化工工艺概论-化工生产工艺流程46页PPT

对于表中未列出的设备和机器图例，可按实际外 形简化绘制，但在同一流程图中，同类设备的外形 应一致。
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设备类别
表7-2 工艺流程图上的设备、机器图例
代号
图例
塔
T
反应器 R
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设备类别
代号
图例
容器 （槽、罐） V
泵
P
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2.管道流程线的表示方法
用规定的图形符号和文字代号，详细表示所需的全部管 道、阀门、主要管件（包括临时管道、阀门和管件）、公用 工程站和隔热等。
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工艺原pp则t课件流程图
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工艺原则流程图通常采用按工艺流程 顺序，自左至右展开图的形式表示，设备 以示意的图形或符号表示（表7-2），并用 细实线画出，流程图中的主要物料流程的 流程线用粗实线表示，流程方向用箭头画 在流程线上。
当物料经过设备产生变化时，可在流程 的起始部分和物料产生组分变化的设备之 后，在流程线上用指引线引出并列表标注 （指引线及表格线皆用细实线绘制）。标 注出物料变化前后各组分的名称、流量、 质量分数或摩尔分数和每项的总和数等 （标注项目可按需要酌量增减）。
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某丙烯酸甲酯装p置pt课局件部工艺原则流程图
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三、工艺管道仪表流程图(PID)
也称带控制点的工艺流程图。是借助统一规定的 图形符号和文字代号，用图示的方法把建立石油化 工工艺装置所需的全部设备、仪表、管道、阀门及 主要管件，按其各自功能，在满足工艺要求和安全、 经济的前提下组合起来，以起到描述工艺装置的结 构和功能的作用。
加氢裂化命题方向
依照流程描述画图 带仪表控制点的流程图改错

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2.考查实验方法与条件的选择 （2）（2012·广东高考）难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4· 2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡： K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O（s）
2Ca2++2K++Mg2++4S O24 +2H2O
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为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液溶浸杂卤石制备 硫酸钾，工艺流程如下：
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二、提纯类化工生产流程题的必备知识 1.明确常用的提纯方法 （1）水溶法：除去可溶性杂质。 （2）酸溶法：除去碱性杂质。 （3）碱溶法：除去酸性杂质。 （4）氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。 （5）加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。 （6）调节溶液的pH法：如除去酸性铜溶液中的Fe3+等。
=-81 kJ·mol-1。
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4.考查流程中的转化关系 （5）（2011·广东高考)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量 的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾 气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：
（注 ：NaCl熔点为801 ℃；AlCl3在181 ℃升华）
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精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它 们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式
熔点/℃ 沸点/℃
TiCl4 -25.0 136.4
SiCl4 -68.8 57.6
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一、物质制备类化工生产流程题的必备知识 1.熟悉常用的操作方法及其作用 （1）对原料进行预处理的常用方法及其作用。 ①研磨——减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接 触面积，加快反应速率。 ②水浸——与水接触反应或溶解。 ③酸浸——与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液， 不溶物通过过滤除去。

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。

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原料路线的选择原则 ⑴．原料来源的可靠性
原料数量和质量的稳定可靠供应是进行生产的基本条 件。 ⑵．尽可能选择当地或附近的原料 即可确保来源，又能减少运输费用和货运量。 ⑶．经济型 采用不同的原料路线所造成的经济效果，不能单单 只看原料本身的价格。 ⑷．资源利用的合理
他是根据原料性质、处理方法而选择不同的装置 及不同的输送方式，从而设计出不同的流程。
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3反应合成阶段：
可能是多步反应组成的反应网络（多个反应器）。
多个反应器之间可能穿插着分离单元操作。
主反应过程反应装置的设计和选择，是工业生产过程中的 核心部分，也是工艺是否成功的关键所在。因此，在设计 中除可参考借鉴有关数据外，建设单位必须提供反应装置 的完整设计数据。
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二、什么是流程组织
1、流程组织的定义 权衡技术与经济、安全、工程等方面的因素，在过程
开发实验的基础上，结合专家化工生产过程的实际经 验，将某个化工过程的原料准备、反应合成、产物分 离三个阶段的有关单元操作有机地组合在一起，形成 一个较优的工艺流程。 2、流程组织的结果 画出一个详细的流程草图（包含所有的工艺流股）， 并根据过程开发实验的结果，确定流程中的合适的已 知设计条件。 流程组织是化工工艺设计的“龙头”。
流程（尤其是关键设备）的操作弹性； 5、重视流程的运行安全问题； 6、从经济角度，节省流程的固定投资，减少流程的
操作费用； 7、重视副产品回收，同步考虑环保因素；
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四、流程组织的具体任务
流程组织的具体任务 1、原料的预处理； 2、反应途径的合成与挑选； 3、专用地址分配； 4、分离技术的选择； 5、分离顺序的选择； 6、能量集成与管理(热交换网络)；

第三节 工艺流程的分析、评价与优化
三、工业生产的科学性
由于化工生产一般采用连续操作，因此在流程分析与评价时 首先要考虑根据生产方法确定主要的化工过程及设备；然后 根据连续稳定生产的工艺要求，进一步考察配合主要化工过 程所需要的辅助过程及设备，以达到对流程科学性与合理性 的评价。
四、操作控制的安全性
(1)原料的选择和利用 a.降低成本，尽可能选用价廉易得的原料； b.选择合适的工艺流程和最优的工艺条件，尽可能地提高原料的
转化率、反应的选择性和目的产物的收率。
(2)原料的预处理 将原料转化成反应状态下的反应物，包括反应 所需的主要原料、催化剂、溶剂、助剂和水等各种原料的贮存、 制备、净化、干燥及配制等。
2．适用性
亦即可行性。首先要考察被评价流程是否符合国情，建设单位现有的 条件能否承受；其次要考察其可能排放的三废情况及其治理措施。
第三节 工艺流程的分析、评价与优化
3．可靠性
首先，要考察被评价流程是否选择了能够满足产品性能要 求的生产方法，对于大规模的生产过程，是否采用了连续 化操作； 其次，要考察技术是否成熟，对于比较先进但不够成熟， 过程不稳定，易出故障的技术应当谨慎使用； 再次，要考察流程中的关键性技术是否有突破，操作控制 手段是否有效，对一些由于原料组成或反应特性潜在着易 燃、易爆、有毒、对设备有较强的腐蚀性等危险因素，是 否采取了必要的安全措施； 最后，要考虑各项技术经济指标是否达到设计要求。
第四节 典型工艺流程解析
（3）流程改进 Topsφe氨合成流程与前述中型合 成氨厂氨合成工艺流程相比有了很大进步。该流程采 用透平压缩机和透平循环压缩段，避免了油雾对气体 的污染；将循环压缩机置于合成塔人口处，降低了循 环功耗。

11第六章化工生产工艺流程第一节概述一工艺流程的组成二工艺流程图第二节工艺流程的配置一工艺流程配置的一般原则二工艺流程配置的方法2第六章化工生产工艺流程第三节工艺流程的分析评价与优化一技术的先进性适用性和可靠性二经济合理性三工业生产的科学性四操作控制的安全性第四节典型工艺流程解析一氨合成工艺流程解析二乙酸乙烯酯溶液聚合法生产聚乙酸乙烯酯工艺流程解析3第一节概述一工艺流程的组成二工艺流程图4一工艺流程的组成化学工程
• 二段炉： CH4+H2O = CO+3H2
• 变换炉： CO+H2O ƒ H2+CO2
• 脱碳塔： CO2+K2CO3 +H2O ƒ 2KHCO3
• 甲烷化炉：CO+3H2 = CH4+H2O
• 合成塔： 3H2+N2 ƒ 2 NH3
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二、工艺流程配置的方法
1. 原料预处理系统 ⑴原料的选择和利用
化工厂原料的费用一般占60％-80％； 尽可能选用价廉易得的原料； 尽可能提高原料的转化率、反应的选择性和目 的产物的收率。
⑵原料的预处理
①、②、③、④、⑤、
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二、工艺流程配置的方法
2. 反应系统
理想反应器；适宜的反应条件 辅助设备
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化工过程:
化工生产从原料到制成目的产物，经过的一系列物理和 化学加工处理步骤。
每个化工生产过程基本包括三个步骤：
包含原料的预处理、化学反应、产物的分离及精制 化工过程是以化学反应过程为中心。 工业生产中，制备产品氨包括以下步骤： 合格氮气、氢气的制备； 氢气和氮气进行化学反应合成氨； 分离混合气中的产品氨；
通常操作压力为25-30 MPa时采用一级氨冷， 进塔氨含量控制在3％-4％；而在20 MPa合成时采 用二级氨冷，15MPa下合成时采用三级氨冷，此 时进塔氨含量可降至1.5％-2.0％。

（2）改进操作条件;
（3）催化剂有助于开发新的反应过程，发展新的化工技术; （4）催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。
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2.4.1 催化剂的基本特征
催化剂有以下三个基本特征:
（1）催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本 身未发生化学性质和数量的变化; （2）催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速用）， 但不能改变平衡; （3）催化剂具有明显的选择性
乙烯的收率=50%*85.7%*100%=42.9%
例2 丙烷脱氢生产丙烯时，原料丙烷处理量为3000kg/h， 丙烷单程转化率为70%，丙烯选择性为96%，求丙烯产量。 解：丙烯产量=3000*70%*96%*42/44=1924.4(kg/h) ppt课件
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2.2.3 平衡转化率和平衡产率的计算
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2.5 反应过程的物料衡算和热量衡算
物料衡算和热量衡算是化学工艺的基础之一，通过物 料、热量衡算，计算生产过程的原料消耗指标、热负荷和
产品产率等，为设计和选择反应器和其他设备的尺寸、类
型及台数提供定量依据；可以核查生产过程中各物料量及 有关数据是否正常，有否泄漏，热量回收、利用水平和热 损失的大小，从而查出生产上的薄弱环节和限制部位，为 改善操作和进行系统的最优化提供依据。
低，也愈有利于产物的后处理，故工业催化剂的选择性应较 高。
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③寿命 系指其使用期限的长短，寿命的表征是生产单 位量产品所消耗的催化剂量，或在满足生产要求的技术水平
上催化剂能使用的时间长短，有的催化剂使用寿命可达数年
有的则只能使用数月。 催化剂的寿命影响因素：化学稳定性、热稳定性、 机械 稳定性、耐毒性。 ④其他 如廉价、易得、无毒、易分离等。

柴油进出装置
V1CYKGX 柴 油 吸 收 剂 去 P3117
富吸收油自再吸收塔来 原 料 油 自P-3101来 原 料 油 去 E-3102
06/1.2
P-3105/1.2
.
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回流泵
柴油及回流泵
审核
画出分馏塔塔顶控制方案流程图（按仿真流程画）
.
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试画出焦炭塔顶温度控制流程图。（按仿真流程图画）
FfI FfIC FfIA FfIS FfR FfRC FfRA FfRS FfC FfCT
AI AIC AIA AIS AR ARC ARA ARS AC ACT
密度
DI DIC DIA DIS DR DRC DRA DRS DC DCT
粘度
VI VIC VIA VIS VR VRC VRA VRS VC VCT
TC
原 料-蜡 油 回 流 换 热 器
3102
E-3102/A-F 原 料 -蜡 油 换 热 器
E -3 1 0 1/A -H 原 料 -柴 油 换 热 器
接 C-102底 液 控 原 料 油 去 分 馏 塔 底
蜡 油 自 P-3108来
蜡油回流去分馏塔 蜡油去 E3106
蜡 油 自 P3107来 柴 油 去 E-3105 柴 油 自 P-3105来
急 冷 油 自 C-3102
FC 3271
TC 3271
低压蒸汽
PI 3271A
VI2C3101A
LI 3271A
LI 3272A
LI 3273A
TI 3277A
FIQ 3274
低压蒸汽
冷焦水
FC 3275
焦化油自加热炉来 紧 急 放 空 油 去E-3114

主项编号 设备类别代号
同类设备顺序号 相同设备数量尾号
P 07 04 A 氨水泵
设备名称
设备类别代号 （摘自HG/T2051.35-1991)
设备类别 代号 设备类别 代号 设备类别 代号 设备类别 代号
泵
P 塔 T 反应器 R 计量设 备 W
火炬、烟 囱 S
工业炉 F
起重设备 L
其他机械
M
容器
V 换热器
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（2）管道流程线的标注（续）
管道应标注四部分内容：
①管道号(物料代号、工段号、管段序号);
②管径;
③管道等级;
④隔热(或隔声)代号，也可将管道等级和隔热(或隔 声)代号标注在管道下方, 如下图（b）。
（a）
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（b）
主项代号 管径
隔热及隔音功能类型代号
PG 08 01—50 B32L01—D 2
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首页图（续）
首页图如下图：
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三、 施工流程图
施工流程图
又称：工艺管道及仪表流程图或带控制点工艺流程图 1、作用：⑴ 内容较为详尽
⑵ 是设备布置图和管道布置图的设计依据 ⑶ 可供施工安装、生产操作时参考 2、内容： ⑴ 带设备位号、名称和接管口的各种设备示意图 ⑵ 带管道号、规格和阀门等管件以及仪表控制点 的各种管道流程线 ⑶ 对阀门等管件和仪表控制点图例符号的说明
（1）承重结构，如基础（地基、地 板）、柱、墙、梁、楼板等。
（2）围墙结构，如屋面、外墙、雨 篷等。
（3）交通结构，如门、走廊、楼梯、 台阶、坡道等。
（4）排水结构，如挑檐、天沟、雨 水管、勒脚、散水、明沟等。

拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
Байду номын сангаас
化工工艺概论-化工生产工艺流程
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿