第二章工艺流程设计[课件]].pptVIP

第2章 工艺流程设计 主要内容 生产方法和工艺流程的选择 工艺流程设计 工艺流程图 　　 一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容，顺序和组合方式，由原料制成产品。 　　 二是绘制工艺流程图，以图解的形式表示生产过程，当原料经过各个单元操作过程制得产品时物料和能量发生的变化及其流向，以及采用哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。 2.1 生产方法和工艺流程的选择 一、生产方法和工艺流程选择的原则 二、生产方法和工艺流程确定的步骤 1．搜集资料，调查研究 全面分析对比的主要内容 ： ①几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势； ②产品的质量情况； ③生产能力及产品规格； ④原材料、能量消耗情况； ⑤建设费用及产品成本； ⑥三废的产生及治理情况； 二、生产方法和工艺流程确定的步骤 1．搜集资料，调查研究 具体的技术问题： （1）满足产品性能规格。 （2）采用新技术和新工艺。（原料，耗能，温度压强，污染程度） （3）工艺路线必须具备工业化生产的条件。 （4）各项技术经济指标进行比较。 （5）连续化问题 （6）装置大型化。 （7）治理“三废”。 （8）提高自动化水平，尽量利用计算机进行生 产控制和管理。 年产8万吨甲烷氯化物项目 甲烷氯化物是包括一氯甲烷（氯甲烷）、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯化碳四种C1氯烃氯产品的总称。除可作溶剂、脱脂（漆）剂、萃取剂、气雾剂、致冷剂、灭火剂、麻醉剂等以外，甲烷氯化物还是生产医药、农药、有机硅和有机氟系列产品等的原料。 生产方法 氯甲烷的生产方法较多，包括甲烷氯化法、甲醇氯化法、光氯化法、氧氯化法等。 工艺路线 甲醇氢氯化可分为气—固相催化法、气—液相非催化法和气—液相催化法三种。 ① 气—固相催化法 气固相催化法是以甲醇和氯化氢为原料，在固体催化剂硅胶或三氧化二铝作用下，反应温度在250~300℃下生成一氯甲烷和水。甲醇的单程转化率为98.5%，选择性为99.8%。该法的优点是适合于大规模生产，甲醇的有效利用率较高；缺点是反应器制造技术较复杂，对原料中的水含量控制较严格，设备投资较大，不适合中小规模生产。 ② 气—液相非催化法 　　气液相非催化法由美国Du Pont公司开发成功，即在温度120℃、压力1.06MPa下，液体甲醇和氯化氢反应生成一氯甲烷和水。甲醇的单程转化率不高，需分离后进一步反应。该法的优点是适合于大规模生产，甲醇经进一步反应后，总转化率较高，产品纯度高，甲醇单耗低；缺点是对设备材质要求较高，不适合中小规模生产。 ③ 气—液相催化法 　　气液相催化法是以甲醇和氯化氢为原料，在液相催化剂75%ZnCl2溶液作用下，反应温度在140~150℃下反应生成一氯甲烷和水。该法的优点是工艺流程简单，反应条件缓和，适合于小规模生产；缺点是消耗定额较高，有一定腐蚀。 2.2 工艺流程的设计 2.2.1工艺流程设计的原则 1.保证产品质量。 2.提高原料利用率，降低原料消耗。 3.确保安全生产。 4.确定三废的治理措施。 5.生产过程尽量机械化和自动化。 2.2.2工艺流程设计要解决问题： (1)确定整个流程的组成。 (2) 确定各个过程或工序的组成 (3) 确定操作条件。 (4) 确定控制方案。 (5) 合理利用原料及能量 (6) 确定三废治理方法。 制定安全生产措施。 2.2.2工艺流程设计要解决问题：（1）确定整个流程的组成。 例如合成氨生产工艺 (2) 确定各个过程或工序的组成 例如合成氨工艺中的变换工段 (3) 确定操作条件。 反应器操作参数的确定 1）温度 (4) 确定控制方案。 确定公用工程的配套措施 确定操作条件和控制方案 制定切实可靠的安全生产措施 保温、防腐的设计 2.2.3工艺流程设计的步骤 2.2.3.1概念设计阶段工艺流程设计 一、概念设计 概念设计的主要内容是将工艺路线的流程化，然后完善流程，进行方案比较，选择一最佳方案。 1.工艺路线的流程化 1.工艺路线的流程化 将这六个过程详细地加以研究，具体化到各个过程需要哪些化工单元操作加以组合，各化工单元操作又需要什么样的装备、设备、机械，这些单元操作的运行参数以及它们的运行次序，物料在化工单元操作中的“流水线”关系，以保证获得预期质量和数量的产品，这个将工艺过程具体化的设计过程，称为工艺路线的流程化。 工艺路线流程化工作方法 (1)首先确定主反应过程； (2)根据反应要求，决定原料贮存方式,量,原料准备过程和投料方式流程； (3)根据产品质量要求和反应过程实际，确定产物的分离、精制的过程； (4)产品的计量、包装或后处理工艺过程； (5)副产物处理的工艺过程