常用化工单元操作基本知识
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化工单元过程及操作化工单元是在化工生产过程中完成特定化学转化或物质分离的设备或系统。
不同的化工单元在化工生产中扮演着不同的角色,包括反应器、分离器、转化器等。
以下是一些常见的化工单元及其基本操作:1. 反应器(Reactor):•功能:用于进行化学反应或物质转化,通常在高温高压或特定催化条件下进行。
•操作:操作员需要控制温度、压力、反应物料的供给和搅拌速度等参数,确保反应的进行和安全。
2. 分离器(Separator):•功能:用于将混合物中的不同成分分离,例如蒸馏塔、萃取器和结晶器等。
•操作:调节温度、压力和物料流动速度,以便分离出所需的产品或组分。
3. 蒸馏塔(Distillation Column):•功能:用于分离液体混合物中不同沸点的成分。
•操作:控制塔内不同层次的温度和压力,调整进料速率和提取出不同沸点成分的出口流量。
4. 搅拌罐(Mixing Tank):•功能:用于混合不同原料或化学物质,使其均匀混合。
•操作:控制搅拌速度、温度和加料速率,确保充分混合并达到所需的反应或混合效果。
5. 反应器控制与监测:•自动化控制系统:使用PLC、DCS或SCADA系统实现对反应器的自动化控制,包括温度、压力、搅拌速度等的监测与调节。
•在线监测:使用传感器、仪器或在线分析仪器监测反应物料的质量、组分和反应进程。
这些是常见的化工单元及其基本操作方式。
在化工生产过程中,操作员需要严格遵循工艺流程,确保操作安全,并根据实验室数据和控制系统指示进行操作。
化工生产往往需要高度的技术要求和严格的安全标准,操作人员需要接受专业的培训和指导。
化工单元操作基础知识目录一、内容概要 (2)1.1 化工单元操作的定义与重要性 (2)1.2 化工单元操作的基本分类 (4)二、化工单元操作基础知识 (5)2.1 流体流动与输送 (6)2.1.1 流体流动的基本概念 (8)2.1.2 流体输送设备 (9)2.1.3 管道与附件 (10)2.2 传热与热量交换 (11)2.2.1 传热基本原理 (12)2.2.2 热量交换设备 (13)2.2.3 传热过程的优化与控制 (14)2.3 蒸馏与分离技术 (15)2.3.1 蒸馏原理与操作 (16)2.3.2 分离技术概述 (18)2.3.3 蒸馏塔与分离设备 (19)2.4 化学反应工程基础 (20)2.4.1 化学反应类型与特点 (22)2.4.2 反应器类型及选择 (23)2.4.3 反应过程的优化与控制 (24)2.5 干燥与浓缩 (25)2.5.1 干燥技术概述 (27)2.5.2 浓缩技术概述 (28)2.5.3 干燥与浓缩设备 (29)三、化工单元操作实践应用 (31)3.1 化工生产过程中的单元操作组合与应用 (33)3.2 化工单元操作的优化与改进策略 (34)3.2.1 操作参数的优化 (35)3.2.2 设备选型的注意事项 (36)四、安全与环保知识在化工单元操作中的应用 (38)4.1 化工单元操作的安全管理要求与措施 (39)4.2 环保法规在化工单元操作中的实施与应用 (40)五、实验技能与操作实践 (41)5.1 实验基础知识与技能培养要求 (43)5.2 实验操作实践案例及分析讨论题库及答案解析等辅助内容安排说明等44一、内容概要化工单元操作的基本原理:阐述化工单元操作的基本原理,包括传质、热量传递、反应动力学等方面的知识。
化工单元操作的操作条件:分析影响化工单元操作性能的主要操作条件,如温度、压力、流量等参数的控制方法。
化工单元操作设备与工艺流程:介绍常用的化工单元操作设备及其结构特点,以及典型的化工生产流程。
化工单元操作相关知识1.什么是化工单元操作?一个化工产品的生产是通过若干个物理操作与若干个化学反应实现的。
尽管化工产品千差万别,生产工艺多种多样,但这些产品的生产过程所包含的物理过程并不是很多,而且是相似的。
比如,流体输送不论用来输送何种物料,其目的都是将流体从一个设备输送至另一个设备;加热与冷却的目的都是得到需要的操作温度;分离提纯的目的都是得到指定浓度的混合物等。
因此把这些包含在不同化工产品生产过程中,发生同样物理变化,遵循共同的物理学规律,使用相似设备,具有相同功能的基本物理操作,称为单元操作。
2.单元操作按其遵循的基本规律分类:(1)遵循流体动力学基本规律的单元操作:包括流体输送、沉降、过滤、固体流态化等;(2)遵循热量传递基本规律的单元操作:包括加热、冷却、冷凝、蒸发等;(3)遵循质量传递基本规律的单元操作:包括蒸馏、吸收、萃取、结晶、干燥等;(物质从物体或空间的某一部分转移到另一部分的现象)3.流体输送单元操作的相关知识3.1什么叫流体输送?流体输送指的是流体以一定流量沿着管道(或明渠)由一处送到另一处.3。
2流体输送在化工生产中的作用?化工生产处理的物料多数为流体,按工艺要求在各化工设备和机器之间输送这些物料,是实现化工生产的重要环节。
化工生产中物料的种类很多,被输送流体的性质如密度、粘度、毒性、腐蚀性、易燃性与易爆性等各不相同,而且流体的,压力从高真空到高压,每小时的输送量从0。
01m³到100m³以上,所以输送流体所用的流体输送机械有多种形式,制作材料也是多种多样的.3。
3化工生产中常用的流体输送机械有哪些?常用的有离心泵、往复泵、高油压泵、旋转泵等。
3。
4化工生产中常用流体输送机械的制作材料主要有哪些?化工生产中,流体大都用密闭的管道输送。
为调节流量,改变流向以及实现流体的分流或合流,管道中装有阀门、弯头和三通等管件。
管道和管件由碳钢、铸铁、不锈钢、铜、铝和铅等金属材料或塑料、陶瓷、玻璃和石墨等非金属材料制成,其中以碳钢和铸铁应用最广。
化工单元操作技术
一、引言
化工单元是指用于完成化学反应、物理分离和能量转化等工艺过程的设备。
正确的操作技术对确保生产安全和生产效率具有重要意义。
为此,本文将介绍一些常见的化工单元操作技术,以提供参考和指导。
二、原料搬运与添加技术
1. 选择合适的搬运设备,确保容器稳定、密封,避免漏料和溢料。
2. 根据操作要求,遵循正确的添加顺序和比例,避免原料错误添加导致化学反应异常。
三、反应过程控制技术
1. 了解反应条件和反应机理,合理调节温度、压力和搅拌速度等参数。
2. 定期监测反应物的浓度、反应速率和产物质量,及时调整操作参数。
四、物料分离技术
1. 根据物料特性选择合适的分离方法,如精馏、萃取和结晶等。
2. 控制分离过程的温度、压力和流量等参数,确保分离效率和产品质量。
五、设备维护与保养技术
1. 定期进行设备检查,发现异常及时处理,确保设备安全运行。
2. 清洗和保养设备,防止堵塞和腐蚀,延长设备使用寿命。
六、紧急情况处理技术
1. 组织安全演练,熟悉紧急处理程序和设备应急停车装置的操作。
2. 遇到事故和泄漏时,要迅速采取必要的应急措施,保护人员安全和环境。
七、操作培训与合规管理技术
1. 加强化工单元操作培训,提高操作员的技能和意识。
2. 遵守相关法规、规范和标准,建立健全的操作管理制度,确保操作符合规定。
八、总结
化工单元操作技术是确保化工生产安全和效率的关键环节。
操作员应掌握以上技术,遵循操作规程,确保操作过程可靠和稳定。
要不断学习和总结,不断改进操作技术,提高化工单元操作质量和效率。
化工单元操作的种类及应用化工单元操作是指将原料经过一系列工艺操作,转化成产物的过程。
它是化工生产中的重要环节,涵盖了各种不同的操作类型。
下面将介绍几种常见的化工单元操作及其应用。
1. 反应操作:反应操作是化工流程中最关键的环节之一。
它指的是将原料在特定条件下与催化剂或其他反应物相互作用,从而获得所需的化合物。
反应操作广泛应用于化学合成、有机合成、催化反应等领域。
例如,合成酯的反应,用于制备涂料、香精等;合成氨的反应,用于制备肥料和化学品。
2. 分离操作:分离操作包括物质分离、组分分离和相分离等。
它是将精细分散的原料中的有用组分或产品与其他组分分离开来的过程。
分离操作是化工生产中最常见的操作之一,其应用广泛,包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等。
例如,酒精的蒸馏分离和提纯,用于酒类酿造;石油炼制中的分馏、萃取和吸附操作,用于得到不同油品和化学品。
3. 干燥操作:干燥操作是将湿润原料中的水或其他溶剂迅速或逐渐地蒸发除去,使其达到一定的干度要求的过程。
干燥可以通过自然干燥或加热干燥实现。
干燥操作广泛应用于化工生产中,如制药、食品、化妆品和冶金等领域。
例如,在制药行业中,药品的干燥操作是确保药品质量和稳定性的重要步骤。
4. 传质操作:传质操作是指物质从一个相中向另一个相中转移的过程。
传质操作包括传质反应和传质分离。
传质操作应用广泛,如气体吸收、液体萃取和膜分离等。
例如,在制糖工业中,采用碱法从植物纤维中萃取出糖分。
5. 流体操作:流体操作是指通过改变物料的流动状态以实现特定的目的。
流体操作包括输送、搅拌、混合和分散等。
在化工生产中,常见的流体操作包括泵送、搅拌槽、管道输送和砂浆制备等。
例如,在某些化学反应过程中需要将反应物输送至反应釜中的过程就是流体操作。
总之,化工单元操作是化工生产中的关键环节,涵盖了反应、分离、干燥、传质和流体等不同类型的操作。
这些操作在化工生产中扮演着至关重要的角色,广泛应用于不同行业,包括制药、化妆品、食品、石油和化学品等领域。
化工单元过程与操作化工单元是指利用化学原理、物理原理和工程技术,对原材料进行加工,生产出一种特定的化学产品的过程。
这种过程通常包括多个步骤和操作,如反应器、分离塔、过滤等。
这些步骤和操作的设计和实施直接影响化工单元的效率和安全性。
一、反应器反应器是化工过程中最基本的单元,它通常是一个大型的容器,容器内充满了化学原料和反应产物。
反应器通常有三种主要类型:批量反应器、连续流反应器和半连续流反应器。
批量反应器是一种适用于小规模生产的反应器,它在一段时间内将原料加进去,然后进行反应,最后得到产物。
连续流反应器是一种适用于大规模生产的反应器,原料流过反应器,进行连续反应。
半连续流反应器则是介于两者之间的一种反应器,它将原料以固定间隔或在固定位置输入反应器。
反应器的设计和操作关键在于控制反应过程,化学反应过程是一个复杂的动态过程,它涉及到多个变量,如温度、压力、倒出与加入速率等。
因此,对反应器的操作需要有精细的计量、调节和控制方案。
二、分离塔分离塔是一种用于将混合物中的不同成分分离出来的设备,在化工流程中具有重要的地位。
分离塔常见的类型包括蒸汽塔、精馏塔、萃取塔、吸收塔等。
精馏塔是化工过程中最常用的分离塔,它基于不同物质在不同环境下的沸点差异,将混合物分离成更纯的成分。
萃取塔则是利用化学反应的差异性,采用溶剂分离法对混合物进行分离。
吸收塔则是采用气体-液体接触的方式,将气体中的污染物和液体中的吸收剂接触起来,从而达到去除污染物的效果。
分离塔的设计和操作基于物质的性质差异和分离条件的变化。
例如,在精馏塔中,设计者需要合理地设置塔板布局、塔板筒快和塔壳形状等因素,确保分离过程达到预期效果。
三、过滤过滤作为化工过程中的一个重要的操作步骤。
它的主要作用是在化学反应中分离出来的固体杂质。
过滤操作通常分为重力过滤、压力过滤、离心过滤和真空过滤等。
重力过滤是将混合物置于筛网上进行筛选。
重力过滤速度较慢,对过滤物料的杂质容忍度较高。
化工单元操作教程1. 简介化工单元是化工生产过程中的基本操作单元,用于实现化学反应、分离、提纯、浓缩、干燥等工艺过程。
本教程将介绍化工单元的基本操作流程、注意事项和常见问题解决方法,帮助初学者快速掌握化工单元操作技巧。
2. 操作流程2.1. 准备工作在进行化工单元操作前,需要做好以下准备工作:•确认操作对象:确定要操作的化工单元以及操作装置的类型和规格。
•安全检查:检查化工单元的操作装置和周围环境是否存在安全隐患,保证操作过程的安全性。
•准备操作材料:准备所需的原料、试剂、溶剂等。
•准备操作工具:准备所需的操作工具,如称量器、搅拌器、温度计等。
2.2. 操作步骤根据不同的化工单元和工艺要求,具体的操作步骤可能会有所不同。
下面以常见的化工单元操作(如反应釜、蒸馏塔)为例,介绍一般的操作步骤:2.2.1. 反应釜操作步骤1.将反应釜连接至供电源,确保电源正常。
2.打开排气阀,排除可能存在的空气。
3.检查反应釜的密封情况,确保密封处无渗漏。
4.将所需原料按照配比放入反应釜中。
5.根据反应条件要求调节温度、压力等参数。
6.打开搅拌器,开始搅拌。
7.启动加热或冷却系统,控制温度。
8.监测反应过程中的温度、压力等关键参数,保证操作过程的安全性和效果。
2.2.2. 蒸馏塔操作步骤1.将蒸馏塔与加热系统、冷却系统等连接。
2.检查蒸馏塔的密封情况,确保密封处无渗漏。
3.将所需混合物或溶液注入蒸馏塔的料仓。
4.启动加热系统,控制加热功率。
5.启动冷却系统,控制冷却水流量和温度。
6.随着温度的升高,观察混合物的沸腾情况,并根据情况调节加热功率。
7.观察塔顶出口处的液体流动情况,根据需要调节冷却水流量和温度。
8.根据目标物质的沸点,收集相应的馏分。
3. 注意事项在进行化工单元操作时,需要注意以下事项:•严格遵守操作规程和操作指导书,确保操作过程的安全性。
•确保操作装置的密封性能良好,防止泄漏和事故发生。
•注意操作环境的通风和防护,避免有毒气体或腐蚀性气体对人身造成伤害。
常用化工单元操作基本知识
一、水浴加热、蒸汽直接加热如何进行操作, 答:根据工艺要求使反应罐处于
蒸馏或回流及其其他加热状态,在夹套控制阀关闭位置下: 1、水浴加热操作步骤: (1) 开“水浴排”阀门。
(2) 开“循环水进”阀门,使水体装满夹层,自“水浴排”溢出。
(3) 关“循环水进”阀门。
(4) 缓慢开启“蒸汽下进”阀门,控制蒸汽压力,使罐内温度升至工艺要求。
(5) 升温至工艺要求后,关“蒸汽下进”阀或保护适当进汽,稳定罐内温度。
(6) 水浴加热结束,关“蒸汽下进”阀和“水浴排”阀,视情况是否排空夹层。
2、蒸汽直接加热步骤: (1) 开罐底“冷凝
水”阀和“旁通阀” ,排空夹套内的水。
(2) 缓慢开“蒸汽上进”阀,控制蒸汽压力?0.4Mpa。
(3) 待排水管道发烫或排出较多蒸汽时,关旁通阀,开疏水器前后阀门。
(4) 注意调节蒸汽压力,时常观察罐内情况,如有大量冒泡要马上关闭“蒸汽上进”阀,甚至停止搅拌,防止冲料。
(5) 升温将至釜内物料温度低于釜
内溶剂沸点 510?时(注:此时极,易冲料) 应减小或关闭蒸汽,观察几分钟,视
罐内情况供给蒸汽,使温度稳定在工艺要求范围内。
(6) 蒸汽加热结束,关“蒸汽上进”和“冷凝水”阀。
二、减压蒸馏如何操作, 答:减压蒸馏操作步骤:1、检查水、电、汽和真空系统是否正常。
2、检查反应罐、接受罐等设备是否正常,及
其所有相连的阀门处于关闭位置,开启搅拌正常。
3、打开升气管蒸馏阀,接受罐进口阀。
、、、4、依次开各级冷凝器“循环水出”“循环水进”“冰盐水
出”“冰盐水进”阀门,观察视盅是否有漏水现象,冷却有效。
5、开接受罐“真空”阀,按工艺要求控制真空度。
6、按工艺要求进行蒸汽直接加热或则水浴加
热,正确操作,升温至工艺控制要求,进行减压蒸馏。
7、减压蒸馏过程中,要
密切关注真空是否稳定,如有波动要及时调节罐内真空,防止冲料。
8、要观察接受罐液位,严禁满罐被真空抽走。
9、减压蒸馏结束后,停止加热,关接受罐“真
空”阀,开“排空阀” ,关接受罐进口阀。
,,,10、依次关冷凝器“冰盐水进”“冰盐水出”“循环水进”“循环水出”阀。
11、按工艺要求进行下步操作。
三、开、停离心机如何操作以及注意事项。
答:离心机操作步骤: 1、检查机内无杂物,转鼓紧固在主轴上。
2、检查刹车灵敏,传动皮带松紧正常,螺丝无松动。
3、铺平滤袋。
4、按箭头指示拨动转鼓,用手送一送。
5、按电钮启动,观察转动方向是否与箭头指示方向一致和有无异响,不正常紧急停车,排除故障后方可继续运行。
6、试运转正常后即可切断电源,用间歇的刹车动作将转鼓慢慢停下。
7、检查滤袋是否贴紧转鼓,有无破损。
8、开罐底阀放料至离心机内,装料要均匀,首次装料量不超过离心机容量的 2/3,放料至液位距离心机转轴顶部
10cm 为止,关放料阀。
9、按箭头指示拨动转鼓,按启动电钮用间歇开、停启动离心机,开始甩滤。
10、运行过程应随时观察以下情况: (1) 转鼓是否振摆。
a、物料装的不平衡。
b、离心机液体出口堵塞。
c、转鼓出水孔堵塞。
d、机械方面故障。
(2) 有无异响。
(3) 有无外壳发热或烧焦等不正常气味。
(4) 有无电机过热现象。
(5) 出水口是否畅通。
(6) 严防放料管等异物掉入转鼓中,甩出伤人。
如发生上述现象都应停车处理。
11、离心机母液无大量流出,再开罐底阀顺转动方向适当放料,或停机后再倒入适当料液,防止溢出跑料,如此重复放料至物料装满或达到工艺控制要求为止。
12、按工艺要求泼洗。
13、按工艺规定甩滤时间甩干。
14、按停车电钮,2 分钟待转鼓减速后,用间歇的刹车动作将转鼓慢慢停下。
15、滤饼开沟分成几块后拔料,装桶(袋)。
16、及时称重并贴上标签,放至指定位置。
17、清洗离心机和周边卫生。
四、启水喷射真空泵应
注意哪些事项。
答:注意事项如下: 1、排空缓冲罐内积液。
2、检查水喷射罐泵是否正常,如油位,叶轮是否卡死,连轴器是否脱落等。
3、开泵后有无异响,是否泄露。
4、关排空后,缓冲罐压力能否升至-0.06Mpa 以上。
5、该泵真
空阀是否开启。
6、真空总管压力是否正常,有无泄漏现象。
五、使用冰盐水操作步骤,有哪些注意事项,答:根据工艺要求,使反应罐处于冷却状态,在夹套控制阀关闭位置下: 1、要求罐内温度小于 50?,否则先用循环水降温。
循环水降温至罐内温度低于 50?,关“循环水进”阀门,关反应釜夹套“蒸汽疏水阀前后
阀” ,,开反应釜夹套“蒸汽疏水阀旁通阀” 关“循环水出”阀门,开反应釜夹套“压缩空气控制阀”,用压缩空气排净反应釜夹套内循环水(以“蒸汽疏水阀旁通阀”有空气吹出的刺耳声但没有水排出及反应釜夹套压力 ) 表明显下降为准。
,关“压缩空气控制阀” ,关“蒸汽疏水阀旁通阀”。
2、依次开“冰盐水出” ,“冰盐水进”“冰盐水进”阀要根据工艺要求或降温幅度选择全开或适度开启。
3、降温过程根据经验及降温快慢调节“冰盐水进”阀,尽量避免降温过头,将温度稳定在工艺要求范围内。
4、冷却完毕,依次关闭“冰盐水进” “冰盐水出”,阀。
5、按夹套压液操作,将冰盐水押回冷冻池。
6、使用冰盐水冷却,千万不要开错阀门,将冰盐水排掉或则通至循环水系统,要检查夹套其它控制阀是否有内漏现象,以免造成冰盐水流失或增加。
六、热风循环烘箱操作步骤(一)生产前准备: 1、检查热风循环烘箱及颗粒机是否清洁,确认设备内没有上批产品的遗留物。
2、检查各部件是否完好,管道是否漏气,及是否有其它异常现象。
3、与上道工序办理物料交接手续,做好记录。
(二)操作程序 1、将湿品送至烘干间,核对批号,数量。
2、用颗粒机将湿品颗粒。
3、将托盘铺上烘巾,湿品均匀装盘,再铺上一块烘巾平均放在热风循环烘箱专用小车中,放满后推进烘箱中,关上烘箱门。
4、挂上本批生产状态标志。
5、缓慢打开蒸汽阀至适当位置,排净冷凝水。
6、按产品生产工艺要求,设定烘干温度控制上、下限。
7、开启风机,选择加热方式(自动或手动),并及时做好现场卫生。
8、按要求做好记录,记录后打开烘箱,仔细观察物料是否正常。
9、按要求对物料翻盘,调换小车位置。
10、接通知出料,关闭蒸汽阀门。
11、待烘箱适当降温后,关闭风机,打开烘箱
门,将小车拉出卸料。
12、将干品装进指定的包装物内,按要求称重,挂上物料装态牌,放到指定位置堆放整齐。
13、小推车及烘干盘要及时(当班)做好清洁工作,送回烘干箱内,填写挂好清洁状态牌,以备下次使用。
14、每一批生产完成后要进行清场,并填写好记录。
(三)注意事项 1、烘干过程中发生停电,停汽时,应做好生产记录,待供电、供气争产后,立即按照工艺要求进行生产。
2、停电时要及时关闭蒸汽阀门,以免温度不能控制而出现质量事故。
3、应及时发现,正确处理干燥过程中发现的异常情况,并采取预防措施。
七、双锥回转真空干燥器使用程序(一)操作前准备 1、全面检查设备、容器、管道、阀门、计量器具,真空系统是否正常。
2、检查水、电、汽是否正常。
3、检查双锥干燥器及颗粒机是否清洁,确认设备内没有上批产品遗留物。
4、排尽真空缓冲罐内积水。
5、检查双锥干燥器的真空滤袋是否安好无损。
6、调整进料口至适当位置,便于进料。
7、与上道工序办理物料交接手续,做好记录。
(二)操作控制 1、将湿品送至烘干间,核对批号,数量。
2、用颗粒机将湿品颗粒。
3、将颗粒好的湿品放进双锥干燥器内,锁紧罐盖。
4、挂上本批生产状态标志。
5、开启热水罐的蒸汽阀和热水泵,使水温度升至工艺要求。
6、开启真空系统,检查真空度能否达到要求。
7、打开双锥干燥器的热水出、进阀。
8、关闭双锥干燥器的排空阀,开真空阀,控制干燥器内的真空度在工艺要求范围内。
若无要求,一般控制在-0.07?0.005Mpa。
9、启动双锥干燥器,烘干时间,热水温度,罐内温度,真空度按工艺要求严格控制,及时做好现场卫生。
10、接通知出料,关闭热水进、出阀门,停热水泵和蒸汽。
11、关真空阀、开排空阀,停真空。
12、调整出料口位置,将干品装进指定包装物内,按要求称重,挂上物料状态牌,放到指定位置堆放整齐。
13、每一批生产完成后要进行清场,并填写好清洁记录。
(三)注意事项1、烘干过程中发生停电、停真空时,立即关闭双锥干燥器真空阀,打开排空阀,待恢复正常按工艺要求进行生产,并做好记录。
2、烘干过程中发现真空缓冲罐内有 1/2 积水,或液位急
剧上升,应及时关真空阀,停真空泵,排尽缓冲罐内积水,查明故障原因,排除故障后恢复生产。