第二章 工艺流程的设计.ppt

第十四章 王方林 教学内容： 14.1 生化工艺流程的设计 14.2 工艺流程设计任务、方法和步骤 14.3 工艺流程图 教学重点：工艺流程设计 教学难点：生产方法的选择 教学方法：课堂讲授、参观、讨论 教学时数：４学时 评价一个工厂设计的优劣最主要是看它采用的生产工艺和技术是否先进可靠、安全适用，以及经济上是否合理。生产工艺设计是总体设计的主导，它起着贯穿全过程并且组织协调各专业设计的作用，其它配套设计必须根据生产工艺提出的要求，来进行设计。 　　　 　　　生化工厂工艺设计的范围是负责全厂生产工艺流程设计和各生产车间的设计，并向配套设计提出设计依据和要求。由此可见，生产工艺设计是整个工厂设计的基础。 工艺流程设计是化工设计中的重要环节，是每一个化工工作人员必须接触和了解的内容。 它通过工艺流程图的形式，形象地反映了化工生产由原料进入系统到产品输出的全过程，其中包括： （1）物料和能量的变化 （2）物料的流向 （3）产品生产所经历的工艺过程和使用的设备仪表 工艺流程设计集中表现了整个过程的全貌，是设计的核心。设计工作包括设备选型、工艺计算、设备布置等工作,这些工作都与工艺流程有直接关系。只有确定流程以后，其它工作才能开展，工艺流程涉及各个方面，而各方面的变化又反过来影响工艺流程设计。因此，工艺流程设计动手最早，结束最晚。 14.１ 生化工艺流程的设计 同一种产品的生产，可以采用不同的生产方法，不同原料，不同的生产线，不同的工艺流程。因此，选择生产方法是决定设计质量的关键一步，必须认真对待。 如果产品只有一种生产方法，无须选择； 如果产品有几种生产方法，就需逐个进行分析研究、比较、筛选，作为工艺流程设计的依据。 一、工艺流程的选择原则 3、结合国情： 中国是发展中的国家，在工厂设计时不能单从技术观点考虑问题，应结合具体国情例如 ： （1） 中国人的消费水平及各种化工产品的消费趋势； （2） 中国化工机械设备及电气仪表的制造能力； （3） 中国 化工生产所用的原材料设备所用金属材料供应情况； 　　　流程设计包括两个方面： 　　　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。 　　　 　　　为了使设计出来的工艺流程实现优质、高产、低消耗和安全生产，应注意以下几个问题： （1）确定整个流程的组成：工艺流程反映了由原料制得产品的全过程。 （2）确定每个过程或工序的组成：采用多少设备和由哪些设备来完成这一生产过程，以及各种设备之间应如何连接，并明确每台设备的作用和它的工艺参数。 (3)确定操作条件：为了使每个过程、每台设备正确地起到预定作用，应当确定整个生产工序或每台设备的各个不同部位要达到和保持的操作条件。 (4)确定控制方案：为了正确实现并保持各个生产工序和每台设备本身的操作条件，选用合适的控制仪表。 (5)合理利用原料及能量：计算出整个装置的技术经济指标，要合理地做好能量回收与综合利用，降低能耗。据此确定水、电、蒸汽和燃料的消耗。 (6)制定三废的治理方法：除了产品和副产品外，对全流程中所排出的三废要尽量综合利用，对于无法回收利用的，则须进行妥善处理。 (7)制定安全生产措施。 首先确定选定的生产方法是正在生产或曾经运行过的成熟工艺还是待开发的新工艺。成熟工艺可借鉴而需要局部改进或局部采用新工艺的问题。 　　　新开发技术，在设计上称为概念设计无论哪种情况，一般工艺流程部分为以下几个重要部分。 　　　 1、原料处理过程 主反应确定之后，根据反应特点，对原料提出工艺条件要求，如纯度、温度、压力、加料方式等。 2、反应过程 根据反应过程的特点、产品的要求、物料特性、基本工艺条件来决定采用生化反应器类型和决定连续还是间歇性操作。 3、产后处理 根据反应特性和产品质量要求，实际过程可能会出现下列情况 ： （1）副反应的发生。 （2）多组分平衡 ，过剩原料回收分离。 （3）有害杂质净化。 （4）产物聚集状态 ，多相混合，需采用不同措施进行处理，有时这些原因是制约生产的关键环节。 4、产品的后处理 经过分离净化后的产品 ，有些是下一工序的原料有些可作商品，