化工生产的工艺参数与操作控制.ppt

四、化工生产的工艺参数 一、化工生产的工艺参数 * 一 、化工生产的工艺参数 二、化工生产的操作控制 任务四 化工生产的工艺参数与操作控制 绪论——化工生产的通用基础知识 1 2 3 4 一、物理因素分析 Physical factors 二、热力学分析 Thermodynamic Analysis 三、动力学分析 Kinetic Analysis 四、工艺参数的确定 Selection of Technological Conditions 主要内容 化学工业出版社 1.原料的影响 (1)原料的纯度与杂质 (2)原料的配比 2.反应时间的影响 4.反应物浓度的影响 5.反应压力的影响 一、物理因素分析 3.空间速度与接触时间的影响 化学工业出版社 二、热力学分析 1.化学反应可行性分析 (△G)T,p 0，反应能自发进行 (△G)T,p 0，反应不能自发进行 (△G)T,p＝0，反应处于平衡状态 2.化学反应平衡移动分析 (1)温度 吸热反应，温度升高，反应向生成物方向移动。放热反应，△H?0，温度下降，平衡向反应物方向移动， (2)压力 压力升高，反应平衡向分子数减少的方向移动 (3)反应物组成 化学工业出版社 三、动力学分析 1.温度对化学反应速率的影响 图3-5 反应速率与温度的关系 2.催化剂对反应速率的影响 催化剂是提高反应速率的一种最常用、也是很有效的办法 。 化学工业出版社 1. 温度 放热：T↑，K↓，应尽量降低温度； 吸热：T↑，K↑，应尽量提高温度。 但对于有副反应的系统， （1）化学平衡 （2）反应速率 通常情况下，T↑，r↑。 但是，从相对速率看，升温有利于副反应。 催化剂的存在一般使主反应的活化能最低 (3) 催化剂活性温度范围——确定适宜温度的首选条件 (4) 材质使用温度范围 2. 压力 体积增加的反应：P ↑，K↓，应尽量降低压力； 体积减少的反应：P ↑，K↑，应尽量提高压力。 (2) 反应速率 一般来讲，不管是气相还是液相反应， P ↑，r↑。 一、化工生产的工艺参数 (1)化学平衡 P↑，设备材质要求↑ ，动力费用↑，运行的安全性↓。 (3) 对后续分离的影响 P↑，冷却温度↑，越易分离。 一、化工生产的工艺参数 (4) 对设备费用和操作费用的影响 3. 原料配比 aA+bB→cC，按化学计量关系配比是较理想的。 提高某一种原料的比例，可提高另一种原料的转化率。 某种原料有毒有害或价格昂贵时，为提高其转化率，应使另一种反应物过量。 (2) 反应速率 某种反应物浓度指数大于0时，则 c ↑，r↑。 一、化工生产的工艺参数 （1）化学平衡 一、化工生产的工艺参数 (3) 反应物与产物的分离 (4) 安全生产，配比应在爆炸极限之外 一、化工生产的工艺参数 4. 空速（停留时间） (3) 热量的移除 (1) 转化率、选择性与生产能力 (2) 系统阻力，即动力消耗 (4) 后续分离的难易 二、化工生产的操作控制 1. 操作控制 (3) 操作控制：根据以上对比判断决定如何进行操作。 操作人员通过对工艺操作规程所规定的控制点，以及主要的工艺操作参数(温度、压力、流量、液位）的操作控制，实现合格产品的生产。具体包括： (2) 对比判断：将观察到的参数值，与操作规程所规定的范围进行对比，判断是否正常，是否需要调节。 (1) 检测：观察仪表所显示的参数 二、化工生产的操作控制 2. 巡视与观测 是对工艺过程控制系统是否正确运行的校验。 操作规程中明确规定：巡回检查的间隔时间和巡回检查的路线和观测点。 巡检要详细做好原始记录：时间、工艺参数、加料、出料、取样、不正常情况及排除、要求下一班人员引起注意的问题等。 3.安全生产与运行操作 3.1.1 工业生产过程操作 现代工业生产过程存在的安全操作与控制问题： 开车、停车 工艺流程及设备间切换 工艺运行中安全控制 间歇生产过程操作 生产负荷的改变 异常状态下的紧急处理 工业生产过程的安全要求 对上述运行过程按一定的顺序操作 其他要求： 监视和管理整个生产过程 对生产过程进行规划、调度和决策 生产过程的异常现象记录，事故案例的积累以及安全操作与控制措施的总结 一个工厂、一个生产流程、一个生产装置，均需按产品品质和数量的要求、原材料供应及公共设施情况，由工艺设备组建一定的工艺流程而后组织生产。 工艺流程：主要是针对生产，为合理使用各种机械，提高机械使用率，提高总体生产力的一个工艺技术安排。 生产过程中各种扰动、设备特性的改变、操作的稳定均对安全生产产生影响。 影响工业生产的安全因素： 原材料的组成变化 产品性能与规格的变化 生产过程中设备的安全可靠性 装置与装置、工厂与