二講化工過程分析及流程設(shè)計(jì)(存儲版)
【正文】 26924943946948941944945937942935廢水再沸器廢水泵廢水冷凝器廢水冷卻器廢水貯槽廢水分相器廢水塔成品泵成品計(jì)量罐923922脫水再沸器脫水塔934933 成品冷凝器成品冷卻器911 酸液分離器905 酯化再沸器來自蒸汽總管視盅936913 硫酸壓送罐916 汽液分離器 947 汽液分離器1533 冷卻水分配器 根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的不同階段，化工工藝流程圖可分為 方框流程圖 、工藝流程簡圖、 工藝物料流程圖（ PFD） 和帶 控制點(diǎn)的工藝流程圖（ PID）。 從該圖上可以看出必須對哪些生產(chǎn)工序 、 步驟和關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行計(jì)算 ， 不至于混亂 、 遺漏和重復(fù) 。 ? 在化工制圖中一般采用 《 機(jī)械制圖 》 的國家標(biāo)準(zhǔn)。 ? 對流程簡單者可以采用 A2規(guī)格的圖樣幅畫。對某些局部放大圖、斜視圖、剖視圖等，其比例與主視圖不同時(shí)，應(yīng)在圖樣中該圖的上方單獨(dú)進(jìn)行比例標(biāo)注。 4. 圖線 ? 圖線指圖線的基本線型和基本線型的變形。 ? （ 3）圓的中心線在圓心處為線段的交點(diǎn)，且中心線兩端超出圓輪廓線 2~5mm。 地下或半地下的設(shè)備、機(jī)器在化工工藝流程圖上要表示出一段相關(guān)的地面。 設(shè)備標(biāo)注格式 分餾塔頂油氣冷凝冷卻器 7. 管道的表示方法和標(biāo)注 （ 1）管道的表示方法 在化工工藝流程圖中是用線段表示管道的，常稱為管線。 交叉管線標(biāo)記 （ 2）管線標(biāo)注 管線標(biāo)注是用一組符號標(biāo)注管道的性能特征。 ? 每根管線（即由管道一端管口至另一端管口之間的管道）都應(yīng)進(jìn)行標(biāo)注。 儀表的圖形符號為一直徑 10mm的細(xì)實(shí)線圓圈，圓圈中標(biāo)注儀表位號。 ? 控制點(diǎn)（測量點(diǎn)）是儀表圓圈的連接引線與過程設(shè)備或管道符號的連接點(diǎn)。工段序號由 工序號和順序號 組成，一般用 3~5位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 ? 這些儀表控制點(diǎn) 用細(xì)實(shí)線 在相應(yīng)管線上的大致安裝位置用規(guī)定的符號畫出。 ? 管道等級代號和隔熱隔音代號可分別參見原化工部 。 在管線交叉時(shí)，應(yīng)該將一根管線斷開，如下圖所示。對于同一設(shè)備，在不同設(shè)計(jì)階段必須是同一位號。 化工工藝流程圖中各設(shè)備、機(jī)器的位置應(yīng)便于管道連接和標(biāo)注，其相互間物料關(guān)系密切者的相對高低位置要與設(shè)備實(shí)際布置相吻合。 ? 在實(shí)際繪制過程中對圖線有如下幾點(diǎn)要求： ? （ 1）虛線、點(diǎn)劃線、雙點(diǎn)劃線的線段長度及間隔應(yīng)均勻分布。 ? （ 5）小數(shù)點(diǎn)輸出時(shí)，應(yīng)占一個(gè)字位，并位于中間靠下處。 ? 要示意出各設(shè)備間的相對高低。 ? 無論裝訂與否，均應(yīng)畫出圖框線和標(biāo)題欄。 ? 在化工廠的建設(shè)過程中，無論是設(shè)計(jì)、施工，還是設(shè)備的制造、安裝，或是生產(chǎn)過程中的試車、檢修、技術(shù)改造，均離不開化工圖樣。 1. 方框流程圖 （ block flowsheet） 燃料乙醇脫水工段討論框圖 2. 工藝流程簡圖 （ simplified flowsheet） 在方框圖的基礎(chǔ)上 ， 將各個(gè)工序過程換成設(shè)備示意圖 ，進(jìn)一步修改 、 完善 ， 可得到工藝流程簡圖 。一般含有如下內(nèi)容：設(shè)備的簡單圖形； 管道、閥門、管件、儀表控制點(diǎn)等圖形符號；設(shè)備位號及名稱、管道編號、物料走向、儀表控制點(diǎn)代號、圖例說明和標(biāo)題欄等。 然后將這些步驟相互連接起來 ， 以實(shí)現(xiàn)總的轉(zhuǎn)變 。 固定床吸附干燥流程圖 選擇原則 （ 1） 產(chǎn)率 生產(chǎn)能力大于 4500噸 /年的生產(chǎn)裝置采用連續(xù)過程，否則采用間歇過程 。一些易損設(shè)備，如壓縮機(jī)、泵等必須安裝備用件。在一個(gè)正常的間歇操作循環(huán)中，各種設(shè)備充注了物料，在規(guī)定的周期內(nèi)完成各自預(yù)期的功能，然后停車、放料、清理，直到重復(fù)開始下一個(gè)周期。 表示這些步驟的圖形就稱為加工流程圖。 ?化學(xué)工程學(xué)的本質(zhì)：單元操作、三傳一反、多尺度化學(xué)工程 …… 就是歸納總結(jié)的最好例證。如石化、電力、冶金、造紙、醫(yī)藥、食品等工業(yè) 。 解決氧氣的供應(yīng)與配比問題； 控制副反應(yīng)的發(fā)生； 反應(yīng)后產(chǎn)物的分離及未反應(yīng)原料的回收； 乙醇、乙醛、水、副產(chǎn)物 …… 能量高效利用。 連續(xù)過程（ Continuous process） 連續(xù)與間歇過程 連續(xù)過程中每個(gè)裝置都每天運(yùn)行 24小時(shí)，每周運(yùn)行 7天，幾乎全年都在基本不變的穩(wěn)定條件下運(yùn)行，直到為了檢修而停車。 進(jìn)料 1 催化劑 加熱 產(chǎn)物 1 產(chǎn)物 2 進(jìn)料 2 反應(yīng)器 分離器 換熱器 混合器 …… 兩種過程的比較 連續(xù)過程 由于其操作穩(wěn)定、生產(chǎn)能力大而日益在化工過程中占主導(dǎo)地位。 從生產(chǎn)的發(fā)展趨勢來預(yù)測，在現(xiàn)在或?qū)恚g歇過程都將與連續(xù)過程長期并存下去。 選擇什么樣的單元，怎樣將它們連接起來，怎樣表示這個(gè)過程？是本章要解決的問題。 反應(yīng)器將原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品和副產(chǎn)品 反應(yīng)器 進(jìn)料 AB 蒸汽 冷卻水 進(jìn)料 +產(chǎn)品 +副產(chǎn)品 AB+C+DE 需要用分離系統(tǒng)來分離產(chǎn)品和循環(huán)利用未反應(yīng)的原料 反應(yīng)器 進(jìn)料 AB 循環(huán) AB AB+C+DE C DE C+DE 進(jìn)料 AB 反應(yīng)器 DE C 循環(huán) AB AB+C+DE 采用不同的分離系統(tǒng)會改變工藝過程 思考： 1. 如果 DE要進(jìn)一步分離，該如何組織流程？ 2. 如果循環(huán) AB與進(jìn)料 AB比例不一致，該如何處理？ 增加了熱集成的工藝 過程（ 1）
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