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第2章 工艺流程设计概要

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工艺流程设计的基本程序与方法

工艺流程设计的基本程序与方法
反应热 原料、中间体、成品的热容、相变热 热损失
流体力学过程设备的设计数据（粘度、阻力系数） 传热过程设备的设计数据（传热系数、传热膜系数） 传质过程设备的设计数据（干燥曲线、平衡数据） 各种设备的结构图和材料
5.车间布置资料
平立面布置图、制药和精烘包部分布置的特殊要求
6. 管道设计资料
管道布置图和施工说明、管道布置、管道及管件规格、材料 管道敷设和架设方法，管道保温材料
第二篇 车间工艺设计
一、根据项目性质分类
绪论
（一）新建项目设计
新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品的设计。这 类设计往往由开发研究单位提供基础设计，然后由工程研究部门根据建厂 地区的实际情况作出工程设计。
（二）重复建设项目设计
由于市场需要，有些产品需要再建生产装置，由于新建厂的具体条件与
（二）工程设计
根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定，工程
设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。重要的大型企业和使用较复杂的
技术时，为了保证设计质量，可以按初步设计、扩大初步设计及施工图设计三个 阶段进行。一般技术比较成熟的大中型工厂或车间的设计，可按扩大初步设计和 施工图设计两个阶段的设计。技术上比较简单、规模较小的工厂或车间的设计， 可直接进行施工图设计，即一个阶段的设计。
二、可行性研究
可行性研究是以拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建 设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据 。根据原化工部对“可行性研究报告”的有关规定，可行性研究报告的内容如下:
1.总论。包括项目名称、进行可行性研究的单位、技术负责人、可行性研究的依 据、可行性研究的主要内容和论据、评价的结论性意见、存在问题和建议等，并 附上主要技术经济指标表。 2.需求预测。包括国内外需求情况预测和产品的价格分析。 3.产品的生产方案及生产规模。 4.工艺技术方案包括工艺技术方案的选择、物料平衡和消耗定额、主要设备的选 择、工艺和设备拟采用标准化的情况等内容。 5.原材料、燃料及水电汽的来源与供应。 6.建厂条件和厂址选择布局方案。 7.公用工程和辅助设施方案 8.环境保护及安全卫生。 9.工厂组织、劳动定员和人员培训。 10.项目实施规划。 11.投资估算和资金筹措。 12.经济效益评价及社会效益评价。 13.结论包括综合评价和研究报告的结论等内容

工艺流程设计教材(PPT41页).pptx

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(4)原材料、半成品及产品、副产品的规格和性 能；
15
（三）选择工艺路线的工作步骤
（5）试验研究报告； （6）安全技术及劳动保护措施； （7）综合利用及三废治理； （8）生产机械化、自动化程度； （9）装置的大型化与制造、运输情况； （10）重要建筑材料的用量及供应。
16
（三）选择工艺路线的工作步骤
（一）工艺路线选择的原则：
•先进性：先进性体现在两个方面，一是技术上 的先进，二是经济上的合理。两者缺一不可。
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•可靠性
所谓工艺路线的可靠性，是指所选择的技术 路线的成熟程度，只有具备工业化生产的工艺路 线才称得上是成熟的工艺技术路线。
食品工厂设计必须可靠，只能成功，不能失 败。
怎样才能保证所选工艺路线可靠？必须坚持 一切经过试验的原则，“实践是检验真理的唯一 标准”，只有经过一定时间的试生产，并验证技 术成熟，生产可靠，有一定的经济效益，才能进 行正式设计。不允许把工厂当成试验厂来设计； 也不允许把不成熟的技术应用到工厂设计中去。
6
（三）工艺流程设计的主要任务
1.确定由原料到成品的各个生产过程及顺 序，即说明生产过程中物料和能量发生 的变化及流向，应用了哪些反应及化工 过程和设备。
2.绘制工艺流程图。
7
一、工艺路线的选择
工艺路线的选择也就是生产方法的选择，是 食品工厂设计的关键步骤。一般要对可选择的各 种生产方法进行全面的比较分析，从中选出技术 先进、经济合理的工艺路线，以保证项目投产后 达到高产、低耗、优质和安全运转。
3
• 工艺流程：就是各种产品生产所采用的方法、 步骤和途径及其各环节必需的技术参数。
• 工艺流程设计：是确定生产过程的具体内容、 顺序和组合方式，并最后以工艺流程图的形式 表示出整个生产过程的全貌。

化工设计概论之工艺流程设计PPT(共103页)

化工设计概论之工艺流程设计PPT(共103页)

反 应
产品 分离
产品 精制
贮存 包装
一、概念设计
1.工艺路线的流程化
将这六个过程详细地加以研究，具体 化到各个过程需要哪些化工单元操作加以 组合，各化工单元操作又需要什么样的装 备、设备、机械，这些单元操作的运行参 数以及它们的运行次序，物料在化工单元 操作中的“流水线”关系，以保证获得预 期质量和数量的产品，这个将工艺过程具 体化的设计过程，称为工艺路线的流程化。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计步骤 工艺流程设计一开始，首先进行概
念设计或方案设计，设计出工艺流程草图， 经物料计算后，再设计出工艺物料流程图， 当设备计算结束时，开始绘制初步设计的 管道及仪表流程图，只有当车间设计结束， 进一步修改流程图后才能最后画出正式的 施工图阶段的管道及仪表流程图。
第三节 工艺流程设计
产控制和管理。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计是工艺设计的核心，它 通过工艺流程图的形式，形象地反映化 工生产由原料输入到产品输出的过程， 其中包括物料和能量发生的变化，物料 的流向以及生产中所经历的工艺过程和 使用的设备仪表等。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计的主要任务
（1）确定生产流程中各个过程的具体内容， 顺序和组织方式，操作条件，控制方案，确定 “三废”治理方案，确定安全生产措施，达到 加工原料以制得所需产品的目的。
（2）在工艺流程设计的不同阶段，绘制不 同的工艺流程图。
第三节 工艺流程的设计
工艺流程设计的原则
(1)尽可能采用先进设备、先进生产方法及成熟 的科学技术成就，以保证产品质量。
(2)充分利用原料，努力提高原料利用率，提高生 产率，采用高效率的设备，降低原材料消耗及 水电汽消耗，降低产品的生产成本，降低投资 和操作费用，以便获得最佳的经济效益。

通用技术第二册第二章流程与设计_第三、四节

通用技术第二册第二章流程与设计_第三、四节

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下料
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划线
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锯削
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锉削
68
划螺孔中心线
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用样冲打眼
钻孔
70
攻丝
71
倒 角
72
淬火
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一个产品的生产流程设计一般由
材料准备环节、加工环节、组装 环节、质量检查环节组成。
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第四节 流程的改进设计
一、流程改进的目的
随着人们对客观事物认识的深化和科学 技术的进步，生活、生产中的许多流程 也在不断改进变化。
放入购物篮 到出口处验货交款
购物完成
今天人们对产品和服务的要求越来越高，个性化、便捷和 安全等都成为改进流程的目的，也是提供产品和服务的公 司、企业为提高经济效益与竞争力的手段之一。
例如：回家开锁进门流程：
拿出钥匙
插入匙孔
旋转钥匙
开门进屋
随着个人识别系统的出现，流程可以改进为
站在门前 手指放在指纹识别器上 系统识别 门开
流程改进的步骤:
1、分析流程的现状 2、确定改进的目标和要求 3、确定改进的方案
流程改进的方法:
（1）对环节进行改进 （2）对时序进行改进 （3）对环节和时序都进行
洗衣服 烧菜 煮饭 1小时 40分钟30分钟
吃饭 20分钟
1洗0分碗钟2小时40分钟
煮饭
洗衣服 1小时
30分钟 烧菜
吃饭 20分钟
一、流程设计的一般过程
同学们回忆在吃米饭时，会遇到什 么问题?
怎样把水稻变成大米？
请同学们快速阅读P56页的内容
一、流程设计的一般过程
1.设计水稻加工工艺流程
1、明确任务 、了解背景
2.需要经过收获，晾晒， 运输和仓储等过程。

第2章 工艺流程设计

第2章 工艺流程设计

二、工艺流程设计方法
工艺流程主要分四个部分:原料预处理、反应、产物后 处理（分离净化）和三废处理。 一般的工作方法:
(1) 以反应过程为中心；
(2) 原料预处理过程； (3) 产物的后处理； (4) (5) (6) (7) 未反应原料的循环或利用以及副产物的处理； 确定“三废”排出物的处理措施； 确定操作条件和控制方案； 制定切实可靠的安全生产措施。
第三节 工艺流程图
一、工艺流程图概述
把各个生产单元按照一定的顺序组合在一起，并用图 形描绘出来，即为工艺流程图。
二、生产工艺流程设计的三个阶段
• 1. 生产工艺流程示意图 反映原则流程的方框图 • 2. 生产工艺流程草图 • 反映画有主要设备和流程线的方案流程图 • 3. 生产工艺流程图 • 全部流程的主要图样（见后图）
二、生产方法和工艺流程确定的步骤
三个阶段: 1.搜集资料，调查研究
2.落实设备 3.全面对比
主要比较下列几项：
① 几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势；
② 工艺路线的长短； ③ 生产能力及产品规格；
④ ⑤ ⑥ ⑦
原材料、能量消耗情况； 建设费用及产品成本； 三废的产生及治理情况； 其他特殊情况。
第二章 工艺流程设计
主要内容：
1.生产方法和工艺流程的选择 2.工艺流程设计 3.工艺流程图绘制 4.典型设备的自控流程
第一节
生产方法和工艺流程的选择
一、生产方法和工艺流程选择的原则
1．先进性 技术先进、可行和经济合理 2．可靠性 所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。 3．结合国情 不能单纯从技术观点考虑问题，应从国情出发 考虑各种具体问题。 全面衡量、综合考虑、全面分析、反复对比后 选出优点较多、符合国情、切实可行的技术路线和 工艺流程。

精选工艺流程设计课件PPT80页

精选工艺流程设计课件PPT80页
PID
这几种图由于要求不同，其内容和表达的重点也不一致，但彼此之间却有着密切的联系。
§3 工艺流程图-工艺流程草图
定义：表达整个工厂或车间生产流程的图样，供设计开始对工艺方案讨论用。
组成：物料流程、图例、设备一览表
1、物料流程 a，设备示意图：大致轮廓和示意结构，甚至可用一方框代替。管道及仪表流程 图上的设备、机器图例见（HG/T 20519-2009），图形线条宽度为0.25或0.3mm。 b，流程管线及流向箭头：画出全部物料管线和一部分动力管线（如水、蒸汽、 压缩空气、真空等），物料管线：粗实线（0.9~1.2mm）；动力管线：中实线 （0.5~0.7mm）；引线等细实线（0.15~0.3mm）（ HG/T 20519-2009 ）。 c，文字注释：写出必要的内容，如设备名称、物料名称及物料流向等。 2、图例：只需标出管线图例。 3、设备一览表：只包括序号、位号、设备名称和备注。 画法：由左向右展开，先物料流程，其次图例，最后标题栏和设备一览表。
§2 工艺流程设计
一、流程设计的任务
流程设计和车间布置设计是决定整个车间（装置）基本面貌的关键性 步骤，对设备设计和管路设计等单项设计也起着决定性的作用。
流程设计的主要任务
确定生产流程中各个生产 过程的具体内容，顺序和 组合方式，达到由原料制 得所需产品的目的。
绘制工艺流程图，要求以 图解的形式表示生产过程 中当原料经过各个单元操 作制得产品时，物料和能 量发生的变化及其流向，
液氨
CG
DNW
脱盐水
FL
液体燃料
SG
DW 饮用水、生活用水 ERL 液体乙烯或乙烷 FW
物料名称 氢
惰性气
氮 泥浆 真空排放气 熔盐 排液、导淋 放空 氨水 转化气 合成气 消防水

《工艺流程设计》PPT课件

搜集资料要重点搜集那些为自己研究所需要的资料也要了解和掌握那些观点不一或与自己构思相对立的资料这样才能全面的比较对照分析从而得出正确的或比自己构思更加先进的结论化工设计20052006学年designchemicalengineering化工设计化工设计2生产方法比较确定技术经济安全主要优缺点数据作为比较依据选出符合我国国情化工设计20052006学年designchemicalengineering化工设计化工设计1满足产品性能规格的要求项目产品应尽可能比老产品有更好的性能费用2尽量采用先进生产指标符合国情垃圾处理技术化工设计20052006学年designchemicalengineering化工设计化工设计若拟引进专有技术或者专利必须对引进技术的软硬件进行充分的调查研究对比多家供应商的技术先进性可靠性和购买专有技术或者专利所需的费用
化工设计（2005-2006学年)
7
Design of Chemical Engineering 化工设计
• （3）工艺路线必须具备工业化生产条件 • （若拟引进专有技术或者专利，必须对引 进技术的软、硬件进行充分的调查研究， 对比多家供应商的技术先进性、可靠性和 购买专有技术或者专利所需的费用。）
22:18
化工设计（2005-2006学年)
6
Design of Chemical Engineering 化工设计
• 3选择生产方法时注意事项 • （1）满足产品性能规格的要求（项目产品 应尽可能比老产品有更好的“性能费用 比”）。
• （2）尽量采用先进生产指标（符合国情， 垃圾处理技术）
22:18
22:18
化工设计（2005-2006学年)
2
Design of Chemical Engineering 化工设计

总结工艺流程设计的主要内容

总结工艺流程设计的主要内容
一、确定工艺过程
确定产品制造过程中的主要工序和次序,比如采购、制作、成型、组装等。

二、分析每个工序
对每个工序进行详细分析,包括工序名称、工序编号、工序描述、操作要点、操作方式、所需工具设备、工艺参数等技术要素。

三、制定工艺标准
针对每个工序制定标准操作流程、标准操作时间、标准工具、标准材料以及质量标准等。

四、描述工艺流程
使用流程图或流程描述方式,清晰展示各个工序的顺序关系,材料和信息流向。

突出关键工序。

五、优化流程
对流程进行优化,如原地流转、并行操作等,以提高效率,减少非增值动作。

六、组织流程管理
描述流程管理机制,如检验负责人设定,记录表下载等,确保流程有序进行。

七、流程验证与完善
实际生产过程中验证流程设计是否可行,不断收集信息进行跟进完善,确保流程科学合理。

第二章_工艺流程设计ppt课件

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。
第二章 工艺流程设计
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、处理方法不同可 选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。
2. 原料路线的选择 根据当地资源情况，原料的运输情况，不同原料引发出来
的反应条件、转化率；不同原料主、副反应的产品是否满足需 要等决定原料路线。
第二章 工艺流程设计
3. 落实设备
国内已有定型产品
技术力量
设备类型 需进口设备 需重新设计制造
4. 全面对比
设计制造单位 加工条件 材料供应 设计、制造进度
第二章 工艺流程设计
• 本章主要内容：
2.1 生产方法和工艺流程的选择 2.2 工艺流程设计 2.3 工艺流程图 2.4 典型设备的自控方案
第二章 工艺流程设计
《化工设计》
• 本章重点难点：
➢ 工艺流程选择原则和设计方法； ➢ 工艺流程图的类型及其绘制法； ➢ 设备、管道、阀门与管件、自控方案的表示方法。
(3) 产物后处理 ➢ 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 ➢ 第产二物章 工中艺流有程固设计体产品，也增加了后处理过程。
(4) 三废处理 三废：废气、废液、废渣 ➢所含有害物质在排放前应该达到排放标准——相关政策法规! ➢尽量综合利用，变废为宝； ➢污染问题不解决，不允许投产。

通用技术__必修2---第二章第三节 流程的设计讲述


工艺
设备 人员资金 环境
注意：不同行业的流程有不同的特点，流程设计中应考虑的 基本因素也各不相同。如农业生产中还要考虑：气候、季节、自 然灾害、生态平衡等。
6
马上行动
1、处于城乡结合地带的某乡，现要在乡里新建 一个小化肥厂，在流程设计上应考虑哪些因素？ 应考虑：工艺方案、降低能源和原材料消耗、减 少污染排放、在资金允许的情况下选用精良设 备和技术人员以提高生产效率。对工业方面
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下料
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划线
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锯削
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锉削
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划螺孔中心线
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钻孔
用洋冲打眼
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攻丝
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倒 角
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淬火
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一个产品的生产流程设计一般由
材料准备环节、加工环节、组装 环节、质量检查环节组成。
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加工零件的基本流程：
1. 工艺技术员根据图纸编写加工工艺卡（流程卡： 注明了工序和每道工序的技术要求）。 2. 工艺卡与零件图纸一起发到各工种的工人手中， 工人按图纸和工艺卡上的技术要求进行加工。 3. 质量检查员按照图纸和工艺卡的技术要求进行 检查，发现加工质量不合格的根据情况作出处 理，或者返工，或者报废。
确定目标，明确任务
修 改 方 案
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四、流程设计举例
小铁锤的加工流程设计 (手工制作)
1.确定目标，明确任务：制作小铁锤。 2.分析基本因素：设备、材料、加工方法、热处理。 3 明确主要事项(步骤)：制作锤头、柄、装配。 设备：常用的金工工具、台钻、砂轮机、热处理 4.划分环节，确定时序，画出加工流程图： 设备等； 材料： 45号钢和q235下料 棒料； 划线 锤头的加工流程 锯削 锉削 工艺：采用手工加工、铁锯下料、锤头部分的加 划螺孔 淬火 电镀 钻孔 攻丝 倒角 工用锉刀锉平面、台钻钻孔、手工攻丝、锤柄部 中心线 分的圆头有砂轮机磨削、螺纹用板牙套丝 磨削 板牙 ; 电镀 锤柄的加工流程 下料 热处理：淬火。 圆头 套丝 11
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第二章 工艺流程设计
主要内容：
1.生产方法和工艺流程的选择 2.工艺流程设计 3.工艺流程图绘制 4.典型设备的自控流程
第一节
生产方法和工艺流程的选择
一、生产方法和工艺流程选择的原则
1．先进性 技术先进、可行和经济合理 2．可靠性 所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。 3．结合国情 不能单纯从技术观点考虑问题，应从国情出发 考虑各种具体问题。 全面衡量、综合考虑、全面分析、反复对比后 选出优点较多、符合国情、切实可行的技术路线和 工艺流程。
对于小规模化工厂没有必要绘制此图。
全厂总工艺流程图或物料平衡图
• （二）物料流程图 • 是以表格和图形相结合的形式表达流程的图样。 • 内容有： • 1. 图形：设备的示意图形和流程线
•
• • • •
2. 标注：设备位号、名称和特性参数，物料的
组成、流量，主要工艺参数。 3.标题栏：包括图名、图号、设计阶段 （见下图示）
管道的表示方法
一般应画出所有工艺物料和辅助物料管道
常见的物料代号规定
常用阀门图形符号
1．带控制点的工艺流程图（初步设计阶段）
2. 带控制点的工艺流பைடு நூலகம்图（施工图设计阶段）
（四）工艺管道及仪表流程图（PID）
反映工艺流程中设备、管道及仪表连接关系和 自动控制流程方案的图形。
内容有：
1. 标注：设备位号及名称、仪表位号（包含仪表 参量代号、自控功能代号）等。 2. 图形：相关设备简图、物料和仪表流程线、所 有仪表和仪表控制件。 3. 表格：表示连接仪表的管段代号、尺寸，阀门 尺寸及连接方式。 （见下图）
工艺流程示意图
工艺流程草图
三、工艺流程图 工艺流程图包括： 1．全厂总工艺流程图或物料平衡图 2．物料流程图（PFD） 3. 带控制点的工艺流程图 4．工艺管道及仪表流程图（PID）
四、工艺流程图的绘制
（一）全厂总工艺流程图或物料平衡图
1.功能及作用：为设计说明部分提供的全厂总流 程图样。对综合性化工厂改称为全厂物料平衡图。 2.绘制方法：各车间（或工段）用细实线方框示 意。流程线只表示主要物料，用粗实线表示，箭头 表示物料流向。 3.标注：标注车间名称；各车间原料、半成品和 成品的名称、平衡数据和来源、去向。 （见下图示）
塔顶的流程与调解方案
5.反应器
反应釜温度控制
CSTR的温度及进、出料流率控制
6.化工过程系统控制
将化工过程分为若干子系统，然后按子系统设计优 化控制方案。
（A）优化的冷却子系统的 控制配置
（B）优化的进料预热子系统 的控制配置
（C）优化的反应器子系统的 控制配置
（D）优化的闪蒸器子系统的
控制配置
第三节 工艺流程图
一、工艺流程图概述
把各个生产单元按照一定的顺序组合在一起，并用图 形描绘出来，即为工艺流程图。
二、生产工艺流程设计的三个阶段
• 1. 生产工艺流程示意图 反映原则流程的方框图 • 2. 生产工艺流程草图 • 反映画有主要设备和流程线的方案流程图 • 3. 生产工艺流程图 • 全部流程的主要图样（见后图）
二、生产方法和工艺流程确定的步骤
三个阶段: 1.搜集资料，调查研究
2.落实设备 3.全面对比
主要比较下列几项：
① 几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势；
② 工艺路线的长短； ③ 生产能力及产品规格；
④ ⑤ ⑥ ⑦
原材料、能量消耗情况； 建设费用及产品成本； 三废的产生及治理情况； 其他特殊情况。
2. 物料流程图（PFD）
常用设备图例
1. 塔器类
2. 容器类
3. 泵及输送机械类
4. 其它设备类
（三）带控制点工艺流程图 带控制点工艺流程图是管道及仪表流程图中的 重要图样。 内容有：
1. 图形：设备的简单图形和流程线，配以主辅管线及管件、 阀门、仪表控制点符号。 2. 标注：设备位号、名称，管段编号、控制点代号必要的尺 寸、数据等。 3. 图例：代号、符号及其它说明。 4. 标题栏：包括图名、图号、设计阶段 5. 表示方法： （见下图示）
第二节 工艺流程设计
一、流程设计的任务
主要任务： 一是确定流程各生产过程的具体内容、顺序和组合方式； 二是绘制工艺流程图. 按步骤逐步解决以下问题: (1) 确定整个流程的组成 (2) 确定每个过程或工序的组成，设备的选型 (3) 确定操作条件 (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
二、工艺流程设计方法
工艺流程主要分四个部分:原料预处理、反应、产物后 处理（分离净化）和三废处理。 一般的工作方法:
(1) 以反应过程为中心；
(2) 原料预处理过程； (3) 产物的后处理； (4) (5) (6) (7) 未反应原料的循环或利用以及副产物的处理； 确定“三废”排出物的处理措施； 确定操作条件和控制方案； 制定切实可靠的安全生产措施。
工艺管道及仪表流程图（PID）
（五）仪表控制点的表示方法 1.仪表的图形
2.仪表功能字母代号
(3)仪表位号 3.仪表位号标注
4.部分仪表功能图例
（五）仪表控制调节方法
1.离心泵流量调节
2.真空泵流量调节
3.换热器温度控制方案
4.精馏塔 按 精 馏 段 指 标 控 制 方 案
按 提 馏 段 指 标 控 制 方 案