化工工艺流程设计

1、化工工艺流程设计01化工工艺流程设计主要内容通过工艺方框流程图、简化工艺流程图（工艺流程草图）、工艺流程图（PFD）各阶 段,完成工艺流程的设计。流程模拟计算和物料衡算与能量衡算。设备的工艺设计和选型。确定主要控制方案。确定“三废”治理和综合利用方案。初步的工艺安全分析02 化工工艺流程设计举例2.110万吨/年异丁烯装置分离和产品精制工艺设计基础条件生产能力:10万吨/年聚合级异丁烯。产品规格:异丁烯含量99.7% （质量分数） 。反应流出物：温度为400C;压力为O.IMPa。流出物组成见下表。产物岀口组成（质量分数）/%Ha (hydrogen)6 7488甲烷(methane)CL 1

2、974乙烷(ethane)0 0128乙烯(ethylene)CL 0000乙烘（axtykn亡）CL 0017丙烷(propane)0, 2059丙烯(propylene)0. 2144异丁 烷(isobutene)35- 8159正丁烷(n-butane)L 9270卜丁 烯(1-butane)(L 041界丁 烯(i-butena)22. 5854M-2-7rt?s-2-butene)0 0357反-2-丁烯 C/rtin5-2-butene)0. 03571 ,3-丁、烯(butadiene)0. 0092咲喃(furan)0. 0035丙酮(acetone)CL 03SI丙烯醛(ae

3、rolein)CL 0022甲 (methanol)0. 0014乙醇(ethanol)A 0010甲基乙烯基甲酮(methyl vinyl ketone)CL 0032炭(carbon)CL 5601h2o37. 5530合计IO（U.优工汕2.2 工艺基础分析反应物主要由轻烃 （C1C4） 组成,并含有少量的有机含氧化合物。工艺分离主要分为两大部分。a. 反应物脱丙烷过程 高温反应物经过热回收及水淬冷后至常温 ,然后经过压缩进入 脱丙烷过程,利用各组分沸点差进行分离,可分为油吸收法和深冷法（本文以深冷法为 例）。b.C4馏分中分离异丁烯及产品精制过程 本案例中，C4馏分中有7个组分，还有C

4、2 和C3馏分，它们的沸点见下表。采用常规蒸馏的方法，先分出异丁烷馏分，再分出异 丁烯和1-丁烯馏分，其他C4馏分作为副产品送出。鋼廿名称什丁烷非丁情i 丁帰丁二坏正丁烷顺？ 丁饶-1L73-G.9-4. i-0.50.9绍仆葫称反2【书己烷fMfiSrife jT-mT.07 x：3*7-10X 1一賂H17, 7必i异丁烷/异丁烯和1-丁烯/正丁烯分离难度和丙烯/丙烷分离相当。异丁烯/1-丁烯分离：两者沸点差仅为0.6C，无法用常规蒸馏进行分离，需采用催化 精馏法或MTBE法得到异丁烯合格产品。2.3工艺方框流程图依据工艺基础分析提出工艺方框流程图CProcess BlockDiagrm,

5、PBD）,如图所示。方框流程图表示装置的主要操作单元和主要物料的流向 ，它将一个化学或物理加工过程的轮廓表达出来，以供初步确定工艺原则方案之用。2.4工艺流程草图工艺流程草图(ProcessFlowSketch,PFS)是一个半图解式的工艺流程图，它实际上是 方块流程图的一种变体和深入,仍带有示意性质,是设计开始时供工艺方案讨论常用 的工艺流程图。2.5工艺模拟流程图工艺模拟流程图(ProcessSimulationFlow Digram,PSFD) 是在工艺流程草图基础上 建立起来,供工艺流程模拟计算的工艺流程图,是工艺流程模拟计算的结果和工艺流 程设计的中间产品,它随着工艺流程设计的发展不

6、断深化和优化。工艺主流程不断深化和优化。主要设备名称、型式和关键的技术数据。根据工艺过程原料、过程产物和产品的加热及冷却要求 ,进行热交换网络和其网 络内的工艺冷冻压缩的工艺流程设计。设置物料输送和气体加压设备。SPFD是工艺流程图(PFD)设计的基础和出发点。2.6 工艺流程图在工艺流程模拟完成以后 ,工艺模拟流程图要变换发展成工艺流程图 ,它应表示工艺 设备、工艺和公用物料的名称 ,编号和操作条件,工业炉、换热器的热负荷 ,主要工艺 控制联锁以及物流数据表，是图形（PFD）和表格（物流数据表）相结合的形式。在它的 基础上完成工艺设备一览表和主要控制、联锁方案 ,使工艺流程定量化、定型化和工 程化。它是工艺流程设计 ，也是过程设计最重要的基础文件 ，对一个新工艺来说，它的 完成标志着工艺技术开发已具备走向完成的基础条件。03 化工工艺流程设计和技术开发 以创新思维、高标准做好化工工艺流程设计 ，推进化工技术开发。化工工艺流程设计 是化工过程设计的基础和核心。PFD、物流数据表以及设备一览表是构成工艺流程设 计的三大要素，从它们出发，进而进行设备工艺设计和工艺系统设计 ，以完成工艺设计 包。化工生产过程以主化学反应为中心 ，新的化学反应工艺和新的催化剂都会引起化工过 程的重大进展。一般情况下，它源自专业研究