工艺流程设计

1、第三章 工艺流程设计本章教学目的11了解：工艺流程的根本程序213了解：工艺流程设计的原那么掌握：工艺流程的选择和设计2本 章 内 容 工艺道路的选择3.1 工艺流程的设计3.2施工图设计阶段3.333.1 工艺道路的选择ABCA+ B +CA+ B +CAB +CBC工艺道路一工艺道路二问题：工艺道路一、二孰优孰劣？43.1 工艺道路的选择 消费同一化工产品可以采用不同原料，经过不同工艺道路而制得，即使采用同一原料，也可采用不同工艺道路，同一工艺道路中也可以采用不同的工艺流程。 选择工艺道路也就是选择工艺方法，这一步是决议设计质量的关键。假设某产品只需一种工艺方法，就无须选择；假设有几种不同

2、的工艺方法，就应逐个进展分析研讨，经过各方面比较，从中挑选一个最好的方法，作为下一步工艺流程设计的根据。 53.1 工艺道路的选择确定工艺道路主要进展的任务： 1、全面搜集拟定产品在国内外的各种生 产方法资料。 2、研讨关键设备。 3、对各种消费方法进展技术、经济、安 全等方面的要求。 4、对选定消费方法做适当的修正。63.1 工艺道路的选择各国消费情况、各种消费方法及其工艺流程。原料来源及废品运用情况。实验研讨报告。原料、中间产品、产品和副产品的规格和性质。平安技术和劳动维护措施。综合利用及三废处置消费技术能否先进、消费机械化、自动化程度。配备大型化与制造、运输情况。根本建立投资、产品本钱、

3、占地面积。水、电、汽、水文、气候等方面的资料。车间环境与周围的情况。确定工艺道路思索的要素：73.1 工艺道路的选择1先进性(技术上先进，经济上合理。 2可靠性。3结合国情，因地制宜。 上述三项原那么必需在技术道路和工艺流程选择中全面衡量，综合思索。设计人员必需采取全面分析对比的方法，选择其中不仅对如今有利，而且对未来也有利的工艺技术，竭力发扬有利的一面，设法减少不利的要素。工艺道路的选择的原那么：83.1.1 工艺道路论证对消费方法进展论证时应留意的问题满足产品性能规格的要求。尽量采用先进消费技术。选用的工艺道路必需具备工业化消费条件。对各项技术经济目的进展比较。操作延续化问题；安装大型化。

4、 6治理三废，消除污染。7 提高自动化程度，尽量利用计算机进展生 产控制和管理。93.2 工艺流程设计 当工艺道路选定之后，即可进展流程设计。流程设计的主要义务包括两个方面：一确定消费流程中各个消费过程的详细内容、顺序和组合方式，到达由原料制得所需产品的目的；二绘制工艺流程图，要求以图解的方式表示消费过程中，当原料经过各个单元操作过程制得产品时，物料和能量发生的变化及其流向，以及采用了哪些化工过程和设备，再进一步经过图解方式表示出化工管道流程和计量控制流程。103.2 工艺流程设计消费工艺流程的设计普通分为三个阶段消费工艺流程草图；消费工艺物料流程图；工艺管道及仪表流程图。化工设计主要绘制两种

5、图纸：PIDProcess Instrument Diagram带控制点的工艺仪表管道流程图PFD Process Flowsheet Diagram过程物料流程图113.2 工艺流程设计确定整个流程的组成；确定每个过程或工序的组成；确定操作条件；控制方案确实定；合理利用原料及能量；确定公用工程的配套设备；制定三废的治理方法；制定平安消费措施。在工艺流程设计中，主要涉及的问题：123.2 工艺流程设计 消费工艺流程草图亦称方案流程图、流程表示图、流程简图，是用来表达整个工厂或车间消费流程的图样。它是设计开场时供工艺方案讨论常用的流程图，亦是工艺流程图设计的根据。消费工艺流程草图 消费工艺流程草

6、图普通组成： 1.物料流程；2.图例；3.图签；4.图框133.2 工艺流程设计工艺流程草图物料流程包含的内容：设备表示图；一切物料的管线、流向和部分管线；管线上的主要阀门；必要的计量和控制仪表；必要的文字阐明等 工艺流程草图是一种表示性的从左至右的展开图。 143.2 工艺流程设计工艺流程草图中物料流程图例 图例是将物料流程中画出的有关管线、阀门、设备附件、计量和控制仪表等图形注明称号，被丈量变量要用图例的方式加以阐明。工艺流程草图中物料流程图签 图签的作用是标明图名、设计单位、制图、审核人员、绘图比例和图号等。，其位置在右下角。尺寸普通长18cm；宽5.4cm。153.2 工艺流程设计工艺

7、流程草图中物料流程图框 图框采用粗线条，给整个工艺流程以框界。 工艺流程草图按照工艺流程的顺序，把设备和工艺流程线自左至右地展开画在一个平面上，并加以必要的标注和阐明。其中设备画法、设备位号及称号的注写、工艺流程线的画法的详细规定参见化工工艺图纸的国家规范规定。16设 备设备位号工艺流程线用文字阐明流程情况某物料残液蒸馏处置的工艺方案流程图171设备画法工艺流程流程图的画法 用细实线画出设备的大约轮廓和表示图，普通不按比例，但应坚持它们的相对大小。 18工艺流程流程图的画法2设备位号及称号的注写真 空 受 槽车间或工段号 设备分类号 设备序号一样设备的序号设备称号 V 0 4 0 8 A19工

8、艺流程流程图的画法设备类别代号摘自HG/T2051.35-1992设备类别泵火炬、烟囱容器其它机械其它设备计量设备代 号PSVMXW设备类别塔工业炉换热器反应器起重设备压缩机代 号TFERLC20工艺流程流程图的画法 a 用粗实线画出各设备之间的主要物料流程线；用 中粗线画出其它辅助物料的流程线。b 流程线普通画成程度线和垂直线不用斜线， 转弯一概画成直角。 c 当流程线发生交错时，应将其中一线断开或绕弯 经过。普通同一物料线交错，按流程顺序“先不 断后断。不同物料线交错，主物料线不断，辅 助物料线断，即“主不断辅断。d 在两设备之间的流程线上，至少应有一个流向箭 头。21 工艺物料流程图是在

9、方案流程图的根底上，用图形与表格相结合的方式，反映设计中物料衡算和热量衡算结果的图样。 在方案流程图上添加以下内容：1在设备位号及称号的下方加注设备特性数据或参数。2在流程的起始处以及使物料产生变化的设备后，列表注明物料变化前后其组分的称号、流量kg/h、摩尔分数% 等参数及各项的总和，实践书写工程依详细情况而定。3表格线和指引线都用细实线绘制。消费工艺物料流程图22消费工艺物料流程图23PID图带控制点的工艺仪表管道流程图 工艺管道及仪表流程图又称施工流程图或带控制点的工艺流程图。与之配套的尚有辅助管道及仪表流程图、公用系统管道及仪表流程图。它是由工艺人员和自控人员协作进展绘制的，在初步设计

10、和施工图设计中都要提供这种图样。 工艺管道及仪表流程图是在工艺流程草图和物料流程图的根底上绘制的，它是设备布置和管道布置设计的根据，并可供施工、安装、消费操作时参考。24带控制点的工艺仪表管道流程图的绘制1设备画法与标注A 设备的画法与工艺流程草图根本一样。B 与工艺流程草图不同的是：对于两个或两个以上的一样设备普通应全部画出。C 每个工艺设备应编写设备位号并注写设备称号。与工艺流程草图中的设备位号应该坚持一致。D 当一个系统中包括两个或两个以上完全一样的部分系统时，可以只画出一个系统的流程，其他系统用双点画线的方框表示，在框内注明系统称号及其编号。 25带控制点的工艺仪表管道流程图的绘制2管

11、道流程线的画法与标注细实线0.150.3 mm中粗线0.50.7 mm粗实线0.91.2 mm喷淋管伴热冷管道同心异径管管线宽度与其相接的新管线宽度一样原有管线柔性管气动信号线翅片管电动信号线仪表管道管道隔热层引线、设备、管件、阀门、仪表等图例夹套管其他物料管道电伴热管道主要物料管道名 称图 例名 称图 例26带控制点的工艺仪表管道流程图的绘制2管道流程线的画法与标注管道流程线的标注 管道流程线上除应画出介质流向箭头，并用文字标明介质的来源或去向外，还应对每条管道进展标注，程度管道标注在管道的上方，垂直管道那么标注在管道的左方字头向左。 管道应标注四部分内容，即管道号或称为管段号由三个单元组成

12、，即物料代号、工段号、管段序号、管径、管道等级和隔热或隔声代号，总称为管道组合。27带控制点的工艺仪表管道流程图的绘制工段号按工程规定填写，采用两位数字，从01开始，至99为止管段序号工段号物料代号VE 04 0132 x 3.5 B管路外径壁厚管道资料代号管段序号采用两位数字，从01开始，至99为止，一样类别的物料在同一主项内以流向先后为序，顺序编号隔热或隔音的功能管路的运用温度范围管道等级代号CW040132x3.5A1AC 6管道尺寸普通标注公称通径，以mm为单位，注数字，不注单位管道流程线的标注范例 28带控制点的工艺仪表管道流程图的绘制 管道流程线上运用箭头表示物料的流向。 图中的管

13、道与其他图纸有关时，应将其端点绘制在图的左方或右方，并用空心箭头标出物料的流向进或出，在空心箭头内注明与其相关图纸的图号或序号，在其上方注明来或去的设备位号或管道号或仪表位号。进出2管道流程线的画法与标注29带控制点的工艺仪表管道流程图的绘制管道上的管道附件有阀门、管接头、异径管接头、弯头、三通、四通、法兰、盲板等。这些管件可以使管道改换方向、变化口径，可以连通和分流以及调理和切换管道中的流体。截止阀闸阀球阀直流截止阀螺纹管帽管端盲板管帽法兰衔接管端法兰(盖)鹤管三通截止阀三通球阀四通球阀四通旋塞阀3阀门等管件的画法与标注30带控制点的工艺仪表管道流程图的绘制3阀门等管件的画法与标注1管道附件

14、用细实线按规定的符号在相应处画出。阀门图形符号尺寸普通为长为6 mm，宽为3 mm或长为8 mm，宽为4 mm。2为了安装和检修等目的所加的法兰、螺纹衔接件等也应画出。3管道上的阀门、管件要按需求进展标注。当公称直径同所在管道通径不同时，要注出它们的尺寸。当阀门两端的管道等级不同时，应标出管道等级的分界限，阀门的等级应满足高等级管的要求。4对于异径管标注大端公称通径乘以小端公称通径。 31带控制点的工艺仪表管道流程图的绘制4仪表控制点的画法与标注丈量点a画出一切与工艺有关的检测仪表、调理控制系统、分析取样点和取样阀组。b仪表控制点用符号表示，并从其安装位置引出。符号包括图形符号和字母代号，它们

15、组合起来表达仪表功能、被测变量、丈量方法。仪表的图形符号 检测、显示、控制等仪表的图形符号是一个细实线圆圈，其直径约为10 mm。圈外用一条细实线指向工艺管线或设备轮廓线上的检测点。32带控制点的工艺仪表管道流程图的绘制仪表位号仪表位号的组成被测变量字母代号功能字母代号P RC3 01序号工段代号仪表位号的标注方式就地安装的压力指示仪表PRC 301集中仪表盘面安装的压力记录控制仪表 PI6033PID图带控制点的工艺仪表管道流程图设备表示图管道流程线设备位号管道代号阀门仪表34保送设备的自控流程设计1.离心泵离心泵的流程设计包括：泵的入口和出口均需设置切断阀；离心泵出口处安装止回阀；泵的出口

16、处安装压力表；泵的出口线的管径不小于泵的管口；泵体与泵的切断阀前后管线放置放净阀 离心泵的流量调理采用的方法：直接节流法；旁路调理法；改动泵的转速法。35保送设备的自控流程设计FRCPIFRCPI 离心泵的流量调理原理图直接节流法旁路调理法36保送设备的自控流程设计FICFIC 离心泵的流量调理原理图离心泵出口多支路流量控制37保送设备的自控流程设计2.容积式泵往复泵、齿轮泵、螺杆泵和旋涡泵 容积式泵的流量调理通常采用旁路调理、改动转速、改动冲程大小的方法。 图示容积泵的旁路调理原理图。38保送设备的自控流程设计3.真空泵真空泵采用吸入支路调理和吸入管阻力调理方案。39保送设备的自控流程设计4

17、.离心紧缩机离心紧缩机的流程设计包括：离心紧缩机的进出口管道设置切断阀；离心紧缩机出口处安装止回阀；氢气离心紧缩机应设置双切断阀；离心紧缩机应在进口管与切断阀间设置过滤器；往复式离心紧缩机设置气液分别器； 6 离心紧缩机应放置反飞动放空管线； 7 可燃、易爆或有毒介质设置三阀组盲板的惰性气 体置换管道。40保送设备的自控流程设计 紧缩机的流量调理有入口流量调理法、改动进口导向叶片的角度、改动紧缩机的转速等。紧缩机分程控制方案紧缩机旁路控制方案 41管壳式换热器的自控流程42管壳式换热器的自控流程 1.无相变管壳式换热器自控流程调理冷流体方案调理热流体方案43管壳式换热器的自控流程 2.一侧有相

18、变管壳式换热器自控流程调理传热温差方案改动传热面积方案 1蒸汽冷凝供热的加热器44管壳式换热器的自控流程 2.一侧有相变管壳式换热器自控流程调理阀装在热介质上改动传热面积方案 2再沸器常用的控制方式45管壳式换热器的自控流程 3.两侧有相变管壳式换热器自控流程 蒸汽供热的再沸器及蒸发器等，与一侧有相变的换热器类似，控制方法有： 改动蒸汽的冷凝温度； 调理阀安装在冷凝管道上； 改动换热器的传热面积；46管壳式换热器的自控流程换热器的温度控制方案总结：(1)调理换热介质流量，用流体1的流量作调理参数来控制流体2的出口温度。(2)调理传热面积，适用于蒸汽冷凝换热器，调理阀装在凝液管路上。(3)分流调

19、理，在用工艺流体作载热体回收热量时或冷却水流量不允许改动时，两个流量都不能调理。此时可利用三通阀使其中一个流体走分路，使部分流体走旁路。47加热炉的自控流程加热炉温度、流量控制48精馏塔的自控流程49精馏塔的自控流程塔顶气体不冷凝塔顶气体部分冷凝精馏塔的自控流程的通用控制方法：50精馏塔的自控流程运用蒸汽放射泵改动不凝性气体的抽吸量减压塔的塔顶压力调理：51精馏塔的自控流程运用电动真空泵控制真空减压塔的塔顶压力调理：改动旁路吸入空气或惰性气体52精馏塔的自控流程加压塔馏出物不含或微含气体的塔顶压力调理：用冷剂流量控制用塔顶气体流量控制53精馏塔的自控流程加压塔馏出物不含或微含气体的塔顶压力调理

20、：用热旁路控制用热旁路结合控制54精馏塔的自控流程加压塔塔顶压力调理方案：用分程控制少量气体用回流罐气相排放量控制大量气体55精馏塔的自控流程分馏塔塔顶温度控制方案：56精馏塔的自控流程再沸器温度控制方案：57精馏塔的自控流程精馏塔的流量的控制方案：58精馏塔的自控流程精馏塔的液位控制方案：塔釜液位定值控制塔釜液位均匀控制59精馏塔的自控流程总结：精馏段控制方案和提馏段控制方案60反响器的自控流程1釜式反响器的温度控制冷剂强迫循环控制单回路温度控制61反响器的自控流程2反响器的进料流量控制62特定过程及管道流程1、气体保送过程2、真空流程3、导热油加热系统流程4、取样系统1吸送式；2压送式；3混合式设备有机械真空泵；水放射泵；蒸汽放射泵63辅助消费流程公用工程公用工程：主要是供排水,供气,供电,仪表,制冷,采暖,通风。 蒸汽系统流程；冷凝水系统流程；紧缩空气系统流程；氮气系统流程；供排水系统流程； 6 采暖系统流程； 7 供电、仪表系统流程。64辅助消费流程设备与管道的吹扫；设备与管道的排液、气。辅助消费流程开停车流程辅助消费流程平安消费流程平安阀的设置；爆破片的设置； 3 高压管道65本章思索题1、化工流程中的间接丈量与控制问题描画：一个真空蒸发结晶