第7章化工工藝流程設(shè)計(jì)化工過(guò)程開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)1PPT課件工藝流程設(shè)計(jì)的分類(lèi)7.2工藝流程設(shè)計(jì)7.3概述7.1第7章化工工藝流程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助流程設(shè)計(jì)7.42PPT課件7.1概述工藝流程設(shè)計(jì)是在生產(chǎn)方法確定后進(jìn)行的工作。工藝流程設(shè)計(jì)與依此而確定的車(chē)間布置是決定整個(gè)車(chē)間（裝置）基本面貌的關(guān)鍵性步驟，對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)和管道設(shè)計(jì)等單項(xiàng)設(shè)計(jì)也起著決定性的作用。工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)包括兩部分：1.確定以下各項(xiàng)內(nèi)容2.在工藝流程設(shè)計(jì)的不同階段，繪制不同的工藝流程圖。3PPT課件7.2工藝流程設(shè)計(jì)的分類(lèi)工藝流程設(shè)計(jì)涉及面很廣，內(nèi)容往往比較復(fù)雜，在設(shè)計(jì)的不同階段，流程圖的深度也有所不同。工藝流程設(shè)計(jì)的各個(gè)階段的設(shè)計(jì)成果都是用各種工藝流程圖和表格表達(dá)出來(lái)的，按照設(shè)計(jì)階段的不同，先后有方框流程圖、工藝流程草（簡(jiǎn)）圖、工藝物料流程圖、帶控制點(diǎn)工藝流程圖和管道儀表流程圖等種類(lèi)。4PPT課件7.3工藝流程設(shè)計(jì)12工藝流程設(shè)計(jì)原則與方法工藝流程圖的繪制5PPT課件7.3.1工藝流程設(shè)計(jì)原則與方法1．工藝流程設(shè)計(jì)的原則2.工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題（1）技術(shù)的成熟程度（2）及時(shí)采用新技術(shù)和新工藝，但要注意技術(shù)的可靠性（3）流程的可操作性、可控制性（4）投資和操作費(fèi)用（5）安全（6）環(huán)境和生態(tài)6PPT課件7.3.1工藝流程設(shè)計(jì)原則與方法3.工藝流程設(shè)計(jì)方法（1）以反應(yīng)過(guò)程為中心（2）考慮原料預(yù)處理過(guò)程（3）產(chǎn)物的后處理過(guò)程（4）產(chǎn)品的后處理7PPT課件7.3.1工藝流程設(shè)計(jì)原則與方法（5）未反應(yīng)原料的循環(huán)或利用以及副產(chǎn)物的處理（6）確定“三廢”排出物的處理措施（7）確定公用工程的配套措施（8）確定操作條件和控制方案（9）制定切實(shí)可靠的安全生產(chǎn)措施（10）保溫、防腐的設(shè)計(jì)8PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 1．方框流程圖工藝流程示意圖也稱(chēng)方框流程圖，通常是用來(lái)向決策機(jī)構(gòu)、高級(jí)管理部門(mén)提供該工藝過(guò)程的快速說(shuō)明，如可行性研究報(bào)告中所提供的就是流程示意圖。圖7.1三聚氰胺生產(chǎn)的方框流程圖9PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 2．工藝流程草圖（簡(jiǎn)圖）（1）工藝流程草圖的內(nèi)容（2）工藝流程草圖的繪制與標(biāo)注3．工藝物料流程圖（1）工藝物料流程圖的內(nèi)容（2）工藝物料流程圖的繪制10PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 圖7.2合成氨廠變換工段工藝流程草圖11PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 圖7.3某車(chē)間的物料流程圖12PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 圖7.4設(shè)備位號(hào)的標(biāo)法13PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 表7-1設(shè)備分類(lèi)代號(hào)設(shè)備類(lèi)別代號(hào)設(shè)備類(lèi)別代號(hào)塔T火炬、煙囪S泵P容器（槽、罐）V壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)C起重運(yùn)輸設(shè)備L換熱器E計(jì)量設(shè)備W反應(yīng)器R其他機(jī)械M工業(yè)爐F其他設(shè)備X14PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 4．管道儀表流程圖（1）管道儀表流程圖的內(nèi)容（2）配管（3）儀表與儀表配管（4）管道儀表流程圖的繪制15PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 圖7.5工藝管道儀表流程圖16PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 圖7.7隔熱層、伴熱管標(biāo)注方法圖7.6總流程圖中局部系統(tǒng)表示方法17PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 表7-2工藝流程圖中圖線的畫(huà)法類(lèi)

別圖線寬度/mm0.9～1.20.5～0.70.15～0.3帶控制點(diǎn)工藝流程圖主物料管道輔助物料管道其他輔助物料管道系統(tǒng)圖輔助物料管道總管支管其他18PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 圖7.9管道標(biāo)注圖7.8進(jìn)出流程的物流表示法19PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 表7-3常見(jiàn)物料代號(hào)物料名稱(chēng)代號(hào)物料名稱(chēng)代號(hào)物料名稱(chēng)代號(hào)物料名稱(chēng)代號(hào)工藝空氣PA高壓蒸汽HS鍋爐給水BW儀表空氣LA工藝氣體PG高壓過(guò)熱蒸汽HUS循環(huán)冷卻水上水CWS排液、排水DR氣液兩相工藝物料PGL低壓蒸汽LS循環(huán)冷卻水回水CWR冷凍劑R氣固兩相工藝物料PGS低壓過(guò)熱蒸汽LUS脫鹽水DNW放空氣VT工藝液體PL中壓蒸汽MS飲用水DW真空排放氣VE20PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 續(xù)上表物料名稱(chēng)代號(hào)物料名稱(chēng)代號(hào)物料名稱(chēng)代號(hào)物料名稱(chēng)代號(hào)液固兩相工藝物料PLS中壓過(guò)熱蒸汽MUS原水、新鮮水RW潤(rùn)滑油LO工藝固體PS蒸汽冷凝水SC軟

水SW原料油RO工藝水PW伴熱蒸TS生產(chǎn)廢水WW燃料油FO空

氣AR燃料氣FG熱水上水HWS密封油SO壓縮空氣CA天然氣NG熱水回水HWR圖7.10管道等級(jí)標(biāo)注方法21PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 表7-4隔熱及隔聲代號(hào)及其表示的功能類(lèi)型代號(hào)功能類(lèi)型備注H保溫采用保溫材料C保冷采用保冷材料P人身防護(hù)采用保溫材料D防結(jié)露采用保冷材料E電伴熱采用電熱帶和保溫材料S蒸汽伴熱采用蒸汽伴管和保溫材料W熱水伴熱采用熱水伴管和保溫材料O熱油伴熱采用熱油伴管和保溫材料J夾套伴熱采用夾套管和保溫材料N隔聲采用隔聲材料22PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 圖7.11帶各類(lèi)閥體的管道標(biāo)注方法23PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 圖7.12儀表位號(hào)圖形符號(hào)的畫(huà)法圖7.13儀表位號(hào)標(biāo)注方法24PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 表7-5流量檢測(cè)儀表和檢出元件的圖形符號(hào)序號(hào)名稱(chēng)圖形符號(hào)備注序號(hào)名稱(chēng)圖形符號(hào)備注1孔板4轉(zhuǎn)子流量計(jì)圓圈內(nèi)應(yīng)標(biāo)注儀表位號(hào)2文丘里管及噴嘴5其他嵌在管道中的檢測(cè)儀表圓圈內(nèi)應(yīng)標(biāo)注儀表位號(hào)3無(wú)孔板取壓接頭6熱電偶25PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 表7-6儀表安裝位置的圖形符號(hào)序號(hào)安裝位置圖形符號(hào)備注序號(hào)安裝位置圖形符號(hào)備注1就地安裝儀表3就地儀表盤(pán)面安裝儀表嵌在管道中4集中儀表盤(pán)后安裝儀表2集中儀表盤(pán)安裝儀表5就地安裝儀表盤(pán)后安裝儀表26PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 表7-7表示被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)字母首位字母后繼字

母功

能字母首位字母后繼字母功

能被測(cè)變量修飾詞被測(cè)變量修飾詞A分

析報(bào)

警N供選用供選用B噴射火焰供選用O供選用節(jié)流孔C電導(dǎo)率控

制P壓力或真空試驗(yàn)點(diǎn)（接頭）D密

度差Q數(shù)量或件數(shù)積分、積算積分、積算E電壓檢出元件R放射性累

計(jì)記錄或打印F流

量比（分?jǐn)?shù)）S速度或頻率安

全開(kāi)關(guān)或聯(lián)鎖27PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 續(xù)上表字母首位字母后繼字

母功

能字母首位字母后繼字母功

能被測(cè)變量修飾詞被測(cè)變量修飾詞G尺度玻

璃T溫

度傳達(dá)（變送）H手動(dòng)（人工接觸）U多變量多功能I電

流指

示V粘度閥、擋板J功率掃描W重量或力套管K時(shí)間或時(shí)間程序自動(dòng)、手動(dòng)操作器X未分類(lèi)未分類(lèi)L物

位指示燈Y供選用計(jì)算器M水分或濕度Z位置驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行的執(zhí)行器28PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 表7-8常用執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合圖形符號(hào)序號(hào)形式圖形符號(hào)備注序號(hào)形式圖形符號(hào)備注1通用執(zhí)行機(jī)構(gòu)不區(qū)別執(zhí)行機(jī)構(gòu)6電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)2帶彈簧的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)7執(zhí)行機(jī)構(gòu)與手輪組合（頂部或側(cè)邊安裝）3無(wú)彈簧的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)8帶能源轉(zhuǎn)換的閥門(mén)定位器的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)29PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 續(xù)上表序號(hào)形式圖形符號(hào)備注序號(hào)形式圖形符號(hào)備注4電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)9帶人工復(fù)位裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及帶遠(yuǎn)程復(fù)位裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)5活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)10帶氣動(dòng)閥門(mén)定位器的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)30PPT課件7.3.2工藝流程圖的繪制 圖7-14執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥組合圖形符號(hào)示例(a)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥（能源中斷時(shí)，閥開(kāi)）；(b)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥（能源中斷時(shí)，閥關(guān)）(c)氣動(dòng)活塞式調(diào)節(jié)閥；(d)氣動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥；(e)氣動(dòng)角形調(diào)節(jié)閥；(f)電動(dòng)蝶形調(diào)節(jié)閥；(g)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥（帶手輪）；(h)電磁調(diào)節(jié)閥；(i)帶閥門(mén)定位器的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥31PPT課件7.4計(jì)算機(jī)輔助流程設(shè)計(jì)12概述流程模擬軟件的組成34工藝流程模塊計(jì)算中應(yīng)注意的問(wèn)題工流程模擬軟件應(yīng)用舉例32PPT課件7.4.1概述(1)合成流程，得出在不同的操作條件下的性能評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)(2)工藝參數(shù)優(yōu)化(3)為設(shè)計(jì)和操作分析提供定量的信息(4)進(jìn)行參數(shù)靈敏度分析(5)參數(shù)擬合與舊裝置改造33PPT課件7.4.1概述圖7-15通用流程模擬系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)34PPT課件7.4.2流程模擬軟件的組成1.輸入、輸出模塊(1)化工過(guò)程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)信息；(2)原料流的信息，包括原料的組分、組成、溫度、壓力、流率等，以及一些必要的物性；(3)單元模塊的設(shè)計(jì)參數(shù)，例如換熱器的傳熱系數(shù)、精餾塔的板數(shù)、回流比等；(4)計(jì)算精度；(5)其他，如費(fèi)用的信息、用戶給定的計(jì)算次序表等。(6)物性數(shù)據(jù)庫(kù)35PPT課件7.4.2流程模擬軟件的組成2.算法子程序塊(1)成本估算和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模塊(2)單元操作模塊36PPT課件7.4.3工藝流程模塊計(jì)算中

應(yīng)注意的問(wèn)題1.正確模擬工藝流程2.正確選擇決策變量3.正確確定決策變量的數(shù)值4.逐步擴(kuò)大工藝流程模塊軟件的計(jì)箕范圍37PPT課件7.4.4化工流程模擬軟件應(yīng)用舉例——氯堿工程設(shè)計(jì)中的氯氫處理流程模擬開(kāi)發(fā)1.工藝流程圖7.16兩段間接冷卻流程38PPT課件7.4.4化工流程模擬軟件應(yīng)用舉例——氯堿工程設(shè)計(jì)中的氯氫處理流程模擬開(kāi)發(fā)2.模擬計(jì)算(1)模擬框圖如圖(2)熱力學(xué)方法及模塊選擇（i=1，2，3，…）4-1）(3)模擬結(jié)果(4)計(jì)算結(jié)果分析39PPT課件7.4.4化工流程模擬軟件應(yīng)用舉例——氯堿工程設(shè)計(jì)中的氯氫處理流程模擬開(kāi)發(fā)圖7.17

ASPENPLUS輸入框圖40PPT課件7.4.4化工流程模擬軟件應(yīng)用舉例——氯堿工程設(shè)計(jì)中的氯氫處理流程模擬開(kāi)發(fā)表7-9物熱平衡比較表（與日本某廠數(shù)據(jù)比較）項(xiàng)目日本某廠數(shù)據(jù)ASPENPLUS模擬結(jié)果誤差/%原料Cl2（kg/h）2467.52467.5Ｏ2（kg/h）7.97.9H2O（kg/h）416.2416.2溫度/℃8787壓力/kPa129.6129.6一冷器出口Cl2（kg/h）2466.32465.5450.03Ｏ2（kg/h）7.97.9H2O（kg/h）37.737.8830.49溫度/℃4040壓力/kPa128.92128.9241PPT課件7.4.4化工流程模擬軟件應(yīng)用舉例——氯堿工程設(shè)計(jì)中的氯氫處理流程模擬開(kāi)發(fā)續(xù)上表項(xiàng)目日本某廠數(shù)據(jù)ASPENPLUS模擬結(jié)果誤差/%二冷器出口