第三章基本工艺作业流程设计.docVIP

第三章工艺步骤设计

3.1概述

3.2工艺步骤技术设计

3.3工艺步骤图

化工装置控制室

焦化厂中控室

扬子石化股份芳烃厂中央控制室

制药厂空调机组

天津开发区海光化学制药厂

制药厂废水处理全套设计图

广州白云山制药厂

制药厂反渗透装置

3.1概述

3.1.1工艺步骤设计作用

工艺步骤设计是在确定原料路线和技术路线基础上进行，它是整个工艺设计关键。其可靠性、合理性及优异性决定产品高质量、低成本。

工程设计中最关键、最基础设计步骤，车间工艺设计其它项目受制于工艺步骤。

其和车间部署设计一起决定车间或装置基础面貌。

3.1.2工艺步骤设计任务

1.确定工艺步骤组成

2.确定载能介质技术规格和流向

3.确定操作条件和控制方法

4.确定安全技术方法及“三废”治理方法

5.绘制不一样深度工艺步骤图

初步设计

施工图设计

工艺步骤设计标准

确保产品质量符合要求要求

尽可能采取成熟、优异技术设备

满足GMP要求

尽可能少能耗

尽可能降低“三废”排放量

含有开车、停车条件，易于控制

含有柔韧性，（在不一样条件下正常操作能力）

含有良好经济效益

确保安全生产，以确保人身和设备安全。

3.1.3工艺步骤设计基础程序

1、工艺路线选择

2、确定工艺步骤组成和次序

3、绘制工艺步骤框图

可用方框、文字和箭头等形式定性表示出由原料变成产品路线和次序，绘制出工艺步骤框图。

4、绘制工艺步骤示意图

分析各过程关键工艺设备，以图例、箭头和必需文字说明定性表示出由原料变成产品路线和次序。

5、绘制物料步骤图

进行物料衡算和能量衡算，绘制出物料步骤图。此时，设计已由定性转入定量。

6、绘制初步设计阶段带控制点工艺步骤图

进行设备、管道工艺计算和仪表自控设计。绘制出初步设计阶段带控制点工艺步骤图，并列出设备一览表。

7、绘制施工阶段带控制点工艺步骤图

初步设计阶段工艺步骤设计审批后，按审查意见，对工艺步骤图中所选择设备、管道、阀门、仪表等作必需修改、完善和深入说明。在此基础上，绘制施工阶段带控制点工艺步骤图。

步骤设计基础程序可用下图表示：

3.1.4工艺步骤设计结果

初步设计阶段关键结果是初步设计阶段带控制点工艺步骤图；

施工图设计阶段关键结果是施工阶段带控制点工艺步骤图。

3.2工艺步骤设计技术

3.2.1工艺步骤设计中方案比较

进行方案比较时首先应明确评判标准。很多技术经济指标，如产物收率、原料单耗、能量单耗、产品成本、设备投资、操作费用等均可作为方案比较评判标准。另外，环境保护、安全、占地面积等也是方案比较时应考虑关键原因。

选出好技术方案、操作方法、设备型式。

例3-1、例3-2、例3-3、例3-4

实例3-1

药品精制中，粗品常先用溶剂溶解，然后加入活性炭脱色，最终再滤除活性炭等固体杂质。假设溶剂为低沸点易挥发溶剂，试确定适宜过滤步骤。

解：首先选定过滤速度和溶剂收率为方案比较评判标准。

方案I，常压过滤方案

方案II，真空抽滤方案

方案III，真空抽滤－冷凝方案

方案IV，加压抽滤方案

实例3-2

用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。已知混酸组成为：HNO347%、H2SO449%、H2O4%；氯苯和混酸中HNO3摩尔比为1：1.1；反应开始温度为40～55℃，并逐步升温至80℃；硝化时间为2h；硝化废酸中含硝酸小于1.6%，含混合硝基氯苯为取得混合硝基氯苯量1%。试经过方案比较，确定适宜硝化及后处理工艺步骤。

解：首先选定混合硝基氯苯收率和硫酸、硝酸及氯苯单耗作为方案比较评判标准。

方案I，硝化－分离方案

方案II，硝化－分离－萃取方案

方案III，硝化-分离-萃取-浓缩方案

实例3-3

在加压连续釜式反应器中，用混酸硝化苯制备硝基苯。已知混酸组成为：HNO35%、H2SO465%、H2O30%；苯和混酸中HNO3摩尔比为1：1.1；反应压力为0.46MPa，反应温度为130℃；反应后硝化液进入连续分离器，分离出酸性硝基苯和废酸温度约为120℃；酸性硝基苯经冷却、碱洗、水洗等处理工序后送精制工段。试以单位能耗为评判标准，确定适宜工艺步骤。

解：以单位能耗为方案比较评判标准，确定适宜工艺步骤。

方案I，图3-8间接水冷-常压浓缩方案

方案Ⅰ存在问题

酸性硝基苯冷却过程放热全由冷却水带走；

废酸浓缩脱水要消耗大量水蒸气。

此方案能量利用不合理。

方案II，图3-9原料预热-闪蒸浓缩方案

方案Ⅱ

用原料苯替换冷却水冷却酸性硝基苯，降低了中和器冷却水消耗，降低了硝化釜蒸汽消耗；

废酸浓缩改为闪蒸浓缩工艺，降低了浓缩过程蒸汽消耗。

该方案能量利用较Ⅰ合理。

实例3-4

甲苯用浓硫酸磺化制备对甲苯磺酸反应方程式为

已知反应在间歇釜(磺化釜)中进行，磺化反应速度和甲苯浓度成正比，