《化工工藝設(shè)計》

化工工藝設(shè)計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、能否達到預(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)濟效益和社會效益。對于正在運行的化工裝置,化工工藝專業(yè)通過工藝分析,了解裝置物料和能量消耗情況,分析設(shè)備運行中存在的問題,為制定改進方案、降低原料和能量消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及挖掘生產(chǎn)潛力提供依據(jù)。1.1掌握化工基本理論1.2掌握化工工藝設(shè)計方法和技能（1）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。（2）掌握化工基本理論的應(yīng)用（3）熟悉設(shè)計基本程序和相關(guān)專業(yè)的基本知識（4）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。1.3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。1.4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)主要有：大氣污染物綜合排放標準GB16297-96職業(yè)性接觸毒物危害程度分級GBZ230-2010建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2006石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范GB50160-2008爆炸和危險性環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范GB50058-92工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準GBZ1-2010工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范GBJ87-1985化工建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)定HG／T20667-2005石油化工企業(yè)環(huán)境保護設(shè)計規(guī)范SH3024-19951.5具有一定的工作經(jīng)驗化工工藝設(shè)計的人員必須具備基本條件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)。（1）裝置的設(shè)計能力、操作彈性及年操作日;（2）產(chǎn)品方案及產(chǎn)品、副產(chǎn)品的規(guī)格；（3）建廠地區(qū)的氣象、水文、地質(zhì)等條件；（4）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；（5）原材料、催化劑、化學品等規(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?！裨诠こ淘O(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概述工藝設(shè)計的依據(jù)是經(jīng)批準的可行性研究報告、總體設(shè)計、工程設(shè)計合同書及設(shè)計基礎(chǔ)資料。制定相應(yīng)的工藝流程，其原則是選擇先進可靠的工藝技術(shù)路線，進行方案比較，對方案進行優(yōu)化，確定合理的工藝流程方案，選取合適的工藝設(shè)備，在考慮工藝流程方案時，應(yīng)同時考慮到對廢物的綜合利用方案和必要的治理措施。進行工藝物料和熱量平衡計算、繪制工藝流程圖(PFD)、編制工藝設(shè)備數(shù)據(jù)表和公用工程平衡圖，確定公用工程、環(huán)保的設(shè)計原則和排出物治理的基本原則。在工藝設(shè)計的過程中，工藝專業(yè)要和外專業(yè)互提條件，條件表作為重要的技術(shù)文件，是主導(dǎo)專業(yè)設(shè)計的初步成果，是接受專業(yè)的設(shè)計依據(jù)。3.2.2工藝設(shè)計的文件

包括三大內(nèi)容：

(1)文字說明(工藝說明)；

(2)圖紙；

(3)表格。

3.2.2.1文字說明（工藝說明）(1)工藝設(shè)計的范圍(2)設(shè)計基礎(chǔ)：生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、原料、催化劑、化學品、公用工程燃料規(guī)格、產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格(3)工藝流程說明：生產(chǎn)方法、化學原理、工藝流程敘述;主要設(shè)備的特點及操作參數(shù);控制、聯(lián)鎖方案等。(4)生產(chǎn)過程的主要危險、危害因素分析(5)原料、催化劑、化學品及燃料等消耗定額及消耗量(6)公用工程（包括水、電、汽、脫鹽水、冷凍、工藝空氣、儀表空氣、氮氣）規(guī)格、消耗定額及消耗量(7)三廢排放：包括排放地點、排放量、排放組成及建議的處理方法(8)裝置定員(9)安全備忘錄(另行成冊)(10)技術(shù)風險備忘錄（通常為對內(nèi)使用,另行成冊）其主要說明新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料等方面可能出現(xiàn)的風險以及實現(xiàn)裝置性能指標可能出現(xiàn)的技術(shù)風險，并提出防范及化解風險建議和措施。安全備忘錄化工生產(chǎn)大多涉及易燃易爆、有毒有害的物質(zhì),為了保證裝置穩(wěn)定安全地運行,確保人身安全,減少事故和危害的發(fā)生,降低經(jīng)濟損失,工藝設(shè)計通常需編制安全備忘錄,它是工藝系統(tǒng)、布置和管道設(shè)計、儀表、電氣、總圖運輸、采暖通鳳、土建、環(huán)保、消防等相關(guān)專業(yè)開展設(shè)計依據(jù)之一。1)生產(chǎn)過程中涉及的可能對人體和安全生產(chǎn)造成危害的危險介質(zhì)的物理性質(zhì)和燃燒、毒性、爆炸等化學性質(zhì),如自燃點、閃點、與空氣形成爆炸性混合物的上下限、車間空氣中的允許濃度、儲存要求、對人身的危害等特征以及簡要的急救措施;2)接觸危險介質(zhì)的設(shè)備及管道的密封、氮封及維護清洗要求等;說明生產(chǎn)過程中存在的潛在危險;3)工藝裝置的火災(zāi)危險類別,容易發(fā)生火災(zāi)危險的區(qū)域及建議的消防措施,如設(shè)置化學消防、消火栓、滅火器等;4)有毒有害氣體危害較大區(qū)域的通風范圍、通風形式及換氣次數(shù);5)總圖布置和設(shè)備布置的要求及建議;6)可燃氣體或有毒氣體泄漏檢測器、防腐、防靜電、事故照明、安全淋浴及洗眼器、防毒、防塵措施及防護用具等方面的建議,以及事故狀態(tài)下的緊急救護措施等。(11)操作指南（通常為對內(nèi)使用，另行成冊）它是編制工藝生產(chǎn)操作手冊的指導(dǎo)性文件。也是工藝系統(tǒng)、管道專業(yè)設(shè)計的重要依據(jù)。操作指南是裝置開停工及正常生產(chǎn)、事故處理等操作時應(yīng)注意問題的總說明,通常包含生產(chǎn)裝置的單元和每一單元的主要生產(chǎn)工序和基本原理,以及所需的設(shè)備。1)概述簡要介紹本裝置的生產(chǎn)原理、原料和產(chǎn)品的名稱及特性。

A.裝置操作的危險性和安全規(guī)程

B.推薦的主要安全設(shè)備2)工藝流程說明

A.工藝原理

B.工藝流程說明3)原料及公用工程技術(shù)規(guī)格4)產(chǎn)品質(zhì)量控制指標5)工藝的控制指標及控制方法6)取樣分析方法7)開停車及操作中不正?，F(xiàn)象和采取的措施

A.開車步驟;B.正常停車步驟;C.事故停車步驟;D.正常操作及操作中的不正?，F(xiàn)象和采取的措施。8)報警聯(lián)鎖系統(tǒng)3.2.2.2圖紙（1）工藝流程圖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。詳細內(nèi)容將在后面介紹。（2）建議的設(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）工藝控制流程圖PCD:通常是設(shè)計院內(nèi)部設(shè)計構(gòu)成文件最終體現(xiàn)在最終版PFD中（通常由自控專業(yè)完成）3.2.2.3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)設(shè)備一覽覽表（4）取樣點點匯總表表（5）裝置界界區(qū)條件件表：是是生產(chǎn)裝裝置和外外部原材材料、公公用工程程等互供供關(guān)系、、數(shù)量及及在界區(qū)區(qū)交接狀狀況的重重要文件件,其包括需需要的原原輔材料料、公用用工程、、產(chǎn)品、、副產(chǎn)品品等在界界區(qū)處的的條件。。3.2.2補充說明明：化工工工藝專專業(yè)尚需需參加前前期工作作，主要要前期工工作有：：●項目建建議書：：可行性性研究報報告編制制工作。?！耥椖繄髢r書書：投標書、、技術(shù)文件編編制工作●引進項目：：包括詢價書書、投標書的的評標、合同同技術(shù)附件談?wù)勁小！翊笾行吐?lián)合合裝置總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計。3.3工藝設(shè)計方案案的優(yōu)化●在工藝設(shè)計計中,首先碰到的就就是選擇合適適的工藝路線線,其包括原料路路線和工藝路路線的選擇，，也就是我們們常說的工藝藝設(shè)計方案的的優(yōu)化?！駜?yōu)化的工工藝設(shè)計方案案應(yīng)是：（1）有較好的經(jīng)經(jīng)濟效益和社社會效益（2）工藝技術(shù)先先進適用（3）生產(chǎn)安全、、可靠、并有有良好的環(huán)保保措施公用工程換熱網(wǎng)絡(luò)分離系統(tǒng)反應(yīng)系系統(tǒng)3.3.1工藝流流程方方案優(yōu)優(yōu)化“洋蔥頭頭”模型（（由史史密斯斯、林林霍夫夫提供供的模模型））“洋蔥頭頭”模型是是工藝藝流程程開發(fā)發(fā)和設(shè)設(shè)計的的方法法。(1)從圖中中可以以十分分直觀觀地表表示了了反應(yīng)應(yīng)系統(tǒng)統(tǒng)的開開發(fā)和和設(shè)計計是核核心,它為分分離系系統(tǒng)規(guī)規(guī)定了了處理理物料料的條條件,而反應(yīng)應(yīng)和分分離系系統(tǒng)一一起又又規(guī)定定了過過程的的冷、、熱物物流的的流量量和換換熱的的熱負負荷,最后才才是公公用工工程系系統(tǒng)的的選擇擇和設(shè)設(shè)計。。(2)“洋蔥頭頭”模型強強調(diào)了了過程程開發(fā)發(fā)和設(shè)設(shè)計的的有序序和分分層性性質(zhì),也表明明了反反應(yīng)和和分離離系統(tǒng)統(tǒng)的開開發(fā)是是關(guān)鍵鍵,因此工工藝流流程方方案的的優(yōu)化化應(yīng)主主要集集中在在反應(yīng)應(yīng)和分分離系系統(tǒng)的的優(yōu)化化,一旦確確定了了反應(yīng)應(yīng)和分分離系系統(tǒng)的的設(shè)計計,即能對對換熱熱網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和公公用工工程系系統(tǒng)進進行設(shè)設(shè)計,有效地地開發(fā)發(fā)和設(shè)設(shè)計出出全過過程最最優(yōu)或或接近近最優(yōu)優(yōu)的流流程。。對此此史密密斯和和林霍霍夫提提出的的“洋蔥頭頭”設(shè)計開開發(fā)概概念，，其步步驟為為：1)根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗規(guī)規(guī)則初初步建建立反反應(yīng)和和分離離系統(tǒng)統(tǒng)的流流程。。a.反應(yīng)和和分離離系統(tǒng)統(tǒng)中主主要設(shè)設(shè)備的的投資資及原原材料料的消消耗；；b.利用夾夾點分分析法法確定定換熱熱網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和公公用工工程消消耗的的最佳佳總費費用。。3)建立全全過程程總費費用與與主要要優(yōu)化化變量量之間間的關(guān)關(guān)系，，其總總費用用包括括：a.反應(yīng)和和分離離系統(tǒng)統(tǒng)中的的主要要設(shè)備備的投投資費費用；；b.原材料料消耗耗和除除換熱熱網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和公公用工工程之之外的的反應(yīng)應(yīng)與分分離系系統(tǒng)的的操作作費用用；c.換熱網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和和公用用工程程消耗耗的各各類操操作費費用。。4)確定最最佳條條件，，并對對全流流程調(diào)調(diào)優(yōu)。。5)對其他他備選選流程程重復(fù)復(fù)上述述步驟驟，最最后比比較各各流程程的總總費用用，獲獲得最最佳流流程。。2)變化主主要的的設(shè)計計優(yōu)化化變量量，如如反應(yīng)應(yīng)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率率、惰惰性物物質(zhì)循循環(huán)的的濃度度等，，確定定每組組變量量：3.3.1.1反應(yīng)流流程優(yōu)優(yōu)化反應(yīng)流流程優(yōu)優(yōu)化需需要考考慮的的問題題較多多，問問題復(fù)復(fù)雜。。如反反應(yīng)動動力學學、反反應(yīng)收收率、、催化化劑特特性、、反應(yīng)應(yīng)歷程程、反反應(yīng)途途徑。。反應(yīng)器器的最最優(yōu)操操作條條件有有如何何保證證反應(yīng)應(yīng)溫度度、反反應(yīng)壓壓力、、混合合要求求、換換熱要要求、、各物物料配配比、、給定定條件件下的的生產(chǎn)產(chǎn)成本本等等等。在實際際工業(yè)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中，，為了了實現(xiàn)現(xiàn)高效效率、、高選選擇和和達到到要求求的產(chǎn)產(chǎn)量，，常常常將相相同或或不同同類型型反應(yīng)應(yīng)器進進行組組合。。3.3.1.2反應(yīng)產(chǎn)物物的分離離方法大多數(shù)反反應(yīng)產(chǎn)物物都是混混合物，，需要有有物料分分離過程程。根據(jù)據(jù)反應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)物的物物性差異異可采用用不同的的分離方方法，簡簡述如下下：（1）對于氣氣固相混混合物可可采用干干法收集集、濕法法洗滌、、纖維過過濾、靜靜電沉積積等分離離方法；；（2）對于固固相混合合物可采采用篩分分、分級級分離方方法；（3）對于固固液相混混合可采采用沉降降、離心心、壓榨榨、過濾濾、干燥燥、蒸發(fā)發(fā)、結(jié)晶晶等分離離方法；；（4）對于液液相混合合物可采采用吸收收、萃取取、滲透透、蒸餾餾、精餾餾等分離離分法；；（5）對于氣氣液相混混合物可可采用蒸蒸發(fā)、閃閃蒸、部部分冷凝凝、精餾餾等分離離方法；；（6）對于氣氣相混合合物可采采用吸收收、吸附附、膜分分離等分分離方法法。3.3.1.3某些分離離方法的的優(yōu)化（1）精餾餾流程的的優(yōu)化精餾流程程如需要要分離R個組份，，就需要要有R-1個精餾塔塔。精餾優(yōu)化化需要考考慮：哪哪種組份份為主產(chǎn)產(chǎn)品；哪哪種組份份為付產(chǎn)產(chǎn)品；產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)規(guī)格要求求。精餾流程程的優(yōu)化化法1）：試探探法，主主要規(guī)則則如下：：●優(yōu)優(yōu)先使用用普通精精餾?！癖M盡量避免免減壓操操作和使使用冷量量。●產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)應(yīng)應(yīng)最少。?！窀g性、、危險性性的組份份應(yīng)優(yōu)先先分出。?！耠y難分離的的組分最最后分出出?！褡钭畲罅拷M組份應(yīng)優(yōu)優(yōu)先分出出?！袼?、塔塔釜產(chǎn)物物最好等等摩爾分分離。精餾流程程的優(yōu)化化法2）：調(diào)優(yōu)優(yōu)法精餾流程程的優(yōu)化化法3）：數(shù)學學規(guī)劃法法確定精餾餾分離序序列后,可對每一一塔系進進行優(yōu)化化,最佳的目目標應(yīng)使使塔系的的設(shè)備費費和操作作費兩項項之和,即總費用用為最小小。（2）蒸發(fā)發(fā)流程的的優(yōu)化蒸發(fā)系統(tǒng)統(tǒng)常以單單位蒸汽汽消耗量量來評價價能量的的有效利利利用率率。蒸發(fā)發(fā)類型有有：單效效、雙效效、三效效蒸發(fā)，，效數(shù)越越多，蒸蒸汽單耗耗越低，，但投資資越高。。在同樣樣的工藝藝要求下下，是采采用多效效蒸發(fā)、、熱泵蒸蒸發(fā)，還還是多級級閃蒸,除考慮技技術(shù)因素素外，單單位蒸發(fā)發(fā)量的總總成本起起著主導(dǎo)導(dǎo)作用。。對于強強制循環(huán)環(huán)蒸發(fā)，，其循環(huán)環(huán)速度和和耗電能能之間也也有一個個優(yōu)化問問題。而而熱泵蒸蒸發(fā)在提提高壓縮縮比和消消耗外功功之間也也有一個個系統(tǒng)優(yōu)優(yōu)化問題題?？偟牡膩碚f蒸蒸發(fā)流程程的優(yōu)化化,就是要找找到在投投資和經(jīng)經(jīng)常運行行費用之之間的最最佳點。。3.3.2工藝設(shè)備備的選擇擇工藝設(shè)備備的選擇擇首先要要滿足工工藝生產(chǎn)產(chǎn)的需要要，要在在工藝生生產(chǎn)中體體現(xiàn)它的的合理性性和先進進性，同同時要充充分注意意它在使使用過程程中的安安全可靠靠，確保保生產(chǎn)的的連續(xù)穩(wěn)穩(wěn)定長周周期滿負負荷運行行。以充充分發(fā)揮揮設(shè)備能能力，達達到經(jīng)濟濟運行。。3.3.2.1反應(yīng)器在反應(yīng)器器中進行行的是化化學反應(yīng)應(yīng)過程，，它不僅僅有種類類繁多、、性質(zhì)各各異的化化學反應(yīng)應(yīng)，而且且伴隨著著傳熱、、傳質(zhì)的的物理過過程。因因此就反反應(yīng)器的的類別也也有多種種多樣，，它適用用于不同同反應(yīng)。。(1)反應(yīng)器器的型型式與與特征征1)攪拌槽槽：適適用于于液相相、液液~液相、、液~固相。。它適適用性性大、、操作作彈性性大，，連續(xù)續(xù)操作作時溫溫度、、濃度度容易易控制制,產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量均均一，，但高高轉(zhuǎn)化化率時時，反反應(yīng)容容積大大。2)管式：：適適用于于氣相相、液液相。。它返返混小小，所所需反反應(yīng)器器容積積較小小，比比傳熱熱面大大，但但對慢慢速反反應(yīng)，，管要要很長長，壓壓降大大。3)空塔或或攪拌拌塔：：適適用于于液相相、液液~液相。。它結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡單，，返混混程度度與高高徑比比及攪攪拌有有關(guān)，，軸向向溫差差大。。4)填料塔塔：適適用用于液液相、、氣~液相。。它結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡單，，返混混小、、壓降降小，，有溫溫差，，填料料裝卸卸麻煩煩。5)板式塔塔：適適用于于氣~液相。。塔內(nèi)內(nèi)兩相相逆流流接觸觸，氣氣液返返混均均小，，流速速有限限制，，如需需傳熱熱，可可在板板間另另加傳傳熱面面。6)固定床床：適適用用于氣氣~固(催化或或非催催化)相。它它返混混小，，高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率率時催催化劑劑用量量少，，催比比劑不不易磨磨損，，傳熱熱控溫溫不易易，催催化劑劑裝卸卸比較較麻煩煩。7)流化床床：適適用用于氣氣~固(催化或非催催化)相，特別是是催化劑失失活很快的的反應(yīng)。它它傳熱好、、溫度均勻勻、易控制制，催化劑劑有效系數(shù)數(shù)大；粒子子輸送容易易，但磨耗耗太；床內(nèi)內(nèi)返混大,對高轉(zhuǎn)化率率不利,操作條件限限制較大。。8)移動床：適適用于氣氣~固(催化或非催催化)相、催化劑劑失活很快快的反應(yīng)。。它固體返返混小，固固氣比可變變性大，粒粒子傳送較較易；床內(nèi)內(nèi)溫差大、、調(diào)節(jié)困難難。9)蓄熱床：適適用用于氣相，，以固相為為熱載體。。它結(jié)構(gòu)簡簡單，材質(zhì)質(zhì)容易解決決，調(diào)節(jié)范范圍較廣；；但切換頻頻繁，溫度度波動大，，收率較低低。10)回轉(zhuǎn)筒式：：適適用于氣固固相，固固固相，高粘粘度液相，，液固相。。它粒子返返混小，相相接觸界面面小，熱傳傳效能低，，設(shè)備容積積較大。(2)設(shè)計反應(yīng)器器所需掌握握的資料和和數(shù)據(jù)1)溫度、濃度度和壓力對對反應(yīng)速率率的影響，，副反應(yīng)的的情況，反反應(yīng)條件對對選擇性的的影響2)催化劑的粒粒度對反應(yīng)應(yīng)速率的影影響，催化化劑的失活活原因和失失活的速率率，催化劑劑的強度和和耐磨性。。

催化劑劑的使用條條件和活化化條件3)反應(yīng)熱效應(yīng)應(yīng)4)原料中雜質(zhì)質(zhì)對反應(yīng)的的影響5)反應(yīng)物和產(chǎn)產(chǎn)物的物理理性質(zhì)、爆爆炸極限等等6)反應(yīng)器中物物料的流動動和返混特特性，反應(yīng)應(yīng)器的傳熱熱特性和允允許的壓降降7)攪拌釜中攪攪拌槳的特特性8)多相流中分分散相的分分散方法和和聚并特性性9)氣固流態(tài)化化系數(shù)中粒粒子的磨損損和帶出10)開停車所需需的輔助設(shè)設(shè)施11)反應(yīng)器操作作、控制方方法3.3.2.2氣液傳質(zhì)設(shè)設(shè)備化工生產(chǎn)中中常需要借借助氣液傳傳質(zhì)設(shè)備將將反應(yīng)生成成的產(chǎn)物進進行分離，，以獲得目目標產(chǎn)品，，一般有采采用精餾、、吸收解析析、蒸發(fā)、、氣提、萃萃取等方法法來達到此此目的。常常用的氣液液傳質(zhì)設(shè)備備型式是板板式塔和填填料塔。而而板式塔和和填料塔又又因采用的的塔板和填填料不同，，他們又可可分為多種種型式，如如板式塔塔塔板可分為為浮閥、篩篩板、泡罩罩及各種高高效塔板，，填料塔的的填料有鮑鮑爾環(huán)，鞍鞍環(huán)等散裝裝填料和絲絲網(wǎng)填料、、波紋板填填料等各種種規(guī)整填料料。氣液傳質(zhì)設(shè)設(shè)備的選用用應(yīng)根據(jù)處處理物料的的性質(zhì)、分分離要求、、運行費用用和投資費費用等因素素綜合考慮慮，其基本本選型要求求為：（1）相際傳質(zhì)質(zhì)面積大,氣液兩相接接觸充分,以獲得較高高的傳質(zhì)效效率;（2）生產(chǎn)能力大大;（3）操作穩(wěn)定，，彈性大,即使氣相或液液相負荷發(fā)生生一定的變化化和波動仍能能正常工作；；（4）阻力小;（5）結(jié)構(gòu)簡單，，制造安裝方方便、加工制制造費用低;（6）耐腐蝕，不不易堵塞，易易檢修。板式塔和填料料塔有各自的的特點，它們們適用于不同同的情況，在在下述情況下下應(yīng)優(yōu)先考慮慮選用板式塔塔：(1)操作負荷波動動較大或進料料濃度波動較較大的分離過過程；(2)液相負荷較小小的分離過程程；(3)易結(jié)晶、結(jié)垢垢的物料；(4)需高壓操作的的分離過程；；(5)內(nèi)部需要設(shè)置置蛇管等換熱熱部件的情況況。在下述情況下下應(yīng)優(yōu)先考慮慮選用填料塔塔：(1)分離要求高的的情況下，采采用新型高效效填料塔可降降低塔的高度度；(2)新型填料的壓壓降較低，有有利節(jié)能，而而且新型填料料的持液量較較小，尤其適適用于熱敏性性物料的分離離；(3)腐蝕性物料的的分離；(4)發(fā)泡物料的分分離。兩種塔型的塔塔徑計算，都都與液泛有關(guān)關(guān)，因為液泛泛會造成塔的的壓降增大，，效率降低，，最后導(dǎo)致塔塔無法正常操操作。板式塔塔塔徑通常由由允許有效空空塔速度WG,max來確定,而WG,max主要受塔的液液泛制約，板板式塔的液泛泛有夾帶液泛泛和降液管液液泛二種，書書中介紹的由由夾帶液泛確確定WG,max設(shè)計空塔速度度W?。?.6～0.8)*WG,max。而填料塔是是通過計算泛泛點速度Uf,考慮比較經(jīng)濟濟可靠的操作作氣速U=(0.6～0.8)Uf,然后由此可算算得塔徑。3.3.2.3傳熱設(shè)備（1）傳熱設(shè)備選選型主要考慮慮的因素：1）熱負荷及流流量大小2）流體的性質(zhì)質(zhì)3）溫度、壓力力及允許壓降降的范圍4）對清洗、維維修的要求5）設(shè)備結(jié)構(gòu)材材料、尺寸、、重量、價格格6）使用安全性性和壽命流體的性質(zhì)對對換熱器類型型的選擇往往往會產(chǎn)生重大大影響，如流流體的物理性性質(zhì)（如比熱熱、導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)、粘度）、、化學性質(zhì)（（如腐蝕性、、熱敏性、結(jié)結(jié)垢情況、是是否有磨蝕性性固體顆粒等等因素，都對對傳熱設(shè)備的的選型有影響響。(2)傳熱設(shè)備的分分類1)按功能分：冷冷卻器、冷凝凝器、加熱器器、換熱器、再沸器、、蒸汽發(fā)生器器、過熱器、、廢熱鍋爐等等。2)按結(jié)構(gòu)型式分分：采用二物物流換熱的換換熱器從結(jié)構(gòu)上分為以以下5種型式：a.管殼式（固定定管板式、浮浮頭式、填料料函式、U型管式）b.板式（板翅式式、螺旋板式式、傘板式、、波紋板式））c.管式（空冷器器、套管式、、噴淋管式、、箱管式）d.液膜式（升降降膜式、刮板板薄膜式、離離心薄膜式））e.其它型式（板板殼式、熱管管式）(3)換熱器的選擇擇依據(jù)是：1)固定管板式換換熱器固定管板式換換熱器即兩端端管板和殼體體連接成一體體，由于殼程程不易檢修和和清洗，因此此選用固定管管板式換熱器器時，殼方流流體應(yīng)是較清清潔且不易結(jié)結(jié)垢的物料；；兩流體溫差差較大（大于于60℃）時應(yīng)考慮熱熱補償，兩流流體溫差不宜宜大于120℃。2)浮頭式換熱器器該換熱器殼程程易清洗，但但內(nèi)墊片易滲滲漏，適用于于需要補償熱熱膨脹的換熱熱器，兩流體體溫差可大于于120℃。3)U型管式換熱器器該換熱器制造造、安裝方便便，造價較低低，管程耐高高壓，但結(jié)構(gòu)構(gòu)不緊湊。適適用于高溫和和高壓的場合合，且管內(nèi)流流體必須潔凈凈。4)板式換熱器板翅式：緊湊湊、效率高、、可多股物料料同時換熱。。使用溫度不不大于150℃。螺旋板式：可可用于帶顆粒粒物料，物位位利用好。不不易檢修。傘板式制造簡簡單、緊湊、、易清洗，使使用溫度不大大于150℃，使用壓力不不大于0.12MPa。波紋板式：緊緊湊、效率高高、易清洗，，使用溫度不不大于150℃，使用壓力不不大于0.15MPa。(4)空冷器的選擇擇依據(jù)1)空氣入口溫度度（即設(shè)計溫溫度）低于38℃。2)熱流體的出口口溫度高于50～65℃，并允許有一一定的波動范范圍（3～5℃）。3)對數(shù)平均溫差差大于40℃。4)流體接近溫度度（即熱流體體的出口溫度度與冷流體入入口溫度之差差）至少大于于15℃。5)管內(nèi)給熱系數(shù)數(shù)小于2325.6W/(m2.0K)。6)冷卻水的污垢垢系數(shù)大于0.0002(m2.0K)/W7)水源較遠，取取水費用大。。8)熱流體的凝固固點較低(小于0℃)。3.3.2.4化工用泵泵是化工生產(chǎn)產(chǎn)中最常用的的設(shè)備，它所所輸送液體種種類繁多，有有強腐蝕性的的、易燃易爆爆、有毒、高高溫、高壓、、低溫、粘度度大小、易揮揮發(fā)、帶有固固體顆粒等。。同時，對化化工用泵又要要求它能長周周期運行、安安全可靠、密密封性能好等等要求，有些些場合還要求求絕對不能泄泄漏。所以對對于不同物料料、不同要求求,必須選用不同同類型的泵,來適應(yīng)化工生生產(chǎn)的需要。。有關(guān)主要化化工用泵的性性能特點及使使用條件。在選泵中工藝藝參數(shù)是泵選選型的最重要要依據(jù)，應(yīng)根根據(jù)工藝流程程和操作變化化范圍慎重確確定。（1）流量：是指指工藝裝置生生產(chǎn)中，要求求泵輸送介質(zhì)質(zhì)的量，應(yīng)給給出正常、最最小和最大流流量，即要求求泵能適應(yīng)流流量變化的要要求。一般般在在泵泵數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)表表上上往往往往只只給給出出正正常常和和額額定定流流量量。。選選泵泵是是要要求求額額定定流流量量不不小小于于裝裝置置的的最最大大流流量量，，或或取取正正常常流流量量的的1.1～1.15倍。。此外外選選泵泵時時應(yīng)應(yīng)注注意意容容積積式式泵泵不不能能采采用用開開關(guān)關(guān)排排出出閥閥的的方方法法來來調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)泵泵的的流流量量,一般般應(yīng)應(yīng)采采用用旁旁路路或或改改變變轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速、、活活塞塞行行程程的的方方法法調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)流流量量。。（2）揚揚程程：：指指工工藝藝裝裝置置所所需需的的揚揚程程值值，，也也稱稱計計算算揚揚程程。。計計算算揚揚程程應(yīng)應(yīng)考考慮慮最最低低吸吸入入液液面面和和最最高高送送液液高高度度，，且且留留有有裕裕量量，，一一般般要要求求泵泵的的額額定定揚揚程程為為裝裝置置所所需需揚揚程程的的1.05～1.1倍。。（3）進進口口壓壓力力和和出出口口壓壓力力：：是是指指泵泵進進出出接接管管法法蘭蘭處處的的壓壓力力，，進進出出口口壓壓力力的的大大小小影影響響到到殼殼體體的的耐耐壓壓和和軸軸封封要要求求。。（4）溫溫度度：：指指泵泵的的進進口口介介質(zhì)質(zhì)溫溫度度，，一一般般應(yīng)應(yīng)給給出出工工藝藝過過程程中中泵泵進進口口介介質(zhì)質(zhì)的的正正常常、、最最低低和和最最高高溫溫度度。。（5）裝裝置置汽汽蝕蝕余余量量：：NPSHa：要要求求所所選選泵泵的的NPSHr<NPSHa（6）物物性性參參數(shù)數(shù)：：介介質(zhì)質(zhì)在在進進口口條條件件下下的的密密度度、、粘粘度度等等（7）操操作作狀狀態(tài)態(tài)：：分分為為連連續(xù)續(xù)和和間間歇歇操操作作兩兩種種3.3.2.5氣體輸輸送機機械●氣體體輸送送機械械按作作用原原理可可分容容積式式和透透平式式兩種種，按按機械械達到到的壓壓力可可分為為通風風機、、鼓風風機和和壓縮縮機。。通風風機和和鼓風風機主主要用用于輸輸送氣氣體，，壓縮縮機則則用于于提高高氣體體壓力力?！衽艢鈿鈮毫απ∮谟?.14715MPa(1.5Kg/cm2)的稱為為通風風機；；●排氣氣壓力力小于于0.2MPa(2Kg/cm2)且大于于0.14715MPa(1.5Kg/cm2)的稱為為鼓風風機；；●排氣氣壓力力大于于0.2MPa(2Kg/cm2)的稱為為壓縮縮機。。●同樣在在氣體體輸送送機械械選型型中，，工藝藝參數(shù)數(shù)是最最重要要的依依據(jù)，，應(yīng)根根據(jù)工工藝流流程和和操作作變化化范圍圍慎重重確定定。（1）氣體體組成成：一一般應(yīng)應(yīng)按濕濕基提提供。。若氣氣體組組成有有變化化，宜宜按平平均分分子較較大的的組成成提出出(若不同同組成成的氣氣量相相同時時）；；（2）入口口溫度度：應(yīng)應(yīng)提出出正常常、最最高和和最低低；（3）入口口壓力力：應(yīng)應(yīng)提出出正常常、最最小和和最大大；（4）入口口流量量：應(yīng)應(yīng)提出出正常常、最最小和和最大大；（5）出口口壓力力；（6）驅(qū)動動機型型式：：主要要是由由電機機驅(qū)動動還是是蒸氣氣透平平驅(qū)動動，若若是蒸蒸汽透透平驅(qū)驅(qū)動則則還需需提出出蒸汽汽參數(shù)數(shù)及背背壓凝凝汽等等要求求；（7）流量量控制制方式式：●活活塞式式（容容積式式）壓壓縮機機一般般均采采用旁旁路和和余隙隙調(diào)節(jié)節(jié)，其其余隙隙調(diào)節(jié)節(jié)一般般只能能調(diào)節(jié)節(jié)10%流量。。●透平式式通風風機、、鼓風風機一一般以以采用用進口口或出出口調(diào)調(diào)節(jié)居居多，，有的的風機機輸送送氣量量大，，調(diào)節(jié)節(jié)要求求較高高，同同時該該風機機所處處位置置較重重要，，也有有采用用改變變轉(zhuǎn)速速的方方法。?！裢钙绞绞綁嚎s縮機：：大多多以蒸蒸汽透透平驅(qū)驅(qū)動.采用改改變轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速來來調(diào)節(jié)節(jié)氣量量，此此調(diào)節(jié)節(jié)方法法最節(jié)節(jié)能。。旁路路調(diào)節(jié)節(jié)，一一般作作為防防喘振振控制制。若若是輸輸送介介質(zhì)為為空氣氣，可可采用用出口口放空空簡單單的流流量控控制方方式。。3.3.2.6容器（（儲罐罐）儲罐按按用途途大致致可分分兩大大類，，一類類是用用于儲儲存，，一般般指原原料儲儲存、、中間間產(chǎn)品品或成成品儲儲存，，原料料及成成品儲儲存一一般與與工廠廠對外外運輸輸有很很大關(guān)關(guān)系，，中間間產(chǎn)品品儲存存與該該中間間產(chǎn)品品的前前后裝裝置生生產(chǎn)情情況有有很大大關(guān)系系，例例如要要考慮慮前后后裝置置生產(chǎn)產(chǎn)周期期、正正常開開停車車及事事故停停車情情況決決定儲儲存量量的多多少。。這一一類一一般單單獨設(shè)設(shè)置罐罐區(qū)。。另一一類是是用于于裝置置內(nèi)工工藝流流程中中需要要的儲儲罐，，(通常有回回流罐（（停留時時間取5～10分鐘），，受槽和和緩沖罐罐（通常常取20分鐘），，氣液分分離罐（（通常取取2～3分鐘），，液液分分離罐等等。根據(jù)儲罐罐的結(jié)構(gòu)構(gòu)來分,有球罐、、臥式儲儲罐、立立式儲罐罐、固定定頂罐、、浮頂罐罐、內(nèi)浮浮頂罐等等。根根據(jù)介質(zhì)質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)、溫度度、壓力力和儲存存要求,選擇不同同型式、、不同結(jié)結(jié)構(gòu)的儲儲罐。一般儲罐罐的容積積用下列列方式計計算：容積=物料流量量*停留留時間（（儲存周周期）/裝料系數(shù)數(shù)。裝料系數(shù)數(shù)的取值值:易揮發(fā)液液體物料料為0.7～0.75;不易揮發(fā)發(fā)液體物物料為0.75～0.85。計算出出容積后后，根據(jù)據(jù)需要選選用不同同型式的的儲罐。。從外形形來分有有球罐、、立式儲儲罐和臥臥式儲罐罐等,根據(jù)介質(zhì)質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)、溫度度、壓力力和儲存存量,選擇不同同型式、、不同結(jié)結(jié)構(gòu)的儲儲罐。目目前國內(nèi)內(nèi)已有立立式、臥臥式儲罐罐和球罐罐的系列列標準，，可供選選擇。3.3.2.7蒸發(fā)器蒸發(fā)器的的型式和和結(jié)構(gòu)互互有差異異，但總總的來說說它是由由加熱器器與蒸發(fā)發(fā)室（氣氣液分離離室）兩兩個基本本部分組組成。應(yīng)應(yīng)用最廣廣泛的是是管殼式式加熱元元件的蒸發(fā)器器。蒸發(fā)設(shè)備備的選型型是蒸發(fā)發(fā)裝置設(shè)設(shè)計首先先要考慮慮的問題題，在選選型時應(yīng)應(yīng)優(yōu)先考考慮采用用傳熱系系數(shù)高的的型式，，但料液液的物理理、化學學性質(zhì)常常常限制制它們的的使用，，因此在在選型時時，需要要考慮的的因素有有以下幾幾個方面面：（1）料液性質(zhì)質(zhì)：包括括料液組組成、粘粘度變化化范圍、、熱穩(wěn)定定性、發(fā)發(fā)泡性、、腐蝕性性、是否否易結(jié)垢垢、結(jié)晶晶、是否否有固體體懸浮物物等。（2）生產(chǎn)要要求：包包括處理理量、蒸蒸發(fā)量、、料液進進出口濃濃度、溫溫度、安安裝場地地的大小小和廠房房高矮、、設(shè)備投投資限額額、要求求連續(xù)還還是間歇歇生產(chǎn)等等。（3）公用工工程條件件：包括括可以利利用的熱熱源情況況、供電電情況以以及能利利用的冷冷卻水的的水量、、水質(zhì)和和溫度等等。蒸發(fā)器的的設(shè)計要要考慮傳傳熱、氣氣液分離離和能量量合理利利用三個個主要方方面。（1）傳熱方方面應(yīng)考考慮在最最小傳熱熱表面積積下傳遞遞給溶液液盡可能能多的熱熱量，傳傳熱的熱熱阻主要要來自溶溶液在壁壁面析鹽鹽結(jié)垢的的阻力，，這是選選擇蒸發(fā)發(fā)器型式式、決定定其尺寸寸與造價價的主要要因素。。（2）氣液分分離方面面應(yīng)考慮慮在達到到所需要要求的前前提下，，設(shè)備結(jié)結(jié)構(gòu)盡量量簡單。。（3）能量的的合理利利用應(yīng)注注意到蒸蒸發(fā)所需需的熱量量，包括括料液預(yù)預(yù)熱、分分離液態(tài)態(tài)溶劑與與固態(tài)溶溶質(zhì)所需需的熱量量（溶解解熱的反反效應(yīng)））、溶劑劑氣化所所需的熱熱量。通通常溶劑劑氣化所所需的熱熱量為最最高。而而溶解熱熱反效應(yīng)應(yīng)熱因很很小可忽忽略不計計。3.3.2.8干燥器由于被干干燥的物物料種類類繁多，，性質(zhì)不不同，要要求各異異，故不不可能有有萬能的的干燥器器，只能能選擇最最佳的干干燥方法法和干燥燥器型式式、干燥燥器選擇擇首先要要確定或或測定被被干燥物物料的特特性，進進行干燥燥試驗，，確定干干燥動力力學和傳傳遞特性性，以證證明所選選的是否否適用，，然后確確定干燥燥設(shè)備的的工藝尺尺寸，進進行成本本核算，，最后確確定干燥燥器的型型式。若若幾種干干燥器同同時適用用時，要要同時進進行干燥燥試驗，，核算成成本及方方案比較較，最后后選擇其其中最佳佳者。3.3.3設(shè)備備材材質(zhì)質(zhì)的的選選擇擇由于于化化工工生生產(chǎn)產(chǎn)的的原原料料、、產(chǎn)產(chǎn)品品及及其其工工藝藝路路線線的的多多樣樣化化，，而而使使化化工工設(shè)設(shè)備備所所需需的的材材質(zhì)質(zhì)也也多多樣樣化化，，為為滿滿足足工工藝藝生生產(chǎn)產(chǎn)的的需需要要。。工工藝藝專專業(yè)業(yè)應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)介介質(zhì)質(zhì)的的腐腐蝕蝕性性質(zhì)質(zhì)、、材材質(zhì)質(zhì)機機械械性性能能及及使使用用要要求求、、設(shè)設(shè)備備的的工工作作溫溫度度、、工工作作壓壓力力并并結(jié)結(jié)合合已已有有工工廠廠實實際際生生產(chǎn)產(chǎn)使使用用的的情情況況加加以以選選擇擇，，提提出出我我們們的的要要求求。。3.3.3.1化工工設(shè)設(shè)備備用用材材料料(1)金屬屬類類1)黑色色金金屬屬：：包包括括鑄鑄鐵鐵、、碳碳鋼鋼(普通通碳碳素素鋼鋼、、優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)碳碳素素鋼鋼、、高高級級優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)鋼鋼)、合合金金鋼鋼(普通通低低合合金金鋼鋼、、特特種種鋼鋼、、不不銹銹鋼鋼)。2)有色色金金屬屬：：包包括括稀稀有有金金屬屬、、銅銅、、鈦鈦、、鋁鋁、、鉛鉛等等及及其其合合金金。。(2)非金金屬屬類類：：有有玻玻璃璃、、陶陶瓷瓷、、輝輝綠綠巖巖、、鑄鑄石石、、石石墨墨等等無無機機材材料料、、工工程程塑塑料料等等。。(3)復(fù)合合材材料料:有搪搪瓷瓷、、玻玻璃璃鋼鋼、、襯襯里里和和涂涂層層材材料料等等。。3.3.3.2材料料選選用用的的一一般般原原則則(1)滿足足工工藝藝要要求求,這是是選選材材的的最最基基本本的的要要求求,要優(yōu)優(yōu)先先滿滿足足工工藝藝生生產(chǎn)產(chǎn)的的溫溫度度、、壓壓力力、、環(huán)環(huán)境境等等各各種種要要求求。。(2)材質(zhì)質(zhì)可可靠靠，，使使用用安安全全。。(3)易于于加加工工，，材材料料性性能能不不因因受受加加工工因因素素而而影影響響其其使使用用性性能能和和使使用用壽壽命命。。(4)材料料易易于于采采購購，，盡盡可可能能立立足足國國內(nèi)內(nèi)。。(5)要綜綜合合考考慮慮價價格格和和使使用用壽壽命命、、維維修修費費用用的的綜綜合合因因素素。。3.3.4壓力力容容器器的的設(shè)設(shè)計計分分類類及及工工藝藝設(shè)設(shè)備備的的特特殊殊制制造造要要求求3.3.4.1壓力力容容器器的的設(shè)設(shè)計計分分類類3.3.4.2工藝藝設(shè)設(shè)備備的的特特殊殊制制造造要要求求工藝藝應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)工工藝藝生生產(chǎn)產(chǎn)中中對對某某些些設(shè)設(shè)備備有有特特殊殊制制造造要要求求的的提提出出我我們們的的要要求求。。4、工工藝藝流流程程圖圖（（PFD)●PFD是工工程程項項目目設(shè)設(shè)計計的的一一個個指指導(dǎo)導(dǎo)性性文文件件，，是是化化工工工工藝藝設(shè)設(shè)計計的的一一個個主主要要設(shè)設(shè)計計文文件件，，它它是是各各有有關(guān)關(guān)專專業(yè)業(yè)開開展展工工作作的的依依據(jù)據(jù)之之一一。?！馪FD是從從工工藝藝方方案案（（即即經(jīng)經(jīng)過過工工藝藝流流程程優(yōu)優(yōu)化化和和工工藝藝設(shè)設(shè)備備選選擇擇））過過渡渡到到化化工工工工藝藝流流程程設(shè)設(shè)計計的的重重要要工工序序之之一一。。在在PFD的設(shè)設(shè)計計過過程程中中要要完完成成的的主主要要工工作作：：（1）工工藝藝流流程程設(shè)設(shè)計計（2）操操作作參參數(shù)數(shù)的的確確定定（3）全全系系統(tǒng)統(tǒng)的的物物料料、、熱熱量量衡衡算算一般般進進行行全全系系統(tǒng)統(tǒng)不不同同方方案案的的流流程程模模擬擬計計算算，，找找到到更更合合理理的的優(yōu)優(yōu)化化的的工工藝藝操操作作條條件件，，從從而而可可以以修修改改某某些些不不合合理理的的操操作作條條件件，，提提供供全全流流程程的的物物料料熱熱量量平平衡衡數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)。。（4）主主要要控控制制方方案案（5）設(shè)設(shè)備備工工藝藝尺尺寸寸的的計計算算4.1PFD中體體現(xiàn)現(xiàn)的的主主要要設(shè)設(shè)計計內(nèi)內(nèi)容容：：（1）反反映映出出工工藝藝物物料料所所經(jīng)經(jīng)過過的的全全部部設(shè)設(shè)備備（2）主主要要物物料料的的管管道道及及相相關(guān)關(guān)的的閥閥門門（3）物物料料的的走走向向及及相相關(guān)關(guān)的的參參數(shù)數(shù)（4）標標出出特特殊殊閥閥門門的的位位置置（5）反反映映出出主主要要控控制制點點（6）公公用用系系統(tǒng)統(tǒng)物物料料用用戶戶的的進進出出位位置置（7）圖圖例例及及圖圖面面上上必必要要的的說說明明和和注注解解4.2單元元設(shè)設(shè)備備的的典典型型設(shè)設(shè)計計一個個化化工工工工藝藝設(shè)設(shè)計計工工程程師師只只有有掌掌握握各各種種單單元元設(shè)設(shè)備備的的典典型型設(shè)設(shè)計計，，根根據(jù)據(jù)工工藝藝流流程程和和工工程程項項目目的的特特殊殊要要求求，，再再結(jié)結(jié)合合以以往往積積累累的的工工程程經(jīng)經(jīng)驗驗，，方方可可進進行行單單元元設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計計。。5設(shè)備備設(shè)設(shè)計計壓壓力力和和設(shè)設(shè)計計溫溫度度的的確確定定原原則則5.1設(shè)備備設(shè)設(shè)計計壓壓力力的的確確定定5.1.1設(shè)備備設(shè)設(shè)計計壓壓力力選選取取的的原原則則：：5.1.2設(shè)備備設(shè)設(shè)計計壓壓力力確確定定的的原原則則5.1.2.1設(shè)備備的的設(shè)設(shè)計計壓壓力力是是設(shè)設(shè)備備強強度度設(shè)設(shè)計計的的主主要要依依據(jù)據(jù),因此此在在確確定定設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計計壓壓力力時時,應(yīng)在在滿滿足足設(shè)設(shè)備備長長周周期期安安全全生生產(chǎn)產(chǎn)的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上，，做做到到既既經(jīng)經(jīng)濟濟又又合合理理。。5.1.2.2設(shè)備備設(shè)設(shè)計計壓壓力力的的確確定定不不僅僅根根據(jù)據(jù)其其正正常常工工作作情情況況下下，，容容器器頂頂部部可可能能達達到到的的最最大大壓壓力力，，還還應(yīng)應(yīng)考考慮慮該該設(shè)設(shè)備備所所處處的的系系統(tǒng)統(tǒng)附附加加條條件件(如系統(tǒng)壓力變變化、安全閥閥在系統(tǒng)中相相對位置對設(shè)設(shè)計壓力的影影響等情況)來確定該設(shè)備備的設(shè)計壓力力。5.1.2.3對承受多種不不同工況的設(shè)設(shè)備，如某些些反應(yīng)器要適適應(yīng)吹掃、試試壓、升溫還還原、化學反反應(yīng)、催化劑劑再生等多種種化工過程的的多種工作條條件的變化,并應(yīng)向設(shè)備專專業(yè)說明各階階段工作壓力力及工作溫度度相應(yīng)變化的的情況。5.1.2.4低壓下蒸汽表表面冷凝器按按全真空條件件設(shè)計。5.1.2.5對下述特殊情情況的設(shè)備,應(yīng)根據(jù)具體情情況,按特殊要求確確定其設(shè)計壓壓力。(1)劇毒介質(zhì)的泄泄漏直接影響響到人身和環(huán)環(huán)境安全；(2)對一些凝固點點較高的介質(zhì)質(zhì),如瀝青、石蠟蠟、苯酐等,由于較容易使使系統(tǒng)堵塞或或者在排放時時堵塞或者在在排放時堵塞塞安全裝置和和排放系統(tǒng),引起系統(tǒng)壓力力的升高,故除了考慮伴伴熱措施外,可適當提高此此類設(shè)備的設(shè)設(shè)計壓力。(3)對某些貴重物物料,需減少排放損損失的情況(4)由于化學反應(yīng)應(yīng)或其它原因因可能引起工工作壓力急劇劇上升的情況況。5.1.3名詞說明(部分)5.1.3.1最大(最高)工作壓力容器(設(shè)備)在正常工作過過程中,其頂部可能達達到的最大壓壓力,稱為最大工作作壓力或最大大正常工作壓壓力。此值通通常由化工工工藝專業(yè)提出出。(1)內(nèi)壓容器：系系指容器頂部部在正常工作作過程中,其頂部可能出出現(xiàn)的最大壓壓力。(2)真空容器：系系指容器頂部部在正常工作作過程中,頂部可能出現(xiàn)現(xiàn)的最大真空空度。(3)外壓容器：系系指容器頂部部在正常工作作過程中,其頂部可能出出現(xiàn)的最大內(nèi)內(nèi)外壓差。5.1.3.2最高(大)壓力用以確定容器器設(shè)計壓力的的基準壓力。。它是由容器器最大工作壓壓力加上流程程中工藝工作作系統(tǒng)的附加加條件后,在容器頂部可可能達到的壓壓力。此值由由工藝系統(tǒng)專專業(yè)確定。5.1.3.3設(shè)計壓力系指設(shè)定的容容器頂部的最最高壓力(包括前述的附附加條件),與相對應(yīng)的設(shè)設(shè)計溫度一起起作為工藝系系統(tǒng)專業(yè)向設(shè)設(shè)備專業(yè)提出出的設(shè)備設(shè)計計載荷的條件件,其值不低于最最高壓力。在確定了設(shè)備備的設(shè)計壓力力后，還要根根據(jù)該設(shè)備在在系統(tǒng)中的情情況,結(jié)合系統(tǒng)前后后的管道壓力力降或靜壓頭頭,才能得到該設(shè)設(shè)備可靠的設(shè)設(shè)計壓力。有有關(guān)這方面的的內(nèi)容還可參參考“化工裝置工藝藝系統(tǒng)工程設(shè)設(shè)計規(guī)定二））”和“石油化工設(shè)計計手冊（第四四卷）”等相關(guān)資料。。5.2設(shè)備設(shè)計溫度度的確定：●工藝專業(yè)經(jīng)經(jīng)傳熱計算或或參考同類裝裝置相同設(shè)備備的操作條件件，確定該設(shè)設(shè)備的工作溫溫度，同時還還要考慮容器器內(nèi)部介質(zhì)在在工作過程中中可能出現(xiàn)的的最高溫度。。（1）容器內(nèi)介質(zhì)質(zhì)用蒸汽直接接加熱（如加加熱盤管）或或被內(nèi)置加熱熱元件（如電電熱元件）間間接加熱時，，設(shè)計溫度取取受熱介質(zhì)的的最高工作溫溫度。（2）容器內(nèi)介質(zhì)質(zhì)間接加熱或或冷卻時。(3)容器壁與介質(zhì)質(zhì)直接接觸且且有外保溫時時。（4）安裝在室外外且為液體介介質(zhì)，器壁不不保溫，壁溫溫受環(huán)境溫度度影響可能小小于等于-20°C時，其最低工工作溫度應(yīng)考考慮建廠地區(qū)區(qū)環(huán)境溫度的的影響。6.過程控制方案案的確定6.1過程控制方案案確定的原則則（1）保證裝置運運行的平穩(wěn)、、生產(chǎn)安全、、控制簡單適適用。（2）用單回路簡簡單控制系統(tǒng)統(tǒng)可以解決的的，決不要用用復(fù)雜的控制制系統(tǒng)。（3）要明確被控控制的對象，，例如:溫度、壓力、、流量、液液位、轉(zhuǎn)化率率、組成等。。（4）尋找對控制制對象起主導(dǎo)導(dǎo)作用的調(diào)節(jié)節(jié)手段。（5）控制方法：：就地、集中中、自調(diào)等（6）要考慮安全全要求,例如：報警、、聯(lián)鎖、緊急急停車等.6.2過程控制的分分類6.2.1簡單控制系統(tǒng)統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)統(tǒng)是生產(chǎn)過程程中最常見、、應(yīng)用最廣泛泛、數(shù)量最多多的控制系統(tǒng)統(tǒng)。它是由被被控對象、測測量變送單元元、調(diào)節(jié)器和和執(zhí)行器組成成的單回路控控制要求。簡單控制系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，，投資少，易易于調(diào)整和投投運，能滿足足一般生產(chǎn)過程的控制要要求,因而應(yīng)用廣泛泛。按被控制制的工藝變量量來劃分,最常見的是溫溫度、壓力、、流量、液位位、化學成分分。簡要介紹紹如下：(1)溫度控制系統(tǒng)統(tǒng)

溫度度控制實質(zhì)上上是一個傳熱熱的控制問題題。例如在控控制換熱器加加熱(或冷卻卻)介質(zhì)的的流入入量或或改變變該介介質(zhì)的的入口口溫度度,控制被被加熱熱(或冷卻卻)介質(zhì)的的出口口溫度度；或或者采采用控控制換換熱管管浸沒沒在液液體中中的換換熱面面積,改變傳傳熱面面積的的手段段,調(diào)節(jié)被被加熱熱介質(zhì)質(zhì)的溫溫度。。(2)壓力控控制系系統(tǒng)a.氣體壓壓力氣氣體體壓力力與液液位相相似,它是系系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)進出出物料料不平平衡的的度量量,因而氣氣體的的壓力力控制制不是是改變變流入入量就就是改改變流流出量量。b.液體壓壓力由由于于液體體不可可壓縮縮性,因而液液體的的壓力力控制制與流流量控控制非非常相相似c.蒸汽壓壓力常常見見的鍋鍋爐汽汽包壓壓力控控制,精餾塔塔、蒸蒸發(fā)器器壓力力控制制,其實質(zhì)質(zhì)上是是傳熱熱的控控制,系統(tǒng)蒸蒸汽的的壓力力就表表征了了熱平平衡的的狀況況。所所以在在這類類控制制系統(tǒng)統(tǒng)中它它的特特性在在某些些方面面與溫溫度控控制有有相仿仿之處處。(3)流量控控制系系統(tǒng)在在流流量控控制系系統(tǒng)中中,被控變變量和和操縱縱變量量均是是流量量,大部分分的流流量檢檢測都都采用用孔板板或差差壓流流量計計。(4)液位控控制系系統(tǒng)一一個個設(shè)備備或儲儲罐的的液位位,表征了了它的的流入入量和和流出出量之之差的的累積積,在化工工生產(chǎn)產(chǎn)中,由于生生產(chǎn)的的連續(xù)續(xù)性,所以液液位控控制是是為物物料平平衡服服務(wù)的的,液位控制制應(yīng)完成成：A.保持設(shè)備備或儲罐罐內(nèi)的滯滯留量是是在規(guī)定定的高限限和低限限之內(nèi),使它們具具有一定定的緩沖沖能力；；B.在每一種種滯留量量下,在絕大部部分時間間內(nèi)保持持入口流流量和出出口流量量之間的的平衡；；C.通過容積積的緩沖沖來保持持前后工工序負荷荷的平衡衡,在需要改改變流量量時,希望能逐逐步地、、平滑地地調(diào)整流流量。(5)成分控制制系統(tǒng)在在生產(chǎn)現(xiàn)現(xiàn)場中，，出問題題最多的的往往是是成分控控制系統(tǒng)統(tǒng)。成分分控制系系統(tǒng)的對對象也是是多容的的,且時間常常數(shù)大,純滯后時時間大。。造成成成分控制制系統(tǒng)工工作不良良的原因因,還有分析析器本身身結(jié)構(gòu)比比較復(fù)雜雜,取樣系統(tǒng)統(tǒng)和樣品品預(yù)處理理部分工工作不良良,純滯后過過大等多多方面的的原因。。一般在在選不到到合適的的成分分分析器時時,也可以采采用間接接的被控控變量,如溫度、、溫差等等來代替替。6.2.2復(fù)雜控制制系統(tǒng)單回路簡簡單控制制系統(tǒng)能能解決化化工廠大大部分的的控制問問題，但但是它們們有一定定的局限限性。這這些局限限性主要要表現(xiàn)在在它們只只能完成成定值控控制，功功能單一一；對純純滯后較較大，出出現(xiàn)干擾擾多而劇劇烈的對對象,控制質(zhì)量量較差;對各個過過程變量量內(nèi)部存存在相關(guān)關(guān)的過程程,控制系統(tǒng)統(tǒng)相互之之間會出出現(xiàn)干擾擾等。因因此在簡簡單控制制系統(tǒng)的的基礎(chǔ)上上,又發(fā)展了了眾多的的復(fù)雜控控制系統(tǒng)統(tǒng),現(xiàn)將后面面舉例中中出現(xiàn)的的復(fù)雜控控制系統(tǒng)統(tǒng)簡要介介紹如下下:(1)串級控制制系統(tǒng)它的特點點是兩個個調(diào)節(jié)器器相串聯(lián)聯(lián),主調(diào)節(jié)器器的輸出出作為副副調(diào)節(jié)器器的給定定,適用于時時間常數(shù)數(shù)及純滯滯后較大大的對象象。串級級控制系系統(tǒng)的目目的主要要在于控控制主被被控變量量穩(wěn)定。。(2)比值控制制系統(tǒng)它可以控控制兩個個或兩個個以上的的物料流流量保持持一定的的比值關(guān)關(guān)系。(3)均勻控制制它用于解解決前后后工序的的供求矛矛盾,控制兩個個相關(guān)變變量之間間相互兼兼顧和協(xié)協(xié)調(diào)操作作,使它們都都在允許許的范圍圍內(nèi)呈緩緩慢的變變化，使使后續(xù)設(shè)設(shè)備的操操作較為為平穩(wěn)。。(4)分程控制制：由一個調(diào)調(diào)節(jié)器去去控制兩兩個或兩兩個以上上調(diào)節(jié)閥閥,可應(yīng)用于于一個被被控變量量需要兩兩個以上上的操縱縱變量來來分階段段進行控控制的場場合。一一般分程程控制可可應(yīng)用在在以下幾幾種場合合：a.能適應(yīng)工工藝要求求,采用兩種種或多種種手段、、介質(zhì)來來進行控控制。b.滿足工藝藝生產(chǎn)不不同負荷荷和開、、停車過過