一、化工生產(chǎn)的工藝參數(shù)二、化工生產(chǎn)的操作控制任務(wù)四化工生產(chǎn)的工藝參數(shù)與操作控制緒論——化工生產(chǎn)的通用基礎(chǔ)知識(shí)1234一、物理因素分析Physicalfactors二、熱力學(xué)分析ThermodynamicAnalysis三、動(dòng)力學(xué)分析KineticAnalysis四、工藝參數(shù)的確定SelectionofTechnologicalConditions主要內(nèi)容

化學(xué)工業(yè)出版社1.原料的影響(1)原料的純度與雜質(zhì)(2)原料的配比2.反應(yīng)時(shí)間的影響4.反應(yīng)物濃度的影響5.反應(yīng)壓力的影響

一、物理因素分析3.空間速度與接觸時(shí)間的影響化學(xué)工業(yè)出版社

二、熱力學(xué)分析1.化學(xué)反應(yīng)可行性分析(△G)T,p<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行(△G)T,p>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行(△G)T,p＝0，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)2.化學(xué)反應(yīng)平衡移動(dòng)分析(1)溫度吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)向生成物方向移動(dòng)。放熱反應(yīng)，△H<0，溫度下降，平衡向反應(yīng)物方向移動(dòng)，(2)壓力壓力升高，反應(yīng)平衡向分子數(shù)減少的方向移動(dòng)

(3)反應(yīng)物組成化學(xué)工業(yè)出版社三、動(dòng)力學(xué)分析

1.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響圖3-5反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系2.催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響

催化劑是提高反應(yīng)速率的一種最常用、也是很有效的辦法?；瘜W(xué)工業(yè)出版社1.溫度放熱：T↑，K↓，應(yīng)盡量降低溫度；吸熱：T↑，K↑，應(yīng)盡量提高溫度。但對(duì)于有副反應(yīng)的系統(tǒng)，四、化工生產(chǎn)的工藝參數(shù)（1）化學(xué)平衡（2）反應(yīng)速率通常情況下，T↑，r↑。但是，從相對(duì)速率看，升溫有利于副反應(yīng)。催化劑的存在一般使主反應(yīng)的活化能最低一、化工生產(chǎn)的工藝參數(shù)(3)催化劑活性溫度范圍——確定適宜溫度的首選條件(4)材質(zhì)使用溫度范圍2.壓力體積增加的反應(yīng)：P↑，K↓，應(yīng)盡量降低壓力；體積減少的反應(yīng)：P↑，K↑，應(yīng)盡量提高壓力。(2)反應(yīng)速率一般來講，不管是氣相還是液相反應(yīng)，P↑，r↑。一、化工生產(chǎn)的工藝參數(shù)(1)化學(xué)平衡P↑，設(shè)備材質(zhì)要求↑，動(dòng)力費(fèi)用↑，運(yùn)行的安全性↓。(3)對(duì)后續(xù)分離的影響P↑，冷卻溫度↑，越易分離。一、化工生產(chǎn)的工藝參數(shù)(4)對(duì)設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用的影響3.原料配比aA+bB→cC，按化學(xué)計(jì)量關(guān)系配比是較理想的。提高某一種原料的比例，可提高另一種原料的轉(zhuǎn)化率。某種原料有毒有害或價(jià)格昂貴時(shí)，為提高其轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使另一種反應(yīng)物過量。(2)反應(yīng)速率某種反應(yīng)物濃度指數(shù)大于0時(shí)，則c↑，r↑。一、化工生產(chǎn)的工藝參數(shù)（1）化學(xué)平衡一、化工工生產(chǎn)的的工藝參參數(shù)(3)反反應(yīng)物物與產(chǎn)物物的分離離(4)安安全生生產(chǎn)，配配比應(yīng)在在爆炸極極限之外外一、化工工生產(chǎn)的的工藝參參數(shù)4.空空速（停停留時(shí)間間）(3)熱熱量的的移除(1)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率率、選擇擇性與生生產(chǎn)能力力(2)系系統(tǒng)阻阻力，即即動(dòng)力消消耗(4)后后續(xù)分分離的難難易二、化工工生產(chǎn)的的操作控控制1.操操作控制制(3)操操作控控制：根據(jù)以上上對(duì)比判判斷決定定如何進(jìn)進(jìn)行操作作。操作人員員通過對(duì)對(duì)工藝操作作規(guī)程所所規(guī)定的的控制點(diǎn)點(diǎn)，以及主要的工工藝操作作參數(shù)(溫度、、壓力、、流量、、液位））的操作作控制，，實(shí)現(xiàn)合合格產(chǎn)品品的生產(chǎn)產(chǎn)。具體體包括：：(2)對(duì)對(duì)比判判斷：將觀察到到的參數(shù)數(shù)值，與與操作規(guī)規(guī)程所規(guī)規(guī)定的范范圍進(jìn)行行對(duì)比，，判斷是是否正常常，是否否需要調(diào)調(diào)節(jié)。(1)檢檢測(cè)：：觀察儀表表所顯示示的參數(shù)數(shù)二、化工工生產(chǎn)的的操作控控制2.巡巡視與觀觀測(cè)是對(duì)工藝藝過程控制制系統(tǒng)是否正確確運(yùn)行的的校驗(yàn)。。操作規(guī)程程中明確確規(guī)定：：巡回檢查查的間隔隔時(shí)間和巡回檢查查的路線線和觀測(cè)測(cè)點(diǎn)。巡檢要詳詳細(xì)做好好原始記錄錄：時(shí)間、、工藝參參數(shù)、加加料、出出料、取取樣、不不正常情情況及排排除、要要求下一一班人員員引起注注意的問問題等。。3.安全全生產(chǎn)與與運(yùn)行操操作3.1.1工工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)過程操操作現(xiàn)代工業(yè)業(yè)生產(chǎn)過過程存在在的安全全操作與與控制問問題：開車、停停車工藝流程程及設(shè)備備間切換換工藝運(yùn)行行中安全全控制間歇生產(chǎn)產(chǎn)過程操操作生產(chǎn)負(fù)荷荷的改變變異常狀態(tài)態(tài)下的緊緊急處理理工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)過程的的安全要要求對(duì)上述運(yùn)運(yùn)行過程程按一定定的順序序操作其他要求求：監(jiān)視和管管理整個(gè)個(gè)生產(chǎn)過過程對(duì)生產(chǎn)過過程進(jìn)行行規(guī)劃、、調(diào)度和和決策生產(chǎn)過程程的異常?，F(xiàn)象記記錄，事事故案例例的積累累以及安安全操作作與控制制措施的的總結(jié)一個(gè)工廠廠、一個(gè)個(gè)生產(chǎn)流流程、一一個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)裝置，，均需按按產(chǎn)品品品質(zhì)和數(shù)數(shù)量的要要求、原原材料供供應(yīng)及公公共設(shè)施施情況，，由工藝藝設(shè)備組組建一定定的工藝藝流程而而后組織織生產(chǎn)。。工藝流程程：主要要是針對(duì)對(duì)生產(chǎn)，，為合理理使用各各種機(jī)械械，提高高機(jī)械使使用率，，提高總總體生產(chǎn)產(chǎn)力的一一個(gè)工藝藝技術(shù)安安排。生產(chǎn)過程程中各種種擾動(dòng)、、設(shè)備特特性的改改變、操操作的穩(wěn)穩(wěn)定均對(duì)對(duì)安全生生產(chǎn)產(chǎn)生生影響。。影響工業(yè)業(yè)生產(chǎn)的的安全因因素：原材料的的組成變變化產(chǎn)品性能能與規(guī)格格的變化化生產(chǎn)過程程中設(shè)備備的安全全可靠性性裝置與裝裝置、工工廠與工工廠之間間的關(guān)聯(lián)聯(lián)性生產(chǎn)設(shè)備備特性的的漂移控制系統(tǒng)統(tǒng)失靈現(xiàn)代工業(yè)業(yè)生產(chǎn)過過程，能能量平衡衡接近于于臨界狀狀態(tài)，一一個(gè)局部部的擾動(dòng)動(dòng)，就會(huì)會(huì)在整個(gè)個(gè)生產(chǎn)過過程傳播播開來，，給安全全生產(chǎn)帶帶來威脅脅。蝴蝶效應(yīng)應(yīng)：一只只蝴蝶在在巴西扇扇動(dòng)翅膀膀，可能能在美國國得克薩薩斯州引引起一場(chǎng)場(chǎng)龍卷風(fēng)風(fēng)。在初始條條件下的的十分微微小的變變化，經(jīng)經(jīng)過不斷斷放大，，對(duì)事物物未來會(huì)會(huì)造成極極其巨大大的影響響與后果果。為了使一一個(gè)工業(yè)業(yè)生產(chǎn)過過程或一一個(gè)企業(yè)業(yè)良好、、高效地地運(yùn)行，，都離離不開對(duì)對(duì)整個(gè)生生產(chǎn)過程程物料、、能源、、人力等等的管理理、組織織和運(yùn)作作。要達(dá)達(dá)到此目目的，必必須對(duì)工工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)過程的的信息、、數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行及時(shí)時(shí)的檢測(cè)測(cè)和控制制。生產(chǎn)計(jì)劃劃、生生產(chǎn)調(diào)度度、安全全穩(wěn)定地地生產(chǎn)與與操作等等，都離離不開自自動(dòng)化化技術(shù)。。企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)過程管管理與控控制的遞遞階結(jié)構(gòu)構(gòu)由有關(guān)的的生產(chǎn)產(chǎn)過程程工藝藝設(shè)備備如容容器、、泵、、機(jī)器、、管道道等等組成由生產(chǎn)過過程工藝藝參數(shù)的的測(cè)量變變送儀表表、儀器器、自動(dòng)動(dòng)執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)組成成。由計(jì)算算機(jī)(或或DCS)和和有關(guān)軟軟件及控控制算法法等組成成用于自動(dòng)動(dòng)監(jiān)視和和代替人人工自動(dòng)動(dòng)控制工工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)過程的的最基基本的的自動(dòng)動(dòng)化設(shè)備備實(shí)現(xiàn)常規(guī)規(guī)控制層層無法做做到的的多變量量控制由計(jì)算算機(jī)(或或DCS)和和有關(guān)軟軟件及控控制算法法等組成成為先進(jìn)控控制層提提供優(yōu)化化給定值值、優(yōu)優(yōu)化控制制軌跡或或生產(chǎn)方方案優(yōu)化監(jiān)控控層提供供各種優(yōu)優(yōu)化目標(biāo)標(biāo)或約束束條件常規(guī)控制制：所謂謂常規(guī)控控制是指指采用經(jīng)經(jīng)典的PID(由比例單單元（P）、積積分單元元（I））和微分分單元（（D）組組成)控制算算法或其其他簡(jiǎn)單單的控制制算法，，使工業(yè)業(yè)生產(chǎn)過過程的被被控變量量，在遭遭受到外外來擾動(dòng)動(dòng)情況下下，穩(wěn)定定地維持持在預(yù)先先的給定定值上。。三個(gè)部分分：測(cè)量量、比較較和執(zhí)行行。測(cè)量量關(guān)心的的變量，，與期望望值相比比較，用用這個(gè)誤誤差糾正正調(diào)節(jié)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的響應(yīng)應(yīng)。這種控制制系統(tǒng)最最典型的的是單回回路(單個(gè)參參數(shù)的控控制)負(fù)負(fù)反饋控控制系統(tǒng)統(tǒng)(或或叫反饋饋控制回回路)如果外來來的擾擾動(dòng)是可可以測(cè)測(cè)量的的，則可可組成單單回路路的反饋饋加前饋饋控制系系統(tǒng)先進(jìn)控制制是對(duì)那那些不同同于常規(guī)規(guī)單回路路PID控制制，并具具有比常常規(guī)PID控控制更好好控制效效果的控控制策略略的統(tǒng)稱稱，而非非專指某某種計(jì)算算機(jī)控制制算法。。3.3生生產(chǎn)過過程安全全控制系系統(tǒng)組成成簡(jiǎn)單控制制系統(tǒng)是是最基本本、最常常見、應(yīng)應(yīng)用最廣廣泛的控控制系統(tǒng)統(tǒng)，約占占控制回回路的80%以以上。簡(jiǎn)單控制制系統(tǒng)的的特點(diǎn)是是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，易易于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，適應(yīng)應(yīng)性強(qiáng)。。在簡(jiǎn)單單控制系系統(tǒng)的基基礎(chǔ)上，，發(fā)展展起各種種復(fù)雜控控制系統(tǒng)統(tǒng)。在工業(yè)過過程計(jì)算算機(jī)集成成控制系系統(tǒng)中，，也往往往把它作作為最最低層的的控制制系統(tǒng)。。自動(dòng)控制制系統(tǒng)是是在人工工控制的的基礎(chǔ)上上產(chǎn)生和和發(fā)展起起來的簡(jiǎn)單控制制系統(tǒng)組組成①被控控對(duì)象也也稱對(duì)象象，是是指被控控制的生生產(chǎn)設(shè)備備或裝置置。被控控對(duì)象需需要控制制的變量量稱為被被控變量量。②測(cè)量量變送器器測(cè)測(cè)量被控控變量，，并按一一定的規(guī)規(guī)律將其其轉(zhuǎn)換為為標(biāo)準(zhǔn)信信號(hào)的輸輸出，作作為測(cè)量量值。標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)號(hào)的含義義是其上上下限符符合規(guī)定定系列:0~l0mA,4~20mA,0.02~0.1MPa等。③執(zhí)行行器常用用的是控控制閥。。接受控控制器來來的信號(hào)號(hào)直接接改變操操縱變量量,通過過操作這這個(gè)變量量可克服服擾動(dòng)對(duì)對(duì)被控變變量的影影響，通通常是由由執(zhí)行器器控制的的某工藝藝流量。。④控制制器也也稱調(diào)節(jié)節(jié)器。它它將被控控變量的的設(shè)定值值與測(cè)量量值進(jìn)行行比較得得出偏差差信號(hào)，，并按按一定規(guī)規(guī)律給出出控制信信號(hào)。液位控制制系統(tǒng)液位h是需要要控制的的工藝變變量，稱稱為被控變量量。Qo為操縱變量進(jìn)水量Qi是造成被被控變量產(chǎn)產(chǎn)生不期望望波動(dòng)的原原因，稱為為擾動(dòng)液位人工控控制示意圖圖①用眼睛觀觀察液位計(jì)計(jì)實(shí)際液位位的指示值值，并通過過神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)告訴大腦腦;②通過大大腦對(duì)眼睛睛觀測(cè)到的的實(shí)際液位位值與事先先在大腦中中儲(chǔ)存好的的希望值即即給定值進(jìn)進(jìn)行比較，，根據(jù)偏差差的大小和和方向，經(jīng)經(jīng)過分析、、思考，然然后根據(jù)操操作經(jīng)驗(yàn)發(fā)發(fā)出命令;③根據(jù)大大腦發(fā)出的的控制命令令，通過手手去改變出出水閥門開開度，以改改變Q。。來控制液液位;④反復(fù)執(zhí)執(zhí)行上述操操作，直直到將液位位控制到所所希望的數(shù)數(shù)值上。工藝控制流流程圖，它它是用自控控設(shè)計(jì)的文文字符號(hào)和和圖形符號(hào)號(hào)在工藝流流程圖上描描述生產(chǎn)過過程自動(dòng)動(dòng)控制的原原理圖。圖中，小圓圓圈表示某某些自動(dòng)化化儀表，，圓內(nèi)由兩兩位以上字字母，第第一位字母母表示被測(cè)測(cè)量變量，，后繼字母母表示儀表表的功能。。采用