二讲 化工过程分析及流程设计ppt课件

1、第二讲第二讲化工过程分析及流程设计第一节第一节 化工过程构造分析化工过程构造分析按照消费方式可以将工业领域分为两大类：按照消费方式可以将工业领域分为两大类：1过程工业过程工业process industry也称流程工业，是指经也称流程工业，是指经过物理变化和化学变化进展的消费工业过程，其特点是过物理变化和化学变化进展的消费工业过程，其特点是延续性。如石化、电力、冶金、造纸、医药、食品等工延续性。如石化、电力、冶金、造纸、医药、食品等工业。业。过程工业与离散工业过程工业与离散工业2离散工业离散工业discrete industry 离散工业的产品往往由多个零件经过一系列离散工业的产品往往由多个零

2、件经过一系列并不延续的工序的加工最终装配而成。加工此类并不延续的工序的加工最终装配而成。加工此类产品的企业可以称为离散制外型企业。例如火箭产品的企业可以称为离散制外型企业。例如火箭、飞机、武器配备、船舶、电子设备、机床、汽、飞机、武器配备、船舶、电子设备、机床、汽车等制造业，都属于离散制外型企业。车等制造业，都属于离散制外型企业。年产年产1000吨茶皂素消费线流程框图吨茶皂素消费线流程框图化学工业是典型的过程工业化学工业是典型的过程工业以以糖糖蜜蜜为为原原料料无无水水酒酒精精消消费费流流程程框框图图p化工产品千千万万，工艺各有不同，流程有长有短化工产品千千万万，工艺各有不同，流程有长有短如何进

3、展分析和归纳？如何进展分析和归纳？p要进展工艺过程设计，首先要对化工消费过程进展分析，要进展工艺过程设计，首先要对化工消费过程进展分析，从个性问题中寻觅共性，是化学工程师必备的根本素质。从个性问题中寻觅共性，是化学工程师必备的根本素质。p化学工程学的本质：单元操作、三传一反、多尺度化学化学工程学的本质：单元操作、三传一反、多尺度化学工程工程就是归纳总结的最好例证。就是归纳总结的最好例证。化学反响化学反响原料原料产品产品提提 纯纯1保保证：平衡证：平衡转化率，转化率，反响速率；反响速率；2催催化剂对毒化剂对毒物的要求物的要求分分 离离1未未反响原料反响原料的回收；的回收；2副副反响产物反响产物分

4、别，产分别，产品提纯品提纯自动控制自动控制物料保送物料保送能量交换能量交换公用工程公用工程中心例例 以乙醇为原料消费乙酸以乙醇为原料消费乙酸乙醇乙醛乙酸尝试以化学反响为中心起点组织流程C2H5OH + O2 CH3CHO + H2O 反响条件：气固相催化放热反响；反响条件：气固相催化放热反响； 反响温度：反响温度：550580； 催化剂为银，网状或不规那么状；催化剂为银，网状或不规那么状； 反响转化率约为反响转化率约为6070%； 过程中有副反响。过程中有副反响。 Ag第一步反响第一步反响: :根据以上条件，我们要思索根据以上条件，我们要思索:原料乙醇需求气化并加热到接近反响温度原料乙醇需求气

5、化并加热到接近反响温度;处理氧气的供应与配比问题；处理氧气的供应与配比问题；控制副反响的发生；控制副反响的发生；反响后产物的分别及未反响原料的回收；反响后产物的分别及未反响原料的回收；乙醇、乙醛、水、副产物乙醇、乙醛、水、副产物能量高效利用。能量高效利用。思索：思索：每个单元的作用？每个单元的作用？为什么经过这个流程可为什么经过这个流程可以到达由原料乙醇以到达由原料乙醇转变为产品乙醛的转变为产品乙醛的目的？目的？不这样做可以吗？不这样做可以吗？原料酒精原料酒精配料配料蒸发蒸发氧化反响氧化反响Ag催化剂催化剂冷却冷却吸收吸收精馏浓缩精馏浓缩乙醛乙醛+水水+酒精酒精酒精酒精+水水82V 乙醛乙醛+

6、水水+酒精酒精+N2浓乙醛浓乙醛水水水水空气空气酒精酒精+水水+空气空气过热过热N2酒精酒精+水水水水精馏分别精馏分别回收酒精回收酒精1.配料罐配料罐 2. 料泵料泵 3.酒精蒸发器酒精蒸发器 4.过热器过热器 5.阻火器阻火器 6.氧化炉氧化炉(带余热锅炉带余热锅炉) 7.汽包汽包 8.软水换热器软水换热器 9.酒精换热器酒精换热器 10.水冷凝器水冷凝器 11.盐水冷凝器盐水冷凝器 12.吸收吸收塔塔 13.稀乙醛贮罐稀乙醛贮罐 14.稀乙醛泵稀乙醛泵 15.废水换热器废水换热器 16.预热器预热器 17.乙醛精馏塔乙醛精馏塔 18.冷凝器冷凝器 19.回收酒精塔回收酒精塔 20. 冷凝器

7、冷凝器配料、蒸发工段配料、蒸发工段反响、冷却工段反响、冷却工段吸收工段吸收工段乙醛提纯、酒精回收工段乙醛提纯、酒精回收工段CH3CHO + O2 CH3COOH反响条件：放热反响；反响条件：放热反响； 催化剂为醋酸锰；催化剂为醋酸锰； 反响温度：反响温度：6080； 反响转化率与氧气的供应有关；反响转化率与氧气的供应有关； 存在副反响。存在副反响。第二步反响第二步反响醋酸锰醋酸锰根据以上数据，我们思索：根据以上数据，我们思索：反响体系：气相反响体系：气相/液相；液相；反响压力；反响压力；反响物浓度配比，醛反响物浓度配比，醛/氧配比；氧配比；反响温度的控制，反响热的移出；反响温度的控制，反响热的

8、移出；催化剂的回收利用；催化剂的回收利用；副反响产物的处置，产品的提纯。副反响产物的处置，产品的提纯。醋酸产品醋酸产品氧化反响氧化反响醋酸锰催化醋酸锰催化剂剂精馏分别精馏分别蒸发蒸发浓乙醛浓乙醛醋酸醋酸+副产物副产物+催化剂催化剂醋酸醋酸+催化剂催化剂低沸副产物低沸副产物新颖醋酸新颖醋酸锰催化剂锰催化剂空气空气N2循环醋酸锰催化剂循环醋酸锰催化剂高沸副产物高沸副产物思索：思索：每个单元的作用？每个单元的作用？反响反响II是气是气/液液/固反响，应采用什么方式的设备？固反响，应采用什么方式的设备？怎样保证空气按比例进展反响器参与反响？怎样保证空气按比例进展反响器参与反响？在化工加工过程中，普通原

9、料不能一步转化为产品，需求在化工加工过程中，普通原料不能一步转化为产品，需求将总的转化过程分解为一系列独立的操作步骤，这些步骤将总的转化过程分解为一系列独立的操作步骤，这些步骤包括反响、分别、混合、加热、冷却、压力改动等。然后包括反响、分别、混合、加热、冷却、压力改动等。然后将这些步骤相互衔接起来，以实现总的转变。将这些步骤相互衔接起来，以实现总的转变。表示这些步骤的图形就称为加工流程图。表示这些步骤的图形就称为加工流程图。这种加工过程称为过程工业。化学工业根本都是过程工业。这种加工过程称为过程工业。化学工业根本都是过程工业。延续过程延续过程Continuous process延续与间歇过程延

10、续与间歇过程 延续过程中每个安装都每天运转延续过程中每个安装都每天运转24小时，每周运转小时，每周运转7天，天，几乎全年都在根本不变的稳定条件下运转，直到为了检修而停几乎全年都在根本不变的稳定条件下运转，直到为了检修而停车。车。 延续过程普通固定产品，消费操作是在给定设备中以固延续过程普通固定产品，消费操作是在给定设备中以固定的顺序进展的。定的顺序进展的。 延续过程是在同一时段，不同的空间进展不同的操作。延续过程是在同一时段，不同的空间进展不同的操作。加热加热反响器反响器进料进料分别器分别器产物产物2进料进料催化剂催化剂产物产物1间歇过程间歇过程Batch process 与延续过程相反，间歇

11、过程经常是多产品或多目的消费，与延续过程相反，间歇过程经常是多产品或多目的消费，消费操作的方式多样化。间歇过程能够有并联操作，也能够有消费操作的方式多样化。间歇过程能够有并联操作，也能够有串联操作，普通几套安装有时是一切安装都设计成经常地串联操作，普通几套安装有时是一切安装都设计成经常地开车和停车。在一个正常的间歇操作循环中，各种设备充注了开车和停车。在一个正常的间歇操作循环中，各种设备充注了物料，在规定的周期内完成各自预期的功能，然后停车、放料、物料，在规定的周期内完成各自预期的功能，然后停车、放料、清理，直到反复开场下一个周期。间歇操作的另一个特性是经清理，直到反复开场下一个周期。间歇操作

12、的另一个特性是经常可以在单一容器内完成几项操作。常可以在单一容器内完成几项操作。间歇过程是在一个空间，不同的时段从事不同的操作。间歇过程是在一个空间，不同的时段从事不同的操作。进料进料1催化剂催化剂加热加热产物产物1产物产物2进料进料2反响器反响器分别器分别器换热器换热器混合器混合器两种过程的比较两种过程的比较延续过程延续过程 由于其操作稳定、消费才干大而日益在化工过程中由于其操作稳定、消费才干大而日益在化工过程中占主导位置。在延续过程中，由于过程中的物流是延续流动的，占主导位置。在延续过程中，由于过程中的物流是延续流动的，因此整个过程中的存料量较小，也就意味着设备的尺寸较小，因此整个过程中的

13、存料量较小，也就意味着设备的尺寸较小，节省了设备的投资。由于操作是在稳定形状下进展的，因此消节省了设备的投资。由于操作是在稳定形状下进展的，因此消费效率较高，消费才干较大，例如，延续型反响器可以在转化费效率较高，消费才干较大，例如，延续型反响器可以在转化率高的操作条件下运转。另外，由于延续操作属于稳态过程，率高的操作条件下运转。另外，由于延续操作属于稳态过程，因此实际上研讨比较容易，也便于自动控制；而且由于过程中因此实际上研讨比较容易，也便于自动控制；而且由于过程中物料存量少，平安性也相应提高。物料存量少，平安性也相应提高。 但相对于间歇过程而言，延续过程对设备的可靠性要求高。但相对于间歇过程

14、而言，延续过程对设备的可靠性要求高。一些易损设备，如紧缩机、泵等必需安配备用件。一些易损设备，如紧缩机、泵等必需安配备用件。 间歇或半延续过程间歇或半延续过程 在精细化工、生物化工、医药、食品等在精细化工、生物化工、医药、食品等工业中作为主要过程存在。工业中作为主要过程存在。 它的一个显著特点，就是具有消费的灵敏性，对于同一它的一个显著特点，就是具有消费的灵敏性，对于同一系列的消费设备，可利用它按市场需求消费多种类产品，那系列的消费设备，可利用它按市场需求消费多种类产品，那些高附加值、低产量或消费过程复杂、消费周期长，特别是些高附加值、低产量或消费过程复杂、消费周期长，特别是有固相中间体的产品

15、，最适宜采用间歇过程消费。有固相中间体的产品，最适宜采用间歇过程消费。 从消费的开展趋势来预测，在如今或未来，间歇过程都从消费的开展趋势来预测，在如今或未来，间歇过程都将与延续过程长期并存下去。将与延续过程长期并存下去。两种过程的组合两种过程的组合 许多间歇过程中含有一台或多台延续操作的设备。例许多间歇过程中含有一台或多台延续操作的设备。例如，在一个流程中，经常把几台间歇反响器的产物暂时存如，在一个流程中，经常把几台间歇反响器的产物暂时存储起来，作为中间产物再送入一组延续操作的蒸馏塔内。储起来，作为中间产物再送入一组延续操作的蒸馏塔内。或者，把各种少量生成的副产物累积起来，到达足够量时，或者，

16、把各种少量生成的副产物累积起来，到达足够量时，再用一台间歇式蒸馏塔来分别产品。又如，固定床吸附过再用一台间歇式蒸馏塔来分别产品。又如，固定床吸附过程，采用两床或多床将间歇过程变为程，采用两床或多床将间歇过程变为“延续过程。延续过程。去 成 品 罐去回水总管来 自 进 水 总 管醋 酸 乙 酯 带 控 制点 流 程 图LC-01HG-ETA-02华 南 理 工 大 学化 工 学 院位 号名 称规 格 、 型 号数 量数 量名 称位 号规 格 、 型 号规 格 、 型 号位 号名 称数 量 位 号名 称规 格 、 型 号数 量901醋 酸 计 量 罐酒 精 计 量 罐902硫 酸 高 位 槽低 酯

17、 罐904903酒 精 泵醋 酸 泵酯 化 塔酯 化 釜915906914912蒸 汽 分 配 器1531粗 酯 预 热 器粗 酯 泵酯 化 分 相 器粗 酯 槽酯 化 冷 却 器酯 化 冷 凝 器910921928908909907脱 水 冷 却 器脱 水 冷 凝 器成 品 塔成 品 再 沸 器脱 水 汽 化 室脱 水 分 相 器925931932927926924943946948941944945937942935废 水 再 沸 器废 水 泵废 水 冷 凝 器废 水 冷 却 器废 水 贮 槽废 水 分 相 器废 水 塔成 品 泵成 品 计 量 罐923922脱 水 再 沸 器脱 水 塔9

18、34933成 品 冷 凝 器成 品 冷 却 器911酸 液 分 离 器905酯 化 再 沸 器来 自 蒸 汽 总 管视 盅936913硫 酸 压 送 罐916汽 液 分 离 器947汽 液 分 离 器1533冷 却 水 分 配 器固定床吸附枯燥流程图固定床吸附枯燥流程图选择原那么选择原那么 1产率产率 消费才干大于消费才干大于4500吨吨/年的消费安装采用延续过年的消费安装采用延续过程，否那么采用间歇过程。程，否那么采用间歇过程。 2市场需求市场需求 短期的，季节性产品适用间歇消费。短期的，季节性产品适用间歇消费。 3 操作操作 反响速度问题反响速度问题1 1过程的选择过程的选择 在化学工艺流

19、程中，要想使原料经过该过程在化学工艺流程中，要想使原料经过该过程消费出合格产品，需求将一个一个操作单元消费出合格产品，需求将一个一个操作单元“艺术地艺术地衔接在一同，构成根本的操作工艺过程。衔接在一同，构成根本的操作工艺过程。 选择什么样的单元，怎样将它们衔接起来，选择什么样的单元，怎样将它们衔接起来，怎样表示这个过程？是本章要处理的问题。怎样表示这个过程？是本章要处理的问题。1. 工艺流程的组织工艺流程的组织第二节第二节 化工过程的构建化工过程的构建2过程的条件过程的条件 浓度、温度、压力、相态、停留时间浓度、温度、压力、相态、停留时间确确实定。思索技术和经济两个方面实定。思索技术和经济两个

20、方面如中间储罐如中间储罐的尺寸确实定。的尺寸确实定。3过程的构造过程的构造 在根本流程的根底上，如何对过程进展优化，在根本流程的根底上，如何对过程进展优化，物料能否有再循环？能量如何回收利用？物料能否有再循环？能量如何回收利用？4其它条件的选择其它条件的选择 可操作性，平安性，易控制性。可操作性，平安性，易控制性。 在化工过程中，原料通常不能一步转化为产品，需求在化工过程中，原料通常不能一步转化为产品，需求将总的转化过程分解为一系列独立的操作步骤，这些步骤将总的转化过程分解为一系列独立的操作步骤，这些步骤包括反响、分别、混合、加热、冷却、压力改动等。然后包括反响、分别、混合、加热、冷却、压力改

21、动等。然后将这些步骤相互衔接起来，以实现总的转变。将这些步骤相互衔接起来，以实现总的转变。尝试以化学反响为中心起点组织流程尝试以化学反响为中心起点组织流程含一个化学反响的工艺过程含一个化学反响的工艺过程: :化学化学反响反响分别分别原料原料A、B产品产品C预处置预处置副产品或杂副产品或杂质质D、E能量的输入能量的输入/输出输出化学反响：化学反响：A+B C+D+E其中其中C为目的产品，为目的产品，D和和E为副产品或杂质。为副产品或杂质。思索了未反响原料循环的工艺过程思索了未反响原料循环的工艺过程: :化学化学反响反响混合混合分别分别未反响原料未反响原料A、B循环循环预处置预处置能量的输入能量的

22、输入/输出输出原料原料A、B产品产品C副产品或杂副产品或杂质质D、E化学工艺流程模型：化学工艺流程模型：第一步反响第一步反响分别分别原料原料中间半废品中间半废品预处置预处置中间缓冲罐中间缓冲罐中间缓冲罐中间缓冲罐第一工艺过程第一工艺过程第第n步反响步反响分别分别废品废品预处置预处置第第n工艺过程工艺过程例例2：化工过程设计：化工过程设计以反响器为中心开场设计。以反响器为中心开场设计。反响器将原料转变为产品和副产品反响器将原料转变为产品和副产品反响器反响器进料进料AB蒸汽蒸汽冷却水冷却水进料进料+产品产品+副产品副产品AB+C+DE需求用分别系统来分别产品和循环利用未反响的原料需求用分别系统来分

23、别产品和循环利用未反响的原料反响器反响器进料进料AB循环循环ABAB+C+DECDEC+DE进料进料AB反响器反响器DEC循环循环ABAB+C+DE采用不同的分别系统会改动工艺过程采用不同的分别系统会改动工艺过程思索：思索：1. 假设假设DE要进一步分别，该如何组织流程？要进一步分别，该如何组织流程？2. 假设循环假设循环AB与进料与进料AB比例不一致，该如何处置？比例不一致，该如何处置？添加了热集成的工艺过程添加了热集成的工艺过程1反响器反响器进料进料AB蒸汽蒸汽冷却水冷却水冷却水冷却水蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽循环循环ABDECAB反响器反响器进料进料AB蒸汽蒸汽冷却水冷却水冷却水冷却水蒸汽蒸汽循环

24、循环ABDEC添加了热集成的工艺过程添加了热集成的工艺过程22. 物料衡算与能量衡算物料衡算与能量衡算p在工艺流程确定后，需利用物理与化学的根本定律，对化工在工艺流程确定后，需利用物理与化学的根本定律，对化工过程单元及系统的物料与能量平衡进展定量的计算，该过程过程单元及系统的物料与能量平衡进展定量的计算，该过程称为物料衡算与能量衡算。称为物料衡算与能量衡算。p经过计算，从中找出主副产品的生成量，废物的排出量，确经过计算，从中找出主副产品的生成量，废物的排出量，确定原资料的耗费量，确定各物流的流量、组成和形状，确定定原资料的耗费量，确定各物流的流量、组成和形状，确定每一设备内物质转换与能量传送的

25、速度，从而为确定操作方每一设备内物质转换与能量传送的速度，从而为确定操作方式、设备选型以及设备尺寸、管路设计与公用工程的设计提式、设备选型以及设备尺寸、管路设计与公用工程的设计提供根据。供根据。吸吸收收塔塔加热加热蒸蒸馏馏塔塔冷却冷却冷却冷却废水废水水水 ？丙酮丙酮吸收尾气吸收尾气丙酮丙酮空气空气丙酮吸收流程例：丙酮吸收流程例：经过衡算，可以确定流程中各个位置的技术参数。经过衡算，可以确定流程中各个位置的技术参数。第三节第三节 化工过程的表示方法化工过程的表示方法 化工过程用化工工艺流程图表示。化工过程用化工工艺流程图表示。 化工工艺流程图是按工艺过程顺序将设备和工艺流程管化工工艺流程图是按工

26、艺过程顺序将设备和工艺流程管线自左至右地展如今同一平面上的表示图。普通含有如下内容：线自左至右地展如今同一平面上的表示图。普通含有如下内容：设备的简单图形；管道、阀门、管件、仪表控制点等图形符号；设备的简单图形；管道、阀门、管件、仪表控制点等图形符号；设备位号及称号、管道编号、物料走向、仪表控制点代号、图设备位号及称号、管道编号、物料走向、仪表控制点代号、图例阐明和标题栏等。例阐明和标题栏等。 化工工艺流程图普通以工艺安装的主项工段或工序化工工艺流程图普通以工艺安装的主项工段或工序为单元绘制，也可以安装车间为单元绘制。为单元绘制，也可以安装车间为单元绘制。 根据工艺设计的不同阶段，化工工艺流程

27、图可分为方框流程根据工艺设计的不同阶段，化工工艺流程图可分为方框流程图、工艺流程简图、工艺物料流程图图、工艺流程简图、工艺物料流程图PFD和带控制点的工艺和带控制点的工艺流程图流程图PID。这几种图要求不同，其内容和表达的重点也不。这几种图要求不同，其内容和表达的重点也不同，但它们之问有着密不可分的联络。同，但它们之问有着密不可分的联络。 它们之问的差别，主要反映在图样所表示的内容详尽与否。它们之问的差别，主要反映在图样所表示的内容详尽与否。通常，通常，在工程建议书上，采用方框流程图或工艺流程简图；在工程建议书上，采用方框流程图或工艺流程简图；在初步设计阶段，采用工艺流程简图或在初步设计阶段，

28、采用工艺流程简图或PFD；在工艺计算阶段，绘制在工艺计算阶段，绘制PFD ；在施工图设计阶段绘制在施工图设计阶段绘制PID 。 方框流程图也称为流程框图，是工艺道路选择确定之后，方框流程图也称为流程框图，是工艺道路选择确定之后，对工艺流程进展概念性设计时完成的一种流程图。对于工程对工艺流程进展概念性设计时完成的一种流程图。对于工程技术人员，是进一步设计的参考；对于投资者，可以大约了技术人员，是进一步设计的参考；对于投资者，可以大约了解工艺的走向。解工艺的走向。1. 方框流程图方框流程图 block flowsheet燃料乙醇脱水工段讨论框图燃料乙醇脱水工段讨论框图2. 工艺流程简图工艺流程简图

29、simplified flowsheet 在方框图的根底上，将各个工序过程换成设备表示图，在方框图的根底上，将各个工序过程换成设备表示图，进一步修正、完善，可得到工艺流程简图。主要供化工工进一步修正、完善，可得到工艺流程简图。主要供化工工艺计算和设备订货及计算运用。艺计算和设备订货及计算运用。 从该图上可以看出必需对哪些消费工序、步骤和关键从该图上可以看出必需对哪些消费工序、步骤和关键设备进展计算，不至于混乱、脱漏和反复。设备进展计算，不至于混乱、脱漏和反复。3. 工艺物料流程图工艺物料流程图Process Flowsheet Diagram, PFD 在完成工艺计算即物料与能量衡算后，应绘制

30、工艺物料在完成工艺计算即物料与能量衡算后，应绘制工艺物料流程图流程图PFD，简称物流图。，简称物流图。 PFD表达了一个消费工艺过程中的关键设备，关键节点的表达了一个消费工艺过程中的关键设备，关键节点的物料性质如温度、压力、流量及组成等。物料性质如温度、压力、流量及组成等。4. 带控制点的工艺流程图带控制点的工艺流程图Piping and Instrument Diagram, PID 带控制点的工艺流程图有时也被称为管道及仪表流程带控制点的工艺流程图有时也被称为管道及仪表流程图。它表示出全部设备、物料管道、辅助管道、阀门、自动图。它表示出全部设备、物料管道、辅助管道、阀门、自动控制点等，是工

31、艺设计中最详细、也是最终的施工图样。控制点等，是工艺设计中最详细、也是最终的施工图样。第四节第四节 工艺流程图的绘制工艺流程图的绘制u化工工艺流程图是用图示的方法把化工消费的工艺流程和化工工艺流程图是用图示的方法把化工消费的工艺流程和所需的设备、管道、阀门、管件、管道附件及仪表控制点所需的设备、管道、阀门、管件、管道附件及仪表控制点表示出来的一种图样，是设备布置和管道布置设计的根据表示出来的一种图样，是设备布置和管道布置设计的根据，也是施工、操作、运转及检修的指南，是化工工艺设计，也是施工、操作、运转及检修的指南，是化工工艺设计的主要内容。的主要内容。u在化工厂的建立过程中，无论是设计、施工，

32、还是设备的在化工厂的建立过程中，无论是设计、施工，还是设备的制造、安装，或是消费过程中的试车、检修、技术改造，制造、安装，或是消费过程中的试车、检修、技术改造，均离不开化工图样。均离不开化工图样。u化工制图是专门研讨化工图样的绘制和阅读的一门科学。化工制图是专门研讨化工图样的绘制和阅读的一门科学。u在化工制图中普通采用在化工制图中普通采用的国家规范。的国家规范。u绘制化工工艺流程图是化工制图的内容之一，因此，国家绘制化工工艺流程图是化工制图的内容之一，因此，国家规范对化工制图的约束，在绘制化工工艺流程图同样规范对化工制图的约束，在绘制化工工艺流程图同样有效。但由于化工工艺流程图的特殊性，原化工

33、部对化工工有效。但由于化工工艺流程图的特殊性，原化工部对化工工艺流程图制定了一套行业规范艺流程图制定了一套行业规范HG20591.*-92.规范对图样幅画规范对图样幅画、标题栏等作了阐明，并规定了设备图形、线型、阀门管件、标题栏等作了阐明，并规定了设备图形、线型、阀门管件图线、图例等的表达方式，设备、管线、仪表等的标注方式图线、图例等的表达方式，设备、管线、仪表等的标注方式等。等。u本节以本节以PID图的绘制为例阐明工艺流程的设计过程。图的绘制为例阐明工艺流程的设计过程。1. 图样幅画图样幅画 图样幅画又称图纸幅画，国家规范对机械制图的图样幅画的根图样幅画又称图纸幅画，国家规范对机械制图的图样

34、幅画的根本规定，是采用本规定，是采用A0至至A5号图样幅画。号图样幅画。u图框线用粗实线绘制，周边各部分尺寸均按照上表中的图框线用粗实线绘制，周边各部分尺寸均按照上表中的规定。规定。u无论装订与否，均应画出图框线和标题栏。无论装订与否，均应画出图框线和标题栏。u需装订的图样横幅格式如以下图所示：需装订的图样横幅格式如以下图所示：不需求装订的图样横幅格式如以下图所示：不需求装订的图样横幅格式如以下图所示：v化工工艺流程图的图样幅画仍采用国家规范对图样幅画化工工艺流程图的图样幅画仍采用国家规范对图样幅画的规定，但根据流程图的特点，有一些特殊的规定：的规定，但根据流程图的特点，有一些特殊的规定：v普

35、通化工工艺流程图采用规范中普通化工工艺流程图采用规范中A1规格的图样幅画，横规格的图样幅画，横幅绘制。幅绘制。v对流程简单者可以采用对流程简单者可以采用A2规格的图样幅画。规格的图样幅画。乙醇蒸馏工段PID图 对消费流程过长，在绘制流程图时可以采用规范幅面加对消费流程过长，在绘制流程图时可以采用规范幅面加长的格式。每次加长为图样宽度的长的格式。每次加长为图样宽度的1/4倍。也可以采用分段倍。也可以采用分段分张的流程图格式。分张的流程图格式。酒精发酵工段PID图v在流程图中，设备机器普通只取相对比例。允许实在流程图中，设备机器普通只取相对比例。允许实践尺寸过大的设备机器比例适当减少，实践尺寸过践

36、尺寸过大的设备机器比例适当减少，实践尺寸过小的设备机器比例适当放大。小的设备机器比例适当放大。v要表示出各设备间的相对高低。要表示出各设备间的相对高低。2. 比例比例v在化工制图中，图样比例仍采用国家规范在化工制图中，图样比例仍采用国家规范GB/T 14690-93的规定。对某些部分放大图、斜视图、剖的规定。对某些部分放大图、斜视图、剖视图等，其比例与主视图不同时，应在图样中该图的上方视图等，其比例与主视图不同时，应在图样中该图的上方单独进展比例标注。单独进展比例标注。3. 字体字体v化工工艺流程图的字体应该按化工工艺流程图的字体应该按GB/T 14691-93的有关规定，做到字体端正、笔画清

37、楚、陈列的有关规定，做到字体端正、笔画清楚、陈列整齐、间隔均匀，并要求采用长仿宋矢量字体。代号、整齐、间隔均匀，并要求采用长仿宋矢量字体。代号、符号要符合有关规范规定符号要符合有关规范规定v1汉字输出时普通采用正体，并采用国家正式公布的简化汉汉字输出时普通采用正体，并采用国家正式公布的简化汉字方案。字方案。 v2字体高度由图样幅面大小确定。字体大小分为字体高度由图样幅面大小确定。字体大小分为1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20八种字号八种字号 v3规定字体的最小字距、行距，以及间隔线、基准线与书写规定字体的最小字距、行距，以及间隔线、基准线与书写字体间的最小间隔。字体间的最小间隔。

38、v4标点符号应正确运用，除省略号、破折号为两个字位外，标点符号应正确运用，除省略号、破折号为两个字位外，其他均为一个字位。其他均为一个字位。v5小数点输出时，应占一个字位，并位于中间靠下处。小数点输出时，应占一个字位，并位于中间靠下处。v6各计量单位、称号应符合各计量单位、称号应符合的规定。的规定。4. 图线图线v图线指图线的根本线型和根本线型的变形。图线指图线的根本线型和根本线型的变形。GB/T17450-98对图线有详细的阐明。对图线有详细的阐明。v在化工制图中的图线应采用国家规范规定的各种图线。图在化工制图中的图线应采用国家规范规定的各种图线。图线分为粗、细两种，粗线宽度线分为粗、细两种

39、，粗线宽度b在在0.52mm之间选择，细之间选择，细线宽度约为线宽度约为1/22/3b。v绘图时根据明晰、醒目、按图形大小和复杂程度选择图线绘图时根据明晰、醒目、按图形大小和复杂程度选择图线宽度。但在同一图样中，同类图线的宽度和类型应一致。宽度。但在同一图样中，同类图线的宽度和类型应一致。v在实践绘制过程中对图线有如下几点要求：在实践绘制过程中对图线有如下几点要求：v1虚线、点划线、双点划线的线段长度及间隔应均匀分布。虚线、点划线、双点划线的线段长度及间隔应均匀分布。v2点划线和双点划线的首末端应是线段而不是点。点划线和双点划线的首末端应是线段而不是点。v3圆的中心线在圆心处为线段的交点，且中

40、心线两端超出圆圆的中心线在圆心处为线段的交点，且中心线两端超出圆轮廓线轮廓线25mm。v4在较小图形上绘制点划线或双点划线有困难时，可以用细在较小图形上绘制点划线或双点划线有困难时，可以用细实线替代。实线替代。5. 标题栏标题栏v标题栏：标题栏位于图框右下角，其格式在标题栏：标题栏位于图框右下角，其格式在GB/T 10609.1-93中有详细的规定。中有详细的规定。v在普通情况下，每张图纸的右下角都要有标题栏，用于在普通情况下，每张图纸的右下角都要有标题栏，用于阐明设备的称号及设计等内容。阐明设备的称号及设计等内容。6. 设备的表示方法和标注设备的表示方法和标注1设备的表示方法：化工设备与机器

41、的图形表示方法在设备的表示方法：化工设备与机器的图形表示方法在原化工部原化工部HG20519.34-92规范中已作了规定。在规范中规范中已作了规定。在规范中未规定的设备、机器图形可以根据其实践外形和内部构未规定的设备、机器图形可以根据其实践外形和内部构造特征绘制，只取相对大小，不按照实物比例绘制。造特征绘制，只取相对大小，不按照实物比例绘制。 化工工艺流程图中各设备、机器的位置应便于管道化工工艺流程图中各设备、机器的位置应便于管道衔接和标注，其相互间物料关系亲密者的相对高低位置衔接和标注，其相互间物料关系亲密者的相对高低位置要与设备实践布置相吻合。要与设备实践布置相吻合。 对于需隔热的设备和机

42、器要在其相应部位画出一段隔热层对于需隔热的设备和机器要在其相应部位画出一段隔热层图例，必要时标注出其隔热等级；图例，必要时标注出其隔热等级； 管道有伴热的也要在相应的部位画出一段伴热管，必要时管道有伴热的也要在相应的部位画出一段伴热管，必要时可标注出伴热类型和介质代号。可标注出伴热类型和介质代号。 地下或半地下的设备、机器在化工工艺流程图上要表示出地下或半地下的设备、机器在化工工艺流程图上要表示出一段相关的地面。一段相关的地面。 设备、机器的支承和底座可不表示。设备、机器的支承和底座可不表示。以以下下摘摘录录规规范范中中的的部部分分图图例例2设备的标注设备的标注 设备普通在两个地方标注：设备普

43、通在两个地方标注： 一是在设备的上方或下方标注，要求陈列整齐，并尽一是在设备的上方或下方标注，要求陈列整齐，并尽能够正对设备。标注方式如分式，在位号的上方分子能够正对设备。标注方式如分式，在位号的上方分子标注设备位号，在位号的下方分母标注设备称号。标注设备位号，在位号的下方分母标注设备称号。 二是在设备内或其近旁进展标注，仅标注设备位号，二是在设备内或其近旁进展标注，仅标注设备位号，不标注设备称号。不标注设备称号。 设备位号由设备分类代号、车间或工段号、设备序号和设备位号由设备分类代号、车间或工段号、设备序号和一样设备序号组成。对于同一设备，在不同设计阶段必需是一样设备序号组成。对于同一设备，

44、在不同设计阶段必需是同一位号。原化工部规范同一位号。原化工部规范HG20519.35-92对设备位号编制有规对设备位号编制有规定，如下图。定，如下图。 设备标注格式设备标注格式分馏塔顶油气冷凝冷却器分馏塔顶油气冷凝冷却器7. 管道的表示方法和标注管道的表示方法和标注1管道的表示方法管道的表示方法 在化工工艺流程图中是用线段表示管道的，常称为管在化工工艺流程图中是用线段表示管道的，常称为管线。在原化工部线。在原化工部HG20592.28-92和和HG20519.32-92规范中对规范中对管道的图例、线型及线宽做出了规定，图例如下表所示。管道的图例、线型及线宽做出了规定，图例如下表所示。 在每根管

45、线上都要以箭头表示其物料流向。图中管线与在每根管线上都要以箭头表示其物料流向。图中管线与其他图纸有关时，普通应将其端点绘制在图的左方或右方，其他图纸有关时，普通应将其端点绘制在图的左方或右方，并在左方或者右方的管线上用空心箭头标出物料的流向入并在左方或者右方的管线上用空心箭头标出物料的流向入或出，空心箭头内注明其衔接图纸的图号或序号，在其附或出，空心箭头内注明其衔接图纸的图号或序号，在其附近注明来或去的设备位号或管道号。空心箭头画法如以下图近注明来或去的设备位号或管道号。空心箭头画法如以下图所示。所示。空心箭头空心箭头 在化工工艺流程图中管线的绘制应成正交方式，即管线画在化工工艺流程图中管线的

46、绘制应成正交方式，即管线画成程度或垂直线段，管线相交和拐弯均画成直角。成程度或垂直线段，管线相交和拐弯均画成直角。 在管线交叉时，应该将一根管线断开，如以下图所示。在管线交叉时，应该将一根管线断开，如以下图所示。 应该尽量防止管线穿过设备。应该尽量防止管线穿过设备。交叉管线标志交叉管线标志2管线标注管线标注 管线标注是用一组符号标注管道的性能特征。这组符管线标注是用一组符号标注管道的性能特征。这组符号包括物料代号、工段号、管段序号和管道尺寸等，如以号包括物料代号、工段号、管段序号和管道尺寸等，如以下图所示。下图所示。 物料代号、工段号和管段序号这三个单元称为管道号物料代号、工段号和管段序号这三

47、个单元称为管道号或管段号。或管段号。管线标注格式管线标注格式按原化工部按原化工部HG20519.36-92规范中规定的物料代号如下表所示。规范中规定的物料代号如下表所示。v管道外径和壁厚构成管道尺寸，管道尺寸以管道外径和壁厚构成管道尺寸，管道尺寸以mm为单位，为单位，只标注数字，不标注单位。只标注数字，不标注单位。v在管道尺寸后应标注管道资料代号，管道资料代号如下表在管道尺寸后应标注管道资料代号，管道资料代号如下表所示。所示。v管道等级代号和隔热隔音代号可分别参见原化工部管道等级代号和隔热隔音代号可分别参见原化工部HG20519.36-92和和HG20519.38-92规范。以下三个表格中规范

48、。以下三个表格中给出的温度运用范围和隔热隔音代号等单元常可省略，此给出的温度运用范围和隔热隔音代号等单元常可省略，此时只在管道尺寸后标注管道资料代号。时只在管道尺寸后标注管道资料代号。v每根管线即由管道一端管口至另一端管口之间的管道每根管线即由管道一端管口至另一端管口之间的管道都应进展标注。都应进展标注。v对横向管线，普通标注在管线的的上方；对横向管线，普通标注在管线的的上方；v对竖向的管线普通标注在管道的左侧，也可以用指引线引对竖向的管线普通标注在管道的左侧，也可以用指引线引出标注。出标注。 R04PL 0405 B573.5PL 0406 B573.5PL 0402 B573.5PL 04

49、04 B573.5PL 0401 B573.5PL 0409 B573.5 TI4018. 阀门阀门v管件和管道附件的表示方法管件和管道附件的表示方法:v在化工工艺流程图中，普通用细实线按规定的图形符号全部在化工工艺流程图中，普通用细实线按规定的图形符号全部绘制出管道上的阀门、管件和管道附件但不包括管道之间绘制出管道上的阀门、管件和管道附件但不包括管道之间的衔接件，如弯头、三通、法兰等，但为安装和检修等缘的衔接件，如弯头、三通、法兰等，但为安装和检修等缘由所加的法兰、螺纹衔接件等仍要画出。由所加的法兰、螺纹衔接件等仍要画出。v原化工部原化工部HG20919.3233-92规范给出了阀门、管件和管道附规范给出了阀门、管件和管道附件的图形符号。其中阀门图形符号普通长为件的图形符号。其中阀门图形符号普通长为6mm，宽为，宽为3mm，或长为，或长为8mm，宽为，宽为4mm。9. 仪表仪表v控制点的表示方法：在化工工艺流程图上