化工工藝設計基礎-個人總結

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doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看�！痘�工工藝設計》講座化工工藝設計》

1.概述要建設一個化工廠,必須具有一批化工工藝專業(yè)技術人員,1.1要建設一個化工廠,必須具有一批化工工藝專業(yè)技術人員,這批化工工藝專業(yè)技術人員必須具備下列基本條件.業(yè)技術人員必須具備下列基本條件.掌握化工基本理論如化工熱力學,流體力學,傳熱,傳質,化學反應動力學(化學反應工程).如化工熱力學,流體力學,傳熱,傳質,化學反應動力學(化學反應工程)掌握化工工藝設計方法和技能熟悉環(huán)保,安全,消防等方面的法規(guī)熟悉環(huán)保,安全,消防等方面的法規(guī)環(huán)保一定的工作經(jīng)驗1.2化工建設項目階段1.2.1建設項目階段的劃分以工程公司為主體,通常分為三個階段建設項目階段的劃分以工程公司為主體,項目前期工程設計按國內審批要求分為按國內審批要求分為:批準后建設單位即可開工.初步設計→批準后建設單位即可開工.施工圖設計按國際常規(guī)做法分為:按國際常規(guī)做法分為:工藝設計基礎設計詳細設計施工,安裝,試車,性能考核及國家驗收(驗收后工廠投入正常運行)施工,安裝,試車,性能考核及國家驗收(驗收后工廠投入正常運行)建設項目階段的劃分以建設單位為主體,1.2.2建設項目階段的劃分以建設單位為主體,通常分為四個階段項目前期工程設計工程建設工廠投入生產(chǎn)2.工藝設計的內容和深度工藝設計的文件包括三大內容文件包括三大內容:2.1工藝設計的文件包括三大內容:文字說明(工藝說明)文字說明(工藝說明)

圖紙表格文字說明(工藝說明)2.1.1文字說明(工藝說明)工藝設計的范圍.工藝設計的范圍.設計基礎:生產(chǎn)規(guī)模,產(chǎn)品方案,原料,催化劑,化學品,公用工程燃料規(guī)格,設計基礎:生產(chǎn)規(guī)模,產(chǎn)品方案,原料,催化劑,化學品,公用工程燃料規(guī)格,產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格.產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格.副產(chǎn)品規(guī)格工藝流程說明:生產(chǎn)方法,化學原理,工藝流程敘述.工藝流程說明:生產(chǎn)方法,化學原理,工藝流程敘述.原料,催化劑,化學品及燃料消耗定額及消耗量.原料,催化劑,化學品及燃料消耗定額及消耗量.公用工程(包括水,公用工程(包括水,電,汽,脫鹽水,冷凍,工藝空氣,儀表空氣,氮氣)消耗脫鹽水,冷凍,工藝空氣,儀表空氣,氮氣)定額及消耗量.定額及消耗量.三廢排放:包括排放點,排放量,三廢排放:包括排放點,排放量,排放組成及建議處理方法裝置定員安全備忘錄(另行成冊)安全備忘錄(另行成冊)技術風險備忘錄(通常為對內使用,另行成冊)技術風險備忘錄(通常為對內使用,另行成冊)操作指南(通常為對內使用,另行成冊.供工藝系統(tǒng),配管等專業(yè)使用)操作指南(通常為對內使用,另行成冊.供工藝系統(tǒng),配管等專業(yè)使用)2.1.2圖紙PFD:的設計依據(jù),供基礎設計使用(通常分版次逐版深化)PFD:是PID的設計依據(jù),供基礎設計使用(通常分版次逐版深化).包括全部工藝設備,主要物料管道(表示出流向,物料號)主要控制回路,,主要控制回路包括全部工藝設備,主要物料管道(表示出流向,物料號)主要控制回路,聯(lián)鎖,方案,加熱和冷卻介質以及工藝空氣進出位置.方案,加熱和冷卻介質以及工藝空氣進出位置.建議設備布置圖:是總圖布置,裝置布置的依據(jù),供基礎設計使用(建議設備布置圖:是總圖布置,裝置布置的依據(jù),供基礎設計使用(通常為平面布置圖)根據(jù)工藝流程的特點和要求進行布置..根據(jù)工藝流程的特點和要求進行布置布置圖)根據(jù)工藝流程的特點和要求進行布置..PCD:通常是設計院內部設計過程文件,PCD:通常是設計院內部設計過程文件,最終體現(xiàn)在終版PFD中(通常由自控專業(yè)完成).完成)2.1.3表格物料平衡表工藝設備數(shù)據(jù)表工藝設備表取樣點匯總表裝置界區(qū)條件表工藝設計方法(化工基本理論的應用)3.工藝設計方法(化工基本理論的應用)3.1工藝路線的選擇

原料來源經(jīng)濟效益和社會效益(生產(chǎn)成本)經(jīng)濟效益和社會效益(生產(chǎn)成本)環(huán)境保護其它,如操作條件,其它,如操作條件,安全,消防,投資,工藝先進性,可行性,合理性.消防,投資,工藝先進性,可行性,合理性.3.2工藝流程方案優(yōu)化"洋蔥頭"模型(由史密斯,林霍夫提供的模型)洋蔥頭"模型(由史密斯,林霍夫提供的模型)反應系統(tǒng)精餾系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡公用工程

從圖中可以看出設計的核心是反應系統(tǒng)的設計和開發(fā).洋蔥頭"模型強調過程開發(fā)和從圖中可以看出設計的核心是反應系統(tǒng)的設計和開發(fā).洋蔥頭"設計的核心是反應系統(tǒng)的設計和開發(fā)"設計的有序和分層性質.設計的有序和分層性質.反應流程優(yōu)化見表-7.4.2(544)反應流程優(yōu)化見表-7.4.2(P-544)精餾流程的優(yōu)化蒸發(fā)流程的優(yōu)化工藝設備的選擇工藝設備的選擇反應器:反應器:氣液傳質設備:氣液傳質設備:傳熱設備:傳熱設備:4.工藝設計工作程序

項目經(jīng)理項目建議書可研報告裝置平面圖專利及專有技術資料工藝設計,基礎設計數(shù)據(jù)開工報告有關會議紀要合同文件化工工藝接受設計條件消化資料確定設計基礎展開工藝設計

自控條件工藝控制聯(lián)鎖報警電氣條件危險區(qū)劃分特殊電氣要求電氣聯(lián)鎖報警總圖條件建議布置圖設備條件工藝設備數(shù)據(jù)表分析化驗條件取樣條件表取樣點匯總表配管條件操作原則安全規(guī)程指南三廢排放一覽表公用工程條件表消防條件電信條件采暖,通風,空調條件建,構筑物特性條件提出相關設計條件完成工藝設計成品文件基礎設計,詳細設計跟蹤服務設計完工報告

工藝路線產(chǎn)品方案設計規(guī)模年操作時間操作彈性原料,催化劑規(guī)格產(chǎn)品和付產(chǎn)品規(guī)格公用工程規(guī)格界區(qū)條件

確定工藝流程方案工藝計算:物料,能量,設備安全生產(chǎn)職業(yè)衛(wèi)生物性數(shù)據(jù)文字說明

設備表工藝設備數(shù)據(jù)表建議布置圖原料,公用工程消耗確定公用系統(tǒng)方案UFD三廢排放量及建議處理方法安全分析危險區(qū)劃分初版PID(A版)

工藝說明書圖紙PFD圖物料平衡表建議布置圖表格設備表工藝設備數(shù)據(jù)表界區(qū)條件表取樣點匯總表

5.設備設計壓力和設計溫度的確定壓力:壓力:溫度過程控制方案的確定6.過程控制方案的確定6.1過程控制方案確定的原則保證裝置運行的平穩(wěn),生產(chǎn)安全,控制簡單適用.保證裝置運行的平穩(wěn),生產(chǎn)安全,控制簡單適用.用單回路簡單控制系統(tǒng)可以解決的,決不要用復雜的控制系統(tǒng).用單回路簡單控制系統(tǒng)可以解決的,決不要用復雜的控制系統(tǒng).6.2過程控制的分類壓力溫度流量物位

化學成分和物性數(shù)據(jù)6.3選用控制儀表的要求準確可靠靈敏度高反應迅速滯后小使用維護方便價格便宜6.4典型化工單元的控制方案6.4.1反應反應控制的要求達到規(guī)定的轉化率,產(chǎn)品濃度.達到規(guī)定的轉化率,產(chǎn)品濃度.處理量平穩(wěn).處理量平穩(wěn).當出現(xiàn)不正常工況時,能報警,聯(lián)鎖或自動選擇性調節(jié)系統(tǒng).當出現(xiàn)不正常工況時,能報警,聯(lián)鎖或自動選擇性調節(jié)系統(tǒng).反應控制方案7.7.3564)以反應轉化率為控制變量見圖7.7.3-1(P-564).7.7.3565)以反應工藝狀態(tài)變量為控制對象見圖7.7.3-2(P-565).6.4.2精餾精餾是常見的液液分離方法,精餾控制主要目的是達到規(guī)定的分離要求.精餾是常見的液液分離方法,精餾控制主要目的是達到規(guī)定的分離要求.主要變量有進料量,組成,溫度,操作壓力,冷卻和加熱介質,壓力及溫度的變換.量有進料量,組成,溫度,操作壓力,冷卻和加熱介質,壓力及溫度的變換.精餾控制可分為:制可分為:7.7.3566)按精餾段指標的控制方案見圖7.7.3-3(P-566).7.7.3567)按提餾段指標的控制方案見圖7.7.3-4(P-567).7.7.3568)塔頂壓力控制方案見圖7.7.3-5(P-568).7.7.3569)真空度控制方案見圖7.7.3-6(P-569).7.7.3569)其它控制方案見圖7.7.3-7(P-569).6.4.3傳熱設備7.7.3570)控制載體的流量見圖7.7.3-8(P-570).7.7.3570)控制傳熱面積見圖7.7.3-9(P-570).7.7.3-10(571)控制載體的氣化溫度見圖7.7.3-10(P-571).

7.7.3-11(571)工藝介質旁路控制見圖7.7.3-11(P-571).6.4.4流體輸送設備7.7.3-12(572)離心泵控制方案見圖7.7.3-12(P-572).7.7.3-13(572)改變轉速的控制方案見圖7.7.3-13(P-572).往復泵(位移式旋轉泵)7.7.3-14(572)往復泵(位移式旋轉泵)的控制方案見圖7.7.3-14(P-572).

7.能耗計算過程能量分析的常用方法有:夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法過程能量分析的常用方法有:夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法7.1夾點分析法將需要優(yōu)化的換熱網(wǎng)絡用冷,熱流復合線表示在溫焓圖(將需要優(yōu)化的換熱網(wǎng)絡用冷,熱流復合線表示在溫焓圖(T-H圖)上,熱流復合線位于冷流上方,冷流上方,冷,熱流體的復合線中間垂直距離最短處稱為夾點,其溫差△Tmin稱為夾點溫熱流體的復合線中間垂直距離最短處稱為夾點,其溫差△差.夾點分析法應遵循三個原則:夾點分析法應遵循三個原則:盡量避免有熱流體通過夾點夾點上方避免引入公用設施冷卻物流夾點下方避免引入公用設施加熱物流7.2三環(huán)節(jié)能量分析法重點研究熱能在化工裝置的利用,從下述三個環(huán)節(jié)出發(fā):重點研究熱能在化工裝置的利用,從下述三個環(huán)節(jié)出發(fā):能量轉換能量利用能量回收夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法實際應用可參考有關文獻資料.夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法實際應用可參考有關文獻資料.

與工藝設計相關的基本知識8.與工藝設計相關的基本知識與工藝設計相關的基本知識包括消防,勞動安全衛(wèi)生,環(huán)境保護三個方面,與工藝設計相關的基本知識包括消防,勞動安全衛(wèi)生,環(huán)境保護三個方面,必須遵守消防三個方面

化工工藝設計主要工藝流程設計,設備選型,工藝管道設計;具體到一個設計項目,一般設計經(jīng)理是工藝專業(yè)負責牽頭,在可研階段,主要負責可研報告的大部分章節(jié):如廠址比選,技術方案比選等等,還負責向其他專業(yè)提設計條件,最后匯總成可研報告和投資概算;初步設計階段是項目報批的必要程序,要求有工程的主要設備,流程,總圖布置,設備布置,電氣儀表設計主要設計選型等,工藝負責向其他專業(yè)條件,開展設計最后匯成初步設計文件(說明書,消防篇,安全衛(wèi)生環(huán)保篇,概算篇等);施工圖階段,是深入設計到一個螺栓,一個墊片,同樣是工藝牽頭開展設計.工藝設計主要分基礎設計和詳細設計階段,基礎設計的內容主要是:工藝流程和控制說明,PFD,PID和物料熱量平衡,設備一覽表,管道數(shù)據(jù)表,儀表數(shù)據(jù)表,工藝設備和系統(tǒng)計算等等.詳細設計的主要內容是:工藝設備數(shù)據(jù)表的完善,管道,儀表數(shù)據(jù)表的完善,PID的完善,工藝設備廠商文件評閱,配管圖的評閱,操作手冊和分析手冊等工藝系統(tǒng)專業(yè)的職責范圍

論壇中有不少新人吧?有的可能剛剛介入工藝系統(tǒng)這個行業(yè),我把自己總結的這個專業(yè)在工作中的職責范圍跟新人們分享一下:1.生產(chǎn)用給排水的設計條件.向給排水提出生產(chǎn)用給排水的界區(qū)條件.2.提出化工工藝裝置內蒸汽和冷凝水界區(qū)條件.3.提出化工工藝裝置內的工藝,輔助物料,和公用物料界區(qū)條件.4.根據(jù)工藝控制圖(PCD)把儀表符號表示在PI圖上,補充檢測,顯示,控制及報警系統(tǒng).4.1管道系統(tǒng)壓力降,設備設計壓力,維持系統(tǒng)安全應添加檢測,顯示,控制及報警系統(tǒng).4.2泵,壓縮機類型的壓差計算,需要增設某些檢測,顯示和控制點.4.3在公用物料系統(tǒng),如蒸汽,氮氣,壓縮空氣,水等主管上,應設置必要的控制,測量點,計量儀表及報警系統(tǒng).4.4對某些公用物料輔助設備(如裝著內的安全用氮氣儲罐等),增設必要的控制,檢測點及報警系統(tǒng).4.5根據(jù)操作化工工藝操作部門的意見增加有關儀表.4.6安全分析后需要調整控制點或檢測點.氣液分離器的現(xiàn)狀與改進

氣液分離器作為化工生產(chǎn)中的單元操作,可見其基礎性和重要性,但實際生產(chǎn)中卻是系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和瓶頸,多年來一直未能有所突破.例如:某廠聯(lián)醇系統(tǒng)的甲醇分離器,其正常生產(chǎn)時分離效率為50%-60%,也就量說有近一半的甲醇沒有分離下來,每年損失甲醇近萬噸,每年直接損失201*萬元,而這萬噸甲醇全部帶至后工序,每年排放COD超過萬噸,而且對后工序的生產(chǎn)造成嚴重影響.如果將其甲醇分離器效率提高5%,那么每年甲醇產(chǎn)量增加500噸,增效100萬,也就量說增加的甲醇產(chǎn)量全部是效益,而成本沒有增加.從理論上來說,分離效率可達100%,也就量可以增效201*萬/每年.此廠根據(jù)市場行情決定提高甲醇產(chǎn)量,于是增加生產(chǎn)負荷,但醇產(chǎn)量比預想的少,因為醇分離器的效率降至30%-40%以及一些其它原因,也就是說甲醇的生產(chǎn)成本上升了,增加生產(chǎn)負荷沒有起到應有的效果.此廠又決定擴大甲醇的生產(chǎn)能力,投資對聯(lián)醇系統(tǒng)進行改造,包括對分離器的改造,這里以面臨一個問題:是換一個醇分還是只對醇分內件進行改造.更換的話大約需要投80萬,而且不一定能保證效果;對內件改造的話,只需投20萬,也不一定能保證效果.最后的結果仍然是分離器卡著整個系統(tǒng)的脖子.許多廠家對此深有感觸,也不得不對本廠的氣液分離器左改右改,但進展不大.另外有一原因使分離器分離效率問題被掩蓋了,甚至使部分廠家產(chǎn)生了錯覺.氣液分離器的分離效率測定一般是分離器進口作一個氣體分析,出口作一個氣體分析,然后將分析數(shù)據(jù)代入公式中算出分離效率.但醇分離器出口如果是氣液夾帶的情況,則分析結果將存在極大的誤差,往往是分離效率很高,從而使技術人員將注意力放到別的地方,而沒有找到系統(tǒng)真正的瓶頸.如上述廠家就遇到過這問題.氣液分離器的改進也使技術人員大傷腦筋,一般的廠家都遇到過這問題.從氣液分離的方法而言有如下幾種:1,旋流分離;2,折流分離;3,絲網(wǎng)分離;4,填料分離;5,重力沉降分離;6,超濾分離.從理論上來說分離效率從小到大的排列為:重力沉降分離,折流分離和旋流分離,填料分離,絲網(wǎng)分離,超濾分離.但實際上上述方法都有其優(yōu)缺點:1,重力沉降分離設備內沒有內件為一空筒,所以結構簡單,阻力小,但體積龐大,設備投資大,而且效率低,所以很少在高壓設備中采用;2,折流分離和旋流分離效率較高,但分離效果不穩(wěn)定,分離負荷一重,分離效率直線下降,所以體積仍然較大,而且對內件設計要求較高,阻力有增加;3,填料分離分離效率又有提高,但這跟填料的選擇有較大的關系,而且填料易堵易碎易帶液阻力較大,所以很少有單獨使用填料進行氣液分離的;4,絲網(wǎng)分離分離效率高,但也易堵易帶液阻力大;5,超濾分離的效率最高,但更容易堵更容易帶液阻力很大.在實際生產(chǎn)中,氣液分離器的改造有如下途徑:1,改變分離方法的組合,在上述分離方法間進行取舍.2,更換外筒,增加分離空間,提高重力沉降的效率.3,不改變分離方法,對內件進行修改.4,增加一個分離器.由于多年來分離理論沒有大的突破,分離技術也沒有大的改進,所以很多技術人員對氣液分離的改進沒有信心.下面我們又來看一個例子:某廠投入巨額資金上馬一套氨合成塔系統(tǒng),以期擴大合成氨生產(chǎn)能力,但實際生產(chǎn)能力只達到50%,并且因為透平機經(jīng)常壞所以這套氨系統(tǒng)也經(jīng)常停車.技術人員經(jīng)過分析后認為兩個氨分離器效果不佳是造成這種局面的主要原因,于是公司下了大力氣對氨分離器進行改造.原來的內件為旋流分離加折流分離加絲網(wǎng),后改成旋流分離加折流分離加超濾分離.改造后分離器分離效果比原來好一些,透平機的連續(xù)運行時間由原來的50天增加到70天,合成氨的生產(chǎn)能力也增至60%.從上述的數(shù)據(jù)我們也能看出改造后的分離效果不甚理想.再來看看另一個例子:某廠單醇系統(tǒng)的醇分離器分離效果很差,為改變這種局面,就在現(xiàn)有醇分后串了一個醇分.串的這個醇分內件為折流分離加超濾分離再加超濾分離.改造后,依然帶醇嚴重.象這種例子很多,不勝枚舉,這說明了一個問題就是這些分離器都沒有很好解決氣液分離效率問題.從心上綜合可知一個好的氣液分離器應具有如下特點:1,分離效果好,適應的分離負荷范圍非常寬.2,體積小.3,阻力小.

pipeinstrumentdrawing,管道儀表流程圖(PID),管道儀表流程圖()processflow-sheetdrawing工藝流程圖(PFD)

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化工工藝設計基礎-個人總結.txt丶￣喜歡的歌，靜靜的聽，喜歡的人，遠遠的看我笑了當初你不挺傲的嗎現(xiàn)在您這是又玩哪出呢？本文由scutbiao貢獻

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1.概述要建設一個化工廠,必須具有一批化工工藝專業(yè)技術人員,1.1要建設一個化工廠,必須具有一批化工工藝專業(yè)技術人員,這批化工工藝專業(yè)技術人員必須具備下列基本條件.業(yè)技術人員必須具備下列基本條件.掌握化工基本理論如化工熱力學,流體力學,傳熱,傳質,化學反應動力學(化學反應工程).如化工熱力學,流體力學,傳熱,傳質,化學反應動力學(化學反應工程)掌握化工工藝設計方法和技能熟悉環(huán)保,安全,消防等方面的法規(guī)熟悉環(huán)保,安全,消防等方面的法規(guī)環(huán)保一定的工作經(jīng)驗1.2化工建設項目階段1.2.1建設項目階段的劃分以工程公司為主體,通常分為三個階段建設項目階段的劃分以工程公司為主體,項目前期工程設計按國內審批要求分為按國內審批要求分為:批準后建設單位即可開工.初步設計→批準后建設單位即可開工.施工圖設計按國際常規(guī)做法分為:按國際常規(guī)做法分為:工藝設計基礎設計詳細設計施工,安裝,試車,性能考核及國家驗收(驗收后工廠投入正常運行)施工,安裝,試車,性能考核及國家驗收(驗收后工廠投入正常運行)建設項目階段的劃分以建設單位為主體,1.2.2建設項目階段的劃分以建設單位為主體,通常分為四個階段項目前期工程設計工程建設工廠投入生產(chǎn)2.工藝設計的內容和深度工藝設計的文件包括三大內容文件包括三大內容:2.1工藝設計的文件包括三大內容:文字說明(工藝說明)文字說明(工藝說明)

圖紙表格文字說明(工藝說明)2.1.1文字說明(工藝說明)工藝設計的范圍.工藝設計的范圍.設計基礎:生產(chǎn)規(guī)模,產(chǎn)品方案,原料,催化劑,化學品,公用工程燃料規(guī)格,設計基礎:生產(chǎn)規(guī)模,產(chǎn)品方案,原料,催化劑,化學品,公用工程燃料規(guī)格,產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格.產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格.副產(chǎn)品規(guī)格工藝流程說明:生產(chǎn)方法,化學原理,工藝流程敘述.工藝流程說明:生產(chǎn)方法,化學原理,工藝流程敘述.原料,催化劑,化學品及燃料消耗定額及消耗量.原料,催化劑,化學品及燃料消耗定額及消耗量.公用工程(包括水,公用工程(包括水,電,汽,脫鹽水,冷凍,工藝空氣,儀表空氣,氮氣)消耗脫鹽水,冷凍,工藝空氣,儀表空氣,氮氣)定額及消耗量.定額及消耗量.三廢排放:包括排放點,排放量,三廢排放:包括排放點,排放量,排放組成及建議處理方法裝置定員安全備忘錄(另行成冊)安全備忘錄(另行成冊)技術風險備忘錄(通常為對內使用,另行成冊)技術風險備忘錄(通常為對內使用,另行成冊)操作指南(通常為對內使用,另行成冊.供工藝系統(tǒng),配管等專業(yè)使用)操作指南(通常為對內使用,另行成冊.供工藝系統(tǒng),配管等專業(yè)使用)2.1.2圖紙PFD:的設計依據(jù),供基礎設計使用(通常分版次逐版深化)PFD:是PID的設計依據(jù),供基礎設計使用(通常分版次逐版深化).包括全部工藝設備,主要物料管道(表示出流向,物料號)主要控制回路,,主要控制回路包括全部工藝設備,主要物料管道(表示出流向,物料號)主要控制回路,聯(lián)鎖,方案,加熱和冷卻介質以及工藝空氣進出位置.方案,加熱和冷卻介質以及工藝空氣進出位置.建議設備布置圖:是總圖布置,裝置布置的依據(jù),供基礎設計使用(建議設備布置圖:是總圖布置,裝置布置的依據(jù),供基礎設計使用(通常為平面布置圖)根據(jù)工藝流程的特點和要求進行布置..根據(jù)工藝流程的特點和要求進行布置布置圖)根據(jù)工藝流程的特點和要求進行布置..PCD:通常是設計院內部設計過程文件,PCD:通常是設計院內部設計過程文件,最終體現(xiàn)在終版PFD中(通常由自控專業(yè)完成).完成)2.1.3表格物料平衡表工藝設備數(shù)據(jù)表工藝設備表取樣點匯總表裝置界區(qū)條件表工藝設計方法(化工基本理論的應用)3.工藝設計方法(化工基本理論的應用)3.1工藝路線的選擇

原料來源經(jīng)濟效益和社會效益(生產(chǎn)成本)經(jīng)濟效益和社會效益(生產(chǎn)成本)環(huán)境保護其它,如操作條件,其它,如操作條件,安全,消防,投資,工藝先進性,可行性,合理性.消防,投資,工藝先進性,可行性,合理性.3.2工藝流程方案優(yōu)化"洋蔥頭"模型(由史密斯,林霍夫提供的模型)洋蔥頭"模型(由史密斯,林霍夫提供的模型)反應系統(tǒng)精餾系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡公用工程

從圖中可以看出設計的核心是反應系統(tǒng)的設計和開發(fā).洋蔥頭"模型強調過程開發(fā)和從圖中可以看出設計的核心是反應系統(tǒng)的設計和開發(fā).洋蔥頭"設計的核心是反應系統(tǒng)的設計和開發(fā)"設計的有序和分層性質.設計的有序和分層性質.反應流程優(yōu)化見表-7.4.2(544)反應流程優(yōu)化見表-7.4.2(P-544)精餾流程的優(yōu)化蒸發(fā)流程的優(yōu)化工藝設備的選擇工藝設備的選擇反應器:反應器:氣液傳質設備:氣液傳質設備:傳熱設備:傳熱設備:4.工藝設計工作程序

項目經(jīng)理項目建議書可研報告裝置平面圖專利及專有技術資料工藝設計,基礎設計數(shù)據(jù)開工報告有關會議紀要合同文件化工工藝接受設計條件消化資料確定設計基礎展開工藝設計

自控條件工藝控制聯(lián)鎖報警電氣條件危險區(qū)劃分特殊電氣要求電氣聯(lián)鎖報警總圖條件建議布置圖設備條件工藝設備數(shù)據(jù)表分析化驗條件取樣條件表取樣點匯總表配管條件操作原則安全規(guī)程指南三廢排放一覽表公用工程條件表消防條件電信條件采暖,通風,空調條件建,構筑物特性條件提出相關設計條件完成工藝設計成品文件基礎設計,詳細設計跟蹤服務設計完工報告

工藝路線產(chǎn)品方案設計規(guī)模年操作時間操作彈性原料,催化劑規(guī)格產(chǎn)品和付產(chǎn)品規(guī)格公用工程規(guī)格界區(qū)條件

確定工藝流程方案工藝計算:物料,能量,設備安全生產(chǎn)職業(yè)衛(wèi)生物性數(shù)據(jù)文字說明

設備表工藝設備數(shù)據(jù)表建議布置圖原料,公用工程消耗確定公用系統(tǒng)方案UFD三廢排放量及建議處理方法安全分析危險區(qū)劃分初版PID(A版)

工藝說明書圖紙PFD圖物料平衡表建議布置圖表格設備表工藝設備數(shù)據(jù)表界區(qū)條件表取樣點匯總表

5.設備設計壓力和設計溫度的確定壓力:壓力:溫度過程控制方案的確定6.過程控制方案的確定6.1過程控制方案確定的原則保證裝置運行的平穩(wěn),生產(chǎn)安全,控制簡單適用.保證裝置運行的平穩(wěn),生產(chǎn)安全,控制簡單適用.用單回路簡單控制系統(tǒng)可以解決的,決不要用復雜的控制系統(tǒng).用單回路簡單控制系統(tǒng)可以解決的,決不要用復雜的控制系統(tǒng).6.2過程控制的分類壓力溫度流量物位

化學成分和物性數(shù)據(jù)6.3選用控制儀表的要求準確可靠靈敏度高反應迅速滯后小使用維護方便價格便宜6.4典型化工單元的控制方案6.4.1反應反應控制的要求達到規(guī)定的轉化率,產(chǎn)品濃度.達到規(guī)定的轉化率,產(chǎn)品濃度.處理量平穩(wěn).處理量平穩(wěn).當出現(xiàn)不正常工況時,能報警,聯(lián)鎖或自動選擇性調節(jié)系統(tǒng).當出現(xiàn)不正常工況時,能報警,聯(lián)鎖或自動選擇性調節(jié)系統(tǒng).反應控制方案7.7.3564)以反應轉化率為控制變量見圖7.7.3-1(P-564).7.7.3565)以反應工藝狀態(tài)變量為控制對象見圖7.7.3-2(P-565).6.4.2精餾精餾是常見的液液分離方法,精餾控制主要目的是達到規(guī)定的分離要求.精餾是常見的液液分離方法,精餾控制主要目的是達到規(guī)定的分離要求.主要變量有進料量,組成,溫度,操作壓力,冷卻和加熱介質,壓力及溫度的變換.量有進料量,組成,溫度,操作壓力,冷卻和加熱介質,壓力及溫度的變換.精餾控制可分為:制可分為:7.7.3566)按精餾段指標的控制方案見圖7.7.3-3(P-566).7.7.3567)按提餾段指標的控制方案見圖7.7.3-4(P-567).7.7.3568)塔頂壓力控制方案見圖7.7.3-5(P-568).7.7.3569)真空度控制方案見圖7.7.3-6(P-569).7.7.3569)其它控制方案見圖7.7.3-7(P-569).6.4.3傳熱設備7.7.3570)控制載體的流量見圖7.7.3-8(P-570).7.7.3570)控制傳熱面積見圖7.7.3-9(P-570).7.7.3-10(571)控制載體的氣化溫度見圖7.7.3-10(P-571).

7.7.3-11(571)工藝介質旁路控制見圖7.7.3-11(P-571).6.4.4流體輸送設備7.7.3-12(572)離心泵控制方案見圖7.7.3-12(P-572).7.7.3-13(572)改變轉速的控制方案見圖7.7.3-13(P-572).往復泵(位移式旋轉泵)7.7.3-14(572)往復泵(位移式旋轉泵)的控制方案見圖7.7.3-14(P-572).

7.能耗計算過程能量分析的常用方法有:夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法過程能量分析的常用方法有:夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法7.1夾點分析法將需要優(yōu)化的換熱網(wǎng)絡用冷,熱流復合線表示在溫焓圖(將需要優(yōu)化的換熱網(wǎng)絡用冷,熱流復合線表示在溫焓圖(T-H圖)上,熱流復合線位于冷流上方,冷流上方,冷,熱流體的復合線中間垂直距離最短處稱為夾點,其溫差△Tmin稱為夾點溫熱流體的復合線中間垂直距離最短處稱為夾點,其溫差△差.夾點分析法應遵循三個原則:夾點分析法應遵循三個原則:盡量避免有熱流體通過夾點夾點上方避免引入公用設施冷卻物流夾點下方避免引入公用設施加熱物流7.2三環(huán)節(jié)能量分析法重點研究熱能在化工裝置的利用,從下述三個環(huán)節(jié)出發(fā):重點研究熱能在化工裝置的利用,從下述三個環(huán)節(jié)出發(fā):能量轉換能量利用能量回收夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法實際應用可參考有關文獻資料.夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法實際應用可參考有關文獻資料.

與工藝設計相關的基本知識8.與工藝設計相關的基本知識與工藝設計相關的基本知識包括消防,勞動安全衛(wèi)生,環(huán)境保護三個方面,與工藝設計相關的基本知識包括消防,勞動安全衛(wèi)生,環(huán)境保護三個方面,必須遵守消防三個方面

化工工藝設計主要工藝流程設計,設備選型,工藝管道設計;具體到一個設計項目,一般設計經(jīng)理是工藝專業(yè)負責牽頭,在可研階段,主要負責可研報告的大部分章節(jié):如廠址比選,技術方案比選等等,還負責向其他專業(yè)提設計條件,最后匯總成可研報告和投資概算;初步設計階段是項目報批的必要程序,要求有工程的主要設備,流程,總圖布置,設備布置,電氣儀表設計主要設計選型等,工藝負責向其他專業(yè)條件,開展設計最后匯成初步設計文件(說明書,消防篇,安全衛(wèi)生環(huán)保篇,概算篇等);施工圖階段,是深入設計到一個螺栓,一個墊片,同樣是工藝牽頭開展設計.工藝設計主要分基礎設計和詳細設計階段,基礎設計的內容主要是:工藝流程和控制說明,PFD,PID和物料熱量平衡,設備一覽表,管道數(shù)據(jù)表,儀表數(shù)據(jù)表,工藝設備和系統(tǒng)計算等等.詳細設計的主要內容是:工藝設備數(shù)據(jù)表的完善,管道,儀表數(shù)據(jù)表的完善,PID的完善,工藝設備廠商文件評閱,配管圖的評閱,操作手冊和分析手冊等工藝系統(tǒng)專業(yè)的職責范圍

論壇中有不少新人吧?有的可能剛剛介入工藝系統(tǒng)這個行業(yè),我把自己總結的這個專業(yè)在工作中的職責范圍跟新人們分享一下:1.生產(chǎn)用給排水的設計條件.向給排水提出生產(chǎn)用給排水的界區(qū)條件.2.提出化工工藝裝置內蒸汽和冷凝水界區(qū)條件.3.提出化工工藝裝置內的工藝,輔助物料,和公用物料界區(qū)條件.4.根據(jù)工藝控制圖(PCD)把儀表符號表示在PI圖上,補充檢測,顯示,控制及報警系統(tǒng).4.1管道系統(tǒng)壓力降,設備設計壓力,維持系統(tǒng)安全應添加檢測,顯示,控制及報警系統(tǒng).4.2泵,壓縮機類型的壓差計算,需要增設某些檢測,顯示和控制點.4.3在公用物料系統(tǒng),如蒸汽,氮氣,壓縮空氣,水等主管上,應設置必要的控制,測量點,計量儀表及報警系統(tǒng).4.4對某些公用物料輔助設備(如裝著內的安全用氮氣儲罐等),增設必要的控制,檢測點及報警系統(tǒng).4.5根據(jù)操作化工工藝操作部門的意見增加有關儀表.4.6安全分析后需要調整控制點或檢測點.氣液分離器的現(xiàn)狀與改進

氣液分離器作為化工生產(chǎn)中的單元操作,可見其基礎性和重要性,但實際生產(chǎn)中卻是系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和瓶頸,多年來一直未能有所突破.例如:某廠聯(lián)醇系統(tǒng)的甲醇分離器,其正常生產(chǎn)時分離效率為50%-60%,也就量說有近一半的甲醇沒有分離下來,每年損失甲醇近萬噸,每年直接損失201*萬元,而這萬噸甲醇全部帶至后工序,每年排放COD超過萬噸,而且對后工序的生產(chǎn)造成嚴重影響.如果將其甲醇分離器效率提高5%,那么每年甲醇產(chǎn)量增加500噸,增效100萬,也就量說增加的甲醇產(chǎn)量全部是效益,而成本沒有增加.從理論上來說,分離效率可達100%,也就量可以增效201*萬/每年.此廠根據(jù)市場行情決定提高甲醇產(chǎn)量,于是增加生產(chǎn)負荷,但醇產(chǎn)量比預想的少,因為醇分離器的效率降至30%-40%以及一些其它原因,也就是說甲醇的生產(chǎn)成本上升了,增加生產(chǎn)負荷沒有起到應有的效果.此廠又決定擴大甲醇的生產(chǎn)能力,投資對聯(lián)醇系統(tǒng)進行改造,包括對分離器的改造,這里以面臨一個問題:是換一個醇分還是只對醇分內件進行改造.更換的話大約需要投80萬,而且不一定能保證效果;對內件改造的話,只需投20萬,也不一定能保證效果.最后的結果仍然是分離器卡著整個系統(tǒng)的脖子.許多廠家對此深有感觸,也不得不對本廠的氣液分離器左改右改,但進展不大.另外有一原因使分離器分離效率問題被掩蓋了,甚至使部分廠家產(chǎn)生了錯覺.氣液分離器的分離效率測定一般是分離器進口作一個氣體分析,出口作一個氣體分析,然后將分析數(shù)據(jù)代入公式中算出分離效率.但醇分離器出口如果是氣液夾帶的情況,則分析結果將存在極大的誤差,往往是分離效率很高,從而使技術人員將注意力放到別的地方,而沒有找到系統(tǒng)真正的瓶頸.如上述廠家就遇到過這問題.氣液分離器的改進也使技術人員大傷腦筋,一般的廠家都遇到過這問題.從氣液分離的方法而言有如下幾種:1,旋流分離;2,折流分離;3,絲網(wǎng)分離;4,填料分離;5,重力沉降分離;6,超濾分離.從理論上來說分離效率從小到大的排列為:重力沉降分離,折流分離和旋流分離,填料分離,絲網(wǎng)分離,超濾分離.但實際上上述方法都有其優(yōu)缺點:1,重力沉降分離設備內沒有內件為一空筒,所以結構簡單,阻力小,但體積龐大,設備投資大,而且效率低,所以很少在高壓設備中采用;2,折流分離和旋流分離效率較高,但分離效果不穩(wěn)定,分離負荷一重,分離效率直線下降,所以體積仍然較大,而且對內件設計要求較高,阻力有增加;3,填料分離分離效率又有提高,但這跟填料的選擇有較大的關系,而且填料易堵易碎易帶液阻力較大,所以很少有單獨使用填料進行氣液分離的;4,絲網(wǎng)分離分離效率高,但也易堵易帶液阻力大;5,超濾分離的效率最高,但更容易堵更容易帶液阻力很大.在實際生產(chǎn)中,氣液分離器的改造有如下途徑:1,改變分離方法的組合,在上述分離方法間進行取舍.2,更換外筒,增加分離空間,提高重力沉降的效率.3,不改變分離方法,對內件進行修改.4,增加一個分離器.由于多年來分離理論沒有大的突破,分離技術也沒有大的改進,所以很多技術人員對氣液分離的改進沒有信心.下面我們又來看一個例子:某廠投入巨額資金上馬一套氨合成塔系統(tǒng),以期擴大合成氨生產(chǎn)能力,但實際生產(chǎn)能力只達到50%,并且因為透平機經(jīng)常壞所以這套氨系統(tǒng)也經(jīng)常停車.技術人員經(jīng)過分析后認為兩個氨分離器效果不佳是造成這種局面的主要原因,于是公司下了大力氣對氨分離器進行改造.原來的內件為旋流分離加折流分離加絲網(wǎng),后改成旋流分離加折流分離加超濾分離.改造后分離器分離效果比原來好一些,透平機的連續(xù)運行時間由原來的50天增加到70天,合成氨的生產(chǎn)能力也增至60%.從上述的數(shù)據(jù)我們也能看出改造后的分離效果不甚理想.再來看看另一個例子:某廠單醇系統(tǒng)的醇分離器分離效果很差,為改變這種局面,就在現(xiàn)有醇分后串了一個醇分.串的這個醇分內件為折流分離加超濾分離再加超濾分離.改造后,依然帶醇嚴重.象這種例子很多,不勝枚舉,這說明了一個問題就是這些分離器都沒有很好解決氣液分離效率問題.從心上綜合可知一個好的氣液分離器應具有如下特點:1,分離效果好,適應的分離負荷范圍非常寬.2,體積小.3,阻力小.

pipeinstrumentdrawing,管道儀表流程圖(PID),管道儀表流程圖()processflow-sheetdrawing工藝流程圖(PFD)

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