化工设计 第三章 工艺设计概述

扬州工业学院信息化设计教案化工工艺过程包含哪些环节？〔教师提出问题学生回忆所学知识小组讨论教师总结要点〕化学加工过程是将一种或几种化工原料，经过一系列的物理和化学的单元操作，最终获得产品。

一个典型的化工工艺流程一般可由六个单元组成，如下图。

知识链接工艺流程设计的内容：〔知识点授课教师总结〕l 原料贮存原料贮存是指保证原料的供给与生产的需求相适应。

在化工生产中，贮存量主要根据原料的性质、贮存量可为几天至几个月。

本企业可以自己供给的，除了产品生产处有贮存量外，还要有一定裕量作缓冲之用。

2 进料预处理过程一般来说原料大多不符合要求，需要进行处理。

根据反响特点，对原料提出如纯度、温度、压力以及加料方式等的要求，据此采取预热〔冷〕、汽化、枯燥、粉碎、筛分、提纯、混合、配制、压缩等操作或加以组合。

原料预处理的过程是根据原料性质、处理方法而选取不同的装置、不同的输送方式及连接方式，从而可能设计出多种不同的流程。

3 反响反响是化工生产过程的核心。

将原料按比例配好，送入反响器中，在适当的反响条件下，发生化学变化得到产品。

根据反响过程的特点、产品要求、物料特性、根本工艺条件来确定采用的操作条件、反响器类型及采用的生产方式。

确定主反响装置：可参考文献、资料、中试结果或已工业化装置。

①反响器类型及操作方式连续、间歇—反响的动力学特性、物料特性、工艺条件②能量供给、移出方式——反响器结构设计和辅助设施。

③催化反响——催化反响方式和催化剂的选择。

4 产品的别离在实际反响过程中，往往会出现一些副产物或不希望得到的杂质。

反响结束后，产品、副产品、杂质与未反响的原料别离，再分别加以利用。

如果原料的转化率低，可将经别离后未反响的原料再循环返回反响器，再次参与反响以提高收率。

用于产物的净化、别离的过程，往往是整个工艺过程中最复杂、最关键的局部，有时甚至成为制约整个工艺生产能否进行的关键环节，是保证产品质量的极为重要的步骤。

别离技术的选择根本原那么。

第一章化工厂设计的内容与程序第一节化工设计的种类化工设计可根据项目性质分类，也可按设计性质分类。

一、根据项目性质分类（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原厂不同，即算是产品的规模、规格及工艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。

（三）已有装置的改造设计一些老的生产装置其产品质量和产量均不能满足客户要求，或者由于技术原因，原材料和能量消耗过高而缺乏竞争能力，必须对老装置进行改造，其中包括去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”，优化生产过程操作控制，以及提高能量的综合利用率和局部的工艺或设备改造更新等。

这类设计往往由生产企业的设计部门进行。

二、根据设计性质分类（一）新技术开发过程中的设计(1)概念设计。

基础研究结束后，应进行概念设计。

概念设计的规模应是工业化时的最佳规模。

概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计，其作法可参照常规的工程设计方法和步骤，设计工艺流程，进行全系统的物料衡算、热量衡算和设备工艺计算，确定工艺操作条件及主要设备的型式和材质，进行参数的灵敏度和生产安全分析，确定三废治理措施，计算基建投资、产品成本等主要技术经济指标。

(2)中试设计。

按照现代技术开发的观点，中试的主要目的是验证模型和数据，即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。

(3)基础设计。

基础设计是新技术开发的最终成果，它是工程设计的依据。

基础设计有些类似于我国的技术设计，但又有很大的差别。

与技术设计不同的是基础设计除了一般的工艺条件外，还包括了大量的化学工程方面的数据，特别是反应工程方面的数据，以及利用这些数据进行设计计算的结果。

（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。

化工工艺学课程设计设计题目80000吨/年环氧乙烷反应系统工艺设计系别化学与材料工程系专业/班级化学工程与工艺/XXX学号姓名XXX指导老师XXX化工工艺学课程设计课程设计目的：是对学生所学的专业理论知识及某些专业技能的综合利用与实践，使学生能理论联系实际，也是进行化工开发和过程研究的必要准备。

培养学生综合运用各方面的知识与技能解决实际工程问题的创新能力。

课程设计内容：针对性地选择“乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺”，从工艺角度出发对其生产过程和主要设备进行物料衡算、热量衡算、塔设备简捷法计算、换热器设计等工艺计算；对乙烯氧化固定床列管反应器进行计算；对吸收塔中各组分的吸收情况进行计算；并绘制乙烯直接环氧化生产环氧乙烷的带控制点的工艺流程图，书写设计任务书。

设计题目：80000吨/年环氧乙烷反应系统工艺设计（1）空气氧化法包括：制气（吸收塔）、合成(固定床列管反应器)、精制（精馏塔）（2）氧气直接氧化法包括：合成(固定床列管反应器)、精制（精馏塔）要求：至少画一张工艺流程图，一张主设备图目录第一章前言1.1 环氧乙烷概述 (6)1.2 环氧乙烷生产方法概述 (7)1.3 环氧乙烷生产原理 (8)1.3 环氧乙烷工艺流程 (10)第二章塔设备的概述2.1 概述 (13)2.2 板式塔与填料塔的比较 (13)2.3 塔板选择 (13)第三章设计方案简介3.1 装置流程的确定 (15)3.2 操作压力的选择 (15)3.3 浮阀标准 (15)3.4 设计草图 (16)第四章物性计算4.1 塔的物料衡算 (17)4.2 塔板数的确定 (17)4.3 精馏塔的工艺条件及有关数据的计算 (19)第五章塔的主要工艺尺寸计算5.1 塔径的计算 (24)5.2 精馏段地有效高度计算 (25)第六章塔板的主要工艺尺寸计算6.1 溢流装置计算 (26)6.2 塔板布置 (27)6.3 开孔区面积计算 (27)6.4 阀孔计算及排列 (28)第七章塔板的流体力学验证7.1 塔板压降 (32)7.2 液面落差 (32)7.3 液末夹带及泛点率 (32)7.4 漏液点 (33)7.5 液泛（淹塔）情况 (33)第八章塔板负荷性能图8.1 漏液线 (36)8.2 液相负荷下限线 (36)8.3 液相负荷上限线 (36)8.4 液末夹带线 (36)8.5 液泛线 (37)第九章塔的结构与附属设备9.1 塔体结构 (42)9 附属设备计算及选型 (42)附录：1 浮阀塔设计计算结果 (44)2 主要符号说明 (47)3 设计小结 (48)4 参考文献 (49)板式精馏塔设计任务书一、设计题目：环氧乙烷--水精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量） 80000 吨/年操作周期 XXXX 小时/年进料组成 40% （质量分率，下同）塔顶产品组成≥99%塔底产品组成≤1%2、操作条件操作压力 4kPa （表压）进料热状态自选单板压降≤0.7 kPa全塔效率 E T=56％回流比自选3、设备型式筛板塔板4、厂址安徽地区三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、塔的工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图7、设计评述第一章前言1.1环氧乙烷概述[3]低级烯烃的气相氧化都属非均相催化氧化范畴。

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。

化工工艺工程设计-概述说明以及解释1.引言1.1 概述化工工艺工程设计是指在化工生产过程中，根据生产要求和生产设备的特点，进行工艺流程的设计和优化，以确保生产过程的顺利进行并达到预期的生产效果。

化工工艺工程设计涉及到化学反应原理、物质传递、能量转换等多个领域的知识，是化工生产中至关重要的一环。

在化工工艺工程设计中，需要考虑到原料的选择、生产工艺流程的优化、设备的选择和布置、安全性、环保性等方面的因素。

通过合理的设计，可以提高生产效率，减少能耗和资源浪费，同时也能保证产品质量和生产安全。

本文将介绍化工工艺工程设计的基本概念和原则，以及设计流程和方法，希望能为从事化工工艺设计工作的同行提供一些参考和帮助。

文章结构部分的内容如下所示：1.2 文章结构本文将围绕化工工艺工程设计展开讨论，主要包括以下几个方面:1. 化工工艺概述：介绍化工工艺的定义、分类和应用领域，为读者提供一个全面了解化工工艺的基础知识。

2. 工程设计原则：阐述化工工艺工程设计的基本原则，包括安全性、可靠性、经济性和环保性等，为设计实践提供指导和基准。

3. 设计流程：详细介绍化工工艺工程设计的流程步骤，包括需求分析、设计方案确定、设备选型、方案优化和最终设计等，全面展示设计过程的运作方式。

通过以上内容的介绍，读者将能够深入了解化工工艺工程设计的核心概念和实践方法，从而更好地理解和应用在实际工程项目中。

1.3 目的化工工艺工程设计的目的在于通过系统、科学的设计流程，确定合适的生产工艺方案，最大程度地提高生产效率、产品质量，并确保生产过程安全稳定。

通过工程设计，可以有效地避免不必要的生产损失和资源浪费，节约时间和成本。

另外，良好的工艺设计还能确保产品符合法规标准，提升企业形象和市场竞争力。

因此，化工工艺工程设计的目的是为了实现高效、安全和可持续发展的生产过程，提升企业核心竞争力。

2.正文2.1 化工工艺概述化工工艺是指将原材料经过一系列物理或化学变化，转化为有用的化学产品的技术过程。

石油化工设计手册是化工领域的一部重要参考书籍，第3卷主要涉及化工单元过程。

在本文中，我们将深入探讨这一主题，从简到繁地介绍化工单元过程，帮助您更深入地理解这一领域的知识。

1. 化工单元过程概述化工单元是指将原料通过一连串的化学过程，转化成最终产品的设备和系统。

化工单元过程是整个工业生产过程中的重要环节，涉及到炼油、化学品生产、石化生产等多个领域。

通过化工单元过程，原材料可以得到充分利用，生产出高附加值的化工产品。

2. 炼油工艺炼油是化工领域中的重要行业之一，而炼油工艺是炼油过程中的关键环节。

在炼油工艺中，主要涉及到原油的加工、分馏、裂化等过程，最终得到汽油、柴油、煤油等各种产品。

炼油工艺的优化和改进对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。

3. 化学品生产工艺化学品生产工艺是另一个重要的化工单元过程，涉及到多种化学反应和物质转化过程。

在化学品生产工艺中，需要考虑原料的选取、反应条件的控制、催化剂的应用等诸多因素，以确保产品的质量和产量。

4. 石化生产工艺石化生产工艺是指通过石油和天然气等石化资源，生产出各种石化产品的过程。

在石化生产工艺中，需要考虑原料的提炼、加工、合成等多个环节，以满足市场对于各种石化产品的需求。

总结回顾通过本文的介绍，我们对石油化工设计手册第3卷中涉及的化工单元过程有了更深入的了解。

化工单元过程涉及到炼油、化学品生产、石化生产等多个方面，是整个化工生产中至关重要的环节。

对于化工从业者来说，深入理解和掌握化工单元过程的知识，对于提高工作效率、改善产品质量具有重要意义。

个人观点在化工领域，化工单元过程是非常复杂的，需要结合理论知识和实际操作经验才能够进行有效的设计和运行。

科技的不断进步和创新，为化工单元过程的优化和改进提供了更多的可能性，同时也提出了更高的要求。

未来，我期待通过不断学习和实践，能够在化工单元过程领域取得更多的成就。

在撰写本文过程中，我们着重介绍了化工单元过程的概念，并以炼油工艺、化学品生产工艺、石化生产工艺等为重点展开了讨论。