《化工工藝設(shè)計》講座主講：徐謀源1.概述化工工藝專業(yè)是化工設(shè)計的主要專業(yè)之一。無論是開發(fā)新的化工生產(chǎn)過程，還是設(shè)計新的化工裝置，化工工藝設(shè)計是直接關(guān)系到化工裝置能否順利開車、能否到到預(yù)計的生產(chǎn)能力和合格的產(chǎn)品，最終關(guān)系到工廠能否獲得最大的經(jīng)濟效益。因此，作為化工工藝設(shè)計的人員必須具備下列基本條件：掌握化工基本理論掌握化工工藝設(shè)計方法和技能了解工藝設(shè)計的任務(wù)、設(shè)計范圍、工藝設(shè)計人員的職責(zé)。掌握化工基本理論的應(yīng)用熟悉設(shè)計基本程序和相關(guān)專業(yè)的基本知識清楚工藝設(shè)計成品文件的內(nèi)容和深度以及工藝設(shè)計的質(zhì)量保證程序。掌握生產(chǎn)、開停車的基本知識、分析生產(chǎn)事故的能力以及相應(yīng)的實踐經(jīng)驗。熟悉有關(guān)勞動安全衛(wèi)生、消防和環(huán)保等方面的法規(guī)。與工藝設(shè)計相關(guān)的上述諸方面的法規(guī)有：建筑設(shè)計防火規(guī)范

GBJ6-87(2001年版)石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范GB

50160-92(1999年版）爆炸和危險性環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范GB

50058-92化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計規(guī)定

HG20571-95石油化工企業(yè)職業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計規(guī)范SH3047-93化工建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)定

HG20667-1986石油化工企業(yè)環(huán)境保護設(shè)計規(guī)范

SH3024-951.5

具有一定的工作經(jīng)驗2、工藝設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2.1

在工程設(shè)計合同書中明確規(guī)定的以及業(yè)主應(yīng)提供的有關(guān)數(shù)據(jù)。裝置的設(shè)計能力、操作彈性及年操作日;產(chǎn)品方案及產(chǎn)品、副產(chǎn)品的規(guī)格；建廠地區(qū)的氣象、水文、地質(zhì)等條件；所能提供的公用工程，包括水、電、汽、氣等規(guī)格、數(shù)量及進界區(qū)條件；原材料、催化劑、化學(xué)品等規(guī)格、消耗指標及進界區(qū)條件；2.2

由專利商提供的：除上述與專利商有關(guān)的數(shù)據(jù)外，還需專利商提供該專利范圍內(nèi)的工藝操作條件、轉(zhuǎn)化率、收率、控制方案、相關(guān)設(shè)備條件等。2.3 工藝所需的物性參數(shù)。3、工藝設(shè)計的內(nèi)容和深度3.1

概述：工藝專業(yè)是自項目前期的可行性研究階段即作為主要專業(yè)參加編制，一直貫穿到工程設(shè)計階段。在工程設(shè)計階段可分為以下幾個階段：（1）按國內(nèi)審批要求分為：初步設(shè)計（批準后建設(shè)單位即可開工）施工圖設(shè)計（2）按國際常規(guī)做法分為：工藝設(shè)計（以化工工藝專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）基礎(chǔ)設(shè)計（以化工工藝系統(tǒng)專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）詳細設(shè)計（以管道設(shè)計專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）在建設(shè)單位完成了項目前期工作之后，設(shè)計單位即可開展項目的工程設(shè)計工作。在工程設(shè)計階段的工藝設(shè)計，它的主要依據(jù)是經(jīng)批準的可行性研究報告及其批文、總體設(shè)計及其批文、工程設(shè)計合同書以及設(shè)計基礎(chǔ)資料。3.2

工藝設(shè)計的內(nèi)容和深度3.2.1

工藝設(shè)計的文件包括三大內(nèi)容：文字說明（工藝說明）圖紙表格3.2.1.1 文字說明（工藝說明）工藝設(shè)計的范圍設(shè)計基礎(chǔ)：生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、原料、催化劑、化學(xué)品、公用工程燃料規(guī)格、產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格工藝流程說明：生產(chǎn)方法、化學(xué)原理、工藝流程敘述原料、催化劑、化學(xué)品及燃料消耗定額及消耗量公用工程（包括水、電、汽、脫鹽水、冷凍、工藝空氣、儀表空氣、氮氣）消耗定額及消

耗量~三廢排放：包括排放地點、排放量、排放組成及建議處理方法裝置定員安全備忘錄（另行成冊）技術(shù)風(fēng)險備忘錄（通常為對內(nèi)使用，另行成冊）操作指南（通常為對內(nèi)使用，另行成冊。供工藝系統(tǒng)、配管等專業(yè)使用）3.2.1.2

圖紙（1）

PFD:是PID的設(shè)計依據(jù)，供基礎(chǔ)設(shè)計使用（通常分版次逐版深化）包括全部工藝設(shè)備、主要物料管道(表示出流向、物料號）、主要控制回路、聯(lián)鎖方案、加熱和冷卻介質(zhì)以及工藝空氣進出位置。（2）建議設(shè)備布置圖：是總圖布置、裝置布置的依據(jù)，供基礎(chǔ)設(shè)計使用（通常為平面布置圖）根據(jù)工藝流程的特點和要求進行布置。（3）

PCD:通常是設(shè)計院內(nèi)部設(shè)計構(gòu)成文件最終體在終版PFD中（通常由自控專業(yè)完成）3.2.1.3

表格（1）物料平衡表：包括物流組成、溫度、壓力、狀態(tài)、流量、密度、焓值、粘度等理化常數(shù)（熱負荷表示在此表中或PFD圖上）（2）工藝設(shè)備數(shù)據(jù)表：根據(jù)設(shè)備形式不同，作用不同以及介質(zhì)不同可分為容器、塔器、換熱器、工業(yè)爐、機泵、攪拌器等。工藝設(shè)備數(shù)據(jù)表需表示出設(shè)備位號、介質(zhì)名稱、操作壓力、設(shè)計壓力、操作溫度、設(shè)計溫度、材質(zhì)、傳動機構(gòu)、外形尺寸、特征尺寸及特殊要求。（各設(shè)計院均有各種規(guī)定的表格)（3）工藝設(shè)備表（4）取樣點匯總表（5）裝置界區(qū)條件表：通常由工藝系統(tǒng)專業(yè)來完善并最終發(fā)表（包括原材料、公用工程、產(chǎn)品、副產(chǎn)品、進出界區(qū)條件等）3.2.2

補充說明：化工工藝專業(yè)尚需參加前期工作，主要前期工作有：項目建議書：可行性報告編制工作。項目報價書：投標書、技術(shù)文件編制工作引進項目：包括詢價書、投標書的評標、合同技術(shù)附件談判。大中型聯(lián)合裝置總體規(guī)劃設(shè)計。3.3

工藝設(shè)計方案的優(yōu)化優(yōu)化的工藝設(shè)計方案應(yīng)是：有較好的經(jīng)濟效益和社會效益工藝技術(shù)先進適用生產(chǎn)安全、可靠、并有良好的環(huán)保措施3.3.1

工藝流程方案優(yōu)化“洋蔥頭”模型（由史密斯、林霍夫提供的模型）反應(yīng)系統(tǒng)分離系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡(luò)公用工程“洋蔥頭”模型是工藝流程開發(fā)和設(shè)計的方法。從圖中可以十分直觀的表示了反應(yīng)系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計是核心，它為分離系統(tǒng)規(guī)定了處理物料的條件，而反應(yīng)和分離系統(tǒng)一起又規(guī)定了過程的冷、熱物流的流量和換熱的熱負荷，最后才是公用工程系統(tǒng)的選擇和設(shè)計。因此，工藝流程方案的優(yōu)化應(yīng)主要集中在反映和分離系統(tǒng)的優(yōu)化。對于史密斯和林霍夫提出的“洋蔥頭”技術(shù)開發(fā)概念，其步驟為：（1）根據(jù)經(jīng)驗規(guī)則初步建立反應(yīng)和分離系統(tǒng)的流程（2）變化主要的設(shè)計優(yōu)化變量，如反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、惰性物質(zhì)循環(huán)的濃度等，確定每組變量。（3)建立全過程總費用與主要優(yōu)化變量之間的關(guān)系確定最佳條件，并對全流程調(diào)優(yōu)對其他備選流程重復(fù)上述步驟，最后比較各流程的總費用，獲得最佳流程。3.3.1.1

反應(yīng)流程優(yōu)化反應(yīng)流程優(yōu)化需要考慮的問題較多，問題復(fù)雜。如反應(yīng)動力學(xué)、反應(yīng)收率、催化劑特性、反應(yīng)歷程、反應(yīng)途徑。反應(yīng)器的最優(yōu)操作條件有如何保證反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、混合要求、換熱要求、各物料配比、給定條件下

的生產(chǎn)成本等等。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，為了實現(xiàn)高效率、高選擇和達到要求的產(chǎn)量，常常將相同或不同類型反應(yīng)器進行組合，常見的反應(yīng)器組合及其適用范圍如表7.4.2所示（P544）3.3.1.2

精餾流程的優(yōu)化精餾流程如需要分離R個組份，就需要有R-1個精餾塔。精餾優(yōu)化需要考慮：哪種組份為主產(chǎn)品；哪種組份為付產(chǎn)品；產(chǎn)品的規(guī)格要求。精餾流程的優(yōu)化法1）：試探法，主要規(guī)則如下：優(yōu)先使用普通精餾。盡量避免減壓操作和使用冷量。產(chǎn)品數(shù)應(yīng)最少。腐蝕性、危險性的組份應(yīng)優(yōu)先分出。難分離的組分最后分出。最大量組份應(yīng)優(yōu)先分出。塔頂、塔釜產(chǎn)物最好等摩爾分離。精餾流程的優(yōu)化法2）：調(diào)優(yōu)法精餾流程的優(yōu)化法3）：數(shù)學(xué)規(guī)劃法蒸發(fā)流程的優(yōu)化單效、雙效、三效蒸發(fā)。熱泵蒸發(fā)、膜式蒸發(fā)。多級閃蒸。強制循環(huán)蒸發(fā)、自然循環(huán)蒸發(fā)。結(jié)合蒸發(fā)器的類型（標準、懸框、列文、強制循環(huán)蒸發(fā)器）進行選擇。3.3.2

工藝設(shè)備的選擇3.3.2.1

反應(yīng)器在反應(yīng)器中進行的是化學(xué)反應(yīng)過程，它不僅有種類繁多、性質(zhì)各異的、化學(xué)

反應(yīng)，而且伴隨著傳熱、傳質(zhì)的物理過

程。因此就反應(yīng)器的類別也有多種多樣，它適用于不同場合，各種反應(yīng)器的適用

場合分別見表7.4.3-1（P547)、表7.4.3-2和標7.4.3-3（P748)3.3.2.2氣液傳質(zhì)設(shè)備化工生產(chǎn)中常需要借助氣液傳質(zhì)設(shè)備將反應(yīng)生成的產(chǎn)物進行分離，以獲得目標產(chǎn)品，一般有采用精餾、吸收解析、蒸發(fā)、氣提、萃取等方法來達到此目的。常用的氣液傳質(zhì)設(shè)備型式是板式塔和填料塔。而板式塔和填料塔又因采用的塔板和填料不同，他們又可分為多種型式，如板式塔塔板可分為浮閥、篩板、泡罩及各種高效塔板，填料塔的填料有鮑爾環(huán)，鞍環(huán)等散裝填料和絲網(wǎng)填料、波紋板填料等各種規(guī)整填料。氣液傳質(zhì)設(shè)備的選用應(yīng)根據(jù)處理物料的性質(zhì)、分離要求、運行費用和投資費用等因素綜合

考慮，其基本選型要求為：相際傳質(zhì)面積大生產(chǎn)能力大操作穩(wěn)定，彈性大阻力小結(jié)構(gòu)簡單，制造安裝方便、加工制造費用低耐腐蝕，不易堵塞，易檢修。在哪種情況下優(yōu)先選用板式塔或填料塔可參見P549頁所示，有關(guān)二種塔形的塔徑計算，板式塔是由夾帶液泛而確定的最高氣速Wn,max，而設(shè)計空塔氣速w?。?.6～0.8）Wn,max。而填料塔是通過計算泛點速度Uf,考慮比較經(jīng)濟可靠的操作氣速U=(0.6～0.8)Uf,然后由此可算得塔經(jīng)。3.3.2.3

傳熱設(shè)備傳熱設(shè)備選型主要考慮的因素：（1）熱負荷及流量大小流體的性質(zhì)溫度、壓力及允許壓降的范圍對清洗、維修的要求設(shè)備結(jié)構(gòu)材料、尺寸、重量、價格使用安全性和壽命傳熱設(shè)備的分類按功能分：冷卻器、冷凝器、加熱器、換熱器、再沸器、蒸汽發(fā)生器、過熱器、廢熱鍋爐等。按結(jié)構(gòu)型式分：采用二物流換熱的換熱器從結(jié)構(gòu)上分有以下5種型式：管殼式（固定管板式、浮頭式、填料函式、U型管式）板式（板翅式、螺旋板式、傘板式、波紋板式）管式（空冷器、套管式、噴淋管式、箱管式）液膜式（升降膜式、刮板薄膜式、離心薄膜式）其它型式（板殼式、熱管式）以上型式換熱器的選擇依據(jù)是：固定管板式換熱器固定管板式換熱器即兩端管板和殼體連接成一體，由于殼程不易檢修和清洗，因此選用固定管板式換熱器時，殼方流體應(yīng)是較清潔且不易結(jié)垢的物料；兩流體溫差較大（大于60℃）時應(yīng)考慮熱補償，兩流體溫差不宜大于120℃。浮頭式換熱器該換熱器殼程易清洗，但內(nèi)墊片易滲漏，適用于需要補償熱膨脹的換熱器，兩流體溫差大于120℃。U型管式換熱器該換熱器制造、安裝方便，造價較低，管程耐高壓，但結(jié)構(gòu)不緊湊。適用于高溫和高壓的場合，且管內(nèi)流體必須潔凈。板式換熱器板翅式：緊湊、效率高、可多股物料同時換熱。使用溫度不大于150℃。螺旋板式：可用于帶顆粒物料，物位利用好。不易檢修。傘板式制造簡單、緊湊、易清洗，使用溫度不大于150℃，使用壓力不大于0.12MPa。波紋板式：緊湊、效率高、易清洗，使用

溫度不大于150℃，使用壓力不大于0.15MPaE.

空冷器的選擇依據(jù)a.空氣入口溫度（即設(shè)計溫度）低于38℃b.熱流體的出口溫度高于50～65℃，并允許有一定的波動范圍（3～5℃）。c.對數(shù)平均溫差大于40℃。d.流體接近溫度（即熱流體的出口溫度與冷流體入口溫度之差）至少大于15℃。e.管內(nèi)給熱系數(shù)小于2325.6W/(m2.0K)。

f.冷卻水的污垢系數(shù)大于0.0002(m2.0K)/Wg.水源較遠，取水費用大。h.熱流體的凝固點較低(小于0℃)。3.3.2.4

化工用泵泵是化工生產(chǎn)中最常用的設(shè)備，它所輸送的液體種類繁多，有強腐蝕性的、易燃易爆、有毒、高溫、高壓、低溫、粘度大小、易揮發(fā)、帶有固體顆粒等。同時，對化工用泵又要求它能長周期

運行、安全可靠、密封性能好等要求，有些場合還要求絕對不能泄漏。所以

對于不同物料、不同要求必須選用不

同類型的泵來適應(yīng)化工生產(chǎn)的需要。

有關(guān)主要化工用泵的性能特點及使用

條件詳見表7.4.35-5（P553）。在選泵中工藝參數(shù)是泵選型的最重要依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程和操作變化范圍慎重確定。（1）流量：是指工藝裝置生產(chǎn)中，要求泵輸送介質(zhì)的量，應(yīng)給出正常、最小和最大流量，即要求泵能適應(yīng)流量變化的要求。一般在泵數(shù)據(jù)表上往往只給出正常和額定流量。選泵是要求額定流量不小于裝置的最大流量，或取正常流量的1.1～1.15倍。揚程：指工藝裝置所需的揚程值，也稱計算揚程。計算揚程應(yīng)考慮最低吸入液面和最高送液高度，且留有裕量，一般要求泵的額定揚程為裝置所需揚程的1.05～1.1倍。進口壓力和出口壓力：是指泵進出接管法蘭處的壓力，進出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封要求。溫度：指泵的進口介質(zhì)溫度，一般應(yīng)給出工藝過程中泵進口介質(zhì)的正常、最低和最高溫度。裝置汽蝕余量：NPSHa：要求所選泵的

NPSHr<NPSHa物性參數(shù)：介質(zhì)在進口條件下的密度、粘度等操作狀態(tài)：分為連續(xù)和間歇操作兩種3.3.2.5氣體輸送機械氣體輸送機械按作用原理可分容積式和透平式兩種，按機械達到的壓力可分為通風(fēng)機、鼓風(fēng)機和壓縮機。通風(fēng)機和鼓風(fēng)機主要用于輸送氣體，壓縮機則用于提高氣體壓力。排氣壓力小于0.14715MPa(1.5Kg/cm2)的稱為通風(fēng)機；排氣壓力小于0.2MPa(2Kg/cm2)且大于0.14715MPa(1.5Kg/cm2)的稱為鼓風(fēng)機；排氣壓力大于0.2MPa(2Kg/cm2)的稱為壓縮機。同樣在氣體輸送機械選型中，工藝參數(shù)是最重要的依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程和操作變化范圍慎重確定。氣體組成：一般應(yīng)按濕基提供。若氣體組成有變化，宜按平均分子較大的組成提出(若不同組成的氣量相同時）；入口溫度：應(yīng)提出正常、最高和最低；入口壓力：應(yīng)提出正常、最小和最大；入口流量：應(yīng)提出正常、最小和最大；出口壓力；驅(qū)動機型式：主要是由電機驅(qū)動還是蒸氣透平驅(qū)動，若是蒸汽透平驅(qū)動則還需提出蒸汽參數(shù)及背壓凝汽等要求；（7）流量控制方式：活塞式（容積式）壓縮機一般均采用旁路和余隙調(diào)節(jié)，其余隙調(diào)節(jié)一般只能調(diào)節(jié)10%流量。透平式通風(fēng)機、鼓風(fēng)機一般以采用進口或出口調(diào)節(jié)居多，有的風(fēng)機輸送氣量大，調(diào)

節(jié)要求較高，同時該風(fēng)機所處位置較重要，也有采用改變轉(zhuǎn)速的方法。透平式壓縮機一般采用改變轉(zhuǎn)速居多，并輔以旁路調(diào)節(jié)，一般用作防喘振控制。若是輸送空氣的，可采用出口放空簡單的控制方式。3.3.2.6 容器（儲罐）儲罐按用途大致可分兩大類，一類是用于儲存，一般指原料儲存、中間產(chǎn)品或成品儲存，原料及成品儲存一般與工廠對外運輸有很大關(guān)系，中間產(chǎn)品儲存與該中間產(chǎn)品的前后裝置生產(chǎn)情況有很大關(guān)系，例如要考慮前后裝置生產(chǎn)周期、正常開停車及事故停車情況決定儲存量的多少。這一類一般單獨設(shè)置罐區(qū)。另一類是用于裝置內(nèi)工藝流程中需要的儲罐，通常有回流罐（停留時間取5～10分鐘），受槽和緩沖罐（通常取20分鐘），氣液分離罐（通常取2～3分鐘），液液分離罐等，一般儲罐的容積用下列方式計算：容積=物料流量*停留時間（儲存周期）/裝料系數(shù)裝料系數(shù)的取值：易揮發(fā)液體物料為0.7～0.75；不易揮發(fā)液體物料為0.75～0.85。計算出容積后，根據(jù)需要選用不同型式的儲罐。從外形來分有球罐、立式儲罐和臥式儲罐等，一般儲存量大的可采用球罐，但受壓力的制約。目前國內(nèi)已有立式、臥式儲罐和球罐的系列標準，可供我們選擇。3.3.3設(shè)備材質(zhì)的選擇由于化工生產(chǎn)的原料、產(chǎn)品及其工藝路線的多樣化，而使化工設(shè)備所需的材質(zhì)也多樣化，為滿足工藝生產(chǎn)的需要。工藝專業(yè)應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性質(zhì)、材質(zhì)機械性能及使用要求、設(shè)備的工作溫度、工作壓力并結(jié)合已有工廠實際生產(chǎn)使用的情況加以選擇，提出我們的要求。壓力容器的設(shè)計分類及工藝設(shè)備的特殊制造要求

壓力容器的設(shè)計分類見表7.4.5（P557)工藝設(shè)備的特殊制造要求工藝應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)中對某些設(shè)備有特殊制造要求的提出我們的要求。4、工藝流程圖（PFD)PFD是工程項目設(shè)計的一個指導(dǎo)性文件，是化工工藝設(shè)計的一個主要設(shè)計文件，它是各有關(guān)專業(yè)開展工作的依據(jù)之一。PFD是從工藝方案（即經(jīng)過工藝流程優(yōu)化和工藝設(shè)備選擇）過渡到化工工藝流程設(shè)計的重要工序之一。在PFD的設(shè)計過程中要完成的主要工作：工藝流程設(shè)計操作參數(shù)的確定全系統(tǒng)的物料、熱量衡算一般進行全系統(tǒng)不同方案的流程模擬計算，找到更合理的優(yōu)化的工藝操作條件，從而可以修改某些不合理的操作條件，提供全流程的物料熱量平衡數(shù)據(jù)。主要控制方案設(shè)備工藝尺寸的計算PFD中體現(xiàn)的主要設(shè)計內(nèi)容：反映出工藝物料所經(jīng)過的全部設(shè)備主要物料的管道及相關(guān)的閥門物料的走向及相關(guān)的參數(shù)反映出主要控制點公用系統(tǒng)物料用戶的進出位置圖例及圖面上必要的說明和注解5、設(shè)備設(shè)計壓力和設(shè)計溫度的確定原則設(shè)備的設(shè)計壓力是設(shè)備強度設(shè)計的主要依據(jù)，因此，在確定設(shè)備設(shè)計壓力時，應(yīng)在滿足設(shè)備長周期安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，做到既經(jīng)濟又合理。設(shè)備設(shè)計壓力確定的原則是不僅要考慮該設(shè)備的工作壓力，還要考慮系統(tǒng)的工作壓力，以此確定其最高工作壓力。最高工作壓力對于承受內(nèi)壓的容器是指正常使用過程中其頂部可能出現(xiàn)的最高壓，對于承受外壓的容器是指在正常使用過程中其頂部可能出現(xiàn)的最高壓力差值；對于夾套容器是指夾套頂部可能出現(xiàn)的最高壓力差值。5.1設(shè)備設(shè)計壓力的確定設(shè)備設(shè)計壓力確定的原則可見表7.6.1“設(shè)備設(shè)計壓力一覽表”（P561)。5.2設(shè)備設(shè)計溫度的確定：工藝專業(yè)經(jīng)傳熱計算或參考同類裝置相同設(shè)備的操作條件，確定該設(shè)備的工作溫度，同時還要考慮容器內(nèi)部介質(zhì)在工作過程中可能出現(xiàn)的最高溫度。容器內(nèi)介質(zhì)用蒸汽直接加熱（如加熱盤管）或被內(nèi)置加熱元件（如電熱元件）間接加熱時，

設(shè)計溫度取受熱介質(zhì)的最高工作溫度。容器內(nèi)介質(zhì)間接加熱或冷卻時，設(shè)計溫度根據(jù)表7.6.2-1選取。（P562）。(3)容器壁與介質(zhì)直接接觸且有外保溫時，設(shè)計溫度根據(jù)表7.6.2-2選取。（P562)（4）安裝在室外且為液體介質(zhì)，器壁不保溫，壁溫受環(huán)境溫度影響可能小于等于-20°C時，其最低工作溫度應(yīng)考慮建廠地區(qū)環(huán)境溫度的影響。6、過程控制方案的確定過程控制方案確定的原則保證裝置運行的平穩(wěn)、生產(chǎn)安全、控制簡單適用。用單回路簡單控制系統(tǒng)可以解決的，決不要用復(fù)雜的控制系統(tǒng)。過程控制的分類壓力溫度流量物位化學(xué)成分和物性數(shù)據(jù)選用控制儀表的要求準確可靠靈敏度高反應(yīng)迅速滯后小使用維護方便價格便宜典型化工單元的控制方案反應(yīng)反應(yīng)控制的要求達到規(guī)定的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品濃度。處理量平穩(wěn)。當(dāng)出現(xiàn)不正常工況時，能報警、聯(lián)鎖或自動

選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。反應(yīng)控制方案以反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為控制變量見圖7.7.3-1（P-564）。以反應(yīng)工藝狀態(tài)變量為控制對象見圖7.7.3-2（P-565）。精餾精餾是常見的液液分離方法，精餾控制主要目的是達到規(guī)定的分離要求。主要變量有進料量、組成、溫度、操作壓力、冷卻和加熱介質(zhì)的壓力及溫度的變化。精餾控制可分為：按精餾段指標的控制方案見圖7.7.3-3（P-566）按提餾段指標的控制方案見圖7.7.3-4（P-567）見圖7.7.3-5（P-塔頂壓力控制方案

568）真空度控制方案見圖7.7.3-6（P-見圖7.7.3-8（P-570）見圖7.7.3-9（P-570）6.4.3

傳熱設(shè)備控制載體的流量控制傳熱面積控制載體的氣化溫度工藝介質(zhì)旁路控制見圖7.7.3-10（P-571見圖7.7.3-11（P-571見圖7.7.3-12（P-5726.4.4

流體輸送設(shè)備離心泵控制方案改變轉(zhuǎn)速的控制方案見圖7.7.3-13（P-572往復(fù)泵(位移式旋轉(zhuǎn)泵)的控制方案見圖7.7.3-14（P-5727、能耗計算目前人類面臨的共同任務(wù)是保護資源、減少環(huán)境污染、維護生態(tài)平衡、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?；どa(chǎn)中傳熱過程是經(jīng)常的發(fā)生的事，因此合理使用能源，節(jié)約能源是每個化工工藝設(shè)計人員應(yīng)盡的職責(zé)。過程能量分析的常用方法有：夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法7.1

夾點分析法將需要優(yōu)化的換熱網(wǎng)絡(luò)用冷、熱流復(fù)合線表示在溫焓圖（T-H圖）上，熱流復(fù)合線位于冷流上方，冷、熱流體的復(fù)合線中間垂直距離最短處稱為夾點，其溫差△Tmin稱為夾點溫差。夾點分析法應(yīng)遵循三個原則：●●盡量避免有熱流體通過夾點夾點上方避免引入公用設(shè)施冷卻物流●夾點下方避免引入公用設(shè)施加熱物流三環(huán)節(jié)能量分析法重點研究熱能在化工裝置的利用，從下述三個環(huán)節(jié)出發(fā)：能量轉(zhuǎn)換能量利用能量回收夾點分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法實際應(yīng)用可參考有關(guān)文獻資料。節(jié)能措施：改變反應(yīng)工藝條件，降低工藝能耗選擇合適的反應(yīng)壓力選擇合適的反應(yīng)溫度提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，減少副反應(yīng)的發(fā)生可以采用選擇合適的反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度，也可以選擇先進的反應(yīng)器或反應(yīng)流程，也可以采用選擇性強、轉(zhuǎn)化率高的催化劑。選擇先進的工藝路線和原料路線。選取適宜的設(shè)備，優(yōu)化操作條件，降低分離過程的能耗。選用高效設(shè)備和新型絕熱材料。（包括選用效率高的機泵）。廢熱回收在工藝全流程上要考慮熱能的逐級利用，并且要避免冷熱病。8、與工藝設(shè)計相關(guān)的消防、勞動安全及環(huán)境保護的基本知識消防火災(zāi)爆炸危險因素及預(yù)防措施火災(zāi)危險性分類見表7.9.1-1（P578～579)7.9.1-2(P579)廠房的耐火等級、層數(shù)和占地面積見表7.9.1-3（P580)防火間距廠房的防火間距不應(yīng)小于表7.9.1-4（P581)設(shè)備、建筑物平面布置的防火間距不應(yīng)小于表7.9.1-5（P582)裝置儲罐與裝置的防火間距不應(yīng)小于表

7.9.1-6（P583)罐區(qū)內(nèi)相鄰可燃液體地上儲罐的防火間距不應(yīng)小于表7.9.1-7（P583)液化烴、可燃氣體、助燃氣體的罐區(qū)內(nèi)的防火間距不應(yīng)小于表7.9.1-8（P584)危險區(qū)域劃分按爆炸性氣體混合物出現(xiàn)或釋放源釋放的頻繁程度和持續(xù)時間的長短，可將爆炸危險區(qū)域劃分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)和非爆炸性危險區(qū)存在爆炸性粉塵的環(huán)境的根據(jù)其出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間可劃分為10區(qū)、

11區(qū)爆炸危險區(qū)域和非爆炸性危險區(qū)域。其他防火設(shè)計規(guī)定針對化工和石化行業(yè)分列了25條規(guī)定，詳見P588～591勞動安全衛(wèi)生工藝生產(chǎn)過程的常見危險因素及職業(yè)危害因素危險因素是指能對人造成傷亡或?qū)ξ镌斐赏话l(fā)性損壞的因素。危害因素是指影響人的身體健康、導(dǎo)致疾病或?qū)ξ镌斐陕云茐牡囊蛩亍ＮｋU因素與危害因素的區(qū)別在于：危險因素強調(diào)突發(fā)性和瞬間作用，危害因素強調(diào)在一定時間范圍內(nèi)的積累作用。危險因素