這是化工設(shè)計概論ppt，包括了緒論，化工設(shè)計程序和內(nèi)容，工藝流程設(shè)計，物料衡算與能量衡算，設(shè)備的工藝設(shè)計與選型，車間布置設(shè)計，管路設(shè)計與布置，向非工藝專業(yè)提供設(shè)計條件等內(nèi)容，歡迎點擊下載。

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化工設(shè)計概論內(nèi)容學(xué)習(xí)本課程的意義 化工工科專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)之后從事化工、制藥等工作，無論是技術(shù)革新，還是裝置能力的核算、工廠的改造挖潛，降低能耗，綜合利用，三廢處理，提高生產(chǎn)效率，以至于產(chǎn)品的開發(fā)、中間實驗都需要一定的化工開發(fā)和化工設(shè)計的專業(yè)知識。因此，在大學(xué)高年級開設(shè)這門全面系統(tǒng)講解化工設(shè)計的課程，進行有關(guān)工程設(shè)計方面知識的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練是十分必要的。 通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備化學(xué)工程師的基本理論素質(zhì)，今后無論對學(xué)生考研，還是參加工作都將是大有意義的。 化工設(shè)計概念 “化工設(shè)計” 是根據(jù)一個化學(xué)反應(yīng)或過程設(shè)計出一個生產(chǎn)流程，并研究流程的合理性、先進性、可靠性和經(jīng)濟的可行性，再根據(jù)工藝流程及條件選擇合適的生產(chǎn)設(shè)備、管道及儀表等，進行合理的工廠布局設(shè)計以滿足生產(chǎn)的要求，工藝專業(yè)與有關(guān)非工藝專業(yè)進行密切設(shè)計合作，最終使這個工廠建成投產(chǎn)，這種設(shè)計全過程稱為“化工設(shè)計”。 化工設(shè)計分類化工設(shè)計分類 新建工廠設(shè)計； 原有工廠的改建和擴建設(shè)計； 車間、廠房的局部修建設(shè)計。 化工設(shè)計分類新建工廠設(shè)計分類 1）工程設(shè)計；2）復(fù)用設(shè)計；3）因地制宜設(shè)計。工程設(shè)計是指沒有現(xiàn)成的裝置可以參照或僅僅根據(jù)中試或其它實驗裝置來設(shè)計工業(yè)生產(chǎn)裝置。這種設(shè)計工作難度大，對設(shè)計人員的素質(zhì)要求高。復(fù)用設(shè)計是利用已有裝置的技術(shù)資料進行新裝置的設(shè)計，這種設(shè)計基本沒有大的改動。因地制宜設(shè)計是在已有裝置技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)即將建設(shè)裝置的具體情況進行改進或變更，以適應(yīng)新裝置的要求，這樣完成的設(shè)計稱為因地制宜設(shè)計。 化工設(shè)計分類化工設(shè)計分類 從設(shè)計范圍分化工設(shè)計通常又分為以工廠單位和以車間為單位的兩種設(shè)計。工廠化工設(shè)計包括廠址選擇、總圖設(shè)計、化工工藝設(shè)計、非工藝設(shè)計、技術(shù)經(jīng)濟等各項設(shè)計工作。車間化工設(shè)計分為化工工藝設(shè)計和其他非工藝設(shè)計兩部分。化工工藝設(shè)計內(nèi)容主要有：生產(chǎn)方法的選擇、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計、工藝計算，設(shè)備選型、車間布置設(shè)計及管道布置設(shè)計，向非工藝專業(yè)提供設(shè)計條件，設(shè)計文件以及概(予)算的編制等項設(shè)計工作。 化工設(shè)計特點（1）政策性強 化工設(shè)計是一項政策性很強的綜合工作，整個過程都必須遵循國家的各項有關(guān)方針政策和法規(guī)。我們要了解中國的國情，從我國國情出發(fā)，充分利用人力和物力資源；要抱著對國家、對人民負責(zé)的嚴肅認真的精神，嚴格遵守國家政策法令、自覺維護國家和人民的利益，為國家創(chuàng)造財富。確保安全生產(chǎn)；保護環(huán)境；保障良好的操作條件，減輕工人的勞動強度。 化工設(shè)計特點（2）技術(shù)性強 化工設(shè)計又是一項理論密切聯(lián)系實際的工作，從事化工設(shè)計不僅要有專業(yè)理論知識、較廣博的基礎(chǔ)知識、扎實熟練的技能，還要有豐富的實踐經(jīng)驗和運用先進設(shè)計手段的操作能力�；�工設(shè)計是一種創(chuàng)造性勞動，不是照搬照抄，而是消化吸收，“出神入化”�；�工設(shè)計特點（3）經(jīng)濟性強 化工生產(chǎn)過程大都復(fù)雜，所需原材料種類多，能耗大，基建費用高，要求設(shè)計人員有經(jīng)濟觀點，在確定生產(chǎn)方法、設(shè)備選型、車間布置、管道布置時都要加強經(jīng)濟觀點，認真進行技術(shù)經(jīng)濟分析，處理好技術(shù)與經(jīng)濟的關(guān)系，做到化工設(shè)計技術(shù)上先進、成熟，經(jīng)濟上合理�；�工設(shè)計特點（4）綜合性強 化工設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，是一門多學(xué)科、多人手的集體性勞動，要在工作中團結(jié)協(xié)作，互相支持、互相配合，以大局為重，發(fā)揚民主、尊重科學(xué)、尊重知識，協(xié)作工作，必須依靠全體工藝設(shè)計人員和非工藝設(shè)計人員的通力合作，密切配合才能完成。 化工設(shè)計的原則 (1)貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)的方針政策，從符合黨和國家的政治方針和技術(shù)經(jīng)濟政策出發(fā)，處理好技術(shù)、經(jīng)濟及環(huán)境的關(guān)系，并在國家法令、標準、規(guī)定的允許范圍內(nèi)精心設(shè)計，確保設(shè)計質(zhì)量。 (2)認真貫徹“五化”設(shè)計原則（工廠布置一體化、生產(chǎn)裝置露天化、建構(gòu)筑物輕型化、公用工程社會化、引進技術(shù)國產(chǎn)化）。 (3)采用先進的科學(xué)技術(shù)，努力提高商品設(shè)計的質(zhì)量，使設(shè)計做到標準規(guī)范，切合實際，技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全適用，使建設(shè)項目的技術(shù)經(jīng)濟指標達到先進水平。 (4)設(shè)計使用的基礎(chǔ)資料要準確、可靠，各種數(shù)據(jù)和技術(shù)條件要正確、切合實際；文字說明要清楚、確切，圖紙要清晰、正確，避免出現(xiàn)重大設(shè)計錯誤。第一章 化工設(shè)計程序和內(nèi)容化工廠建立過程化工廠建立的全過程 一般需要經(jīng)過可行性研究、化工設(shè)計、施工、試車和考核等幾個階段。 一個工程項目從設(shè)想到建成投產(chǎn)這一階段稱為基本建設(shè)階段�；�工廠建立過程 化工設(shè)計階段的劃分 1.國外設(shè)計階段的劃分 國際上通常把全部設(shè)計過程劃分為由專利商承擔的工藝包(基礎(chǔ)設(shè)計)和由工程公司承擔的工程設(shè)計兩大設(shè)計階段。 工程設(shè)計又劃分為：工藝設(shè)計、基礎(chǔ)工程設(shè)計和詳細工程設(shè)計三個階段。 化工程序及階段 2.國內(nèi)設(shè)計階段的劃分 一般按工程規(guī)模的大小、工程的重要性、技術(shù)的復(fù)雜性、設(shè)計水平的高低而分為二個階段或三個階段進行設(shè)計。 凡屬重要的大型企業(yè)，技術(shù)比較復(fù)雜或比較新型的工廠，為了保證設(shè)計質(zhì)量，一般可分三個階段進行設(shè)計，即初步設(shè)計，技術(shù)設(shè)計(又稱擴大的初步設(shè)計、擴初設(shè)計）和施工圖設(shè)計三個階段。 對在技術(shù)比較簡單和比較成熟的，生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠或個別車間，以及技術(shù)改造與技術(shù)措施比較成熟的，為了簡化設(shè)計，縮短設(shè)計時間，可分為二個階段設(shè)計，即技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計二個階段。 第一節(jié) 設(shè)計前期工作步驟與內(nèi)容 目前設(shè)計前期的工作步驟與內(nèi)容，國內(nèi)外作法不完全一致。國外分為： 機會研究、初步可行性研究、可行性研究、評價及決策幾個階段。國內(nèi)分為： 項目建議書、可行性研究、編制設(shè)計任務(wù)書等幾個階段。第一節(jié) 設(shè)計前期工作步驟與內(nèi)容 1.國內(nèi)設(shè)計前期的工作步驟（1）編寫項目建議書，向國家推薦項目；（2）進行可行性研究(市場銷售，技術(shù)路線，工程條件，人力資源，實施計劃，資金成本，經(jīng)濟效果等研究，成品:可行性研究報告)；（3）編寫計劃任務(wù)書。 2.項目建議書的主要內(nèi)容 (1)項目建設(shè)目的和意義，即項目提出的背景和依據(jù)，投資的必要性及經(jīng)濟意義； (2)產(chǎn)品需求初步預(yù)測； (3)產(chǎn)品方案和擬建規(guī)模； (4)工藝技術(shù)方案(原料路線、生產(chǎn)方法和技術(shù)來源)； (5)資源、主要原材料、燃料和動力的供應(yīng)； (6)建廠條件和廠址初步方案； (7)環(huán)境保護； (8)工廠組織和勞動定員估算； (9)項目實施規(guī)劃設(shè)想； (10)投資估算和資金籌措設(shè)想； (11)經(jīng)濟效益和社會效益的初步估算。 3.可行性研究報告主要內(nèi)容 (1)總論；(2)需求預(yù)測；(3)產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模；(4)工藝技術(shù)方案；(5)資源可靠性、原材料、燃料的供應(yīng)及公用設(shè)施情況；(6)建廠條件和廠址方案；(7)公用工程和輔助設(shè)施方案；(8)環(huán)境保護；(9)工廠組織、勞動定員和人員培訓(xùn)；(10)項目實施規(guī)劃和安排；(11)投資估算和資金籌措；(12)產(chǎn)品成本估算；(13)財務(wù)、經(jīng)濟評價及社會效益評價；(14)評價結(jié)論；（15）必要的附件。 4. 設(shè)計計劃任務(wù)書主要內(nèi)容第二節(jié) 初步設(shè)計階段工作內(nèi)容與程序 初步設(shè)計的目的是對于在指定地點和規(guī)定期限內(nèi)計劃建設(shè)的工程，闡明其在技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟上的合理性；保證正確的選擇建設(shè)場地及確定其主要原料、燃料、水、動力供應(yīng)來源；并對所設(shè)計的工程項目做出基本技術(shù)決定，確定工程總造價和基本技術(shù)經(jīng)濟指標，為上級部門進行審批提供依據(jù)。為進行施工準備及施工圖設(shè)計提供依據(jù)。 2.初步設(shè)計任務(wù) 初步設(shè)計階段的成品：設(shè)計說明書 附表：設(shè)備一覽表，主要材料估算表； 附圖：物料流程圖，管道及儀表流程圖， 總平面布置圖，車間設(shè)備布置圖， 關(guān)鍵設(shè)備總圖； 附：概算書和技術(shù)經(jīng)濟分析資料。 4.初步設(shè)計的工作程序 初步設(shè)計準備；討論編制初步設(shè)計方案； 提供設(shè)計條件； 完成各專業(yè)的具體設(shè)計；中間審查；完成設(shè)計文件及圖紙，最后審核；進行經(jīng)濟分析概算；審定設(shè)計文件(復(fù)制、歸檔、報批)。 第三節(jié) 施工圖設(shè)計階段工作內(nèi)容與程序 1. 目的與作用 主要目的是為施工服務(wù)。施工圖是全部施工的依據(jù)，用于進行建筑安裝工程、設(shè)備安裝、管道敷設(shè)及標準和非標準設(shè)備、裝置和金屬結(jié)構(gòu)的制造。 2.施工圖設(shè)計階段設(shè)計內(nèi)容 施工圖設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)初步設(shè)計審批的意見，解決初步設(shè)計中特定的問題，并由此進行施工單位的編制施工組織設(shè)計、編制施工預(yù)算以及如何實施施工等。根據(jù)初步設(shè)計的結(jié)果提供施工安裝用的圖紙、表格和施工文字說明；向非工藝專業(yè)提供設(shè)計條件和提出設(shè)計要求；完成施工圖設(shè)計文件。 3.施工圖設(shè)計階段工作程序修改完善初步設(shè)計文件；各專業(yè)的協(xié)調(diào)，向配套專業(yè)提供正式資料；完成必要的圖紙，表格等；編寫施工安裝說明書。 4.施工圖設(shè)計的深度 施工圖設(shè)計的主要工作內(nèi)容是完善初步設(shè)計中提出的工藝流程圖設(shè)計、工藝設(shè)備布置設(shè)計、工藝管道布置設(shè)計和設(shè)備、管路的保溫及防腐設(shè)計等。施工圖設(shè)計的深度除了和初步設(shè)計互相連貫銜接之外，還必須滿足： (1)全部設(shè)備、材料的訂貨和交貨安排； (2)非標準設(shè)備的訂貨、制造和交貨安排； (3)能作為施工安裝預(yù)算和施工組織設(shè)計的依據(jù)； (4)控制施工安裝質(zhì)量，并根據(jù)施工說明要求進行驗收。 第四節(jié) 車間工藝設(shè)計 1. 車間工藝設(shè)計內(nèi)容（1）生產(chǎn)方法的選擇 （2）生產(chǎn)工藝流程設(shè)計（3）工藝計算 （4）車間布置設(shè)計（5）管路設(shè)計（6）提供設(shè)計條件 （7）編寫設(shè)計說明書 （8）概（預(yù)）算書的編制 思考題 1、 “化工設(shè)計”的概念。 2、國內(nèi)化工設(shè)計階段是如何劃分的？ 3、車間工藝設(shè)計內(nèi)容？ 4、簡述化工廠建立的過程。 第二章 工藝流程設(shè)計 本章主要內(nèi)容： 1）工藝路線選擇。 2）工藝流程的設(shè)計。 第二節(jié) 工藝路線選擇一、選擇原則（1）先進性(技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理）。 （2）可靠性。（3）結(jié)合國情，因地制宜。 第二節(jié) 工藝路線選擇二、工作步驟 1、全面收集擬定產(chǎn)品在國內(nèi)外的各種生 產(chǎn)方法資料。 2、研究關(guān)鍵設(shè)備。 3、對各種生產(chǎn)方法進行技術(shù)、經(jīng)濟、安 全等方面的要求。 4、對選定生產(chǎn)方法做適當?shù)男薷�。要收集的主要資料內(nèi)容第二節(jié) 工藝路線選擇 第三節(jié) 工藝流程的設(shè)計 工藝流程設(shè)計是工藝設(shè)計的核心，它通過工藝流程圖的形式，形象地反映化工生產(chǎn)由原料輸入到產(chǎn)品輸出的過程，其中包括物料和能量發(fā)生的變化，物料的流向以及生產(chǎn)中所經(jīng)歷的工藝過程和使用的設(shè)備儀表等。 第三節(jié) 工藝流程的設(shè)計工藝流程設(shè)計的主要任務(wù) （1）確定生產(chǎn)流程中各個過程的具體內(nèi)容，順序和組織方式，操作條件，控制方案，確定“三廢”治理方案，確定安全生產(chǎn)措施，達到加工原料以制得所需產(chǎn)品的目的。 （2）在工藝流程設(shè)計的不同階段，繪制不同的工藝流程圖。第三節(jié) 工藝流程的設(shè)計第三節(jié) 工藝流程設(shè)計第三節(jié) 工藝流程設(shè)計工藝流程設(shè)計中應(yīng)注意和解決的問題 (1) 確定整個流程的組成。 (2) 確定每個過程或工序的組成。 (3) 確定操作條件。 (4) 控制方案的確定。 (5) 合理利用原料及能量，計算出整個裝置的 技術(shù)經(jīng)濟指標。 (6) 確定三廢治理方法。 (7) 制定安全生產(chǎn)措施。 第三節(jié) 工藝流程的設(shè)計 實驗技術(shù)和實際生產(chǎn)中之間存在巨大差距，需要設(shè)計人員必須具備工業(yè)化生產(chǎn)的概念。如在實驗室配制硫酸和硝酸的混合酸過程。 第三節(jié) 工藝流程的設(shè)計工藝流程設(shè)計方法： （1）參考現(xiàn)有的圖紙或資料，進行改進完善。 （2）根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置進行工藝流程設(shè)計。 （3）根據(jù)實驗室的實驗裝置，進行生產(chǎn)工藝流程設(shè)計。 （4）由概念設(shè)計做起，由一個反應(yīng)式開始進行工藝設(shè)計。該設(shè)計主要適合實驗流程的設(shè)計。 第三節(jié) 工藝流程的設(shè)計工藝流程設(shè)計步驟 工藝流程設(shè)計一開始，首先進行概念設(shè)計或方案設(shè)計，設(shè)計出工藝流程草圖，經(jīng)物料計算后，再設(shè)計出工藝物料流程圖，當設(shè)備計算結(jié)束時，開始繪制初步設(shè)計的管道及儀表流程圖，只有當車間設(shè)計結(jié)束，進一步修改流程圖后才能最后畫出正式的施工圖階段的管道及儀表流程圖。 第三節(jié) 工藝流程設(shè)計一、概念設(shè)計 概念設(shè)計的主要內(nèi)容是將工藝路線的流程化，然后完善流程，進行方案比較，選擇一最佳方案。 第三節(jié) 工藝流程設(shè)計一、概念設(shè)計 一個典型工藝過程分為六個重要部分，即原料貯存，預(yù)處理、反應(yīng)、產(chǎn)品分離、凈化、貯存包裝。還要考慮”三廢”處理及公用工程、配套設(shè)施。一、概念設(shè)計 1.工藝路線的流程化 將這六個過程詳細地加以研究，具體化到各個過程需要哪些化工單元操作加以組合，各化工單元操作又需要什么樣的裝備、設(shè)備、機械，這些單元操作的運行參數(shù)以及它們的運行次序，物料在化工單元操作中的“流水線”關(guān)系，以保證獲得預(yù)期質(zhì)量和數(shù)量的產(chǎn)品，這個將工藝過程具體化的設(shè)計過程，稱為工藝路線的流程化。 一、概念設(shè)計工藝路線流程化工作方法 (1)首先確定主反應(yīng)過程； (2)根據(jù)反應(yīng)要求，決定原料貯存方式，量，原料準備過程 和投料方式流程； (3)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求和反應(yīng)過程實際，確定產(chǎn)物的分離、 精制的過程； (4)產(chǎn)品的計量、包裝或后處理工藝過程； (5)副產(chǎn)物處理的工藝過程； (6)“三廢”排出物的綜合治理流程； (7)確定動力使用和公用工程的配套。 舉例說明工藝路線的流程化舉例說明工藝路線的流程化舉例說明工藝路線的流程化舉例說明工藝路線的流程化簡化完善工藝流程 為了控制水洗塔生成廢酸水的量，可以設(shè)計一個帶有再沸器的HCl吸收塔，充分吸收HCl，制成稀鹽酸，再將夾有微量水份和甲醇的CH3Cl經(jīng)冷凍除水、脫醇。原料預(yù)處理流程可以簡化為不必混合，直接進入反應(yīng)釜。簡化后的流程框圖。簡化后的工藝流程簡圖舉例說明工藝路線的流程化工藝流程設(shè)計 2.初步設(shè)計階段工藝流程的設(shè)計 在概念設(shè)計的基礎(chǔ)上，將流程深化，即深入細致地加以完善，對工藝流程和各操作單元�；�工裝置進行深入的量化設(shè)計，通過計算，對化工工藝流程進行逐步完善、拾遺補缺，全面系統(tǒng)地研究物料、能量、操作、控制，使各化工單元過程完整地銜接和匹配，能量得到充分利用。 工藝流程設(shè)計 2.初步設(shè)計階段工藝流程的設(shè)計 對工藝流程的方案設(shè)計，要從下列幾個方面加以完善設(shè)計： (a)流程能力、操作彈性和設(shè)備設(shè)計。 (b)工藝操作條件的確定和流程細節(jié)安排。 (c)操作單元裝置的銜接和輔助裝置的完善 。 (d)確定操作控制過程中各參數(shù)控制點。 工藝流程設(shè)計 3.施工圖設(shè)計階段工藝流程設(shè)計 在初步設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，完善管道和儀表的設(shè)計，各種物料、公用工程、全部設(shè)備、管道、管件、閥門、全部的控制點、檢測點、自動控制系統(tǒng)裝置及其管道、閥門設(shè)計。作為安裝施工指導(dǎo)的工藝流程設(shè)計，最終表現(xiàn)為繪制“管道及儀表流程圖”(簡稱PID圖)。 工藝流程設(shè)計工藝流程簡圖設(shè)計練習(xí) 設(shè)計一氣液吸收流程，要求在兩個吸收塔中，對吸收液來說既能串聯(lián)也能并聯(lián)操作。 作業(yè)第四節(jié) 工藝流程圖的繪制 1、方框流程圖和工藝流程草圖 2、工藝物料流程圖 3、管道及儀表流程圖一、方框流程圖和工藝流程草圖 一、方框流程圖(Block Flowsheet) 繪制要求：矩形框用細實線，用粗實線加箭頭表示出主要物 流方向，并加上必要的文字注釋。 生產(chǎn)聚甲醛的方框流程圖 一、方框流程圖和工藝流程草圖 2、工藝流程草圖 在方框圖流程圖的基礎(chǔ)上，將各個工序過程換成設(shè)備示意圖，進一步修改、完善可得到工藝流程草圖。 生產(chǎn)工藝流程草圖一般由物料流程、圖例、必要的文字說明三部分組成。 2、工藝流程草圖 1.要畫出主要設(shè)備示意外形 設(shè)備用細實線畫出外形、形狀不要求準確，用線條和箭頭表示主要物料管線和流向，物料線用粗實線繪制。至于管件、閥門等一般不標出。 2.還要求附有圖例，有的單位流程圖上還有設(shè)備一覽表。 生產(chǎn)硫酸銅的工藝流程草圖 二、工藝物料流程圖的繪制工藝物料流程圖(process flowsheet diagram PFD)簡稱物流圖主要內(nèi)容： A：設(shè)備簡單的外型圖、名稱及位號。 B：主要工藝條件，物料平衡表（對物料發(fā)生變化的設(shè) 備，要從物料管線上引線列表表示：物料組分名稱、 物料量（kg/h)、質(zhì)量%、kmol(kmol/h)、以及 mol% 等，每項均應(yīng)標出其總和數(shù)。 C ：標題欄。 二、工藝物料流程圖的繪制（1）設(shè)備圖形和流程線 設(shè)備圖形按設(shè)備外形繪制，此設(shè)備的外形不必精確，常采用標準規(guī)定的設(shè)備表示方法，簡化繪制。 設(shè)備之間用流程線連接起來，設(shè)備外形用細實線，設(shè)備之間的流程線用粗實線表示。在圖上要標注設(shè)備位號及名稱 。 常用設(shè)備符號工藝設(shè)備圖例 工藝設(shè)備圖例工藝設(shè)備圖例工藝設(shè)備圖例二、工藝物料流程圖的繪制（2）物流管線表示方法 a.流程線用帶箭頭的粗實線表示 b.進出裝置用接續(xù)標志標明 二、工藝物料流程圖的繪制（2）物流管線表示方法 c.用細實線菱形框標出各物流點的編號 二、工藝物料流程圖的繪制（2）物流管線表示方法 d.界區(qū)內(nèi)部，圖紙進出管線的始終端用32x45長方框并注明介質(zhì)名稱，去向等。 二、工藝物料流程圖的繪制（3）工藝數(shù)據(jù)的表示 表示出主要工藝數(shù)據(jù)：溫度，壓力，流量等。（4）物料平衡表 二、工藝物料流程圖的繪制（2）物流變化和物流表 對于物料發(fā)生變化的設(shè)備，要從物料管線上畫一個引出線，并于引出線端用列表的形式表示物料的組成、名稱、質(zhì)量流量(kg／h)、質(zhì)量百分數(shù)、摩爾流量(kmol／h)。 物料的某些工藝參數(shù)，例如物料溫度、壓力等可在流程線旁注明。 物流表圖例二、工藝物料流程圖的繪制物流表圖例二、工藝物料流程圖的繪制 (2)設(shè)備標注 ①標注的內(nèi)容 設(shè)備在圖上應(yīng)標注位號及名稱。設(shè)備位號在整個車間(裝置)內(nèi)不得重復(fù)，施工圖設(shè)計與初步設(shè)計中的編號應(yīng)該一致，不要混亂。如果施工圖設(shè)計中設(shè)備有增減，則位號應(yīng)按順序補充或取消(即保留空號)。設(shè)備的名稱也應(yīng)前后一致。 二、工藝物料流程圖的繪制 (2)設(shè)備標注 ②標注的方式 設(shè)備的位號、名稱一般標注在相應(yīng)設(shè)備的圖形上方或下方，各設(shè)備在橫向之間的標注方式應(yīng)排成一行；若在同一高度方向出現(xiàn)兩個以上設(shè)備圖形時，則可按設(shè)備的相對位置將某些設(shè)備的標注放在另一設(shè)備標注的下方。 二、工藝物料流程圖的繪制（3）標題欄及其它 標題欄按圖紙常規(guī)，注明圖號，設(shè)計階段等。物料流程圖 全廠物料平衡圖作業(yè) 1.繪制一張以98%硫酸為原料，生產(chǎn) 2000kg/a 30%硫酸的物料流程圖。 三、管道及儀表流程圖 三、管道及儀表流程圖 主要內(nèi)容： 設(shè)備圖形、管線、控制點和必要數(shù)據(jù)、圖例、標題欄等。 (1) 圖形 將生產(chǎn)過程中的全部設(shè)備的簡單形狀按工藝流程次序，展示在同一平面上，配以連接的主輔管線及管件、閥門、儀表控制點符號等。（2）標注 注寫設(shè)備位號及名稱、管段編號、控制點代號、必要的尺寸、數(shù)據(jù)等。（3）圖例（4）標題欄 管道及儀表流程圖繪制的規(guī)定及要求管道及儀表流程圖繪制的規(guī)定及要求管道及儀表流程圖繪制的規(guī)定及要求 (2)圖形 圖樣采用展開圖形式，從左到右畫出全部設(shè)備示意圖，排列順序應(yīng)符合實際生產(chǎn)過程。外形和主要輪廓接近實物，顯示設(shè)備的主要特征，有時其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及具有工藝特征的內(nèi)部構(gòu)件也應(yīng)畫出。如列管換熱器，反應(yīng)器的攪拌形式，加熱管，盤管，活塞，分布器，填充料等。這些可以用細實線表示，也可以用剖面形式將內(nèi)部構(gòu)件表示。電機可用一個矩形或圓形注明“M”表達，設(shè)備上的管口允許不畫，或用一細實線表示。 管道及儀表流程圖繪制的規(guī)定及要求 (2)圖形 對于需隔熱的設(shè)備和機器要在其相應(yīng)部位畫出一段隔熱層圖例。管道及儀表流程圖繪制的規(guī)定及要求 (3)相對位置 設(shè)備間的高低和樓面高低的相對位置，一般也按比例繪制（標題欄中“比例”一欄不予注明）。低于地面的需相應(yīng)畫在地平線以下，盡回能地符合實際安裝狀況。至于設(shè)備橫向間距，通常亦無定規(guī)，則視管線繪制及圖面清晰的要求而定，以不疏不密為宜，既美觀又便于標注。 管道及儀表流程圖繪制的規(guī)定及要求 (4)設(shè)備標注 ①標注的內(nèi)容 設(shè)備在圖上應(yīng)標注位號及名稱。管道及儀表流程圖繪制的規(guī)定及要求 (4)設(shè)備標注 ②標注的方式 設(shè)備的位號、名稱一般標注在相應(yīng)設(shè)備的圖形上方或下方，各設(shè)備在橫向之間的標注方式應(yīng)排成一行；若在同一高度方向出現(xiàn)兩個以上設(shè)備圖形時，則可按設(shè)備的相對位置將某些設(shè)備的標注放在另一設(shè)備標注的下方。 在設(shè)備內(nèi)部或旁邊也要標注設(shè)備位號。 管道及儀表流程圖繪制的規(guī)定及要求 (4)設(shè)備標注 ②標注的方式 標注方式如圖。水平線一般以粗實線，線寬0.6mm。標注式樣如下： P0301A 中間泵 編號由4個單元組成。（a）設(shè)備分類代號；（b）主項代號（設(shè)備所在工段或裝置編號）；（c）同工序內(nèi)同類設(shè)備順序號；（d）相同設(shè)備的數(shù)量尾號。 設(shè)備的標注   設(shè)備的表示方法管道及儀表流程圖的繪制的規(guī)定及要求管道的表示方法管道的表示方法氣動信號儀表管線： 熱保溫管道： 冷保溫管道： 蒸汽伴熱管道： 管道的表示方法管道的表示方法管道的表示方法管道的表示方法管道的表示方法管道的表示方法管道標注的物料代號管道等級的標注管道的材質(zhì)代號隔熱及隔聲代號閥門與管件的表示方法閥門與管件的表示方法儀表、控制點的表示方法儀表、控制點的表示方法儀表、控制點的表示方法儀表、控制點的圖示與標注調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)圖示信號線的圖示閥門與管件的表示方法圖例和索引 1、圖形標志和物料代號 將本圖上出現(xiàn)的閥門，管道附件等一一加以說明，將本圖上出現(xiàn)的所有物料代號，一一加以說明。 2、管道標注說明 取任一管段為例，畫出圖例并對管段上標注的文字、數(shù)字一一加以說明。 3、控制點符號標注 將本圖上出現(xiàn)的控制點標注方式舉例說明。 4、控制參數(shù)和功能代號 將圖中出現(xiàn)的所有代號表達的參數(shù)涵義或功能涵義，一一加以說明。 標題欄 標題欄也稱圖簽，標題欄位于圖紙的右下角，在標題欄中要填寫設(shè)計項目、設(shè)計階段、圖號等，便于圖紙統(tǒng)一管理。 管道及儀表流程圖繪制步驟 (1) 根據(jù)流程復(fù)雜程度，選定圖紙大小，繪制圖框及標題欄。 (2) 用細實線畫出廠房的地平線。 (3) 根據(jù)流程，從左至右用細實線按大致的位置和近似的外形尺 寸，繪出流程中各個設(shè)備的簡化圖形(示意圖)。各簡化圖形 之間應(yīng)保留適當距離，以便布置各種管線。 (4) 用粗實線畫出主要物料的流程線，在流程上畫流向箭頭，并 在流程線的起始和終了處注明來源和去向等； (5) 用稍粗于細實線的實線畫出其它物料的流程線及流向箭頭； (6) 繪制閥門及管件。 (7) 在流程圖的下方或圖紙其它顯著位置，列出設(shè)備編號和名稱 (8) 在每條管道上，進行管道標注。 (9) 標注儀表控制點。 (10)繪制圖例，填寫標題欄。 作業(yè) 1. 設(shè)計繪制以98%硫酸為原料，稀釋生產(chǎn)2000kg/a，30%硫酸的管道及儀表流程圖。第三章 物料衡算與能量衡算 物料衡算與能量衡算是進行化工工藝過程設(shè)計及技術(shù)經(jīng)濟評價的基本依據(jù)。通過對全生產(chǎn)過程或單元過程的物料和能量的衡算，計算得到： 1）主、副產(chǎn)品產(chǎn)量； 2）原材料的消耗定額，過程的物料損耗； 3）“三廢”的生成量及組成； 4）水、電、汽或其他燃料等消耗定額； 5）設(shè)計物料流程圖。 第三章 物料衡算與能量衡算 根據(jù)物料衡算和能量的衡算結(jié)果，可以： 1）對生產(chǎn)設(shè)備進行設(shè)計和選型； 2）確定產(chǎn)品成本等各項技術(shù)經(jīng)濟指標，從而可以定量地評述所選擇的工藝路線、生產(chǎn)方法及工藝流程在經(jīng)濟上是否合理，技術(shù)上是否先進。 第一節(jié) 物料衡算物料衡算的概念： 在化工過程中，物料平衡是指“在單位時間內(nèi)進入系統(tǒng)（體系）的全部物料質(zhì)量必定等于離開該系統(tǒng)（體系）的全部物料質(zhì)量再加上損失掉的與積累起來的物料質(zhì)量。”對物料平衡進行計算稱為物料衡算。 物料平衡的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，即在一個孤立體系中不論物質(zhì)發(fā)生任何變化(不包括核反應(yīng))它的質(zhì)量始終保持不變。 物料衡算的分類 1、按操作方式 分為間歇操作、連續(xù)操作及半連續(xù)操作等三 類物料衡算； 2、按狀態(tài) 將其分為穩(wěn)定狀態(tài)操作和不穩(wěn)定狀態(tài)操作兩類 衡算。 3、按衡算范圍 分為單元操作過程(或單個設(shè)備)和全流程的兩 類物料衡算； 物料平衡方程式 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，對某一個體系內(nèi)質(zhì)量流動及變化的情況用數(shù)學(xué)式描述物料平衡關(guān)系則為物料平衡方程式。其基本表達式為： ∑F0=∑D+A+∑B　　 式中，F(xiàn)0—輸人體系的物料質(zhì)量； D— 離開體系的物料質(zhì)量； A— 體系內(nèi)積累的物料質(zhì)量； 　　 B— 損失的物料質(zhì)量(如跑、冒、滴、漏) 物料衡算的步驟 1、畫出流程示意圖 物料衡算步驟列物料平衡式時應(yīng)注意的事項 (1)物料平衡是指質(zhì)量平衡，不是體積或物質(zhì)的量(摩爾數(shù))平衡。若體系內(nèi)有化學(xué)反應(yīng)，則衡算式中各項用摩爾／時為單位時，必須考慮反應(yīng)式中的化學(xué)計量系數(shù) 。 列物料平衡式時應(yīng)注意的事項 (2)對于無化學(xué)反應(yīng)體系，能列出獨立物料平衡式的最多數(shù)目等于輸入和輸出的物流里的組分數(shù)。 (3)在寫平衡方程式時，要盡量使方程式中所包含的未知數(shù)最少。物料衡算計算舉例 1．無反應(yīng)例1 采用蒸發(fā)方法將濃度為10％NaOH及10％NaCl的水溶液進行濃縮。蒸發(fā)時只有部分水分汽化成為水蒸氣而逸出，部分NaCl結(jié)晶成晶粒而留在母液中。操作停止后，分析母液的成分為：50％NaOH，2％NaCl及48％H2O。若每批處理1000 kg原料液，試求每批操作中：1)獲得的母液量，2)蒸發(fā)出的水分量，3)結(jié)晶出的NaCl量。 計算過程物料衡算計算舉例 2.有反應(yīng) 甲醇制造甲醛的反應(yīng)過程為： CH30H + 1/2 O2 HCHO + H20 反應(yīng)物及生成物均為氣態(tài)，若使用50％的過量空氣，且甲醇的轉(zhuǎn)化率為75％，試計算反應(yīng)后氣體混合物的摩爾組成。物料衡算計算舉例解： 畫出流程圖 計算過程基準：1 mol CH3OH 根據(jù)反應(yīng)方程式 O2(需要)= 0.5 mol； O2(輸入)= 1.5 × 0.5 = 0.75 mol； N2(輸入)= N2(輸出)= 0.75(79/21)= 2.82 mol CH3OH為限制反應(yīng)物反應(yīng)的CH3OH = 0.75 × 1 = 0.75 mol 因此 HCHO(輸出)= 0.75mol CH3OH(輸出)= 1-0.75=0.25mol O2(輸出)= 0.75-0.75x0.5=0.375mol H2O(輸出)= 0.75mol 計算結(jié)果第二節(jié) 能量衡算能量衡算定義 根據(jù)能量守恒定律，利用能量傳遞和轉(zhuǎn)化的規(guī)則，用以確定能量比例和能量轉(zhuǎn)變的定量關(guān)系的過程稱為能量衡算。 能量衡算可以解決的問題 (1)確定物料輸送機械和其它操作機械所需要的功率； (2)確定各單元操作過程所需熱量或冷量，及其傳遞速率；計算換熱設(shè)備的工藝尺寸；確定加熱劑或冷卻劑的消耗量，為其他專業(yè)如供汽、供冷、供水專業(yè)提供設(shè)條件； (3)化學(xué)反應(yīng)常伴有熱效應(yīng)，導(dǎo)致體系的溫度上升或下降，為此需確定為保持一定反應(yīng)溫度所需的移出或加入的熱傳遞速率； (4)為充分利用余熱，必須采取有效措施，使過程的總能耗降低到最低程度。為提高能量利用率，降低能耗提供重要依據(jù)。 (5)最終確定總需求能量和能量的費用。能量平衡方程式 能量衡算平衡方程式 △E:表示體系能量總變化； Q: 表示體系從環(huán)境吸收的熱量； W: 表示環(huán)境對體系所做的功。熱量衡算熱量衡算有兩種情況： 1）對單元設(shè)備做熱量衡算； 2）整個過程的熱量衡算。 （當各個工序或單元操作之間有熱量交換時，必須做全過程的熱量衡算。） 熱量衡算方程式 ∑Q入= ∑Q出 - ∑Q損 式中:∑Q入 一輸入設(shè)備熱量總和； ∑Q出 —輸出設(shè)備熱量總和； ∑Q損 —損失熱量總和。 熱量衡算步驟 (1)繪制以單位時間為基準的物料流程圖，確定熱量 平衡范圍； (2)在物料流程圖上標明已知溫度、壓力、相態(tài)等已 知條件； (3)選定計算基準溫度。由于手冊，文獻上查到的熱 力學(xué)數(shù)據(jù)大多數(shù)是273K或298K的數(shù)據(jù)，故選此溫 度為基準溫度，計算比較方便。計算時相態(tài)的確 定也是很重要的； (4)列出熱量衡算式，然后用數(shù)學(xué)方法求解未知值； (5)整理并校核計算結(jié)果，列出熱量平衡表。 進行熱量衡算注意事項 (1)熱量衡算時要先根據(jù)物料的變化和走向，認真分析熱量間的關(guān)系，然后根據(jù)熱量守衡定律列出熱量關(guān)系式。 (2)要弄清楚過程中出現(xiàn)的熱量形式，以便搜集有關(guān)的物性數(shù)據(jù)。進行熱量衡算注意事項 (3)計算結(jié)果是否正確適用，關(guān)鍵在于數(shù) 據(jù)的正確性和可靠性。 (4)間歇操作設(shè)備，傳熱量Q隨時間而變 化，因此要用不均衡系數(shù)將設(shè)備的 熱負荷由千焦／臺換算為千焦／小 時。 (5)選定設(shè)備的換熱面積要大于理論計算。 熱量衡算舉例例1 某化工廠計劃利用廢氣的廢熱，進入廢熱鍋爐的廢氣溫度為450℃，出口廢氣的溫度為260℃，進入鍋爐的水溫為25℃，產(chǎn)生的飽和水蒸氣溫度為233.7℃，3.0MPa，(絕壓)，廢氣的平均熱容為32.5 kJ／(kmol·℃)，試計算每100 kmol的廢氣可產(chǎn)生的水蒸汽量? 解：過程如圖，基準：100 kmol的廢氣。 鍋爐的能量平衡為： 計算結(jié)果作業(yè)NuU紅軟基地

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