第十一章 工藝流程設計

1、第十一章第十一章 工藝流程設計工藝流程設計第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 包括包括實驗實驗工工藝藝流程流程和和生生產產工工藝藝流程流程設計設計兩兩部分。部分。對對于于國內國內已大已大規(guī)規(guī)模生模生產產、技、技術術比比較簡單較簡單以及中以及中試試已已通通過過的的產產品，其工品，其工藝藝流程流程設計設計一般一般屬屬于生于生產產工工藝藝流流程程設計設計；而；而對對于只有文于只有文獻資獻資料依據(jù)、料依據(jù)、國內尚國內尚未未進進行行實驗實驗和生和生產產以及技以及技術術比比較復雜較復雜的的產產品，其工品，其工藝藝流程流程設計設計一般一般屬屬于于實驗實驗工工藝藝流程流程設計設計。一、工藝流程設計的作用和重要性一、工藝流

2、程設計的作用和重要性。 是工程設計中最重要、最基礎的設計步驟，對后是工程設計中最重要、最基礎的設計步驟，對后續(xù)的續(xù)的物料衡算、能量衡算、工藝設備設計、車間平面物料衡算、能量衡算、工藝設備設計、車間平面布置設計、管道布置布置設計、管道布置設計起決定性作用。設計起決定性作用。 與車間布置設計一起決定了車間或裝置的基本面與車間布置設計一起決定了車間或裝置的基本面貌。貌。l 關鍵性步驟關鍵性步驟 醫(yī)藥生產中，原料不是直接就變成產品的，往往通醫(yī)藥生產中，原料不是直接就變成產品的，往往通過一系列的半成品或中間體，同時還會產生副產品、過一系列的半成品或中間體，同時還會產生副產品、三廢等，副產品還要回收或套用

3、，三廢又要進行嚴格三廢等，副產品還要回收或套用，三廢又要進行嚴格的處理才能排放。這些都需要進行完善的工藝流程設的處理才能排放。這些都需要進行完善的工藝流程設計才能實現(xiàn)。計才能實現(xiàn)。二、工藝流程設計的任務二、工藝流程設計的任務1.確定確定工工藝藝流程的流程的組組成成 （單單元反元反應應和和單單元操作元操作內內容及容及連連接）接） 包括：包括：1)整整個個工工藝藝流程的流程的組組成；成； 2）每）每個個工序的工序的組組成成纈沙坦原料纈沙坦原料 藥的生產藥的生產確定整個流程的組成確定整個流程的組成原料原料加氫加氫還原還原精制精制粗品粗品確定各個過程或工序的組成如：加氫還原工序的組成3.確定確定操作操

4、作條條件和控制方法件和控制方法(工工藝參數(shù)藝參數(shù)、檢測檢測點、點、儀儀表安裝位置表安裝位置) 確定操作條件：確定操作條件：如：纈沙坦加氫還原操作條件如：纈沙坦加氫還原操作條件 打開蒸汽入口閥門，通入夾套，用氧氣濃度檢測儀打開蒸汽入口閥門，通入夾套，用氧氣濃度檢測儀表檢測釜內氣體氧氣濃度為安全范圍；開啟攪拌，加表檢測釜內氣體氧氣濃度為安全范圍；開啟攪拌，加熱至熱至70707575使固體溶解（反應液比容約為使固體溶解（反應液比容約為950kg/m950kg/m3 3）。關閉蒸汽閥門，打開循環(huán)水閥門，將循環(huán)水通入）。關閉蒸汽閥門，打開循環(huán)水閥門，將循環(huán)水通入夾套，冷卻至夾套，冷卻至3838后，再打開

5、蒸汽閥門，蒸汽和循環(huán)后，再打開蒸汽閥門，蒸汽和循環(huán)水經(jīng)汽水混合閥門后，通入夾套控溫。釜內通入氫氣水經(jīng)汽水混合閥門后，通入夾套控溫。釜內通入氫氣排走氮氣，壓力排走氮氣，壓力0.10.2Mpa0.10.2Mpa，反應，反應8 8 小時小時確定控制方案確定控制方案離心泵的流量控制離心泵的流量控制.確定三確定三廢廢的治理方法的治理方法.制定安全技制定安全技術術措施措施 .繪繪制工制工藝藝流程流程圖圖編寫編寫工工藝藝操作方法操作方法三、工藝流程設計的原則三、工藝流程設計的原則 1 1、產品質量原則：、產品質量原則：盡可能采用先進設備、先進的生產方法和成熟的流程。盡可能采用先進設備、先進的生產方法和成熟的

6、流程。2 2、資源利用原則：、資源利用原則：就地取材，充分利用本地資源、減少原料組織與運輸。就地取材，充分利用本地資源、減少原料組織與運輸。3 3、節(jié)能原則：、節(jié)能原則：選用的設備效率要高，要降低原材料消耗及水電汽的消耗。選用的設備效率要高，要降低原材料消耗及水電汽的消耗。4 4、安全生產原則：、安全生產原則： 充分預計生產故障，以便及時妥善處理，保證生產的穩(wěn)定性。充分預計生產故障，以便及時妥善處理，保證生產的穩(wěn)定性。5 5、經(jīng)濟效益原則：、經(jīng)濟效益原則： 這是一個綜合的原則，應從原料性質、產品質量和品種、生產這是一個綜合的原則，應從原料性質、產品質量和品種、生產能力以及發(fā)展等多方面考慮。能力

7、以及發(fā)展等多方面考慮。 第二節(jié)、工藝流程設計的基本程序第二節(jié)、工藝流程設計的基本程序(由由簡繁簡繁）一、工程分析及一、工程分析及處處理理1. 工工藝藝路路線線的的選擇選擇 （對對多多種種路路線進線進行分析和行分析和研研究，確定一究，確定一條條最最優(yōu)優(yōu)路路線線） 2.確定確定工工藝藝路路線線的的組組成和成和順順序序(包括全部包括全部單單元反元反應應和和單單元操作，明確主要元操作，明確主要設備設備、操作、操作條條件和工件和工藝參數(shù)藝參數(shù))對氨對氨基基苯苯乙乙醚醚生生產產工工藝藝流流程框程框圖圖 硫磺硫磺硫化鈉硫化鈉水水配料配料還原還原分離分離蒸餾蒸餾純堿回收純堿回收污水處理污水處理對硝基苯乙醚對硝

8、基苯乙醚水水產品產品粗氨粗氨還原母液還原母液刷罐水刷罐水二二. 繪繪制工制工藝藝流程框流程框圖圖 （用方框、用方框、圓圓框、文框、文字和箭字和箭頭頭等形式定性表示路等形式定性表示路線線和和順順序）序） 三三.繪制設備工藝流程圖繪制設備工藝流程圖- -也稱工藝流程示意也稱工藝流程示意圖：框圖基礎上，分析主要設備，以圖例、圖：框圖基礎上，分析主要設備，以圖例、箭頭和文字說明等形式定性表示出由原料箭頭和文字說明等形式定性表示出由原料到產品的路線和順序）到產品的路線和順序） 四四.繪制物料流程圖（物料衡算，設計由繪制物料流程圖（物料衡算，設計由定性轉入定量定性轉入定量） 五五.繪繪制制帶控制點的工藝流

9、程圖（帶控制點的工藝流程圖（PIDPID圖）圖） 2. 2.控制點流程圖內容控制點流程圖內容（1 1）用設備圖形表示單元反應和單元操作，要反映）用設備圖形表示單元反應和單元操作，要反映物料及載能介質的流向及連接；物料及載能介質的流向及連接；（）要反應設備間的相對空間關系；（）要反應設備間的相對空間關系；（）表示出生產過程的所有閥門和管件；（）表示出生產過程的所有閥門和管件；（）表示出生產過程中的全部儀表和控制方案（）表示出生產過程中的全部儀表和控制方案 1.1.帶控制點流程圖：可以明顯反映出各種設備帶控制點流程圖：可以明顯反映出各種設備的使用狀況、相互關系，以及該工藝在使用設備的使用狀況、相互

10、關系，以及該工藝在使用設備（包括各種計量、控制儀表在內）和技術方面的先（包括各種計量、控制儀表在內）和技術方面的先進程度、操作水平和安全程度。進程度、操作水平和安全程度。補充內容、補充內容、典型單元設備的自控流程典型單元設備的自控流程 一、化工流程自控儀表的一些圖形符號：一、化工流程自控儀表的一些圖形符號：自控參量代號：自控參量代號：T溫度溫度 F流量流量 P壓力或真空度壓力或真空度 L物位物位 C濃度濃度 pH氫離子濃度氫離子濃度A分析分析 V黏度黏度 M攪拌轉速攪拌轉速轉轉子流量子流量計計6 6集中集中儀儀表表盤盤后安后安裝（控制室）裝（控制室）3 3就地就地儀儀表表盤盤面安裝面安裝5 5

11、就地安裝就地安裝儀儀表表2 2集中集中儀儀表表盤盤面安裝（控面安裝（控制室）制室）4 4變變送器送器1 1符符號號名名稱稱序序號號符符號號名名稱稱序序號號I指示指示 C控制控制 Q累積累積R記錄記錄 X信號信號 T調節(jié)調節(jié)L聯(lián)鎖聯(lián)鎖 A報警報警 表示將位號為101的流量信號引入計算機自控系統(tǒng)，顯示并控制該值。 表示在設備附近就地加裝儀表顯示溫度101，而不引入計算機自控系統(tǒng)。FIC101TI101例如：例如：自控功能代號：自控功能代號：計算機自動控制系統(tǒng)示意圖計算機自動控制系統(tǒng)示意圖化工過程（或化工設備）一次儀表二次儀表（物理量）（變送器）計算機控制裝置420mA05V執(zhí)行機構（自控閥門）計算

12、機自動控制系統(tǒng)儀表（一次和二次儀表）計算機控制裝置動作機構（自控閥門）計算機主機（硬件、軟件）A/D、D/A（模入、模出）控制軟件（平臺軟件及二次開發(fā)的控制應用軟件）( (一一) )輸送設備的自控流程設計輸送設備的自控流程設計 輸送設備輸送設備: : 固體輸送設備：輸送帶、斗提機固體輸送設備：輸送帶、斗提機 流體輸送設備：離心泵、容積式泵、流體輸送設備：離心泵、容積式泵、真空泵、壓縮機真空泵、壓縮機二二、典型典型單單元元設備設備的自控流程的自控流程 一、泵的自控流程設計一、泵的自控流程設計、離心、離心泵泵（1）離心）離心泵泵的流程的流程設計設計泵泵的入口和出口的入口和出口處處要要設設置切置切斷

13、閥斷閥；為為了防止離心了防止離心泵泵未未啟動啟動時時物料的倒流，要在物料的倒流，要在泵泵的出口的出口處設處設置止回置止回閥閥；為為了了觀觀察察泵泵工作工作時時的的壓壓力，要在力，要在泵泵的出口的出口處處安裝安裝壓壓力表；力表；泵與泵泵與泵的入口和出口的入口和出口處處的切的切斷閥斷閥（入口用（入口用閘閥閘閥）之）之間間的管的管線線均要均要設設置放置放凈閥凈閥，并將并將排出物送往合適的排放系排出物送往合適的排放系統(tǒng)統(tǒng)；泵泵出口管道的管出口管道的管徑徑一般一般與泵與泵的管的管口一致或放大一口一致或放大一檔檔，以，以減減少阻力。少阻力。（2）離心）離心泵泵的自控的自控離心離心泵泵控制控制變變量是出口流

14、量。量是出口流量。自控一般采用出口自控一般采用出口直接直接節(jié)節(jié)流法流法、旁路旁路調節(jié)調節(jié)法法和和改改變泵變泵的的轉轉速法速法。 直接直接節(jié)節(jié)流法流法如如圖圖所示所示為為出口直接出口直接節(jié)節(jié)流法，是在流法，是在泵泵的出口管的出口管路上路上設設置置調節(jié)閥調節(jié)閥，利用利用閥閥的的開開度度變變化化來調節(jié)來調節(jié)流量。流量。此法此法簡單簡單易行，是最常用易行，是最常用的一的一種種流量自控法，流量自控法，離心泵的直接節(jié)流調節(jié)離心泵的直接節(jié)流調節(jié)FRCPIFIRCRC旁路旁路調節(jié)調節(jié)法法如如圖圖所示所示為為旁路旁路調節(jié)調節(jié)法，是在法，是在泵泵的的進進出口出口管管路路間設間設置一回置一回路路，使一部分流體使一部

15、分流體從從出口返回到出口返回到進進口口來調來調節(jié)節(jié)出口流量。出口流量。此法使此法使泵泵的的總總效率降低，耗效率降低，耗費費能量，但能量，但調節(jié)閥調節(jié)閥的的直直徑徑比直接比直接節(jié)節(jié)流流調節(jié)調節(jié)法的要小，此法可用法的要小，此法可用于介于介質質流量偏低的情流量偏低的情況況。 離心泵的旁路調節(jié)離心泵的旁路調節(jié)FRCPIFI改改變泵變泵的的轉轉速速 當泵當泵的的驅動驅動機機為為可可調調速速電電機機時時，就可以采，就可以采用改用改變泵變泵的的轉轉速速來調節(jié)來調節(jié)出口流量。此法出口流量。此法節(jié)約節(jié)約能能量，但量，但調調速速設設施的投施的投資資較較高，通常適用于高，通常適用于較較大大功率的功率的電電機。機。P

16、IPI緩緩沖沖罐罐PIC常用的常用的真真空空泵泵有有機械機械泵泵、水、水噴噴射射泵泵和和蒸汽蒸汽噴噴射射泵泵。真真空空泵泵的控制的控制變變量是量是真真空度。空度。PIC2 2、真真空空泵泵 常用的自控方法有吸入管阻力常用的自控方法有吸入管阻力調節(jié)調節(jié)和吸入支管和吸入支管調節(jié)調節(jié)如如圖圖 蒸汽蒸汽噴噴射射泵泵還還可以采用可以采用調節(jié)調節(jié)蒸汽的方法蒸汽的方法來調來調節(jié)節(jié)(如如圖圖)。 緩緩沖沖罐罐PIC二、管殼式換熱設備的自控流程設計二、管殼式換熱設備的自控流程設計 換熱換熱器的器的種類種類有很多，工有很多，工業(yè)應業(yè)應用主要是管用主要是管殼殼式式換熱換熱器器設設備備的控制的控制變變量一般有量一般有

17、溫溫度、流體流量、度、流體流量、壓壓力。在此主要力。在此主要討論溫討論溫度的控制方案度的控制方案管殼式換熱設備的自控流程管殼式換熱設備的自控流程 管殼程流體的選擇原則：管殼程流體的選擇原則：p應能滿足提高總傳熱系數(shù)，合理利用壓力降、便于維護檢修等應能滿足提高總傳熱系數(shù)，合理利用壓力降、便于維護檢修等要求。要求。p為了提高換熱效率，應盡量采用為了提高換熱效率，應盡量采用逆流換熱流程逆流換熱流程。p一般情況下，高壓流體，有腐蝕性、有毒性、易結焦、易結垢、一般情況下，高壓流體，有腐蝕性、有毒性、易結焦、易結垢、含固體物、粘度較小的流體以及普通冷卻水等應走管程，要求含固體物、粘度較小的流體以及普通冷卻

18、水等應走管程，要求壓力降較小的流體一般可走殼體。壓力降較小的流體一般可走殼體。p進入并聯(lián)的換熱設備的流體應采用對稱形式的流程，換熱器冷、進入并聯(lián)的換熱設備的流體應采用對稱形式的流程，換熱器冷、熱流體進出口管道上及冷卻器、冷凝器熱流體進出口管道上均熱流體進出口管道上及冷卻器、冷凝器熱流體進出口管道上均不宜設置切斷閥，但需要調節(jié)溫度或不停工檢修的換熱設備可不宜設置切斷閥，但需要調節(jié)溫度或不停工檢修的換熱設備可設置旁路和旁路切斷閥。設置旁路和旁路切斷閥。p兩種流體的膜傳熱系數(shù)相差很大時，膜傳熱系數(shù)較小者可走殼兩種流體的膜傳熱系數(shù)相差很大時，膜傳熱系數(shù)較小者可走殼程，以便選用螺紋管、翅片管或折流管等冷

19、換設備。程，以便選用螺紋管、翅片管或折流管等冷換設備。 TIC換熱器換熱器冷工藝流體熱工藝流體加熱流體冷凝水列管式換熱器列管式換熱器(1)流體無相變，調節(jié)流體無相變，調節(jié)載體流量載體流量載體流體不能改變時，載體流體不能改變時，可設置旁路可設置旁路TIC換熱器換熱器冷工藝流體熱工藝流體加熱流體冷凝水液液體體回回流流罐罐塔頂產品塔頂產品塔底產品塔底產品進料進料+ +再再沸沸器器冷冷凝凝器器氣氣體體制制藥藥生生產產中所中所用的塔用的塔設備種類設備種類很多，如精很多，如精餾餾塔、塔、吸收塔、吸附塔吸收塔、吸附塔等。塔等。塔設備設備的被的被控控變變量很多，控量很多，控制方案繁多。制方案繁多。現(xiàn)現(xiàn)以精以精

20、餾餾塔塔為為例，例，介介紹紹塔塔設備設備的自的自控流程控流程三三、塔設備的自控流程設計、塔設備的自控流程設計 精精餾餾塔塔冷凝器冷凝器餾出液餾出液再沸器再沸器加料板加料板精精餾餾段段提提餾餾段段精餾塔示意圖精餾塔示意圖(常常壓壓精精餾餾塔塔 對壓對壓力力穩(wěn)穩(wěn)定無特殊要求定無特殊要求的常的常壓壓精精餾餾塔，無需塔，無需設設置置壓壓力控制系力控制系統(tǒng)統(tǒng)?？稍诶淠骰蚩稍诶淠骰蚧亓鞴奚匣亓鞴奚显O設置一根置一根與與大大氣氣相相通的通的壓壓力平衡管，以保持塔力平衡管，以保持塔內壓內壓力接近于大力接近于大氣壓氣壓力。力。減壓減壓精精餾餾塔塔 改改變變不凝性不凝性氣氣體抽吸量體抽吸量是控制是控制減壓減壓精

21、精餾餾塔塔真真空度的空度的常用方案，其自控流程如常用方案，其自控流程如圖圖1) 1) 壓壓力控制力控制精精餾餾塔塔回回流流罐罐塔頂產品塔頂產品塔底產品塔底產品進料進料再再沸沸器器冷冷凝凝器器PIC接真空泵接真空泵 加加壓壓塔塔 當當塔塔頂頂汽相汽相中不含或中不含或僅僅含微量含微量不凝性不凝性氣氣體體時時，可，可通通過調節(jié)過調節(jié)冷卻冷卻劑劑流流量的量的辦辦法法來來控制全控制全塔的操作塔的操作壓壓力力，其，其自控流程如自控流程如圖圖所示。所示。該該方案投方案投資較資較少，少，并并可可減減少冷卻少冷卻劑劑的的用量。用量。 精精餾餾塔塔回回流流罐罐塔頂產品塔頂產品塔底產品塔底產品進料進料再再沸沸器器冷

22、冷凝凝器器PIC當當塔塔頂頂汽汽相中含有相中含有較較多多的不凝性的不凝性氣氣體體時時，可采用改，可采用改變變不凝性不凝性氣氣體體排放量的排放量的辦辦法，法，達達到控制全塔到控制全塔操作操作壓壓力的目力的目的。的。 精精餾餾塔塔回回流流罐罐塔頂產品塔頂產品塔底產品塔底產品進料進料再再沸沸器器冷冷凝凝器器PIC放空放空改改變變塔塔頂頂冷凝液的冷凝液的回流量是控制塔回流量是控制塔頂頂溫溫度的常用方法。度的常用方法。再沸器的再沸器的溫溫度一般度一般可通可通過調節(jié)過調節(jié)加加熱劑熱劑的流量的流量來來控制。塔控制。塔頂溫頂溫度和再沸器度和再沸器溫溫度的自控流程如度的自控流程如圖圖3-6所示。所示。) ) 溫

23、溫度度控制控制精精餾餾塔塔回回流流罐罐塔頂產品塔頂產品塔底產品塔底產品進料進料再再沸沸器器冷冷凝凝器器C四四、反應器的自控流程設計反應器的自控流程設計 反反應應器是器是藥藥品生品生產產的常用的常用設設備備，如反，如反應應斧、斧、發(fā)發(fā)酵罐、提取罐酵罐、提取罐等。其控制等。其控制變變量量主要有主要有溫溫度、度、壓壓力、力、進進料量等。料量等。物料物料蒸汽或冷卻水蒸汽或冷卻水冷卻水冷卻水 溫溫度控制度控制是反是反應應器最重要的器最重要的控制因素，最常用控制因素，最常用控制方法是改控制方法是改變變加加熱劑熱劑或冷卻或冷卻劑劑的流的流量量TC物料物料蒸汽蒸汽冷卻水冷卻水 壓壓力控制力控制壓壓力也是是反力

24、也是是反應應器器最重要的控制因素，最重要的控制因素，很多很多過過程在特定的程在特定的壓壓力下力下進進行另外，行另外，減壓減壓也可有效的降也可有效的降低介低介質質的沸點。的沸點。C去真空泵去真空泵反應物反應物蒸汽或冷卻水蒸汽或冷卻水冷卻水冷卻水進進料量流量控制料量流量控制進進料量控制有料量控制有兩兩方方面主要的作用。一面主要的作用。一是可以控制是可以控制進進料配料配比；二是可以控制比；二是可以控制反反應應器器內內液體的液液體的液位高度。位高度。C反應物反應物控制進料配比控制進料配比C物料物料蒸汽或冷卻水蒸汽或冷卻水進進料量流量控制料量流量控制進進料量控制有料量控制有兩兩方方面主要的作用。一面主要

25、的作用。一是可以控制是可以控制進進料配料配比；二是可以控制比；二是可以控制反反應應器器內內液體的液液體的液位高度。位高度。控制反應器內液體的液位高度?？刂品磻鲀纫后w的液位高度。C蒸汽蒸汽冷卻水冷卻水第三節(jié)第三節(jié) 工藝流程設計的技術處理工藝流程設計的技術處理一、確定生產線數(shù)一、確定生產線數(shù)根據(jù)生產規(guī)模、換產次數(shù)、設備能力等素，根據(jù)生產規(guī)模、換產次數(shù)、設備能力等素，決定采用一條還是幾條生產線進行生產。決定采用一條還是幾條生產線進行生產。 根據(jù)物料性質、反應特點、生產規(guī)模、工業(yè)根據(jù)物料性質、反應特點、生產規(guī)模、工業(yè)化條件是否成熟等因素，決定采用的操作方式?；瘲l件是否成熟等因素，決定采用的操作方式。

26、 二、操作方式的選擇二、操作方式的選擇. .連續(xù)操作連續(xù)操作產量大的產品，只要技術可行，應盡可能產量大的產品，只要技術可行，應盡可能采用連續(xù)操作。采用連續(xù)操作。特點：）產品質量穩(wěn)定；）易于控制，特點：）產品質量穩(wěn)定；）易于控制，實現(xiàn)機械化和自動化；）生產能力大實現(xiàn)機械化和自動化；）生產能力大 . .間歇操作間歇操作醫(yī)藥產品往往工藝復雜、反應時間長、后醫(yī)藥產品往往工藝復雜、反應時間長、后處理復雜。因而間歇操作是最常用的方法。處理復雜。因而間歇操作是最常用的方法。特點：）可靈活調整生產方案；）適特點：）可靈活調整生產方案；）適用于多用如設備；）便于清洗和消毒用于多用如設備；）便于清洗和消毒. .聯(lián)

27、合操作聯(lián)合操作制藥工業(yè)中很多產品全程是間歇的，而個制藥工業(yè)中很多產品全程是間歇的，而個別步驟是連續(xù)的。別步驟是連續(xù)的。蒸汽蒸汽冷卻水冷卻水反應器反應器蒸汽蒸汽冷卻水冷卻水儲罐儲罐三、提高設備利用率（合三、提高設備利用率（合理安排理安排生產周期生產周期）設備有效利用率是間歇操作過程設計的重設備有效利用率是間歇操作過程設計的重要指標之一。一般時間最長的操作步驟控制產要指標之一。一般時間最長的操作步驟控制產品的生產周期。提高設備利用率可有效的縮短品的生產周期。提高設備利用率可有效的縮短產品的生產周期。產品的生產周期。 例：由丁二烯和二氧化硫生產丁二烯砜。例：由丁二烯和二氧化硫生產丁二烯砜。要經(jīng)過反應

28、、蒸發(fā)、汽體三步驟。且蒸發(fā)和汽要經(jīng)過反應、蒸發(fā)、汽體三步驟。且蒸發(fā)和汽體的一部分物料回到反應器循環(huán)利用。體的一部分物料回到反應器循環(huán)利用。 加工步驟加工步驟操作時間操作時間/h反應反應2.1蒸發(fā)蒸發(fā)0.45汽提汽提0.65裝料裝料0.25卸料卸料0.25表：各加工步驟的操作時間表：各加工步驟的操作時間 方案一方案一 .1h.1h0.95h0.95h1.15h1.15h. .h h反反應應蒸蒸發(fā)發(fā)汽提等汽提等反反應應批循批循環(huán)時間環(huán)時間. .h h0.25h0.25h0.25h0.25h方案二方案二 . .h h0.95h0.95h1.15h1.15h反反應應蒸蒸發(fā)發(fā)洗提等洗提等批循批循環(huán)時間環(huán)

29、時間. .h h. .h h. .h h0.95h0.95h0.95h0.95h1.15h1.15h1.15h1.15h方案三方案三. .h h0.95h0.95h1.15h1.15h反反應應蒸蒸發(fā)發(fā)洗提等洗提等批循批循環(huán)時間環(huán)時間. .h h. .h h. .h h. .h h. .h h. .h h. .h h0.95h0.95h0.95h0.95h0.95h0.95h0.95h0.95h1.15h1.15h1.15h1.15h1.15h1.15h反反應應甘特圖甘特圖五、完善生五、完善生產過產過程以程以單單元操作或元操作或單單元反元反應為應為中中心心 以以單單元操作或元操作或單單元反元反應

30、為應為中心，建立中心，建立與與之之相適相適應應的工的工藝藝流程。根據(jù)流程流程。根據(jù)流程選擇選擇合適的工合適的工藝過藝過程，程，設備設備，并進并進行行論證論證。之后。之后還應還應根據(jù)根據(jù)過過程的程的連連續(xù)續(xù)性或性或間間歇性的特點，歇性的特點，決決定原料的定原料的輸輸入、入、產產物的物的輸輸出方式和出方式和設備設備。以及在以及在過過程之程之間設間設置置緩緩沖和沖和銜銜接，如接，如緩緩沖罐、沖罐、儲儲罐、罐、計計量罐等量罐等. .采用新技術、新設備采用新技術、新設備3.3.完善生產過程完善生產過程工藝流程設計中的方案比較工藝流程設計中的方案比較 可根據(jù)可根據(jù)條條件件選選用新技用新技術術、新、新設備設

31、備如具如具備備CIPCIP、SIPSIP功能的功能的設備設備。新型的合成、。新型的合成、提取、分離、提取、分離、滅滅菌等菌等設備設備。都可提高生。都可提高生產產工工藝藝水水平。平。. .物料回收，循環(huán)套用物料回收，循環(huán)套用 生產過程中產生的廢料應集中處置，未生產過程中產生的廢料應集中處置，未反應的物料或副產物能回收套用的應盡量反應的物料或副產物能回收套用的應盡量回收套用回收套用舉例舉例1:1:精制中，粗品先用溶劑溶解，然后加活性精制中，粗品先用溶劑溶解，然后加活性炭脫色，再過濾假設溶劑為低沸點易揮發(fā)炭脫色，再過濾假設溶劑為低沸點易揮發(fā)方案常壓過濾方案、真空抽濾方案常壓過濾方案、真空抽濾方案真空

32、冷凝方案、加壓過濾方案真空冷凝方案、加壓過濾 已知原始信息：混酸已知原始信息：混酸組組成：成：HNO3 47%，H2SO4 49%，H2O 4%；氯苯與氯苯與混酸中的混酸中的HNO3的配比：的配比：1 1.1(mol)；硝化；硝化溫溫度：度：80；硝化；硝化時間為時間為3h；硝化；硝化廢廢酸中含硝酸酸中含硝酸1.6%，含混合硝基，含混合硝基氯苯為獲氯苯為獲得混合硝基得混合硝基氯苯氯苯量的量的1%。方案方案1：消化分：消化分層層方案方案方案方案2：消化、分：消化、分層層、萃取方案、萃取方案方案方案3：消化、分：消化、分層層、萃取、萃取、濃縮濃縮方案方案 例例2 2. .用混酸硝化氯苯用混酸硝化氯

33、苯方案方案1 1：消化分：消化分離離方案方案方案方案2 2：消化、分：消化、分離離、萃取方案、萃取方案方案方案3 3：消化、分：消化、分離離、萃取、萃取、濃縮濃縮方案方案 舉例舉例3:3:慶大霉素發(fā)酵后精制慶大霉素發(fā)酵后精制吸附，過篩，反洗流程圖發(fā)酵液被泵入吸附罐中;振動篩吸附罐反洗柱發(fā)酵液空樹脂飽和樹脂向罐內投入空樹脂;待吸附完畢，依次進行篩濾和反洗操作，得到吸附有慶大霉素的較潔凈的飽和樹脂。發(fā)酵液被重新泵入吸附罐中,反復吸附若干次吸附，過篩流程圖發(fā)酵液被泵入吸附罐中;振動篩吸附罐反洗柱發(fā)酵液空樹脂飽和樹脂向罐內投入空樹脂;攪拌吸附待吸附完畢，依次進行篩濾和反洗操作，得到吸附有慶大霉素的較潔

34、凈的飽和樹脂。六、合理六、合理設計設計各各個單個單元操作元操作 對對每每個單個單元的流程方案，元的流程方案，設備類設備類型以及型以及設備設備的安的安裝裝順順序等，都要有正確序等，都要有正確選擇選擇、合理、合理設計設計。并并考考慮設備慮設備之之間間的的緩緩沖沖與過與過渡等。渡等。 舉舉例：硝化混酸的配制例：硝化混酸的配制過過程程（）（）為為了保了保證證混酸的配比，混酸的配比，應設應設置硫酸、硝酸置硫酸、硝酸計計量罐量罐（）原料必（）原料必須須在在車間儲車間儲存，存，應設應設置相置相應應的的儲儲罐罐七、工七、工藝藝流程的完善流程的完善與簡與簡化化安全法是一安全法是一種種自自動閥門動閥門，當當系系統(tǒng)

35、內壓統(tǒng)內壓力超力超過預過預定定的安全的安全值值，會會自自動動打打開開排出一定排出一定數(shù)數(shù)量的流體。量的流體。 -爆破片是一爆破片是一種種可在容器或管道可在容器或管道壓壓力突然升高力突然升高但未引起爆炸前先行破裂，排出但未引起爆炸前先行破裂，排出設備設備或管道或管道內內的的高高壓壓介介質質，從從而防止而防止設備設備或管道破裂的安全卸或管道破裂的安全卸壓壓裝置裝置。 -當當用用泵從泵從底底層層向高向高層設備輸層設備輸送物料送物料時時，避免物料避免物料過滿過滿造成危造成危險險或物料的或物料的損損失，可采用溢失，可采用溢流管使多余的物料流回流管使多余的物料流回儲儲槽槽。 溢流管管溢流管管徑應徑應大于大

36、于輸輸液管，以防物料沖出液管，以防物料沖出。1高位槽；高位槽；2泵；泵；3貯槽；貯槽；5輸液管；輸液管；6視鏡；視鏡；7排氣排氣 第四第四節(jié)節(jié) 工工藝藝流程流程圖圖工工藝藝流程流程圖圖的的種類種類：. .工工藝藝流程框流程框圖圖 2. 2.設備工藝流程圖（工藝流程示意圖）設備工藝流程圖（工藝流程示意圖） 3.3.物料流程物料流程圖圖 4. 4.帶帶控制點工控制點工藝藝流程流程圖圖一、工藝流程框圖一、工藝流程框圖工工藝藝路路線線和生和生產產方法確定后，即可方法確定后，即可繪繪制工制工藝藝流程框流程框（草）（草）圖圖，定性地表示出由原料，定性地表示出由原料變變成成產產品品的生的生產過產過程。程。工

37、藝流程框圖：工藝流程框圖：方框方框表示表示單單元操作，元操作，圓圓框框表表示示單單元反元反應應，箭，箭頭頭表示物料和表示物料和載載能介能介質質的流向，的流向，文字物料、介文字物料、介質質等的名等的名稱稱。對氨對氨基基苯苯乙乙醚醚生生產產工工藝藝流程框流程框圖圖 硫磺硫磺硫化鈉硫化鈉水水蒸餾蒸餾還原還原分離分離配料配料純堿回收純堿回收污水處理污水處理對硝基苯乙醚對硝基苯乙醚水水產品產品粗氨粗氨還原母液還原母液刷罐水刷罐水二、設備工藝流程圖（工藝流示意圖）二、設備工藝流程圖（工藝流示意圖）設備工藝流程圖是以設備的外形，設備的名設備工藝流程圖是以設備的外形，設備的名稱、設備間的相對位置、物料流向及文

38、字定性的稱、設備間的相對位置、物料流向及文字定性的表示出由原料變成產品的生產過程表示出由原料變成產品的生產過程?；腔磻^程設備工藝流程圖磺化反應過程設備工藝流程圖三、物料流程圖（見物料衡算章三、物料流程圖（見物料衡算章 P248)P248)常用二常用二種種形式表達形式表達.將將物料衡算物料衡算結結果直接加果直接加進進工工藝藝流程流程圖圖中；中； 2.直接直接繪繪制物料流程框制物料流程框圖圖物料流程圖：工藝流程圖完成后，隨即開始物料流程圖：工藝流程圖完成后，隨即開始計算物料衡算，將物料衡算的結果標注在流程框計算物料衡算，將物料衡算的結果標注在流程框圖中，即成為物料流程圖，工藝流程成為定量的。圖

39、中，即成為物料流程圖，工藝流程成為定量的。將物料衡算結果直接加進工藝流程圖中將物料衡算結果直接加進工藝流程圖中直接繪制物料流程框圖直接繪制物料流程框圖四、帶控制點的工藝流程圖四、帶控制點的工藝流程圖1、圖圖幅幅 帶帶控制點流程控制點流程圖圖一般在一般在號號或或號圖紙?zhí)枅D紙上上繪繪制。制。按按車間車間或工段，原或工段，原則則上一上一個個主主項繪項繪制一制一張圖張圖，若流程，若流程很很復雜復雜，可分成幾部分，可分成幾部分繪繪制。制。2、比例、比例一般一般設備設備(機器機器)圖圖形只取相形只取相對對比例。比例。為為了了圖圖面面勻稱勻稱協(xié)調協(xié)調和美和美觀觀，對對于于過過大的大的設備設備(機器機器)比例

40、適比例適當縮當縮小，同小，同樣對樣對于于過過小的小的設備設備(機器機器)比例適比例適當當放大放大。繪圖的具體要求繪圖的具體要求3、圖圖線線和字體和字體 主要工主要工藝藝物料管道、主物料管道、主產產品管道和品管道和設備設備位位號線號線用粗用粗實線實線(0.6-0.9mm)表示，表示，輔輔助物料管道用中粗助物料管道用中粗線線(0.3-0.6mm)表示。表示。設備輪設備輪廓、廓、閥門閥門、儀儀表、管件等表、管件等一般用一般用細實線細實線(0.15-0.3mm)繪繪制。此外，流程制。此外，流程圖圖中一中一般無般無須標須標注尺寸。注尺寸。（具體（具體見書見書附附錄錄）4、圖圖例例 將設計將設計中所中所畫

41、畫出的有出的有關關管管線線、閥門閥門、設備設備附件、附件、計計量量-控制控制儀儀表等表等圖圖形符形符號號，用用圖圖例表示出例表示出來并來并以文字以文字說說明明，以便了解流程以便了解流程圖內圖內容。容。圖圖例一般包括：例一般包括：a.流體代流體代號號；b.設備設備名名稱稱代代號號；c. 管道等管道等級號級號及管道材料及管道材料等等級級表；表； d. 隔隔熱熱及隔及隔聲聲代代號號； e. 管件管件閥門閥門及管道附件；及管道附件； f. 檢測檢測和控制系和控制系統(tǒng)統(tǒng)的的儀儀表、符表、符號號、代、代號號等。等。 圖圖例要位于第一例要位于第一張張流程流程圖圖的右上方。的右上方。圖圖例多例多時時，圖圖例例

42、給給出出于首于首頁頁控制點流程圖的繪制方法控制點流程圖的繪制方法、設備、設備1） 設備按規(guī)定的代號和圖例繪出（手冊或書籍）。未規(guī)設備按規(guī)定的代號和圖例繪出（手冊或書籍）。未規(guī)定的設備和機器的圖形，可以根據(jù)實際外形和內部結構特征簡定的設備和機器的圖形，可以根據(jù)實際外形和內部結構特征簡化畫出，化畫出，只取相對大小，不按實物比例只取相對大小，不按實物比例。）設備設備上的接口上的接口( (包括人孔、裝卸料口等包括人孔、裝卸料口等) )一般要一般要畫畫出，出，其中其中與與配管有配管有關關以及以及與與外界有外界有關關的管口的管口( (如直如直連閥門連閥門的排液口、的排液口、排排氣氣口、放空口等口、放空口等

43、) )則則必必須畫須畫出。出。一般一般設備設備管道接管道接頭頭、支腳、支、支腳、支架、平臺、法架、平臺、法蘭蘭等可不等可不繪繪制制。發(fā)發(fā)酵工程工酵工程工藝設計概論藝設計概論泵泵壓縮壓縮機機反反應應器器塔塔換熱換熱器器）設備的名稱及位號設備的名稱及位號在流程圖中需要標注在流程圖中需要標注設備位號、設備名稱。一設備位號、設備名稱。一種是標在流程圖的下方或種是標在流程圖的下方或上方，排列整齊，并盡可上方，排列整齊，并盡可能正對設備。位號線上方能正對設備。位號線上方標注設備位號，下方是設標注設備位號，下方是設備名稱。另一種是在設備備名稱。另一種是在設備圖形內部或近旁僅標注設圖形內部或近旁僅標注設備位號

44、。備位號。設備序號設備序號酰化罐?；拊O備名稱設備名稱R 12 03 車間或裝置序號車間或裝置序號工段或工序序號工段或工序序號相同設備位尾號相同設備位尾號設備分類代號設備分類代號）在流程圖中，設備的位置一般按流程順序從左至右排列在流程圖中，設備的位置一般按流程順序從左至右排列，當有多臺設備并聯(lián)時，可只畫臺設備。當有多臺設備并聯(lián)時，可只畫臺設備。 1）按按圖圖例例繪繪出管道出管道閥門閥門、管件、附件、管件、附件(不包括不包括連連接件，如三接件，如三通、通、彎頭彎頭、法、法蘭蘭等等) ）主要工藝物料管道、主產品管道和設備位號線用粗實主要工藝物料管道、主產品管道和設備位號線用粗實線線(0.6-0.9

45、mm)(0.6-0.9mm)表示，輔助物料管道用中粗線表示，輔助物料管道用中粗線(0.3-0.6mm)(0.3-0.6mm)表表示。設備輪廓、閥門、儀表、管件等一般用細實線示。設備輪廓、閥門、儀表、管件等一般用細實線(0.15-0.3m(0.15-0.3mm)m)繪制。繪制。固體物料固體物料進進出出設備設備用粗用粗虛虛弧形弧形線線或折或折線線表示。表示。此外，此外，流程圖中一般無須標注尺寸流程圖中一般無須標注尺寸、管道，管件、管道，管件、 閥門閥門3 3）夾套管可只繪出兩端頭的一小段，有隔熱（隔冷）夾套管可只繪出兩端頭的一小段，有隔熱（隔冷）的管道在適當部位畫上隔熱（隔冷）標志。的管道在適當部

46、位畫上隔熱（隔冷）標志。管道，管件、管道，管件、 閥門閥門圖圖例例 4）管管線應橫線應橫平平豎豎直，直，轉彎為轉彎為直角，要避免穿直角，要避免穿過設備過設備，避免管道交叉，必避免管道交叉，必須須交叉交叉時時，可采用可采用半半圓圓弧弧連連接或接或豎斷橫豎斷橫不不斷斷的的畫畫法。法。 5 5）當當流程流程圖圖中的管道需中的管道需與與另一流程另一流程圖圖中的管道相中的管道相連時連時，可在管道可在管道斷開斷開出用箭出用箭頭頭注明自（至）某注明自（至）某設備設備或管道的或管道的圖號圖號 ）管道管道的的標標注，工注，工藝藝流程流程圖圖中的管道中的管道應標應標注。一般情注。一般情況況主要包括主要包括介介質質

47、代代號號、管道、管道編號編號、管道尺寸、管道等、管道尺寸、管道等級級和隔和隔熱熱或隔或隔聲聲（保（保溫溫等），等），總稱為總稱為管道管道組組合合號號。管道。管道號號和管和管徑為徑為一一組組，用一短用一短橫線橫線隔隔開開; ;管道等管道等級級和隔和隔熱為熱為另一另一組組，用一短，用一短橫線橫線隔隔開開，兩組間兩組間留適留適當當?shù)目障?。一般的空隙。一般標標注在管道的上方，如下注在管道的上方，如下圖圖：介介質質代代號號管道管道編號編號管道尺寸管道等管道尺寸管道等級級隔隔熱熱（聲聲）、）、 保保溫溫代代號號等等120303 120303 57573.5 3.5 PL- - 0103- DN50 - -

48、 M1A - H介質代號介質代號管道順序號管道順序號管徑管徑管道等級代號管道等級代號隔熱隔聲代號隔熱隔聲代號管道標注管道標注管道編號管道編號表表 常見介質代號常見介質代號M 1 A公稱公稱壓力等級代號（工程壓力）壓力等級代號（工程壓力）順序號順序號管道材料類別代號管道材料類別代號管道等級代號示例管道等級代號示例 管道等管道等級級由公由公稱壓稱壓力等力等級級代代號號、單單元元順順序序號號和管道材料和管道材料類別類別代代號組號組成，字母都用大成，字母都用大寫寫英文表示。英文表示。低壓：低壓：H H：0.25Mpa K0.25Mpa K：0.6Mpa L0.6Mpa L：1.0Mpa M1.0Mpa

49、 M：1.6Mpa 1.6Mpa 中壓：中壓：N N：2.5 Mpa P2.5 Mpa P：4.0 Mpa Q4.0 Mpa Q：6.4 Mpa R6.4 Mpa R：10.0 Mpa10.0 Mpa高壓：高壓：S S：16.0 Mpa T16.0 Mpa T：20.0 Mpa U20.0 Mpa U：22.0 Mpa V22.0 Mpa V：25.0 Mpa25.0 Mpa 壓壓力等力等級級代代號號代代號號管道材料管道材料代代號號管道材料管道材料A鑄鐵鑄鐵及硅及硅鑄鐵鑄鐵E不不銹銹耐酸耐酸鋼鋼B碳碳素素鋼鋼F有色金有色金屬屬C普通低合金普通低合金鋼鋼G非金非金屬屬D合金合金鋼鋼H襯襯里及里及內內防腐防腐管道材料的代號管道材料的代號 代代號號功能功能類類型型備備注注H保保溫溫采用保采用保溫溫材料材料C保冷保冷采用保冷材料采用保冷材料P防防燙燙采用保采用保溫溫材料材料D防防結結露露采用保冷材料采用保冷材料E電電伴伴熱熱采用采用電熱帶電熱帶和保和保溫溫材料材料S蒸汽伴蒸汽伴熱熱采用蒸汽伴管和保采用蒸汽伴管和保溫溫材料材料W熱熱水伴水伴熱熱采用采用熱熱水伴管和保