化工工藝設(shè)計(jì)》講座

1、主講：徐謀源主講：徐謀源1.1.概述概述 化工工藝專業(yè)是化工設(shè)計(jì)的主要專業(yè)之化工工藝專業(yè)是化工設(shè)計(jì)的主要專業(yè)之一。無(wú)論是開(kāi)發(fā)新的化工生產(chǎn)過(guò)程，還是設(shè)計(jì)一。無(wú)論是開(kāi)發(fā)新的化工生產(chǎn)過(guò)程，還是設(shè)計(jì)新的化工裝置，化工工藝設(shè)計(jì)是直接關(guān)系到化新的化工裝置，化工工藝設(shè)計(jì)是直接關(guān)系到化工裝置能否順利開(kāi)車、能否到到預(yù)計(jì)的生產(chǎn)能工裝置能否順利開(kāi)車、能否到到預(yù)計(jì)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(jì)效益。因此，作為化工工藝設(shè)計(jì)的人大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，作為化工工藝設(shè)計(jì)的人員必須具備下列基本條件：?jiǎn)T必須具備下列基本條件：1.1 1.1 掌握化工基本理論掌握化工基

2、本理論1.2 1.2 掌握化工工藝設(shè)計(jì)方法和技能掌握化工工藝設(shè)計(jì)方法和技能（1 1）了解工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)、設(shè)計(jì)范圍、工藝）了解工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)、設(shè)計(jì)范圍、工藝設(shè)計(jì)人員的職責(zé)。設(shè)計(jì)人員的職責(zé)。（2 2）掌握化工基本理論的應(yīng)用）掌握化工基本理論的應(yīng)用（3 3）熟悉設(shè)計(jì)基本程序和相關(guān)專業(yè)的基本知）熟悉設(shè)計(jì)基本程序和相關(guān)專業(yè)的基本知識(shí)識(shí)（4 4）清楚工藝設(shè)計(jì)成品文件的內(nèi)容和深度以）清楚工藝設(shè)計(jì)成品文件的內(nèi)容和深度以及工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量保證程序。及工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量保證程序。1.3 1.3 掌握生產(chǎn)、開(kāi)停車的基本知識(shí)、分析生產(chǎn)事掌握生產(chǎn)、開(kāi)停車的基本知識(shí)、分析生產(chǎn)事 故的能力以及相應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。故的能力以及相應(yīng)的實(shí)

3、踐經(jīng)驗(yàn)。1.4 1.4 熟悉有關(guān)勞動(dòng)安全衛(wèi)生、消防和環(huán)保等方面熟悉有關(guān)勞動(dòng)安全衛(wèi)生、消防和環(huán)保等方面 的法規(guī)。與工藝設(shè)計(jì)相關(guān)的上述諸方面的法規(guī)的法規(guī)。與工藝設(shè)計(jì)相關(guān)的上述諸方面的法規(guī)有：有： 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GBJ6-87(2001GBJ6-87(2001年版年版) ) 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB 50160-92(1999GB 50160-92(1999年版）年版） 爆炸和危險(xiǎn)性環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范爆炸和危險(xiǎn)性環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50058-92GB 50058-92 化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)定化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)定 HG20571-95

4、HG20571-95石油化工企業(yè)職業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)范石油化工企業(yè)職業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)范 SH3047-93SH3047-93化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定 HG20667-1986HG20667-1986石油化工企業(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范石油化工企業(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范 SH3024-95SH3024-951.5 1.5 具有一定的工作經(jīng)驗(yàn)具有一定的工作經(jīng)驗(yàn)2.1 2.1 在工程設(shè)計(jì)合同書(shū)中明確規(guī)定的以及業(yè)主應(yīng)在工程設(shè)計(jì)合同書(shū)中明確規(guī)定的以及業(yè)主應(yīng) 提供的有關(guān)數(shù)據(jù)。提供的有關(guān)數(shù)據(jù)。（1 1）裝置的設(shè)計(jì)能力、操作彈性及年操作日）裝置的設(shè)計(jì)能力、操作彈性及年操作日; ;（2 2）產(chǎn)品

5、方案及產(chǎn)品、副產(chǎn)品的規(guī)格；）產(chǎn)品方案及產(chǎn)品、副產(chǎn)品的規(guī)格；（3 3）建廠地區(qū)的氣象、水文、地質(zhì)等條件；）建廠地區(qū)的氣象、水文、地質(zhì)等條件；（4 4）所能提供的公用工程，包括水、電、汽、）所能提供的公用工程，包括水、電、汽、 氣等規(guī)格、數(shù)量及進(jìn)界區(qū)條件；氣等規(guī)格、數(shù)量及進(jìn)界區(qū)條件；（5 5）原材料、催化劑、化學(xué)品等規(guī)格、消耗指）原材料、催化劑、化學(xué)品等規(guī)格、消耗指 標(biāo)及進(jìn)界區(qū)條件；標(biāo)及進(jìn)界區(qū)條件；2.2 2.2 由專利商提供的：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)化商提供該專利范圍內(nèi)的工藝操作條件、轉(zhuǎn)化率、

6、收率、控制方案、相關(guān)設(shè)備條件等。率、收率、控制方案、相關(guān)設(shè)備條件等。2.3 2.3 工藝所需的物性參數(shù)工藝所需的物性參數(shù)。3.1 3.1 概述：概述： 工藝專業(yè)是自項(xiàng)目前期的可行性研究階工藝專業(yè)是自項(xiàng)目前期的可行性研究階段即作為主要專業(yè)參加編制，一直貫穿到工段即作為主要專業(yè)參加編制，一直貫穿到工程設(shè)計(jì)階段。程設(shè)計(jì)階段。 在工程設(shè)計(jì)階段可分為以下幾個(gè)階段：在工程設(shè)計(jì)階段可分為以下幾個(gè)階段： （1 1）按國(guó)內(nèi)審批要求分為：）按國(guó)內(nèi)審批要求分為： 初步設(shè)計(jì)（批準(zhǔn)后建設(shè)單位即可開(kāi)工）初步設(shè)計(jì)（批準(zhǔn)后建設(shè)單位即可開(kāi)工） 施工圖設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì) （2 2）按國(guó)際常規(guī)做法分為：）按國(guó)際常規(guī)做法分為：工藝設(shè)計(jì)（

7、以化工工藝專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）工藝設(shè)計(jì)（以化工工藝專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（以化工工藝系統(tǒng)專業(yè)為主導(dǎo)專基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（以化工工藝系統(tǒng)專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）業(yè)）詳細(xì)設(shè)計(jì)（以管道設(shè)計(jì)專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）詳細(xì)設(shè)計(jì)（以管道設(shè)計(jì)專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)） 在建設(shè)單位完成了項(xiàng)目前期工作之后，設(shè)在建設(shè)單位完成了項(xiàng)目前期工作之后，設(shè)計(jì)單位即可開(kāi)展項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)工作。計(jì)單位即可開(kāi)展項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)工作。 在工程設(shè)計(jì)階段的工藝設(shè)計(jì)，它的主要依在工程設(shè)計(jì)階段的工藝設(shè)計(jì)，它的主要依據(jù)是經(jīng)批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告及其批文、據(jù)是經(jīng)批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告及其批文、總體設(shè)計(jì)及其批文、工程設(shè)計(jì)合同書(shū)以及總體設(shè)計(jì)及其批文、工程設(shè)計(jì)合同書(shū)以及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料

8、。3.2 3.2 工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和深度工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和深度 3.2.1 3.2.1 工藝設(shè)計(jì)的文件包括三大內(nèi)容：工藝設(shè)計(jì)的文件包括三大內(nèi)容： （1 1）文字說(shuō)明（工藝說(shuō)明）文字說(shuō)明（工藝說(shuō)明） （2 2）圖紙）圖紙 （3 3）表格）表格3.2.1.1 3.2.1.1 文字說(shuō)明（工藝說(shuō)明）文字說(shuō)明（工藝說(shuō)明）工藝設(shè)計(jì)的范圍工藝設(shè)計(jì)的范圍設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、原料、催化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、原料、催化劑、化學(xué)品、公用工程燃料規(guī)格、產(chǎn)品及副產(chǎn)劑、化學(xué)品、公用工程燃料規(guī)格、產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格品規(guī)格工藝流程說(shuō)明：生產(chǎn)方法、化學(xué)原理、工藝流工藝流程說(shuō)明：生產(chǎn)方法、化學(xué)原理、工藝流程敘述程敘述

9、原料、催化劑、化學(xué)品及燃料消耗定額及消耗原料、催化劑、化學(xué)品及燃料消耗定額及消耗量量公用工程（包括水、電、汽、脫鹽水、冷凍、公用工程（包括水、電、汽、脫鹽水、冷凍、工藝空氣、儀表空氣、氮?dú)猓┫亩~及消耗工藝空氣、儀表空氣、氮?dú)猓┫亩~及消耗量量 三廢排放：包括排放地點(diǎn)、排放量、排放組三廢排放：包括排放地點(diǎn)、排放量、排放組成及建議處理方法成及建議處理方法裝置定員裝置定員安全備忘錄（另行成冊(cè)）安全備忘錄（另行成冊(cè)）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)備忘錄（通常為對(duì)內(nèi)使用，另行成技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)備忘錄（通常為對(duì)內(nèi)使用，另行成冊(cè)）冊(cè)）操作指南（通常為對(duì)內(nèi)使用，另行成冊(cè)。供操作指南（通常為對(duì)內(nèi)使用，另行成冊(cè)。供工藝系統(tǒng)、配管等專業(yè)使

10、用）工藝系統(tǒng)、配管等專業(yè)使用） 3.2.1.2 3.2.1.2 圖紙圖紙（1 1） PFD:PFD:是是PIDPID的設(shè)計(jì)依據(jù)，供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)使的設(shè)計(jì)依據(jù)，供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)使用（通常分版次逐版深化）用（通常分版次逐版深化）包括全部工藝設(shè)備、主要物料管道包括全部工藝設(shè)備、主要物料管道( (表示出表示出流向、物料號(hào)）、主要控制回路、聯(lián)鎖方案、流向、物料號(hào)）、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(jìn)出位置。加熱和冷卻介質(zhì)以及工藝空氣進(jìn)出位置。（2 2）建議設(shè)備布置圖：是總圖布置、裝置布建議設(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(jì)使用（通常為平面布置的依據(jù)，供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)使用（通常為平面布置圖

11、）置圖）根據(jù)工藝流程的特點(diǎn)和要求進(jìn)行布置。根據(jù)工藝流程的特點(diǎn)和要求進(jìn)行布置。（3 3） PCD:PCD:通常是設(shè)計(jì)院內(nèi)部設(shè)計(jì)構(gòu)成文件通常是設(shè)計(jì)院內(nèi)部設(shè)計(jì)構(gòu)成文件最終體在終版最終體在終版PFDPFD中（通常由自控專業(yè)完成）中（通常由自控專業(yè)完成） 3.2.1.3 3.2.1.3 表格表格（1 1）物料平衡表：包括物流組成、溫度、壓）物料平衡表：包括物流組成、溫度、壓力、狀態(tài)、流量、密度、焓值、粘度等理化常力、狀態(tài)、流量、密度、焓值、粘度等理化常數(shù)（熱負(fù)荷表示在此表中或數(shù)（熱負(fù)荷表示在此表中或PFDPFD圖上）圖上）（2 2）工藝設(shè)備數(shù)據(jù)表：根據(jù)設(shè)備形式不同，）工藝設(shè)備數(shù)據(jù)表：根據(jù)設(shè)備形式不同，作

12、用不同以及介質(zhì)不同可分為容器、塔器、換作用不同以及介質(zhì)不同可分為容器、塔器、換熱器、工業(yè)爐、機(jī)泵、攪拌器等。工藝設(shè)備數(shù)熱器、工業(yè)爐、機(jī)泵、攪拌器等。工藝設(shè)備數(shù)據(jù)表需表示出設(shè)備位號(hào)、介質(zhì)名稱、操作壓力、據(jù)表需表示出設(shè)備位號(hào)、介質(zhì)名稱、操作壓力、設(shè)計(jì)壓力、操作溫度、設(shè)計(jì)溫度、材質(zhì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)壓力、操作溫度、設(shè)計(jì)溫度、材質(zhì)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、外形尺寸、特征尺寸及特殊要求。（各機(jī)構(gòu)、外形尺寸、特征尺寸及特殊要求。（各設(shè)計(jì)院均有各種規(guī)定的表格設(shè)計(jì)院均有各種規(guī)定的表格) )（3 3）工藝設(shè)備表）工藝設(shè)備表（4 4）取樣點(diǎn)匯總表）取樣點(diǎn)匯總表（5 5）裝置界區(qū)條件表：通常由工藝系統(tǒng)專業(yè)）裝置界區(qū)條件表：通常由工藝系統(tǒng)

13、專業(yè)來(lái)完善并最終發(fā)表（包括原材料、公用工程、來(lái)完善并最終發(fā)表（包括原材料、公用工程、產(chǎn)品、副產(chǎn)品、進(jìn)出界區(qū)條件等）產(chǎn)品、副產(chǎn)品、進(jìn)出界區(qū)條件等） 3.2.2 3.2.2 補(bǔ)充說(shuō)明：化工工藝專業(yè)尚需參加前補(bǔ)充說(shuō)明：化工工藝專業(yè)尚需參加前期工作，主要前期工作有：期工作，主要前期工作有：項(xiàng)目建議書(shū)：可行性報(bào)告編制工作。項(xiàng)目建議書(shū)：可行性報(bào)告編制工作。項(xiàng)目報(bào)價(jià)書(shū)：投標(biāo)書(shū)、技術(shù)文件編制工作項(xiàng)目報(bào)價(jià)書(shū)：投標(biāo)書(shū)、技術(shù)文件編制工作引進(jìn)項(xiàng)目：包括詢價(jià)書(shū)、投標(biāo)書(shū)的評(píng)標(biāo)、合引進(jìn)項(xiàng)目：包括詢價(jià)書(shū)、投標(biāo)書(shū)的評(píng)標(biāo)、合同技術(shù)附件談判。同技術(shù)附件談判。大中型聯(lián)合裝置總體規(guī)劃設(shè)計(jì)。大中型聯(lián)合裝置總體規(guī)劃設(shè)計(jì)。3.3 3.3 工

14、藝設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化 優(yōu)化的工藝設(shè)計(jì)方案應(yīng)是：優(yōu)化的工藝設(shè)計(jì)方案應(yīng)是： （1 1）有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益）有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 （2 2）工藝技術(shù)先進(jìn)適用）工藝技術(shù)先進(jìn)適用 （3 3）生產(chǎn)安全、可靠、并有良好的環(huán)保）生產(chǎn)安全、可靠、并有良好的環(huán)保措施措施 公用工程換熱網(wǎng)絡(luò)分離系統(tǒng)反應(yīng)系統(tǒng)“洋蔥頭洋蔥頭”模型是工藝流程開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的方法。模型是工藝流程開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的方法。從圖中可以十分直觀的表示了反應(yīng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)從圖中可以十分直觀的表示了反應(yīng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)是核心，它為分離系統(tǒng)規(guī)定了處理物料和設(shè)計(jì)是核心，它為分離系統(tǒng)規(guī)定了處理物料的條件，而反應(yīng)和分離系統(tǒng)一起又規(guī)定了過(guò)程的條件，

15、而反應(yīng)和分離系統(tǒng)一起又規(guī)定了過(guò)程的冷、熱物流的流量和換熱的熱負(fù)荷，最后才的冷、熱物流的流量和換熱的熱負(fù)荷，最后才是公用工程系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)。因此，工藝流是公用工程系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)。因此，工藝流程方案的優(yōu)化應(yīng)主要集中在反映和分離系統(tǒng)的程方案的優(yōu)化應(yīng)主要集中在反映和分離系統(tǒng)的優(yōu)化。優(yōu)化。對(duì)于史密斯和林霍夫提出的對(duì)于史密斯和林霍夫提出的“洋蔥頭洋蔥頭”技術(shù)開(kāi)技術(shù)開(kāi)發(fā)概念，其步驟為：發(fā)概念，其步驟為： （1 1）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則初步建立反應(yīng)和分離系統(tǒng)）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則初步建立反應(yīng)和分離系統(tǒng) 的流程的流程 （2 2）變化主要的設(shè)計(jì)優(yōu)化變量，如反應(yīng)）變化主要的設(shè)計(jì)優(yōu)化變量，如反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、惰性物質(zhì)循環(huán)的濃度等，確

16、的轉(zhuǎn)化率、惰性物質(zhì)循環(huán)的濃度等，確定每組變量。定每組變量。 （3)3)建立全過(guò)程總費(fèi)用與主要優(yōu)化變量建立全過(guò)程總費(fèi)用與主要優(yōu)化變量之間的關(guān)系之間的關(guān)系 （4 4）確定最佳條件，并對(duì)全流程調(diào)優(yōu)）確定最佳條件，并對(duì)全流程調(diào)優(yōu) （5 5）對(duì)其他備選流程重復(fù)上述步驟，最）對(duì)其他備選流程重復(fù)上述步驟，最后比較各流程的總費(fèi)用，獲得最佳流程。后比較各流程的總費(fèi)用，獲得最佳流程。3 3.3.1.1 .3.1.1 反應(yīng)流程優(yōu)化反應(yīng)流程優(yōu)化 反應(yīng)流程優(yōu)化需要考慮的問(wèn)題較反應(yīng)流程優(yōu)化需要考慮的問(wèn)題較多，問(wèn)題復(fù)雜。如反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)多，問(wèn)題復(fù)雜。如反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)收率、催化劑特性、反應(yīng)歷程、反應(yīng)收率、催化劑特性、反應(yīng)

17、歷程、反應(yīng)途徑。途徑。 反應(yīng)器的最優(yōu)操作條件有如何保反應(yīng)器的最優(yōu)操作條件有如何保證反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、混合要求、證反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、混合要求、換熱要求、各物料配比、給定條件下?lián)Q熱要求、各物料配比、給定條件下的生產(chǎn)成本等等。的生產(chǎn)成本等等。 在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，為了實(shí)現(xiàn)高效在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，為了實(shí)現(xiàn)高效率、高選擇和達(dá)到要求的產(chǎn)量，常率、高選擇和達(dá)到要求的產(chǎn)量，常常將相同或不同類型反應(yīng)器進(jìn)行組常將相同或不同類型反應(yīng)器進(jìn)行組合，常見(jiàn)的反應(yīng)器組合及其適用范合，常見(jiàn)的反應(yīng)器組合及其適用范圍如表圍如表7.4.27.4.2所示（所示（P544P544）3.3.1.2 3.3.1.2 精餾流程的優(yōu)化精餾流程的

18、優(yōu)化 精餾流程如需要分離精餾流程如需要分離R R個(gè)組份，就需要有個(gè)組份，就需要有R-R-1 1個(gè)精餾塔。個(gè)精餾塔。 精餾優(yōu)化需要考慮：哪種組份為主產(chǎn)品；精餾優(yōu)化需要考慮：哪種組份為主產(chǎn)品；哪種組份為付產(chǎn)品；產(chǎn)品的規(guī)格要求。哪種組份為付產(chǎn)品；產(chǎn)品的規(guī)格要求。 精餾流程的優(yōu)化法精餾流程的優(yōu)化法1 1）：試探法，主要規(guī)則如下：）：試探法，主要規(guī)則如下： 優(yōu)先使用普通精餾。優(yōu)先使用普通精餾。 盡量避免減壓操作和使用冷量。盡量避免減壓操作和使用冷量。 產(chǎn)品數(shù)應(yīng)最少。產(chǎn)品數(shù)應(yīng)最少。 腐蝕性、危險(xiǎn)性的組份應(yīng)優(yōu)先分出。腐蝕性、危險(xiǎn)性的組份應(yīng)優(yōu)先分出。 難分離的組分最后分出。難分離的組分最后分出。 最大量組份應(yīng)

19、優(yōu)先分出。最大量組份應(yīng)優(yōu)先分出。 塔頂、塔釜產(chǎn)物最好等摩爾分離。塔頂、塔釜產(chǎn)物最好等摩爾分離。精餾流程的優(yōu)化法精餾流程的優(yōu)化法2 2）：調(diào)優(yōu)法）：調(diào)優(yōu)法精餾流程的優(yōu)化法精餾流程的優(yōu)化法3 3）：數(shù)學(xué)規(guī)劃法）：數(shù)學(xué)規(guī)劃法 3.1.3 3.1.3 蒸發(fā)流程的優(yōu)化蒸發(fā)流程的優(yōu)化 1 1）單效、雙效、三效蒸發(fā)。）單效、雙效、三效蒸發(fā)。 2 2）熱泵蒸發(fā)、膜式蒸發(fā)。）熱泵蒸發(fā)、膜式蒸發(fā)。 3 3）多級(jí)閃蒸。）多級(jí)閃蒸。 4 4）強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)、自然循環(huán)蒸發(fā)。）強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)、自然循環(huán)蒸發(fā)。 結(jié)合蒸發(fā)器的類型（標(biāo)準(zhǔn)、懸框、列結(jié)合蒸發(fā)器的類型（標(biāo)準(zhǔn)、懸框、列文、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器）進(jìn)行選擇。文、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器）進(jìn)行

20、選擇。 3.3.2 3.3.2 工藝設(shè)備的選擇工藝設(shè)備的選擇 3.3.2.1 3.3.2.1 反應(yīng)器反應(yīng)器 在反應(yīng)器中進(jìn)行的是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，在反應(yīng)器中進(jìn)行的是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，它不僅有種類繁多、性質(zhì)各異的、化學(xué)它不僅有種類繁多、性質(zhì)各異的、化學(xué)反應(yīng)，而且伴隨著傳熱、傳質(zhì)的物理過(guò)反應(yīng)，而且伴隨著傳熱、傳質(zhì)的物理過(guò)程。因此就反應(yīng)器的類別也有多種多樣，程。因此就反應(yīng)器的類別也有多種多樣，它適用于不同場(chǎng)合，各種反應(yīng)器的適用它適用于不同場(chǎng)合，各種反應(yīng)器的適用場(chǎng)合分別見(jiàn)表場(chǎng)合分別見(jiàn)表7.4.3-17.4.3-1（P547)P547)、表、表7.4.3-27.4.3-2和標(biāo)和標(biāo)7.4.3-37.4.3-3（P7

21、48)P748) 3.3.2.2 3.3.2.2 氣液傳質(zhì)設(shè)備氣液傳質(zhì)設(shè)備 化工生產(chǎn)中常需要借助氣液傳質(zhì)設(shè)備將化工生產(chǎn)中常需要借助氣液傳質(zhì)設(shè)備將反應(yīng)生成的產(chǎn)物進(jìn)行分離，以獲得目標(biāo)產(chǎn)反應(yīng)生成的產(chǎn)物進(jìn)行分離，以獲得目標(biāo)產(chǎn)品，一般有采用精餾、吸收解析、蒸發(fā)、品，一般有采用精餾、吸收解析、蒸發(fā)、氣提、萃取等方法來(lái)達(dá)到此目的。常用的氣提、萃取等方法來(lái)達(dá)到此目的。常用的氣液傳質(zhì)設(shè)備型式是板式塔和填料塔。而氣液傳質(zhì)設(shè)備型式是板式塔和填料塔。而板式塔和填料塔又因采用的塔板和填料不板式塔和填料塔又因采用的塔板和填料不同，他們又可分為多種型式，如板式塔塔同，他們又可分為多種型式，如板式塔塔板可分為浮閥、篩板、泡罩

22、及各種高效塔板可分為浮閥、篩板、泡罩及各種高效塔板，填料塔的填料有鮑爾環(huán)，鞍環(huán)等散裝板，填料塔的填料有鮑爾環(huán)，鞍環(huán)等散裝填料和絲網(wǎng)填料、波紋板填料等各種規(guī)整填料和絲網(wǎng)填料、波紋板填料等各種規(guī)整填料。填料。氣液傳質(zhì)設(shè)備的選用應(yīng)根據(jù)處理物料的性質(zhì)、氣液傳質(zhì)設(shè)備的選用應(yīng)根據(jù)處理物料的性質(zhì)、分離要求、運(yùn)行費(fèi)用和投資費(fèi)用等因素綜合分離要求、運(yùn)行費(fèi)用和投資費(fèi)用等因素綜合考慮，其基本選型要求為：考慮，其基本選型要求為： （1 1）相際傳質(zhì)面積大）相際傳質(zhì)面積大 （2 2）生產(chǎn)能力大）生產(chǎn)能力大 （3 3）操作穩(wěn)定，彈性大）操作穩(wěn)定，彈性大 （4 4）阻力?。┳枇π?（5 5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便、加工制造

23、費(fèi)）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便、加工制造費(fèi)用低用低 （6 6）耐腐蝕，不易堵塞，易檢修。）耐腐蝕，不易堵塞，易檢修。在哪種情況下優(yōu)先選用板式塔或填料塔可參在哪種情況下優(yōu)先選用板式塔或填料塔可參見(jiàn)見(jiàn)P549P549頁(yè)所示，有關(guān)二種塔形的塔徑計(jì)算，頁(yè)所示，有關(guān)二種塔形的塔徑計(jì)算，板式塔是由夾帶液泛而確定的最高氣速板式塔是由夾帶液泛而確定的最高氣速Wn,maxWn,max，而設(shè)計(jì)空塔氣速，而設(shè)計(jì)空塔氣速w w取（?。?.60.60.80.8）Wn,maxWn,max。而填料塔是通過(guò)計(jì)算泛點(diǎn)速度。而填料塔是通過(guò)計(jì)算泛點(diǎn)速度U Uf f, ,考考慮比較經(jīng)濟(jì)可靠的操作氣速慮比較經(jīng)濟(jì)可靠的操作氣速U=(0.6U

24、=(0.60.8)U0.8)Uf f, ,然后由此可算得塔經(jīng)。然后由此可算得塔經(jīng)。 3.3.2.3 3.3.2.3 傳熱設(shè)備傳熱設(shè)備傳熱設(shè)備選型主要考慮的因素：傳熱設(shè)備選型主要考慮的因素： （1 1）熱負(fù)荷及流量大?。嶝?fù)荷及流量大?。? 2）流體的性質(zhì)）流體的性質(zhì)（3 3）溫度、壓力及允許壓降的范圍）溫度、壓力及允許壓降的范圍（4 4）對(duì)清洗、維修的要求）對(duì)清洗、維修的要求（5 5）設(shè)備結(jié)構(gòu)材料、尺寸、重量、價(jià)格）設(shè)備結(jié)構(gòu)材料、尺寸、重量、價(jià)格（6 6）使用安全性和壽命）使用安全性和壽命傳熱設(shè)備的分類傳熱設(shè)備的分類 按功能分：冷卻器、冷凝器、加熱器、換熱按功能分：冷卻器、冷凝器、加熱器、換熱

25、器、再沸器、蒸汽發(fā)生器、過(guò)熱器、廢熱鍋爐等。器、再沸器、蒸汽發(fā)生器、過(guò)熱器、廢熱鍋爐等。 按結(jié)構(gòu)型式分：采用二物流換熱的換熱器從按結(jié)構(gòu)型式分：采用二物流換熱的換熱器從結(jié)構(gòu)上分有以下結(jié)構(gòu)上分有以下5 5種型式：種型式： 管殼式（固定管板式、浮頭式、填料函式、管殼式（固定管板式、浮頭式、填料函式、U U型管式）型管式）B. B. 板式（板翅式、螺旋板式、傘板式、波紋板板式（板翅式、螺旋板式、傘板式、波紋板式）式）C. C. 管式（空冷器、套管式、噴淋管式、箱管式）管式（空冷器、套管式、噴淋管式、箱管式）D. D. 液膜式（升降膜式、刮板薄膜式、離心薄膜液膜式（升降膜式、刮板薄膜式、離心薄膜式）式）

26、E. E. 其它型式（板殼式、熱管式）其它型式（板殼式、熱管式） 以上型式換熱器的選擇依據(jù)是：以上型式換熱器的選擇依據(jù)是：A. A. 固定管板式換熱器固定管板式換熱器 固定管板式換熱器即兩端管板和殼體連接成固定管板式換熱器即兩端管板和殼體連接成一體，由于殼程不易檢修和清洗，因此選用固一體，由于殼程不易檢修和清洗，因此選用固定管板式換熱器時(shí)，殼方流體應(yīng)是較清潔且不定管板式換熱器時(shí)，殼方流體應(yīng)是較清潔且不易結(jié)垢的物料；兩流體溫差較大（大于易結(jié)垢的物料；兩流體溫差較大（大于6060）時(shí)應(yīng)考慮熱補(bǔ)償，兩流體溫差不宜大于時(shí)應(yīng)考慮熱補(bǔ)償，兩流體溫差不宜大于120120。B. B. 浮頭式換熱器浮頭式換熱器

27、 該換熱器殼程易清洗，但內(nèi)墊片易滲漏，適該換熱器殼程易清洗，但內(nèi)墊片易滲漏，適用于需要補(bǔ)償熱膨脹的換熱器，兩流體溫差大用于需要補(bǔ)償熱膨脹的換熱器，兩流體溫差大于于120120。C. UC. U型管式換熱器型管式換熱器 該換熱器制造、安裝方便，造價(jià)較低，管該換熱器制造、安裝方便，造價(jià)較低，管程耐高壓，但結(jié)構(gòu)不緊湊。適用于高溫和高程耐高壓，但結(jié)構(gòu)不緊湊。適用于高溫和高壓的場(chǎng)合，且管內(nèi)流體必須潔凈。壓的場(chǎng)合，且管內(nèi)流體必須潔凈。D. D. 板式換熱器板式換熱器 板翅式：緊湊、效率高、可多股物料同時(shí)板翅式：緊湊、效率高、可多股物料同時(shí)換熱。使用溫度不大于換熱。使用溫度不大于150150。 螺旋板式：可

28、用于帶顆粒物料，物位利用螺旋板式：可用于帶顆粒物料，物位利用好。不易檢修。好。不易檢修。 傘板式制造簡(jiǎn)單、緊湊、易清洗，使用溫傘板式制造簡(jiǎn)單、緊湊、易清洗，使用溫度不大于度不大于150150，使用壓力不大于，使用壓力不大于0.12MPa0.12MPa。 波紋板式：緊湊、效率高、易清洗，使用波紋板式：緊湊、效率高、易清洗，使用溫度不大于溫度不大于150150，使用壓力不大于，使用壓力不大于0.15MPa0.15MPa。 E. E. 空冷器的選擇依據(jù)空冷器的選擇依據(jù) a.a.空氣入口溫度（即設(shè)計(jì)溫度）低于空氣入口溫度（即設(shè)計(jì)溫度）低于3838。 b.b.熱流體的出口溫度高于熱流體的出口溫度高于50

29、506565，并允，并允許有一定的波動(dòng)范圍（許有一定的波動(dòng)范圍（3 355）。）。 c.c.對(duì)數(shù)平均溫差大于對(duì)數(shù)平均溫差大于4040。 d.d.流體接近溫度（即熱流體的出口溫度與流體接近溫度（即熱流體的出口溫度與冷流體入口溫度之差）至少大于冷流體入口溫度之差）至少大于1515。 e.e.管內(nèi)給熱系數(shù)小于管內(nèi)給熱系數(shù)小于2325.6W/(m2325.6W/(m2.02.0K)K)。 f.f.冷卻水的污垢系數(shù)大于冷卻水的污垢系數(shù)大于0.0002(m0.0002(m2.02.0K)/WK)/W g. g.水源較遠(yuǎn)，取水費(fèi)用大。水源較遠(yuǎn)，取水費(fèi)用大。 h.h.熱流體的凝固點(diǎn)較低熱流體的凝固點(diǎn)較低( (

30、小于小于0)0)。 3.3.2.4 3.3.2.4 化工用泵化工用泵泵是化工生產(chǎn)中最常用的設(shè)備，它所輸泵是化工生產(chǎn)中最常用的設(shè)備，它所輸送的液體種類繁多，有強(qiáng)腐蝕性的、易送的液體種類繁多，有強(qiáng)腐蝕性的、易燃易爆、有毒、高溫、高壓、低溫、粘燃易爆、有毒、高溫、高壓、低溫、粘度大小、易揮發(fā)、帶有固體顆粒等。同度大小、易揮發(fā)、帶有固體顆粒等。同時(shí)，對(duì)化工用泵又要求它能長(zhǎng)周期運(yùn)行、時(shí)，對(duì)化工用泵又要求它能長(zhǎng)周期運(yùn)行、安全可靠、密封性能好等要求，有些場(chǎng)安全可靠、密封性能好等要求，有些場(chǎng)合還要求絕對(duì)不能泄漏。所以對(duì)于不同合還要求絕對(duì)不能泄漏。所以對(duì)于不同物料、不同要求必須選用不同類型的泵物料、不同要求必須

31、選用不同類型的泵來(lái)適應(yīng)化工生產(chǎn)的需要。有關(guān)主要化工來(lái)適應(yīng)化工生產(chǎn)的需要。有關(guān)主要化工用泵的性能特點(diǎn)及使用條件詳見(jiàn)表用泵的性能特點(diǎn)及使用條件詳見(jiàn)表7.4.35-57.4.35-5（P553P553）。）。在選泵中工藝參數(shù)是泵選型的最重要依據(jù)，在選泵中工藝參數(shù)是泵選型的最重要依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程和操作變化范圍慎重確定。應(yīng)根據(jù)工藝流程和操作變化范圍慎重確定。 （1 1）流量：是指工藝裝置生產(chǎn)中，要求泵輸）流量：是指工藝裝置生產(chǎn)中，要求泵輸送介質(zhì)的量，應(yīng)給出正常、最小和最大流量，送介質(zhì)的量，應(yīng)給出正常、最小和最大流量，即要求泵能適應(yīng)流量變化的要求。即要求泵能適應(yīng)流量變化的要求。 一般在泵數(shù)據(jù)表上往往只

32、給出正常和額定一般在泵數(shù)據(jù)表上往往只給出正常和額定流量。選泵是要求額定流量不小于裝置的最流量。選泵是要求額定流量不小于裝置的最大流量，或取正常流量的大流量，或取正常流量的1.11.11.151.15倍。倍。 （2 2）揚(yáng)程：指工藝裝置所需的揚(yáng)程值，也稱）揚(yáng)程：指工藝裝置所需的揚(yáng)程值，也稱計(jì)算揚(yáng)程。計(jì)算揚(yáng)程應(yīng)考慮最低吸入液面和最計(jì)算揚(yáng)程。計(jì)算揚(yáng)程應(yīng)考慮最低吸入液面和最高送液高度，且留有裕量，一般要求泵的額定高送液高度，且留有裕量，一般要求泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1.051.051.11.1倍。倍。 （3 3）進(jìn)口壓力和出口壓力：是指泵進(jìn)出接管）進(jìn)口壓力和出口壓力：是指泵進(jìn)

33、出接管法蘭處的壓力，進(jìn)出口壓力的大小影響到殼體法蘭處的壓力，進(jìn)出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封要求。的耐壓和軸封要求。 （4 4）溫度：指泵的進(jìn)口介質(zhì)溫度，一般應(yīng)給）溫度：指泵的進(jìn)口介質(zhì)溫度，一般應(yīng)給出工藝過(guò)程中泵進(jìn)口介質(zhì)的正常、最低和最高出工藝過(guò)程中泵進(jìn)口介質(zhì)的正常、最低和最高溫度。溫度。 （5 5）裝置汽蝕余量：）裝置汽蝕余量：NPSHaNPSHa：要求所選泵的：要求所選泵的NPSHrNPSHaNPSHrNPSHa （6 6）物性參數(shù)：介質(zhì)在進(jìn)口條件下的密度、粘度等）物性參數(shù)：介質(zhì)在進(jìn)口條件下的密度、粘度等 （7 7）操作狀態(tài)：分為連續(xù)和間歇操作兩種）操作狀態(tài)：分為連續(xù)和間歇操作兩種3

34、.3.2.5 3.3.2.5 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械按作用原理可分容積式和透平式兩種，氣體輸送機(jī)械按作用原理可分容積式和透平式兩種，按機(jī)械達(dá)到的壓力可分為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)。按機(jī)械達(dá)到的壓力可分為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)。通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)主要用于輸送氣體，壓縮機(jī)則用于通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)主要用于輸送氣體，壓縮機(jī)則用于提高氣體壓力。提高氣體壓力。排氣壓力小于排氣壓力小于0.14715MPa(1.5Kg/cm0.14715MPa(1.5Kg/cm2 2) )的稱為通風(fēng)機(jī)；的稱為通風(fēng)機(jī)；排氣壓力小于排氣壓力小于0.2MPa(2Kg/cm0.2MPa(2Kg/cm2 2) )且大于且大于0.1

35、4715MPa 0.14715MPa (1.5Kg/cm(1.5Kg/cm2 2) )的稱為鼓風(fēng)機(jī)；的稱為鼓風(fēng)機(jī)；排氣壓力大于排氣壓力大于0.2MPa(2Kg/cm0.2MPa(2Kg/cm2 2) )的稱為壓縮機(jī)。的稱為壓縮機(jī)。 同樣在氣體輸送機(jī)械選型中，工藝參數(shù)是同樣在氣體輸送機(jī)械選型中，工藝參數(shù)是最重要的依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程和操作變化最重要的依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程和操作變化范圍慎重確定。范圍慎重確定。 （1 1）氣體組成：一般應(yīng)按濕基提供。若氣體）氣體組成：一般應(yīng)按濕基提供。若氣體組成有變化，宜按平均分子較大的組成提出組成有變化，宜按平均分子較大的組成提出( (若不同組成的氣量相同時(shí)）；若

36、不同組成的氣量相同時(shí)）； （2 2）入口溫度：應(yīng)提出正常、最高和最低；）入口溫度：應(yīng)提出正常、最高和最低； （3 3）入口壓力：應(yīng)提出正常、最小和最大；）入口壓力：應(yīng)提出正常、最小和最大； （4 4）入口流量：應(yīng)提出正常、最小和最大；）入口流量：應(yīng)提出正常、最小和最大； （5 5）出口壓力；）出口壓力； （6 6）驅(qū)動(dòng)機(jī)型式：主要是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)還是蒸）驅(qū)動(dòng)機(jī)型式：主要是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)還是蒸氣透平驅(qū)動(dòng)，若是蒸汽透平驅(qū)動(dòng)則還需提出氣透平驅(qū)動(dòng)，若是蒸汽透平驅(qū)動(dòng)則還需提出蒸汽參數(shù)及背壓凝汽等要求；蒸汽參數(shù)及背壓凝汽等要求； （7 7）流量控制方式：）流量控制方式： 活塞式（容積式）壓縮機(jī)一般均采用旁路活塞式

37、（容積式）壓縮機(jī)一般均采用旁路和余隙調(diào)節(jié)，其余隙調(diào)節(jié)一般只能調(diào)節(jié)和余隙調(diào)節(jié)，其余隙調(diào)節(jié)一般只能調(diào)節(jié)10%10%流量。流量。 透平式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)一般以采用進(jìn)口或透平式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)一般以采用進(jìn)口或出口調(diào)節(jié)居多，有的風(fēng)機(jī)輸送氣量大，調(diào)節(jié)出口調(diào)節(jié)居多，有的風(fēng)機(jī)輸送氣量大，調(diào)節(jié)要求較高，同時(shí)該風(fēng)機(jī)所處位置較重要，也要求較高，同時(shí)該風(fēng)機(jī)所處位置較重要，也有采用改變轉(zhuǎn)速的方法。有采用改變轉(zhuǎn)速的方法。 透平式壓縮機(jī)一般采用改變轉(zhuǎn)速居多，并透平式壓縮機(jī)一般采用改變轉(zhuǎn)速居多，并輔以旁路調(diào)節(jié)，一般用作防喘振控制。若是輔以旁路調(diào)節(jié)，一般用作防喘振控制。若是輸送空氣的，可采用出口放空簡(jiǎn)單的控制方輸送空氣的，可采用出

38、口放空簡(jiǎn)單的控制方式。式。3.3.2.6 3.3.2.6 容器（儲(chǔ)罐）容器（儲(chǔ)罐） 儲(chǔ)罐按用途大致可分兩大類，一類是用于儲(chǔ)罐按用途大致可分兩大類，一類是用于儲(chǔ)存，一般指原料儲(chǔ)存、中間產(chǎn)品或成品儲(chǔ)儲(chǔ)存，一般指原料儲(chǔ)存、中間產(chǎn)品或成品儲(chǔ)存，原料及成品儲(chǔ)存一般與工廠對(duì)外運(yùn)輸有存，原料及成品儲(chǔ)存一般與工廠對(duì)外運(yùn)輸有很大關(guān)系，中間產(chǎn)品儲(chǔ)存與該中間產(chǎn)品的前很大關(guān)系，中間產(chǎn)品儲(chǔ)存與該中間產(chǎn)品的前后裝置生產(chǎn)情況有很大關(guān)系，例如要考慮前后裝置生產(chǎn)情況有很大關(guān)系，例如要考慮前后裝置生產(chǎn)周期、正常開(kāi)停車及事故停車情后裝置生產(chǎn)周期、正常開(kāi)停車及事故停車情況決定儲(chǔ)存量的多少。這一類一般單獨(dú)設(shè)置況決定儲(chǔ)存量的多少。這一類

39、一般單獨(dú)設(shè)置罐區(qū)。另一類是用于裝置內(nèi)工藝流程中需要罐區(qū)。另一類是用于裝置內(nèi)工藝流程中需要的儲(chǔ)罐，通常有回流罐（停留時(shí)間取的儲(chǔ)罐，通常有回流罐（停留時(shí)間取5 51010分分鐘），受槽和緩沖罐（通常取鐘），受槽和緩沖罐（通常取2020分鐘），氣分鐘），氣液分離罐（通常取液分離罐（通常取2 23 3分鐘），液液分離罐分鐘），液液分離罐等，一般儲(chǔ)罐的容積用下列方式計(jì)算：等，一般儲(chǔ)罐的容積用下列方式計(jì)算：容積容積= =物料流量物料流量* *停留時(shí)間（儲(chǔ)存周期）停留時(shí)間（儲(chǔ)存周期）/ /裝裝料系數(shù)料系數(shù)裝料系數(shù)的取值：易揮發(fā)液體物料為裝料系數(shù)的取值：易揮發(fā)液體物料為0.70.7 0.750.75；不易揮發(fā)

40、液體物料為；不易揮發(fā)液體物料為0.750.750.850.85。計(jì)算出容積后，根據(jù)需要選用不同型式的計(jì)算出容積后，根據(jù)需要選用不同型式的儲(chǔ)罐。從外形來(lái)分有球罐、立式儲(chǔ)罐和臥式儲(chǔ)罐。從外形來(lái)分有球罐、立式儲(chǔ)罐和臥式儲(chǔ)罐等，一般儲(chǔ)存量大的可采用球罐，但受儲(chǔ)罐等，一般儲(chǔ)存量大的可采用球罐，但受壓力的制約。壓力的制約。目前國(guó)內(nèi)已有立式、臥式儲(chǔ)罐和球罐的系目前國(guó)內(nèi)已有立式、臥式儲(chǔ)罐和球罐的系列標(biāo)準(zhǔn)，可供我們選擇。列標(biāo)準(zhǔn)，可供我們選擇。 3.3.3 3.3.3 設(shè)備材質(zhì)的選擇設(shè)備材質(zhì)的選擇由于化工生產(chǎn)的原料、產(chǎn)品及其工藝路線由于化工生產(chǎn)的原料、產(chǎn)品及其工藝路線的多樣化，而使化工設(shè)備所需的材質(zhì)也多的多樣化，

41、而使化工設(shè)備所需的材質(zhì)也多樣化，為滿足工藝生產(chǎn)的需要。工藝專業(yè)樣化，為滿足工藝生產(chǎn)的需要。工藝專業(yè)應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性質(zhì)、材質(zhì)機(jī)械性能及應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性質(zhì)、材質(zhì)機(jī)械性能及使用要求、設(shè)備的工作溫度、工作壓力并使用要求、設(shè)備的工作溫度、工作壓力并結(jié)合已有工廠實(shí)際生產(chǎn)使用的情況加以選結(jié)合已有工廠實(shí)際生產(chǎn)使用的情況加以選擇，提出我們的要求。擇，提出我們的要求。3.3.4 3.3.4 壓力容器的設(shè)計(jì)分類及工藝設(shè)備壓力容器的設(shè)計(jì)分類及工藝設(shè)備的特殊制造要求的特殊制造要求3.3.4.1 3.3.4.1 壓力容器的設(shè)計(jì)分類壓力容器的設(shè)計(jì)分類 見(jiàn)表見(jiàn)表7.4.57.4.5（P557)P557)3.3.4.2 3

42、.3.4.2 工藝設(shè)備的特殊制造要求工藝設(shè)備的特殊制造要求 工藝應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)中對(duì)某些設(shè)備有工藝應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)中對(duì)某些設(shè)備有特殊制造要求的提出我們的要求。特殊制造要求的提出我們的要求。 PFD PFD是工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一個(gè)指導(dǎo)性文件，是是工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一個(gè)指導(dǎo)性文件，是化工工藝設(shè)計(jì)的一個(gè)主要設(shè)計(jì)文件，它是各化工工藝設(shè)計(jì)的一個(gè)主要設(shè)計(jì)文件，它是各有關(guān)專業(yè)開(kāi)展工作的依據(jù)之一。有關(guān)專業(yè)開(kāi)展工作的依據(jù)之一。 PFDPFD是從工藝方案（即經(jīng)過(guò)工藝流程優(yōu)化和是從工藝方案（即經(jīng)過(guò)工藝流程優(yōu)化和工藝設(shè)備選擇）過(guò)渡到化工工藝流程設(shè)計(jì)的工藝設(shè)備選擇）過(guò)渡到化工工藝流程設(shè)計(jì)的重要工序之一。在重要工序之一。在PFDPF

43、D的設(shè)計(jì)過(guò)程中要完成的的設(shè)計(jì)過(guò)程中要完成的主要工作：主要工作： （1 1）工藝流程設(shè)計(jì)）工藝流程設(shè)計(jì) （2 2）操作參數(shù)的確定）操作參數(shù)的確定 （3 3）全系統(tǒng)的物料、熱量衡算）全系統(tǒng)的物料、熱量衡算 一般進(jìn)行全系統(tǒng)不同方案的流程模擬計(jì)算，一般進(jìn)行全系統(tǒng)不同方案的流程模擬計(jì)算，找到更合理的優(yōu)化的工藝操作條件，從而可找到更合理的優(yōu)化的工藝操作條件，從而可以修改某些不合理的操作條件，提供全流程以修改某些不合理的操作條件，提供全流程的物料熱量平衡數(shù)據(jù)。的物料熱量平衡數(shù)據(jù)。 （4 4）主要控制方案）主要控制方案 （5 5）設(shè)備工藝尺寸的計(jì)算）設(shè)備工藝尺寸的計(jì)算 PFDPFD中體現(xiàn)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：中體現(xiàn)

44、的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容： （1 1）反映出工藝物料所經(jīng)過(guò)的全部設(shè)備）反映出工藝物料所經(jīng)過(guò)的全部設(shè)備 （2 2）主要物料的管道及相關(guān)的閥門）主要物料的管道及相關(guān)的閥門 （3 3）物料的走向及相關(guān)的參數(shù)）物料的走向及相關(guān)的參數(shù) （4 4）反映出主要控制點(diǎn)）反映出主要控制點(diǎn) （5 5）公用系統(tǒng)物料用戶的進(jìn)出位置）公用系統(tǒng)物料用戶的進(jìn)出位置 （6 6）圖例及圖面上必要的說(shuō)明和注解）圖例及圖面上必要的說(shuō)明和注解 設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力是設(shè)備強(qiáng)度設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，因此，設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力是設(shè)備強(qiáng)度設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，因此，在確定設(shè)備設(shè)計(jì)壓力時(shí)，應(yīng)在滿足設(shè)備長(zhǎng)周期安全生在確定設(shè)備設(shè)計(jì)壓力時(shí)，應(yīng)在滿足設(shè)備長(zhǎng)周期安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，做到既

45、經(jīng)濟(jì)又合理。產(chǎn)的基礎(chǔ)上，做到既經(jīng)濟(jì)又合理。 設(shè)備設(shè)計(jì)壓力確定的原則是不僅要考慮該設(shè)備的工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力確定的原則是不僅要考慮該設(shè)備的工作壓力，還要考慮系統(tǒng)的工作壓力，以此確定其最高作壓力，還要考慮系統(tǒng)的工作壓力，以此確定其最高工作壓力。工作壓力。 最高工作壓力對(duì)于承受內(nèi)壓的容器是指正常使用過(guò)最高工作壓力對(duì)于承受內(nèi)壓的容器是指正常使用過(guò)程中其頂部可能出現(xiàn)的最高壓，對(duì)于承受外壓的容器程中其頂部可能出現(xiàn)的最高壓，對(duì)于承受外壓的容器是指在正常使用過(guò)程中其頂部可能出現(xiàn)的最高壓力差是指在正常使用過(guò)程中其頂部可能出現(xiàn)的最高壓力差值；對(duì)于夾套容器是指夾套頂部可能出現(xiàn)的最高壓力值；對(duì)于夾套容器是指夾套頂部可能出現(xiàn)

46、的最高壓力差值。差值。 5.1 5.1 設(shè)備設(shè)計(jì)壓力的確定設(shè)備設(shè)計(jì)壓力的確定 設(shè)備設(shè)計(jì)壓力確定的原則可見(jiàn)表設(shè)備設(shè)計(jì)壓力確定的原則可見(jiàn)表7.6.1“7.6.1“設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)備設(shè)計(jì)壓力一覽表壓力一覽表”（P561)P561)。 5.2 5.2 設(shè)備設(shè)計(jì)溫度的確定：設(shè)備設(shè)計(jì)溫度的確定：工藝專業(yè)經(jīng)傳熱計(jì)算或參考同類裝置相同設(shè)備的操工藝專業(yè)經(jīng)傳熱計(jì)算或參考同類裝置相同設(shè)備的操作條件，確定該設(shè)備的工作溫度，同時(shí)還要考慮容作條件，確定該設(shè)備的工作溫度，同時(shí)還要考慮容器內(nèi)部介質(zhì)在工作過(guò)程中可能出現(xiàn)的最高溫度。器內(nèi)部介質(zhì)在工作過(guò)程中可能出現(xiàn)的最高溫度。 （1 1）容器內(nèi)介質(zhì)用蒸汽直接加熱（如加熱盤管）容器內(nèi)介質(zhì)用

47、蒸汽直接加熱（如加熱盤管）或被內(nèi)置加熱元件（如電熱元件）間接加熱時(shí)，設(shè)或被內(nèi)置加熱元件（如電熱元件）間接加熱時(shí)，設(shè)計(jì)溫度取受熱介質(zhì)的最高工作溫度。計(jì)溫度取受熱介質(zhì)的最高工作溫度。 （2 2）容器內(nèi)介質(zhì)間接加熱或冷卻時(shí)，設(shè)計(jì)溫度根）容器內(nèi)介質(zhì)間接加熱或冷卻時(shí)，設(shè)計(jì)溫度根據(jù)表?yè)?jù)表7.6.2-17.6.2-1選取。（選取。（P562P562）。）。 (3)(3)容器壁與介質(zhì)直接接觸且有外保溫時(shí)，設(shè)計(jì)溫容器壁與介質(zhì)直接接觸且有外保溫時(shí)，設(shè)計(jì)溫度根據(jù)表度根據(jù)表7.6.2-27.6.2-2選取。（選取。（P562)P562) （4 4）安裝在室外且為液體介質(zhì)，器壁不保溫，壁）安裝在室外且為液體介質(zhì)，器壁不

48、保溫，壁溫受環(huán)境溫度影響可能小于等于溫受環(huán)境溫度影響可能小于等于-20-20C C時(shí)，其最低時(shí)，其最低工作溫度應(yīng)考慮建廠地區(qū)環(huán)境溫度的影響。工作溫度應(yīng)考慮建廠地區(qū)環(huán)境溫度的影響。6.1 6.1 過(guò)程控制方案確定的原則過(guò)程控制方案確定的原則 保證裝置運(yùn)行的平穩(wěn)、生產(chǎn)安全、控制簡(jiǎn)保證裝置運(yùn)行的平穩(wěn)、生產(chǎn)安全、控制簡(jiǎn) 單適用。單適用。 用單回路簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)可以解決的，決不用單回路簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)可以解決的，決不 要用復(fù)雜的控制系統(tǒng)。要用復(fù)雜的控制系統(tǒng)。6.2 6.2 過(guò)程控制的分類過(guò)程控制的分類 壓力壓力 溫度溫度 流量流量 物位物位 化學(xué)成分和物性數(shù)據(jù)化學(xué)成分和物性數(shù)據(jù)6.3 6.3 選用控制儀表的要

49、求選用控制儀表的要求 準(zhǔn)確可靠準(zhǔn)確可靠 靈敏度高靈敏度高 反應(yīng)迅速反應(yīng)迅速 滯后小滯后小 使用維護(hù)方便使用維護(hù)方便 價(jià)格便宜價(jià)格便宜6.4 6.4 典型化工單元的控制方案典型化工單元的控制方案6.4.1 6.4.1 反應(yīng)反應(yīng) 反應(yīng)控制的要求反應(yīng)控制的要求 達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品濃度。達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品濃度。 處理量平穩(wěn)。處理量平穩(wěn)。 當(dāng)出現(xiàn)不正常工況時(shí)，能報(bào)警、聯(lián)當(dāng)出現(xiàn)不正常工況時(shí)，能報(bào)警、聯(lián)鎖或自動(dòng)鎖或自動(dòng) 選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 反應(yīng)控制方案反應(yīng)控制方案 以反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為控制變量以反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為控制變量 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-17.7.3-1（P-564P-564）。）。 以反應(yīng)工

50、藝狀態(tài)變量為控制對(duì)象以反應(yīng)工藝狀態(tài)變量為控制對(duì)象 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-27.7.3-2（P-565P-565）。）。6.4.2 6.4.2 精餾精餾 精餾是常見(jiàn)的液液分離方法，精餾控制主精餾是常見(jiàn)的液液分離方法，精餾控制主要目的是達(dá)到規(guī)定的分離要求。主要變量有進(jìn)要目的是達(dá)到規(guī)定的分離要求。主要變量有進(jìn)料量、組成、溫度、操作壓力、冷卻和加熱介料量、組成、溫度、操作壓力、冷卻和加熱介質(zhì)的壓力及溫度的變化。質(zhì)的壓力及溫度的變化。 精餾控制可分為：精餾控制可分為： 按精餾段指標(biāo)的控制方案按精餾段指標(biāo)的控制方案 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-37.7.3-3（P-566P-566） 按提餾段指標(biāo)的控制方案按提餾段

51、指標(biāo)的控制方案 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-47.7.3-4（P-567P-567） 塔頂壓力控制方案塔頂壓力控制方案 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-57.7.3-5（P-568P-568） 真空度控制方案真空度控制方案 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-67.7.3-6（P-569P-569） 其它控制方案其它控制方案 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-77.7.3-7（P-569P-569）6.4.3 6.4.3 傳熱設(shè)備傳熱設(shè)備控制載體的流量控制載體的流量 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-87.7.3-8（P-570P-570） 控制傳熱面積控制傳熱面積 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-97.7.3-9（P-570P-570） 控制載體的氣化溫度控制載體的

52、氣化溫度 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-107.7.3-10（P-571P-571）工藝介質(zhì)旁路控制工藝介質(zhì)旁路控制 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-117.7.3-11（P-571P-571）6.4.4 6.4.4 流體輸送設(shè)備流體輸送設(shè)備離心泵控制方案離心泵控制方案 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-127.7.3-12（P-572P-572）改變轉(zhuǎn)速的控制方案改變轉(zhuǎn)速的控制方案 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-137.7.3-13（P-572P-572）往復(fù)泵往復(fù)泵( (位移式旋轉(zhuǎn)泵位移式旋轉(zhuǎn)泵) )的控制方案的控制方案 見(jiàn)圖見(jiàn)圖7.7.3-147.7.3-14（P-572P-572） 目前人類面臨的共同任務(wù)是保護(hù)資源、目前人類面臨的

53、共同任務(wù)是保護(hù)資源、減少環(huán)境污染、維護(hù)生態(tài)平衡、實(shí)現(xiàn)可持減少環(huán)境污染、維護(hù)生態(tài)平衡、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?；どa(chǎn)中傳熱過(guò)程是經(jīng)常的發(fā)續(xù)發(fā)展?；どa(chǎn)中傳熱過(guò)程是經(jīng)常的發(fā)生的事，因此合理使用能源，節(jié)約能源是生的事，因此合理使用能源，節(jié)約能源是每個(gè)化工工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡的職責(zé)。每個(gè)化工工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡的職責(zé)。 過(guò)程能量分析的常用方法有：夾點(diǎn)分析法過(guò)程能量分析的常用方法有：夾點(diǎn)分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法 7.1 7.1 夾點(diǎn)分析法夾點(diǎn)分析法 將需要優(yōu)化的換熱網(wǎng)絡(luò)用冷、熱流復(fù)將需要優(yōu)化的換熱網(wǎng)絡(luò)用冷、熱流復(fù)合線表示在溫焓圖（合線表示在溫焓圖（T-HT-H圖）上，熱流復(fù)圖）上，熱流復(fù)合線位于冷

54、流上方，冷、熱流體的復(fù)合合線位于冷流上方，冷、熱流體的復(fù)合線中間垂直距離最短處稱為夾點(diǎn)，其溫線中間垂直距離最短處稱為夾點(diǎn)，其溫差差TminTmin稱為夾點(diǎn)溫差。稱為夾點(diǎn)溫差。 夾點(diǎn)分析法應(yīng)遵循三個(gè)原則：夾點(diǎn)分析法應(yīng)遵循三個(gè)原則： 盡量避免有熱流體通過(guò)夾點(diǎn)盡量避免有熱流體通過(guò)夾點(diǎn) 夾點(diǎn)上方避免引入公用設(shè)施冷卻物流夾點(diǎn)上方避免引入公用設(shè)施冷卻物流 夾點(diǎn)下方避免引入公用設(shè)施加熱物流夾點(diǎn)下方避免引入公用設(shè)施加熱物流7.2 7.2 三環(huán)節(jié)能量分析法三環(huán)節(jié)能量分析法 重點(diǎn)研究熱能在化工裝置的利用，從重點(diǎn)研究熱能在化工裝置的利用，從下述三個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)：下述三個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)： 能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換 能量利用能量利用 能

55、量回收能量回收 夾點(diǎn)分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法實(shí)夾點(diǎn)分析法和三環(huán)節(jié)能量分析法實(shí)際應(yīng)用可參考有關(guān)文獻(xiàn)資料。際應(yīng)用可參考有關(guān)文獻(xiàn)資料。 7.3 7.3 節(jié)能措施：節(jié)能措施： 7.3.1 7.3.1 改變反應(yīng)工藝條件，降低工藝能耗改變反應(yīng)工藝條件，降低工藝能耗 （1 1）選擇合適的反應(yīng)壓力）選擇合適的反應(yīng)壓力 （2 2）選擇合適的反應(yīng)溫度）選擇合適的反應(yīng)溫度 （3 3）提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，減少副反應(yīng)的發(fā)生）提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，減少副反應(yīng)的發(fā)生 可以采用選擇合適的反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度，可以采用選擇合適的反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度，也可以選擇先進(jìn)的反應(yīng)器或反應(yīng)流程，也可也可以選擇先進(jìn)的反應(yīng)器或反應(yīng)流程，也可以采用選擇性強(qiáng)、

56、轉(zhuǎn)化率高的催化劑。以采用選擇性強(qiáng)、轉(zhuǎn)化率高的催化劑。 （4 4）選擇先進(jìn)的工藝路線和原料路線。）選擇先進(jìn)的工藝路線和原料路線。 7.3.2 7.3.2 選取適宜的設(shè)備，優(yōu)化操作條件，選取適宜的設(shè)備，優(yōu)化操作條件，降低分離過(guò)程的能耗。降低分離過(guò)程的能耗。 7.3.3 7.3.3 選用高效設(shè)備和新型絕熱材料。選用高效設(shè)備和新型絕熱材料。（包括選用效率高的機(jī)泵）。（包括選用效率高的機(jī)泵）。 7.3.4 7.3.4 廢熱回收廢熱回收 7.3.5 7.3.5 在工藝全流程上要考慮熱能的逐級(jí)在工藝全流程上要考慮熱能的逐級(jí)利用，并且要避免冷熱病。利用，并且要避免冷熱病。 8.1 8.1 消防消防 8.1.1

57、 8.1.1 火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)因素及預(yù)防措施火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)因素及預(yù)防措施 8.1.2 8.1.2 火災(zāi)危險(xiǎn)性分類火災(zāi)危險(xiǎn)性分類 見(jiàn)表見(jiàn)表7.9.1-17.9.1-1（P578P578579)579) 7.9.1-2(P579) 7.9.1-2(P579) 8.1.3 8.1.3 廠房的耐火等級(jí)、層數(shù)和占地面積廠房的耐火等級(jí)、層數(shù)和占地面積 見(jiàn)表見(jiàn)表7.9.1-37.9.1-3（P580)P580) 8.1.4 8.1.4 防火間距防火間距 廠房的防火間距不應(yīng)小于表廠房的防火間距不應(yīng)小于表7.9.1-47.9.1-4（P581)P581) 設(shè)備、建筑物平面布置的防火間距不應(yīng)小設(shè)備、建筑物平面布置的防火

58、間距不應(yīng)小于表于表7.9.1-57.9.1-5（P582)P582) 裝置儲(chǔ)罐與裝置的防火間距不應(yīng)小于表裝置儲(chǔ)罐與裝置的防火間距不應(yīng)小于表7.9.1-67.9.1-6（P583)P583) 罐區(qū)內(nèi)相鄰可燃液體地上儲(chǔ)罐的防火間距罐區(qū)內(nèi)相鄰可燃液體地上儲(chǔ)罐的防火間距不應(yīng)小于表不應(yīng)小于表7.9.1-77.9.1-7（P583)P583) 液化烴、可燃?xì)怏w、助燃?xì)怏w的罐區(qū)內(nèi)的液化烴、可燃?xì)怏w、助燃?xì)怏w的罐區(qū)內(nèi)的防火間距不應(yīng)小于表防火間距不應(yīng)小于表7.9.1-87.9.1-8（P584)P584) 8.1.5 8.1.5 危險(xiǎn)區(qū)域劃分危險(xiǎn)區(qū)域劃分 （1 1）按爆炸性氣體混合物出現(xiàn)或釋放源釋）按爆炸性氣體

59、混合物出現(xiàn)或釋放源釋放的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，可將爆炸放的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，可將爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分為危險(xiǎn)區(qū)域劃分為0 0區(qū)、區(qū)、1 1區(qū)、區(qū)、2 2區(qū)和非爆炸性危區(qū)和非爆炸性危險(xiǎn)區(qū)險(xiǎn)區(qū) （2 2）存在爆炸性粉塵的環(huán)境的根據(jù)其出現(xiàn)）存在爆炸性粉塵的環(huán)境的根據(jù)其出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間可劃分為的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間可劃分為1010區(qū)、區(qū)、1111區(qū)區(qū)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域和非爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域和非爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域。 8.1.6 8.1.6 其他防火設(shè)計(jì)規(guī)定其他防火設(shè)計(jì)規(guī)定 針對(duì)化工和石化行業(yè)分列了針對(duì)化工和石化行業(yè)分列了2525條規(guī)定，詳條規(guī)定，詳見(jiàn)見(jiàn)P588P588591591 8.2 8.2 勞動(dòng)安全衛(wèi)生勞動(dòng)安全衛(wèi)生 8.2.1 8.2.1 工藝生產(chǎn)過(guò)程的常見(jiàn)危險(xiǎn)因素及職業(yè)工藝生產(chǎn)過(guò)程的常見(jiàn)危險(xiǎn)因素及職業(yè)危害