化工车间工艺流程设计-工艺流程图的绘制

课程：化工工艺初级设计知识点：方案流程图

方案流程图是在工艺设计之初提出的一种示意性的工艺流程图。它以工艺装置的主项(工段或工序、车间或装置)为单元进行绘制，按照工艺流程的顺序，将设备和工艺流程线从左至右展开画在同一平面上，并附以必要的标注和说明。脱硫系统工艺方案流程图

从图中可知：天然气来自配气站，进入罗茨鼓风机(C0701)加压后，送人脱硫塔(T0702)，与此同时，来自氨水储罐(V0703)的稀氨水，经氨水泵(P0704A)打人脱硫塔中；在塔中气液两相逆流接触，经过化学吸收过程，天然气中有害物质硫化氢被氨水吸收脱除。脱硫后的天然气进入除尘塔(T0707)，在塔内经水洗除尘后去造气工段。另一方面，脱硫塔出来的废氨水经过氨水泵(P0704B)打人再生塔(T0706)，与空气鼓风机(C0705)送入的新鲜空气逆向接触。空气吸收废氨水中的硫化氢，产生的酸性气体送到硫磺回收装置；由再生塔出来的再生氨水经氨水泵(P0704A)打入脱硫塔循环使用。方案流程图

1.设备的画法？形状

线型等2.流程线的画法线型拐弯交错3.设备位号的标注

脱硫系统工艺方案流程图1、设备的画法

(1)用细实线从左至右按流程顺序依次画出能反映设备形状、结构特征的轮廓示意图(参见图例表)。一般不按比例绘制，但要保持它们的相对大小及位置高低。(2)设备上重要接管口的位置，应大致符合实际情况。(3)各设备之间应保留适当距离，以便布置流程线。(4)两个或两个以上作用相同的设备，可以只画一套，备用设备可以省略不画。常用设备图例续表2、流程线的画法

(1)用粗实线画出各设备之间的主要物料流程。用中粗实线画出其他辅助物料的流程线。(2)流程线一般画成水平线和垂直线(不用斜线)，转弯一律画成直角。(3)当流程线发生交错时，应将其中一线断开或绕弯通过。一般同一物料线交错，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”。(4)在两设备之间的流程线上，

至少应有一个流向箭头。3、标注(1)将设备的名称和位号，在流程图上方或下方靠近设备示意图的位置注成一排。(2)在水平线(粗实线)的上方注写设备位号，下方注写设备名称。(3)设备位号由设备类别代号、主项编号(两位数字)、设备顺序号(两位数字)和相同设备数量尾号(大写拉丁字母)四个部分组成.如图9-2所示。(4)在流程线开始和终止的上方，用文字说明介质名称、来源和去向。设备（机器）位号的标注

设备类别代号表(摘自HG/T2051.35-l991)设备类别泵火炬、烟囱容器其他机械其他容器计量设备代号PSVMXW设备类别塔工业炉换热器反应器起重设备压缩机代号TFERLC课程：化工工艺初级设计知识点：物料流程图（PFD图）脱硫系统的物料流程图

PFD

(processflowsheetdiagram)图的作用：表达流程主要工艺操作条件物料组成主要设备特性主要控制要求物料流程图物料表脱硫系统的物料流程图特性数据物料特性参数

物料流程图一般是在工艺方案流程的基础上，完成物料平衡和热量平衡计算时绘制的，采用图形与表格相结合的形式，来反映某些设计计算结果的图样。它既是提供审查的资料，又可作为进一步设计的依据。从图中可以看出其设备流程线的画法及标注，与工艺方案流程图基本一致，只是增加了以下内容。（1）在设备位号及名称的下方，注明一些特性数据或参数，如塔的直径和高度、换热器的传热面积、设备的规格型号等。(2)在流程线的起始部位，物料产生变化的设备之后、流程线的终端，列表标出物料的组分名称、含量比例，其具体项目可按实际需要增减对于物料发生变化的设备，要从物料管线上画一个引出线，并于引出线端用列表的形式表示物料的组成、名称、质量流量(kg/h)、质量百分数、摩尔流量(kmol/h)等，每项均应表示出总和。物料的某些工艺参数，例如物料温度、压力等可在流程线旁注明。先物料管线用粗实线，主设备、引线均用细实线表示。物料变化和物料表PFD图

要满足以下要求→4点(1)设备

→编号、名称、规格(直径和高度)(2)物流→编号、流向、特性编号→物流编号为了醒目起见，通常用外加斜方块的编号表示流向→进出PFD的物流集中在图纸的四角，并用空箭头表示方向特性→表示物流特性的变量有流量、组成、温度、压力、密度和相态→（3）主要工艺操作条件

指温度、压力、流量等（4）主要控制方案表示控制变量和测量参数仪表功能测量点调节阀仪表所在位置PFD绘制的注意事项要在PFD中表示出设备类型→设备图例要表示出设备的名称及位号→设备标注要表示出管道中的介质以及管道的材质、尺寸要用不同粗细的线反映不同的内容物料管线用粗线表示，其它管线用中粗线，控制回路用细线表示。首页图中应包括图纸目录、设备一览表以及各种图例、符号、代号和说明等。课程：化工工艺初级设计知识点：管道及仪表流程图（PID图）

脱硫系统管道及仪表流程图管道及仪表流程图（PID图）又称带有控制点的工艺流程图，是在工艺方案流程图和物料流程图基础上绘制的，是内容更为详细的工艺流程图。作用：它是设备布置、管道布置的原始依据，是施工的参考资料和生产操作的指导性技术文件。要求：表示出全部工艺设备、物料管路、阀件、设备的辅助管路以及工艺和自控仪表的图例、符号等。

脱硫系统管道及仪表流程图（PID图）阀门仪表管路标注1、设备和管道的画法设备和管道的画法与方案流程图中规定相同。画管道时，主要工艺物料管道用粗实线(0.9～1.2mm)表示，辅助物料管道用中粗实线(0.5～0.7mm)表示，仪表管道用细实线(0.15～0.3mm)表示。工艺物料管道：工艺物料埋地管道：辅助物料及公用系统管道：辅助物料及公用系统埋地管道：气动信号仪表管线：热保温管道：冷保温管道：蒸汽伴热管道：电伴热管道：套管管道：管道符号标记示例常用阀门图例2、阀门和管件常用管件、管道附件图例管道上所有的阀门和管件用细实线按标准规定的图形符号，在相应处画出。3、仪表控制点仪表及控制点的图示和标注

仪表自控情况在相应的管道设备上用符号画出，符号包括图形符号和字母代号。

仪表安装位置的图形符号(摘自HGJ/T7一l987)测量点图形符号以细实线在相应的管道设备上用符号画出；检测、显示、控制等仪表图形符号用直径约10mm的细实线圆圈表示。仪表位号的表示方法序号参量代号1温度T2压力P3液位L4流量F5质量W常用的仪表功能代号

序号参量代号1指示I2记录R3控制C4报警A5积分Q6联锁S7变送T常用的参量代号

4、管路标注管路标注：FL–1421–25–P2E5–H2

介质代号管道号公称直径管道等级隔热隔声代号有一输送液体燃料的横向管道，管道号为1421（主项代号+管段序号），其公称通径为25mm，压力等级为4.0MPa（分项号2）,材质为不锈钢（分项号5），要求保温（分项号2）。

介质名称代号介质名称代号介质名称代号工艺空气PA原水、新鲜水RW燃料气FG工艺气体PG锅炉给水BW液体燃料FL工艺液体PL循环冷却水上水CWS液化石油气LPG工艺固体PS循环冷却水上水CWR天然气NG工艺水PW热水上水HWS液化天然气LNG气液两相流工艺物料PGL热水回水HWR冷冻盐水上水RWS气固两相流工艺物料PGS自来水、生活用水DW冷冻盐水回水RWR液固两相流工艺物料PLS脱盐水DNW真空排放气VE空气AR软水SW放空VT压缩空气CA消防水FW废气WG仪表空气IA化学污水CSW废渣WS高压蒸汽HS生产废水WW废油WO中压蒸汽MS氢气H烟道气FLG低压蒸汽LS氮气N惰性气IG蒸汽冷凝水SC氧气O催化剂CAT伴热蒸汽TS燃料气FG添加剂AD介质代号

管道等级的标注方法

公称压力等级代号材质等级代号

管道的隔热或隔声代号

课程：化工工艺初级设计知识点：工艺流程设计案例案例1-药品精制过滤流程设计实例1在药品精制中，粗品常先用溶剂溶解，然后加入活性炭脱色，最后再滤除活性炭等固体杂质。假设溶剂为低沸点易挥发溶剂，试确定适宜的过滤流程。解：首先选定过滤速度和溶剂收率为方案比较的评判标准。常压过滤方案图采用常压过滤方案虽可滤除活性炭等固体杂质，但过滤速度较慢。

方案I：常压过滤

真空抽滤方案图方案II：真空抽滤采用真空抽滤方式，过滤速度明显加快，从而克服了方案I过滤速度较慢的缺陷，但由于出口未设置冷凝器，因而易造成大量低沸点溶剂的挥发损失，使溶剂的收率下降方案III：真空抽滤—冷凝真空抽滤-冷凝方案图在出口设置了冷凝器，以回收低沸点溶剂，从而减少了溶剂的挥发损失，提高了溶剂的收率。

方案IV：加压过滤加压过滤方案图在压滤器上部通入压缩空气或氮气，即采用加压过滤方式，过滤速度快，且溶剂的挥发损失很少。案例2-工业配混酸工艺流程设计实例2

工业生产中，硝化混酸的配制常在间歇搅拌釜中进行，试以搅拌釜为中心，完善硝化混酸配制过程的工艺流程。混酸配制过程的工艺流程示意图

完善工艺流程

完善工艺流程

混酸配制过程的PID图

根据单元操作或单元反应所涉及的主要设备为单位

标明进料和出料的名称、组成及工艺条件；根据单元操作或单元反应过程的温度、热效应等情况

确定传热设备和载能介质的技术规格；根据单元操作或单元反应过程的参数显示和控制方式

确定仪表和自动控制方案；根据单元操作或单元反应过程的燃烧、爆炸、毒害情况，

确定相应的安全技术措施；根据单元操作或单元反应过程所产生的污染物

确定相应的污染治理方案等等。

以单元操作或单元反应为中心，完善工艺流程

江苏高校品牌专业——石油化工技术课程：化工工艺初级设计知识点：工艺流程设计案例谢谢观看

苯加氢生产环己烷生产工艺流程设计课外训练设计任务

环己烷合成过程设计环己烷如（纯度99.9%）

X吨/年

环己烷是用于生产环己醇、环己酮和己二酸的原料，也可用作有机溶剂等。设计项目：产品名称：产品规格：生产能力：产品用途：●环己酮进一步生产己内酰胺、聚酰胺6纤维（尼龙6)●尼龙6具有广泛用途.民用：可纯纺和混纺作衣料、针织品、地毯等；工业：作轮胎的帘子线、帐篷、绳索、降落伞等。生产方式的选择粗汽油中约含5~15%的环己烷，其65.6~85.3℃馏分，主要含环己烷及甲基环戊烷。在80℃及三氯化铝催化剂存在下，甲基环戊烷异构化为环己烷：以镍为催化剂，于150～250℃和23～53大气压，苯加氢生成环己烷：本设计采用苯加氢法

再经过一系列分离操作，最后可得纯度为95%以上的环己烷。

此法生产环己烷产率接近100%，且产品纯度很高，是目前生产环己烷的主要方法。苯加氢法：石油馏分分离法：流程（原料、产品）

比重0.78~0.79g/cm3;芳烃含量≤0.1（wt%）;

非挥发物≤10mg/kg;凝固点≥6.0℃;

总硫≤2mg/kg;环烷烃≤1000mg/kg;

甲基环己烷≤300；正烷烃(C7或C7以上)≤50mg/kg工艺流程方框图

原料质量要求：产品规格氢气：H2O<50ppmCO<10ppmCO2<10ppmS<0.2ppm

苯：

H2O<50ppmS<1ppm反应系统设计

◆环己烷产量：X吨/年；◆苯进料量：Ykmol/h；◆氢气进料量：氢：X1kmol/h，氮：X2kmol/h,甲烷：X3kmol/h；◆苯进料条件：3500KPa,40℃,液相；◆氢气进料条件：2910KPa,65℃,气相

反应方程式

反应条件

产量与进料☆体积缩小、产生大量热的平衡反应☆低温、高压有利于生成环己烷

反应在两串联的反应器中进行。前者鼓泡床反应器，有利于利用均相催化剂进行液相苯加氢反应；后者固定床反应器，有利于利用LD143催化剂进行气相苯加氢反应。由于为强放热反应，反应器型式的选择应考虑有利于散热。

氢/苯（摩尔比）：3.46,氢气过量以使苯100%转化为环己烷;

主反应器：温度180~200℃，压力2.68Mpa，苯转化率≥95%;

后反应器:温度190~231℃，压力2.60Mpa.

催化剂规格：外观为黑色均匀液体含镍量≥1.6%（wt）转化率(10小时)≥99.5%

选择性(10小时)≥99.8%LD143催化剂：均相催化剂(Zieglar-Natta金属络合物)：规格：

外观球形Ф2～4mm

组成载有镍的氧化铝含镍量≥14.35%(wt)

表观密度0.87g/cm3

抗碎强度≥10kg

孔容0.45±0.06cm3/g

比表面223（210±23）m2/g应用：主反应器鼓泡床应用：

后反应器固定床分离系统设计分离次序原则

分离条件的确定

分离流程

反应产物的流量和沸点★

流量最大的组分先分离★轻组分先分离★分离困难的组分最后分离★等摩尔分割优先★

根据反应产物各组分浓度和沸点，脱轻组分塔和脱重组分塔采用常压操作，泡点进料。根据分离精度要求，分析塔板数，塔内温度和压力分布，回流比，塔顶和塔底产品流率，塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷。课程：化工工艺初级设计知识点：流程框图工艺流程图1、流程框图2、方案流程图3、物料流程图4、管道及仪表流程图流程框图(BlockFlowsheet)

流程框图是是在工艺路线和生产方法确定之后，物料衡算开始之前，表示生产工艺过程的一种定性图纸，是最简单的工艺流程图。

其主要作用是：定性地表明原料变成产品的路线和顺序，以及应用的过程及设备。氨合成工艺流程框图产品液氨弛放气放空气新鲜氢氮气合成塔废热锅炉热交换器软水预热器冷交换器油分离器循环压缩机水冷却器氨冷器氨分离器液氨贮槽阿司匹林的生产工艺流程框图流程框图的绘制采用方框和文字表示主要化工过程及主要设备，用箭头表示物流方向。

将主要工艺步骤或单元操作，用一方框表示，注明方框名称和主要操作条件，矩形框用细实线。（注：一个方框可以是一个设备、一个工序或工段，一个车间或系统。）流程框图的绘制采用方框和文字表示主要化工过程及主要设备，用箭头表示物流方向。

用粗实线加箭头表示出主要物流方向，主