐患及其防范措施，以及如何进行环境保护和资源利用。

同时还会介绍化工工艺设计中的安全评估和环保评估的方法和原则，帮助读者全面了解化工工艺设计与安全环保的密切关系。

第五章化工工艺的优化与改进化工工艺的优化与改进是持续发展的核心要素。

本章将介绍常见的化工工艺优化方法，包括改进操作流程、提高设备效率和减少能耗等。

同时还会介绍如何通过引入新的技术和工艺路线来改进化工工艺，以提高产品品质和生产效率。

第六章化工工艺设计的软件应用在现代化工工艺设计中，计算机软件的应用已经成为不可或缺的一部分。

本章将介绍常用的化工工艺设计软件，包括流程模拟软件、设备选型软件和工艺参数计算软件等。

通过学习和掌握这些软件的使用方法，读者可以更好地进行化工工艺设计，并提高设计的效率和准确性。

复习知识点绪论01.新技术开发过程中的设计包括：概念设计、中试设计和基础设计。

02.化工设计根据项目性质可分为新建项目设计、重复建设项目设计和已有装置的改造设计三类。

03.对于重大项目和使用比较复杂技术的项目，为保证设计质量，可以按初步设计、扩大初步设计和施工图设计三个阶段进行设计。

04.化工设计是将一个生产系统全部用工程绘图的方法和手段，转化为工程语言，也就是描绘成图纸、表格及必要的文字说明的过程。

第一章化工工艺流程设计01．带控制点流程图一般包括：图形、标注、图例、标题栏等。

02．化工工艺流程图中的设备用细线画出，主要物料的流程线用粗实线表示。

03．在带控制点工艺流程图中，仪表位号的除第一个字母以外的后续字母表示表示仪表功能。

0405．有两个仪表盘安装符号06．称、各种图形符号、代号的意义以及管道的标注等。

07．工艺流程图可以不按比例绘制。

08．带控制点的工艺流程图在工艺设计中起主导作用，是施工安装的依据，同时又作为操作运行及检修的指南。

09．对于管路标注IA0502—100，“IA”表示仪表空气，“05是工段号，“02是管段序号，管道公称直径为100mm。

10．设备分类代号中表示反应器的字母为R。

1112．一个流程由流程线、物料流向、名称及物料的来源和去向构成。

13．在带控制点的工艺流程图中管径一律用公称直径标注。

14．工艺流程图中设备可以不严格要求按比例绘制，但要考虑各设备的相对位置和标高。

15．在带控制点工艺流程图中，对功能一样，一用一备的两个或两个以上的相同设备，一般可采用简化画法。

16．工艺流程图包含工艺流程草图、物料流程图、带控制点的工艺流程图等。

17．工艺物料代号PGL表示气液两相工艺物料。

18．化工工艺流程图是一种表示化工生产过程的示意性图样，根据表达内容的详略，分为方案流程图和施工流程图。

19．某仪表的工位号是TT-203，那么该表的功能是温度变送器。

20．在工艺流程图中，共用工程埋地管线由中虚线表示。

化工设计教案(全面)第一章：化工设计基本概念1.1 化工设计的定义解释化工设计的含义和目的强调化工设计在化工行业中的重要性1.2 化工设计的内容介绍化工设计的主要内容，包括工艺流程设计、设备选型、物料计算、热力学计算、传质和传递过程计算等1.3 化工设计的阶段说明化工设计的各个阶段，包括前期研究、基础设计、详细设计和施工图设计等第二章：工艺流程设计2.1 工艺流程设计的原则介绍工艺流程设计的基本原则，包括合理性、可靠性、安全性、环保性和经济性等2.2 工艺流程设计的方法讲解工艺流程设计的方法和步骤，包括流程图绘制、物料和能量平衡计算、设备选型和参数计算等2.3 工艺流程设计的案例分析提供一些工艺流程设计的案例，让学生通过分析和讨论来加深对工艺流程设计的理解第三章：设备选型与参数计算3.1 常用化工设备简介介绍常用化工设备的基本工作原理和结构特点，如反应器、塔、釜、泵、压缩机等3.2 设备选型的原则讲解设备选型的基本原则，包括设备性能要求、可靠性、安全性、经济性和维修方便等3.3 设备参数计算的方法介绍设备参数计算的方法，如流量计算、压力计算、温度计算等，并给出一些计算公式和案例分析第四章：物料计算与热量平衡4.1 物料计算的基本方法讲解物料计算的基本方法，包括质量守恒定律、反应物和物的摩尔比例关系等4.2 热量平衡计算的基本方法介绍热量平衡计算的基本方法，包括热量守恒定律、热量传递方程等，并讲解热量平衡表的编制方法4.3 物料和热量平衡计算的案例分析提供一些物料和热量平衡计算的案例，让学生通过分析和计算来加深对物料和热量平衡计算的理解第五章：安全性和环保性考虑5.1 化工设计中的安全性考虑强调化工设计中安全性考虑的重要性，讲解安全设计的原则和措施，如防爆、防泄漏、防腐蚀等5.2 化工设计中的环保性考虑讲解化工设计中环保性考虑的重要性，介绍环保法规和标准，讲解环保措施的设计和实施方法5.3 安全性和环保性案例分析提供一些安全性和环保性的案例，让学生通过分析和讨论来加深对化工设计中安全性和环保性的理解和认识。

化工工艺设计化工工艺设计，是指通过对化学反应原理和化工生产设备性能的研究和分析，设计出化工生产过程中的工艺流程和相关设备，以实现化工产品的高效生产和节约能源。

该工艺设计在化工工业中具有重要的地位和作用，是各种化工产品成型的关键环节之一。

一、化工工艺设计基本流程化工工艺设计的基本流程包括以下几个步骤：1.确定产品品种与规格：根据市场需求和生产能力，确定需要生产的化工产品的品种、规格和质量标准。

2.确定化学反应原理：通过分析化学反应原理，确定产品生产过程中需要的反应物、反应条件、反应路径和反应机理。

3.确定工艺流程：基于化学反应方程式，确定产品生产过程中的工艺流程，包括反应、分离、纯化和精制等环节。

4.设计反应设备：根据反应物的物理化学性质和反应环境的要求，选择反应设备和条件，并进行设计和优化。

5.设计分离设备：在工艺流程的相关环节，根据物理化学性质的差异，选择合适的分离设备，包括蒸馏、结晶、萃取等。

6.优化设备配置：各设备及其所需的工艺参数，如温度、压力、流量和转速等，在整个工艺流程中要进行优化，同时探究投资、节能和环保等方面的可能性。

7.制定操作规程：对于工艺流程和设备操作进行清晰的说明，并形成操作规程和操作说明书，以确保生产过程的稳定性、质量稳定性以及生产安全性。

二、化工工艺设计的难点化工工艺设计中容易遇到的难点主要有以下几个方面：1.多种反应条件的制约：不同化学反应所需要的反应条件有可能是相互冲突的，如温度和压力、反应物浓度、反应物比例等。

设计时需要在充分考虑反应条件对反应速率、反应选择性、副反应和反应废物等方面的作用，找出合理的反应条件。

2.反应机理的不确定性：当化学反应机理不充分或不完全了解时，会直接影响到化工工艺流程的设计。

此时，需要利用物理化学中的实验和理论方法，寻找稳妥的反应机理，并在此基础上设计合理的工艺流程、设备及其操作控制参数。

3.设备操作控制参数的优化：在化工生产中，常常涉及到复杂的流体动力学问题、传热问题、传质问题等，且反应物数目、质量和反应机理的变化都将对整个工艺流程产生影响，因此设备操作控制参数的优化成为难点。