《工艺流程安全分析》PPT课件

定量转化关系，计算原料的消耗量，各种 中间产品、产品和副产品的产量、生产过 程中各阶段的消耗量以及组成，进而为热 量衡算、其他工艺计算及设备计算打基础。
21
• 物料衡算以质量守恒定侓为基础。
• 物料平衡：在单位时间内进入系统的全部 物料质量必定等于离开该系统的全部物料 质量再加上损失掉的和积累起来的物料质 量。
27
• 例:已知原料液流量为1000kg/h，含20％KNO3，进入蒸 发器，蒸出水分W kg/h，浓缩液为S kg/h，含KNO350％ 进入结晶器，结晶产品为P kg/h，含96％KNO3，循环母 液R kg/h，含37.5％KNO3，回到蒸发器再循环，求 W,S,P,R各为多少kg/h？
解：1.绘简图： W kg/h
– 流程图中应绘制出全部计量仪表及其检测点， 并且表示出全部自持控制方案。
8
聚合氯化铝压力喷雾干燥工艺流程图
101.空气过滤器
102、电动调节阀
103、鼓风机
104、加热器（电、汽、油、气、煤）
105、料槽
106、清水槽
107、稳压管
108、管道过滤器
109、高压泵
110、双门卸料阀
111、高效旋风分离器
单位时间内进入系 统的全部物料质量
＝
单位时间内离开系 统的全部物料质量
＋
单位时间内过 程中的损失量
＋
单位时间内系 统内的积累量
22
• 热量衡算：以能量守恒定侓为基础，即在 稳定的条件下，进入系统的能量必然等于 离开系统的能量和损失能量之和
单位时间内进入系 统的全部物料能量
＝
单位时间内离开系 统的全部物料能量
S=974.8 kg/h R=766.5 kg/h
精选PPT
29
• 例:在换热器中将平均比热为3.56kJ/(kg.℃)的某种溶液自 25℃加热到80℃，溶液流量为1.0kg/s。加热介质为 120℃的饱和水蒸汽，其消耗量为0.065kg/s，蒸汽冷凝 成同温度的饱和水后排出。试计算换热器的热损失占水
– 安全控制系统的选择
• 整个流程的各个过程及设备确定后，全面分析，确 定安全控制系统
– 工艺流程的优化
• 总结安全经验，完善和简化工艺流程
7
2.3 工艺流程中规范代号
• 2.3.1 物料代号 • 2.3.2 管道压力及材质代号 • 2.3.3 隔热及隔声代号 • 2.3.4 阀门与管件表示 • 2.3.5 仪表与控制点表示
1000kg/h 20％KNO3
蒸发器
III S kg/h
50％KNO3结晶器来自IIIP kg/h
96％KNO3
R kg/h 37.5％KNO3
2.定基准：1h
3.划范围：范围I，II，III见图
精选PPT
28
1000kg/h 20％KNO3
W kg/h
蒸发器
III S kg/h
50％KNO3
结晶器
＋
单位时间内过 程中的损失量
稳定的条件下能量守恒公式
23
• 通过热量衡算，可以：
– 确定加热剂或冷却剂的消耗量； – 计算传热面积以决定换热设备的工艺尺寸； – 确定合理利用热量的方案以提高热量综合利用
效率；
24
• 热量衡算的两种情况：
– 对单元设备做热量衡算：当各个单元设备之间 没有交换时；
– 对整个过程的热量衡算：当各工序或单元操作 之间有热量交换时；
112、喷雾干燥塔
113、雾化器
114、二级捕集器（干式、湿式）
115、尾气烟囱
116、引风机
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
2.5 工艺过程必要的安全衡算
• 2.5.1 物料衡算 • 物料衡算是在工艺流程确定后进行的； • 物料衡算的目的：根据原料与产品之间的
蒸汽所提供热量的百分数。
解：1.绘简图
120℃饱和水蒸汽 0.095kg/s
25℃溶液 1.0kg/s
2.定基准：1s，0℃，液体
换热器
3.划范围：以换热器为衡算范围
25
• 例：用连续精馏塔分离流量
F为30kmol/h的苯和甲苯的 D
混合液，进料中的苯的摩尔
分数为0.35（以下同），要
求馏出液中苯不小于0.98，
F
残液中苯不大于0.03，试由
全塔物料衡算求馏出液D与 W
残液W的流量。
26
• 解：
30＝D＋W 300.35＝0.98D＋0.03W
D＝10.11kmol/h W＝19.9kmol/h
2、工艺流程安全分析
• 工艺流程：主要是针对生产，为合理使用 各种机械，提高机械使用率，提高总体生 产力的一个工艺技术安排。
• 工艺流程安全运行关系着工艺过程的技术 成熟性和平衡性，涉及工艺过程中多种控 制参数的平衡和正常。
2
2.1 基础资料
• 各种生产方法的技术资料 • 物料衡算资料 • 热量衡算资料 • 设计计算资料 • 车间布置资料 • 管道设计资料 • 非工艺设计计料
4
– 操作条件
• 明确整个生产工序或每台设备的各个不同部位要达 到和保持的操作条件。
– 控制方案
• 确定正确的控制方案、选用合适的控制仪表和控制 技术。
– 安全生产措施
• 如设置防火、防爆措施（设置安全阀等）。
5
• 2.2.2 工艺运行条件分析
– 操作方式
• 连续操作或间歇操作
– 确定主要生产过程
3
2.2 工艺流程解析
• 2.2.1工艺流程内容
– 整个流程的组成
• 工艺流程反映了由原料到产品的全过程，应确定采 用多少生产过程或工序来构成全过程，并确定每个 单元过程的具体任务，以及每个生产过程或工序之 间如何连接、如何平衡、如何实现安全运行。
– 每个过程或工序的组成
• 应采用多少和由哪些设备来完成这一生产过程，各 设备之间如何连接，明确每台设备的作用和主要工 艺参数。
• 同一生产过程可用几种不同的方法来实现 • 同一过程且同一方法也可用不同设备来实现 • 在确定主要过程时，抓住流程的核心——反应过程，由此入手
来逐个建立与之相关的生产过程。
– 合理利用物料和能量
• 分析整个工艺流程中可以回收利用的能量：热能、们能、净压 能。
6
– 确定安全操作条件
• 压力、温度等
II
I
P kg/h
96％KNO3
R kg/h 37.5％KNO3
• 4.列算式： • 方框I：总物料：1000=W+P • KNO3组:1000×0.2=W×0+P×0.96
方框II：总物料：S=P+R KNO3组分:S×0.5=P×0.96+R×0.375
W=791.7 kg/h P=208.3 kg/h