第五节工艺流程设计方法与步骤..ppt

School of Materials Science and Engineering, SWUST * 化工工艺设计(Chemical Process Design) 西南科技大学 第五节 工艺流程设计方法与步骤 （一）工艺流程设计的方法 （二）工艺流程设计的步骤 §2-5工艺流程设计方法与步骤 （一）工艺流程设计的方法 －－以反应过程为核心,以方案比较作决定 ⑴定反应器:根据反应过程的特点、产品要求、物料特性、基本工艺条件来决定采用反应器类型及决定采用连续操作，还是间歇性操作。 有些产品不适合连续化操作，如同一生产装置生产多品种或多牌号产品时，用间歇操作，更为方便。 §2-5工艺流程设计方法与步骤 以反应过程为中心 物料反应过程是否需外供能量或移出热量，都要在反应装置上增加相应的适当措施。 如果反应需要在催化剂存在下进行，就须考虑催化反应的方式和催化剂的选择。 一般说确定主反应过程的装置，往往都有文献、资料可供参考，或有中试结果。现有工业化装置可以借鉴、参考，因此并不复杂。 §2-5工艺流程设计方法与步骤 （一）工艺流程设计的方法 （一）工艺流程设计的方法 根据反应特点，必然对原料提出要求，如纯度、温度、压力以及加料方式等。这就应根据需要采取预热（冷）、汽化、干燥、粉碎筛分、提纯精制、混合、配制、压缩等措施。这些操作过程就需要相应的化工单元操作，加以组合。通常不是一台两台设备或简单过程完成的。 原料预处理的化工操作过程是根据原料性质、处理方法而选取不同的装置及不同的输送方式，从而可能设计出不同的流程。 §2-5工艺流程设计方法与步骤 (2) 设计原料预处理过程 根据反应原料的特性和产品的质量要求，以及反应过程的特点，实际反应过程可能会出现下列情况: （一）工艺流程设计的方法 ①除了获得目的产物外，由于存在副反应，还生成了副产物。 ②由于反应时间等条件的限制或受反应平衡的限制，以及为使反应尽可能完全而有过剩组分。 §2-5工艺流程设计方法与步骤 (3)设计产物的后处理过程 ③原料中含有的杂质往往不是反应需要的，在原料的预处理中并未除净，因而在反应中将会带入产物中，或者杂质参与反应而生成无用且有害的物质。 ④产物的集聚状态要求，也增加了后处理过程。某些反应过程是多相的，而最终产物是固态的。 因此用于产物的净化、分离的化工单元操作过程，往往是整个工艺过程中最复杂、最关键的部分. （一）工艺流程设计的方法 §2-5工艺流程设计方法与步骤 （一）工艺流程设计的方法 (5) 设计未反应原料的循环或利用以及副产物的处理 §2-5工艺流程设计方法与步骤 (4) 设计产品的后处理过程 经过前述分离净化后达到合格的目的产品，有些是下一工序的原料，可加工成其他产品；有些可直接作为商品，往往还须进行后处理工作，如筛选、包装、灌装、计量、贮存、输送等过程。 由于反应不是全部，剩余组分在产物处理中被分离出来，一般应循环回到反应设备中继续参与反应。 （一）工艺流程设计的方法 因此在化工开发和工程设计中必须研究和设计治理方案和流程，要做到“三废”治理与环境保护工程、“三废”治理工艺与主产品工艺同时设计、同时施工，而且同时投产运行。按照国家有关规定，如果污染问题不解决，是不允许投产的。 §2-5工艺流程设计方法与步骤 (6) 确定“三废”排出物的处理措施 在生产过程中，不得不排放的各种废气、废液和废渣，应尽量综合利用，变废为宝，加以回收。无法回收的应妥善处理。“三废”中如含有有害物质，在排放前应该达到排放标准。 （二）工艺流程设计的基本方法 在生产工艺流程中必须使用的工艺用水（包括作为原料的软水、冷却水、溶剂用水以及洗涤用水等）、蒸汽（原料用汽、加热用汽、动力用汽及其他用汽等）、压缩空气、氮气等以及冷冻、真空都是工艺中要考虑的配套设施。 至于生产用电、上下水、空调、采暖通气都是应与其他专业密切配合的. §2-5工艺流程设计方法与步骤 (7) 确定公用工程的配套措施 （一）工艺流程设计的方法 一个完善的工艺设计除了工艺流程等以外，还应把投产后的操作条件确定下来，这也是设计要求。 这些条件包括整个流程中各个单元设备的物料流量（投料量）、组成、温度压力等，并且提出控制方案（与仪表控制专业密切配合）以确保能稳定地生产出合格产品来。 §2-5工艺流程设计方法与步骤 (8) 确定操作条件和控制方案 （一）工艺流程设计的方法 在工艺设计中要考虑到开停车、长期运转和检修过程中可能存在各种不安全因素，根据生产过程中物料性质和生产特点，在工艺流程和装置中，除设备材质和结构的安全措施外，在流程中应在适宜部位上设置事故槽、安全阀、放空管、安全水封、防爆板、阻水栓等以保证安全生产。 §2-5工艺流程设计方法与步骤 (9) 制定切实可靠的安全生产措施 （一）工艺流程设计的方