化工設(shè)計課件

《化工設(shè)計》第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》化工設(shè)計《化工設(shè)計》化工設(shè)計課程的性質(zhì)、目標(biāo)與基本要求化工設(shè)計課程為化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)限選課，化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的專業(yè)選修課。課程的性質(zhì)：本課程以化工生產(chǎn)車間(裝置)的工藝設(shè)計為重點，講述與國際化工設(shè)計相接軌、目前國內(nèi)通用的化工設(shè)計的原則、方法、設(shè)計程序與技巧，和各種化工工藝圖與化工設(shè)備圖的繪制與閱讀方法，以及計算機在化工設(shè)計計算與繪圖中的應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對化工生產(chǎn)車間(裝置)設(shè)計的內(nèi)容和步驟有較全面的了解，并具有初步的化工裝置設(shè)計能力。課程的目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的實踐，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析和解訣實際工程問題的能力，增強學(xué)生的工程概念和技術(shù)經(jīng)濟(jì)意識，熟悉化工設(shè)計的常用規(guī)范，使學(xué)生具備化學(xué)工程師的基本素質(zhì)。

化工設(shè)計《化工設(shè)計》本課程的基本要求為：

1、掌握化工設(shè)計的基本程序、基本規(guī)律、基本方法、主要規(guī)范和基本思維方式；2、給學(xué)生以扎實的化工設(shè)計基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；3、掌握工藝方案選擇和工藝流程設(shè)計、以及車間設(shè)備布置和管道布置的原則、方法和步驟；4、掌握物料衡算、熱量衡算及設(shè)備的選型與工藝計算的原理和方法，并能運用計算機進(jìn)行工藝計算；5、掌握工藝流程圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖及化工設(shè)備圖的表達(dá)內(nèi)容、繪制方法和閱讀方法，并能運用計算機繪制工藝流程圖、設(shè)備布置圖和化工設(shè)備圖；6、了解非工藝專業(yè)的設(shè)計及概算的內(nèi)容，設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價方法，為非工藝專業(yè)提供設(shè)計條件。第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》本章主要內(nèi)容1.1化工設(shè)計的種類1.2化工廠設(shè)計的工作程序1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容1.4設(shè)計文件本章重點難點：化工設(shè)計的種類化工廠設(shè)計的工作程序

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序第一節(jié)化工設(shè)計的種類《化工設(shè)計》教學(xué)內(nèi)容： 理解概念設(shè)計、中試設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計與工程設(shè)計的概念與內(nèi)容。重點和難點：

重點是理解概念設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計與工程設(shè)計的區(qū)別與聯(lián)系，特別要掌握國內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計與國外的工藝設(shè)計、基礎(chǔ)工程設(shè)計及詳細(xì)工程設(shè)計的內(nèi)容與區(qū)別。1.1化工設(shè)計的種類《化工設(shè)計》1.1化工設(shè)計的種類一、根據(jù)項目性質(zhì)分類

1、新建項目設(shè)計 包括新產(chǎn)品設(shè)計和采用新工藝或新技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計 2、重復(fù)建設(shè)項目設(shè)計 市場需要，設(shè)備老化，需要再建生產(chǎn)裝置 3、已有裝置的改造設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量或產(chǎn)量不能滿足客戶要求原材料和能量消耗過高而缺乏市場競爭能力環(huán)保要求的提高、為了實現(xiàn)清潔生產(chǎn)1.1化工設(shè)計的種類第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.1化工設(shè)計的種類二、根據(jù)化工過程開發(fā)程序分類

化工新技術(shù)開發(fā)過程是在基礎(chǔ)研究（即實驗室研究）的基礎(chǔ)上，通過過程研究、工程研究和工程設(shè)計，最終完成化工新技術(shù)的開發(fā)。

1.1化工設(shè)計的種類第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.1化工設(shè)計的種類二、根據(jù)化工過程開發(fā)程序分類

1、概念設(shè)計概念設(shè)計是以過程研究中間結(jié)果（或最終結(jié)果）為基礎(chǔ)，從工程角度出發(fā)按照未來生產(chǎn)規(guī)模所進(jìn)行的一種假想設(shè)計。概念設(shè)計的作用是暴露和提出過程研究中存在的問題，并為解決這些問題提供途徑或方案；評價開發(fā)的新產(chǎn)品或新技術(shù)是否有工業(yè)化價值。 2、中試設(shè)計

中試的主要目的是檢驗和修改小試驗與大型冷模試驗結(jié)果所形成的綜合模型，考察基礎(chǔ)研究結(jié)果在工業(yè)規(guī)模下實現(xiàn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的可行性。1.1化工設(shè)計的種類第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.1化工設(shè)計的種類二、根據(jù)化工過程開發(fā)程序分類

3、基礎(chǔ)設(shè)計 基礎(chǔ)設(shè)計是過程開發(fā)的成果形式，它是工程設(shè)計的依據(jù)。 4、工程設(shè)計

工程設(shè)計可以根據(jù)工程的重要性、技術(shù)的復(fù)雜性和技術(shù)的成熟程度以及計劃任務(wù)書的規(guī)定，分為三段設(shè)計、兩段設(shè)計和一段設(shè)計。

對于重大項目和使用比較復(fù)雜技術(shù)的項目，為了保證設(shè)計質(zhì)量，可以按初步設(shè)計、擴大初步設(shè)計及施工圖設(shè)計三個階段進(jìn)行設(shè)計。1.1化工設(shè)計的種類第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》一般技術(shù)比較成熟的大中型工廠或車間的設(shè)計，可按擴大初步設(shè)計和施工圖設(shè)計兩個階段的設(shè)計。技術(shù)上比較簡單、規(guī)模較小的工廠或車間的設(shè)計，可直接進(jìn)行施工圖設(shè)計，即一個階段的設(shè)計。初步設(shè)計

其主要任務(wù)根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書（或可行性研究報告），確定全廠性設(shè)計原則、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計方案和重大技術(shù)問題，最終編制初步設(shè)計說明書，其內(nèi)容和深度能使對方了解設(shè)計方案、投資和基本出處為準(zhǔn)。擴大初步設(shè)計

根據(jù)行業(yè)規(guī)范，解決初步設(shè)計中的主要技術(shù)問題，使之明確、細(xì)化。編制準(zhǔn)確度能滿足控制投資或報價使用的工程概算。施工圖設(shè)計根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合建廠地區(qū)條件，在滿足安全、進(jìn)度及控制投資等前提下開展施工圖設(shè)計。1.1化工設(shè)計的種類第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.1化工設(shè)計的種類三、國際通用的設(shè)計階段劃分 國外各設(shè)計階段的主要設(shè)計內(nèi)容及成品，見表1-1。1.1化工設(shè)計的種類工藝設(shè)計基礎(chǔ)工程設(shè)計詳細(xì)工程設(shè)計1、工藝流程圖(PFD)2、工藝控制圖(PCD)3、工藝說明書4、物料平衡表5、工藝設(shè)備表6、工藝數(shù)據(jù)表7、安全備忘錄8、慨略布置圖9、主要專業(yè)設(shè)計條件1、管道儀表流程圖(PID)2、設(shè)備計算及分析草圖3、設(shè)計規(guī)格說明書4、材料選擇5、請購文件6、設(shè)備布置圖(分區(qū))7、管道平面圖(分區(qū))8、地下管網(wǎng)圖9、電氣單線圖10、各專業(yè)設(shè)計條件1、詳細(xì)配管圖2、管段圖(空視圖)3、基礎(chǔ)圖4、結(jié)構(gòu)圖、建筑圖5、儀表設(shè)計圖6、電氣設(shè)計圖7、設(shè)備制造圖8、其他為施工所需的各專業(yè)全部設(shè)計圖紙、文件9、各專業(yè)施工安裝說明表1-1國外各設(shè)計階段的主要設(shè)計內(nèi)容及成品第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序第二節(jié)化工廠設(shè)計的工作程序《化工設(shè)計》教學(xué)內(nèi)容： 了解從項目建議書到投料試車的化工廠設(shè)計工作的內(nèi)容和程序。理解項目建議書、可行性研究、設(shè)什任務(wù)書、擴大初步設(shè)計和施工圖設(shè)計的主要內(nèi)容。了解國外通用設(shè)計程序內(nèi)容。重點和難點：

重點掌握擴大初步設(shè)計的內(nèi)容和工作程序。1.2化工廠設(shè)計的工作程序《化工設(shè)計》1.2化工廠設(shè)計的工作程序

一、國內(nèi)化工廠設(shè)計程序 化工廠設(shè)計的工作程序，見圖1-2。

1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.2化工廠設(shè)計的工作程序

(一)項目建議書項目建議書是進(jìn)行可行性研究和編制設(shè)計任務(wù)書的依據(jù)，根據(jù)原化工部化計發(fā)(1992)995號《化工建設(shè)項目建議書內(nèi)容和深度的規(guī)定》(修訂本)中的有關(guān)規(guī)定制訂。項目建議書應(yīng)包括下列內(nèi)容： 1．項目建設(shè)目的和意義，包括項目提出的背景和依據(jù)，投資的必要性及經(jīng)濟(jì)意義。 2．市場初步預(yù)測分析。 3．產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模。1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》 4．工藝技術(shù)初步方案，包括原料路線、生產(chǎn)方法和技術(shù)來源。 5．原材料、燃料和動力的供應(yīng)。 6．建廠條件和廠址初步方案。 7．公用工程和輔助設(shè)施初步方案。 8．環(huán)境保護(hù)。 9．工廠組織和勞動定員估算。 10．項目實施初步計劃。 11．投資估算和資金籌措方案。 12．經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的初步評價。 13．結(jié)論與建議。1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.2化工廠設(shè)計的工作程序

(二)可行性研究可行性研究是以擬建項目進(jìn)行全面分析及多方面比較，對其是否應(yīng)該建設(shè)及如何建設(shè)作出論證和評價，為上級機關(guān)投資決策和編制、審批設(shè)計任務(wù)書提供可靠的依據(jù)。根據(jù)中石化協(xié)產(chǎn)發(fā)[2006]76號《化工投資項目可行性研究報告編制辦法》和中國石化咨[2005]154號《石油化工項目可行性研究報告編制規(guī)定》中的有關(guān)規(guī)定制訂。1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.2化工廠設(shè)計的工作程序

(三)編制設(shè)計任務(wù)書可行性研究呈報給上級主管部門，當(dāng)被上級主管部門認(rèn)可后，便可根據(jù)《化工廠初步設(shè)計文件內(nèi)容深度規(guī)定》編寫設(shè)計任務(wù)書，以作為設(shè)計項目的依據(jù)。

1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》設(shè)計任務(wù)書的內(nèi)容主要包括以下幾點:

1．項目設(shè)計的目的和依據(jù)。 2．生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)方法或工藝原則。 3．礦產(chǎn)資源、水文地質(zhì)、原材料、燃料、動力、供水、運輸?shù)葏f(xié)作條件。 4．資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)、“三廢”治理的要求。 5．建設(shè)地區(qū)或地點，占地面積的估算。 6．防空、防震等的要求。 7．建設(shè)工期與進(jìn)度計劃。 8．投資控制數(shù)。 9．勞動定員控制數(shù)。 10．經(jīng)濟(jì)效益、資金來源、投資回收年限。1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.2化工廠設(shè)計的工作程序

(四)擴大初步設(shè)計

1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.2化工廠設(shè)計的工作程序

(五)施工圖設(shè)計施工圖設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)擴大初步設(shè)計審批意見，解決擴大初步設(shè)計階段待定的各項問題，并以它作為施工單位編制施工組織設(shè)計、編制施工預(yù)算和進(jìn)行施工的依據(jù)。施工圖設(shè)計的主要工作內(nèi)容是在擴大初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定》HG/T20519-2009，完善流程圖設(shè)計和車間布置設(shè)計，進(jìn)而完成管道配置設(shè)計和設(shè)備、管路的保溫及防腐設(shè)計。工藝專業(yè)施工圖設(shè)計的主要內(nèi)容：設(shè)計說明書、附圖、附表。1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.2化工廠設(shè)計的工作程序

(六)設(shè)計代表工作各專業(yè)設(shè)計代表的任務(wù)就是參加基本建設(shè)的現(xiàn)場施工和安裝（必要時修正設(shè)計），建成化工裝置后要參加試車運轉(zhuǎn)工作，使裝置達(dá)到設(shè)計所規(guī)定的各項指標(biāo)要求。

1．設(shè)計交底 2．參與現(xiàn)場建設(shè)指揮和及時修正設(shè)計 3．參加裝置的試運轉(zhuǎn) 4．竣工、驗收和總結(jié)1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.2化工廠設(shè)計的工作程序

二、國外通用設(shè)計程序

1、工藝設(shè)計工藝設(shè)計的主要內(nèi)容是把專利商提供的工藝包或把本公司開發(fā)的專利技術(shù)進(jìn)行工程化，并轉(zhuǎn)化為設(shè)計文件，提交用戶審查，發(fā)表給有關(guān)各設(shè)計專業(yè)作為開展工程設(shè)計的依據(jù)。

2、基礎(chǔ)工程設(shè)計 基礎(chǔ)工程設(shè)計是與工藝設(shè)計銜接最為緊密的，也是工程設(shè)計中最為關(guān)鍵的設(shè)計階段。

3、詳細(xì)工程設(shè)計 詳細(xì)工程設(shè)計是在基礎(chǔ)工程設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其內(nèi)容和深度應(yīng)達(dá)到滿足通用材料采購、設(shè)備制造、工程施工及裝置投產(chǎn)運行的要求。1.2化工廠設(shè)計的工作程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序第三節(jié)化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容《化工設(shè)計》教學(xué)內(nèi)容： 了解車間(裝置)工藝設(shè)計的內(nèi)容和工作程序。重點和難點：

重點掌握車間(裝置)工藝設(shè)計的工作程序和設(shè)計準(zhǔn)備工作及方案設(shè)計的內(nèi)容。1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

《化工設(shè)計》1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

化工廠通常由化工生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)裝置、公用工程及罐區(qū)、服務(wù)性工程、生活福利設(shè)施、三廢處理設(shè)施和廠外工程等構(gòu)成。一、設(shè)計準(zhǔn)備工作 （1）熟悉設(shè)計任務(wù)書 （2）了解化工設(shè)計以及工藝設(shè)計包括哪些內(nèi)容，其方法步驟如何。 （3）查閱文獻(xiàn)資料 （4）收集第一手資料。1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

二、方案設(shè)計方案設(shè)計的任務(wù)是確定生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程，是整個工藝設(shè)計的基礎(chǔ)。要求運用所掌握的各種信息，根據(jù)有關(guān)的基本理論進(jìn)行不同生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程的對比分析。方案設(shè)計階段的工作可以培養(yǎng)設(shè)計人員分析、歸納總結(jié)和理論聯(lián)系實際的能力。

1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

三、化工計算

化工計算包括工藝設(shè)計中的物料衡算、能量衡算、設(shè)備選型與計算三個內(nèi)容，其任務(wù)是在這三項計算的基礎(chǔ)上繪制物料流程圖、主要設(shè)備圖和帶控制點工藝流程圖。因此，化工計算的結(jié)果關(guān)系到整體設(shè)計的成敗。1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

四、車間布置設(shè)計車間布置設(shè)計應(yīng)根據(jù)HG/T20546-2009《化工裝置設(shè)備布置設(shè)計規(guī)定》和SH/T3032-2002《石油化工企業(yè)總體布置設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，滿足施工、操作和檢修的要求，其主要任務(wù)是確定整個工藝流程中的全部設(shè)備在平面上和空間中的正確的具體位置，相應(yīng)地確定廠房或框架的結(jié)構(gòu)型式。車間布置對生產(chǎn)的正常進(jìn)行和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有重要影響，同時為土建、電氣、自控、給排水、外管等專業(yè)開展設(shè)計提供重要依據(jù)。

1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

五、配管工程設(shè)計 配管工程設(shè)計是化工設(shè)計最重要的內(nèi)容之一，其任務(wù)是確定生產(chǎn)流程中全部管線、閥門及各種管架的位置、規(guī)格尺寸和材料，綜合權(quán)衡建設(shè)投資和操作費用。配管工程設(shè)計，應(yīng)根據(jù)HG/T20549-1998《化工裝置管道布置設(shè)計規(guī)定》和SH3012-2000《石油化工管道布置設(shè)計通則》，注意節(jié)約管材，便于操作、檢查和安裝檢修，而且做到整齊美觀。1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

六、提供設(shè)計條件工藝專業(yè)設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)該項目設(shè)計全局性的總體要求，向非工藝專業(yè)設(shè)計人員提供設(shè)計條件。設(shè)計條件的內(nèi)容包括：總圖、土建、外管、非定型設(shè)備、自控、電氣、電訊、電加熱、采暖通風(fēng)、空調(diào)、給排水、工業(yè)爐等。1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

七、編制概算書及編制設(shè)計文件工程概算書應(yīng)根據(jù)中國石化總公司2008年以文件中國石化建（2008）82號發(fā)布的《石油化工工程建設(shè)設(shè)計概算編制辦法》（2007版）進(jìn)行編制，它是在初步設(shè)計階段編制的車間投資的初步估算結(jié)果，可以作為上級主管部門決策和銀行對基本建設(shè)單位貸款的依據(jù)。概算主要提供了車間建筑、設(shè)備及安裝工程費用。經(jīng)濟(jì)是否合理是衡量一項工程設(shè)計質(zhì)量的重要標(biāo)志。

編制設(shè)計文件，是分別在初步設(shè)計階段與施工圖設(shè)計階段的設(shè)計工作完成后進(jìn)行的，它是設(shè)計成果的匯總，是進(jìn)行下一步工作的依據(jù)。1.3化工車間工藝設(shè)計的程序及內(nèi)容

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序第四節(jié)設(shè)計文件《化工設(shè)計》教學(xué)內(nèi)容： 了解初步設(shè)計文件和施工圖設(shè)計文件的主要內(nèi)容和要求。重點和難點：

重點掌握初步設(shè)計文件中工藝設(shè)計部分的內(nèi)容。1.4設(shè)計文件

《化工設(shè)計》1.4設(shè)計文件

一、初步設(shè)計文件初步設(shè)計的設(shè)計文件應(yīng)包括以下兩部分內(nèi)容：設(shè)計說明書和說明書的附圖、附表?；S初步設(shè)計說明書內(nèi)容和編寫要求，依據(jù)《化工廠初步設(shè)計文件內(nèi)容深度規(guī)定》和設(shè)計的范圍（整個工廠，一個車間，或一套裝置）、規(guī)模的大小和主管部門的要求而不同。初步設(shè)計說明書的內(nèi)容詳見教材。1.4設(shè)計文件

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序《化工設(shè)計》1.4設(shè)計文件

二、施工圖設(shè)計文件設(shè)計施工圖是工藝設(shè)計的最終成品，應(yīng)依據(jù)HG/T20519-2009《化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定》，在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制。它由文字說明、表格和圖紙三部分組成，編制每個獨立的裝置或主項施工圖應(yīng)參考該內(nèi)容深度及設(shè)計規(guī)定（教材表1-19、表1-20）。設(shè)計施工圖設(shè)計說明由工藝設(shè)計、設(shè)備布置、管道布置、絕熱、隔聲及防腐設(shè)計說明構(gòu)成。1.4設(shè)計文件

第一章化工廠設(shè)計的內(nèi)容與程序第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》第二章工藝流程設(shè)計《化工設(shè)計》《化工設(shè)計》本章主要內(nèi)容：2.1生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇2.2工藝流程設(shè)計2.3工藝流程圖2.4典型設(shè)備的自控方案2.5工藝流程圖計算機繪制軟件簡介本章重點難點：工藝流程的選擇原則和設(shè)計方法；工藝流程圖的類型及其繪制方法；設(shè)備、管道、閥門與管件、自控方案的表示方法。

第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.1

生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇第二章工藝流程設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容： 理解生產(chǎn)方法和工藝流程選擇的原則和生產(chǎn)方法和工藝流程確定的步驟和內(nèi)容。重點和難點： 重點掌握生產(chǎn)方法和工藝流程確定的步驟。第一節(jié)生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇《化工設(shè)計》2.1

生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇一、生產(chǎn)方法和工藝流程選擇的原則 在選擇生產(chǎn)方法和工藝流程時，應(yīng)該著重考慮以下三項原則：1.先進(jìn)性2.可靠性3.合理性

2.1

生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.1

生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇二、生產(chǎn)方法和工藝流程確定的步驟 確定生產(chǎn)方法和工藝流程時，通常要經(jīng)過下列幾個階段： 1.資料搜集與項目調(diào)研； 2.生產(chǎn)設(shè)備類型與制造廠商調(diào)研； 3.對調(diào)研結(jié)果進(jìn)行全面分析對比。2.1

生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》第二章工藝流程設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容： 理解工藝流程設(shè)計的任務(wù)和工藝流程的設(shè)計方法。重點和難點： 重點掌握工藝流程設(shè)計的步驟和內(nèi)容，以及反應(yīng)過程、原料預(yù)處理過程、產(chǎn)物的分離凈化過程設(shè)計應(yīng)考慮的問題。 難點是綜合運用所學(xué)知識，以反應(yīng)過程為核心，根據(jù)反應(yīng)過程的特點，提出對原料預(yù)處理過程、產(chǎn)物的分離凈化過程的的要求，組織工藝流程。第二節(jié)工藝流程設(shè)計2.2工藝流程設(shè)計《化工設(shè)計》2.2工藝流程設(shè)計一、工藝流程設(shè)計的任務(wù)工藝流程設(shè)計的任務(wù)主要包括兩個方面： 1.確定生產(chǎn)流程中各個生產(chǎn)過程的具體內(nèi)容、順序和組合方式 2.繪制工藝流程圖2.2工藝流程設(shè)計第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》為使設(shè)計出來的工藝流程能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和安全生產(chǎn)，按下列步驟逐步進(jìn)行設(shè)計: （1）確定整個流程的組成； （2）確定每個過程或工序的組成； （3）確定工藝操作條件； （4）控制方案的確定； （5）原料與能量的合理利用； （6）制定“三廢”處理方案； （7）制定安全生產(chǎn)措施。2.2工藝流程設(shè)計第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.2工藝流程設(shè)計二、工藝流程設(shè)計的方法

工藝流程設(shè)計方法，首先要看所確定的生產(chǎn)方法是正在生產(chǎn)或曾經(jīng)運行過的成熟工藝，還是待開發(fā)的新工藝。前者是可以參考借鑒但需要局部改進(jìn)或局部采用新技術(shù)、新工藝的問題；后者須針對新技術(shù)開發(fā)進(jìn)行概念設(shè)計。工藝流程分為四大部分：原料預(yù)處理過程、反應(yīng)過程、產(chǎn)物的后處理（分離凈化）過程和“三廢”的處理過程。2.2工藝流程設(shè)計第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》工藝流程設(shè)計主要應(yīng)考慮如下幾個方面的問題：（1）以反應(yīng)過程為中心（2）原料預(yù)處理過程（3）產(chǎn)物的分離凈化（4）產(chǎn)品的后處理（5）未反應(yīng)原料的循環(huán)與利用（6）確定“三廢”排出物的處理措施（7）確定公用工程的配套措施（8）確定操作條件和制定控制方案（9）制定切實可靠的安全生產(chǎn)措施（10）保溫、防腐的設(shè)計2.2工藝流程設(shè)計第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》第二章工藝流程設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容： 理解工藝流程圖的種類和表達(dá)內(nèi)容和管道儀表流程圖的設(shè)備、管道、管件、閥門和儀表控制點的表達(dá)方法。了解首頁圖的編制內(nèi)容。重點和難點： 重點掌握管道儀表流程圖的設(shè)備、管道、管件、閥門和儀表控制點的表達(dá)內(nèi)容和方法，以及管道標(biāo)注內(nèi)容和方法。 難點是如何確定管道等級，以及管道標(biāo)注內(nèi)容和表示方法。第三節(jié)工藝流程圖2.3工藝流程圖《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

一、工藝流程圖的種類（一）工藝流程草圖

工藝流程草圖又稱方案流程圖或流程示意圖，是用來表達(dá)整個工廠或車間生產(chǎn)流程的圖樣。它是設(shè)計開始時供工藝方案討論常用的流程圖，是工藝流程圖設(shè)計的依據(jù)。繪制內(nèi)容

設(shè)備示意圖物流管線及流向箭頭必要的文字注釋2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

一、工藝流程圖的種類（二）工藝物料流程圖

工藝物料流程圖是在物料衡算和熱量衡算完成后繪制，是以圖形與表格相結(jié)合的形式來反映物料衡算和熱量衡算的結(jié)果。繪制內(nèi)容

圖形標(biāo)注內(nèi)容設(shè)備一覽表物料表2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

圖2-2M/DBT工藝物料流程圖《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

一、工藝流程圖的種類（三）帶控制點的工藝流程圖帶控制點的工藝流程圖是一個工程項目工程設(shè)計的一個指導(dǎo)性文件，也是各專業(yè)開展設(shè)計的依據(jù)之一。帶控制點的工藝流程圖應(yīng)畫出所有工藝設(shè)備、工藝物料管線、輔助物料管線、主要閥門，以及工藝參數(shù)(溫度、壓力、流量、液位、物料組成、濃度等)的測量點，并表示出自動控制的方案。2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

一、工藝流程圖的種類（四）管道儀表流程圖管道儀表流程圖(PI圖)是借助統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字代號，用圖示的方法把建立化工工藝裝置所需的全部設(shè)備、儀表、管道及主要管件，按其各自的功能，為滿足工藝要求和安全、經(jīng)濟(jì)目的而組合起來，以起到描述工藝裝置結(jié)構(gòu)和功能的作用。PI圖在基礎(chǔ)工程設(shè)計階段應(yīng)繪制A版PI圖(初版)、B版PI圖(內(nèi)審版)、C版PI圖(用戶版)及D版PI圖(確認(rèn)版)；在詳細(xì)工程設(shè)計階段應(yīng)繪制E版PI圖(詳1版)、F版PI圖(詳2版)、G版PI圖(施工版)。

2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

二、管道儀表流程圖(PI圖)管道儀表流程圖(PI圖)應(yīng)依據(jù)“化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定”HG/T20519-2009和“管道儀表流程圖設(shè)計規(guī)定”HG20559-93的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行繪制。（一）通用設(shè)計規(guī)定

1、圖紙規(guī)格與圖幅 2、線條與比例

3、文字與字母的標(biāo)注 4、工藝管道儀表流程圖 5、備注欄、詳圖和表格 6、圖面布置2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

二、管道儀表流程圖(PI圖)（二）設(shè)備的表示方法

1、圖形

化工設(shè)備在圖上一般可不按比例、用中線條、按HG/T20519.2-2009規(guī)定的設(shè)備、機器圖例畫出能夠顯示設(shè)備形狀特征的主要輪廓，并表示出設(shè)備類別特征以及內(nèi)部、外部構(gòu)件（內(nèi)、外構(gòu)件亦用中線條）。常用設(shè)備、機器的圖例可參見教材表2-2，其他設(shè)備可參照畫出。并用單實線畫出機器設(shè)備上所有的接口(包括人孔、手孔、卸料口及排液口、放空口和化表接口等)。2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2、設(shè)備的標(biāo)注 （1）標(biāo)注的內(nèi)容工藝管道儀表流程圖上應(yīng)標(biāo)注設(shè)備位號及名稱。（2）設(shè)備的位號每臺設(shè)備均有相應(yīng)的位號；設(shè)備位號由兩部分組成，前部分用大寫英文字母表示設(shè)備類別；后部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)備所在位置(工序)及同類設(shè)備的順序，一般數(shù)字為3-4位。

例如，圖2-3中的設(shè)備位號“P301A”由三部分組成：P為設(shè)備類別代號。（3）標(biāo)注的方式PI圖上通常要表示兩處設(shè)備位號，第一處設(shè)備位號表示在設(shè)備旁，在設(shè)備位號線上部注寫設(shè)備位號，不注設(shè)備名稱；第二處位號表示在設(shè)備相對應(yīng)位置的圖紙上方或下方，在位號線上部注寫設(shè)備位號，在位號線下部注寫設(shè)備名稱。2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

二、管道儀表流程圖(PI圖)（三）管道的表示方法1．管道的畫法

管道應(yīng)按《管道儀表流程圖管道和管件圖形符號》HG20559.3-93規(guī)定的圖形符號繪制。 (1)線型規(guī)定 (2)管道的交叉與轉(zhuǎn)彎 (3)放氣、排液及液封 (4)管道儀表流程圖中的工藝物料管道一般采用左進(jìn)右出的方式2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2、管道的標(biāo)注管道及儀表流程圖的管道應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容有四個部分，即管段號（由三個單元組成）、管徑、管道等級和絕熱（或隔聲）代號，總稱為管道組合號。水平管道宜平行標(biāo)注在管道的上方，豎直管道宜平行標(biāo)注在管道的左側(cè)。在管道密集、無處標(biāo)注的地方，可用細(xì)實線引至圖紙空白處水平（豎直）標(biāo)注。2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

(1)第1單元為物料代號。按HG/T20519.2-2009行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，物料代號通常按物料的名稱和狀態(tài)取其英文名詞的字頭組成。一般采用2~3個大寫英文字母表示。常用（部分）物料代號，見表2-5。(2)第2單元為主項編號。按工程規(guī)定的主項編號填寫。(3)第3單元為管道序號。相同類別的物料在同一主項內(nèi)以流向先后為序，順序編號。 以上三個單元組成管段號?！痘ぴO(shè)計》2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

(4)第4單元為管道規(guī)格，一般標(biāo)注公稱直徑，以mm為單位，只注數(shù)字，不注單位。(5)第5單元為管道等級。 如A1A中：A－管道的公稱壓力等級代號1－管道材料等級順序號A－管道材質(zhì)類別代號HG/T20519.6-2009規(guī)定的常用材質(zhì)類別代號為：A－鑄鐵、B－碳鋼、C－普通低合金鋼、D－合金鋼E－不銹鋼、F－有色金屬、G－非金屬、H－襯里及內(nèi)防腐(6)第6單元為絕熱或隔聲代號?！痘ぴO(shè)計》2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

二、管道儀表流程圖(PI圖)（四）閥門與管件的表示方法2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

二、管道儀表流程圖(PI圖)（五）儀表控制點的表示方法

管道儀表流程圖上要以規(guī)定的圖形符號和文字代號，表示出在設(shè)備、機械、管道和儀表站上的全部儀表。

1．儀表的功能標(biāo)志 儀表的功能標(biāo)志由1個首位字母和1~3個后繼字母組成，第一個字母表示被測變量，后繼字母表示讀出功能、輸出功能。2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2．儀表位號 儀表位號由儀表功能標(biāo)志和儀表回路編號兩部分組成，儀表回路編號可以用工序號加儀表順序號組成。3．儀表圖形符號2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.3工藝流程圖

二、管道儀表流程圖(PI圖)（六）首頁圖每個單獨裝置（裝置包括若干個工序）編制一份首頁圖，適用于該裝置的工藝管道儀表流程圖和輔助物料、公用物料管道儀表流程圖。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HG/T20519.2-2009，首頁圖見教材圖2-7。2.3工藝流程圖第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》第二章工藝流程設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容：

理解泵類、壓縮機、換熱器、反應(yīng)器及蒸餾塔的自控方案的內(nèi)容和方法，以及自控設(shè)計條件的內(nèi)容。重點和難點：

重點掌握泵類、壓縮機、換熱器、反應(yīng)器及蒸餾塔的自控方案。 難點是如何確定操縱變量、主變量和副變量，以及控制方案的表達(dá)方法。第四節(jié)典型設(shè)備的自控方案2.4典型設(shè)備的自控方案《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

一、泵類的自控方案1.離心泵 離心泵的流量調(diào)節(jié)一般是采用出口節(jié)流的方法，如圖2-8(a)。也可以使用旁路調(diào)節(jié)方法(見圖2-8(b))，旁路調(diào)節(jié)耗費能量，其優(yōu)點是調(diào)節(jié)閥的尺寸比直接節(jié)流的小。2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

一、泵類的自控方案2．容積式泵 容積式泵主要指往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵和旋渦泵等，當(dāng)流量減小時容積式泵的壓力急劇上升，因此不能在容積式泵的出口管道上直接安裝節(jié)流裝置來調(diào)節(jié)流量，工程上通常采用旁路調(diào)節(jié)或改變轉(zhuǎn)速、改變沖程大小來調(diào)節(jié)流量。2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

二、壓縮機的自控方案2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

三、換熱器的自控方案(一)無相變時換熱器的自控方案1．控制載熱體的流量2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

三、換熱器的自控方案(一)無相變時換熱器的自控方案2．控制被控物料的流量2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

三、換熱器的自控方案(二)有相變時的換熱器控制方案

1．加熱器的溫度控制方案

2．冷卻器的溫度控制方案2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

四、反應(yīng)器的自控方案(一)釜式反應(yīng)器的溫度自動控制1．控制進(jìn)料溫度 物料經(jīng)過預(yù)熱器（或冷卻器）后進(jìn)入反應(yīng)釜，通過改變進(jìn)入預(yù)熱器（或冷卻器）的熱劑量（或冷劑量）改變進(jìn)入反應(yīng)釜的物料溫度，從而達(dá)到控制釜內(nèi)物料溫度的目的（見教材圖2-17(a)）。

2．控制傳熱量 用改變載熱體流量來調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)物料溫度，見教材圖2-17(b)。2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

四、反應(yīng)器的自控方案(一)釜式反應(yīng)器的溫度自動控制3．串級控制 當(dāng)反應(yīng)釜滯后現(xiàn)象較嚴(yán)重時或控溫要求較高時，應(yīng)改單回路控制為串級控制。2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

四、反應(yīng)器的自控方案(二)固定床反應(yīng)器的溫度控制

2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

五、蒸餾塔的控制方案2.4典型設(shè)備的自控方案(a)提餾段控制方案(b)精餾段控制方案圖2-19蒸餾塔原則控制方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.4典型設(shè)備的自控方案

六、自控設(shè)計條件在物料衡算已經(jīng)修訂、流程圖和設(shè)備布置圖基本完成后提交。自控設(shè)計條件內(nèi)容：管道儀表流程草圖、設(shè)備布置圖和自控設(shè)計條件表。2.4典型設(shè)備的自控方案第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》第二章工藝流程設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容：

運用多媒體手段演示用PIDCAD繪制工藝流程圖的過程，理解PIDCAD的工作界面和繪制工藝流程圖的步驟和方法。重點和難點：

有條件的院校，應(yīng)上機讓學(xué)生運用計算機繪制一個簡單過程的管道儀表流程圖，重點掌握設(shè)備、管道、管件、閥門和儀表控制點的繪制方法和管道標(biāo)注內(nèi)容和方法。 難點是繪制工藝流程圖的順序，以及各種管線的類型、線寬的確定，閥門類型的確定。

第五節(jié)工藝流程圖計算機繪制軟件2.5工藝流程圖計算機繪制軟件簡介

《化工設(shè)計》2.5工藝流程圖計算機繪制軟件簡介

一、計算機在繪制工藝流程圖中的應(yīng)用常用流程圖繪制軟件為美國Autodesk公司的AutoCAD。利用其本身強大的開發(fā)功能進(jìn)行了AutoCAD的二次開發(fā)，出現(xiàn)了很多專業(yè)軟件：AspenTech公司AspenPlus；加拿大VMG集團(tuán)(VirtualMaterialsGroup)開發(fā)的VMGSim；Chemstations公司的ChemCAD；青島伊科思技術(shù)工程有限公司開發(fā)的ECSS化工之星等。繪制管道儀表流程圖還必須使用專門的軟件，例如：上海尤里卡的PEDS三維配管工程設(shè)計系統(tǒng)、中科輔龍的PDSOFT三維工廠設(shè)計軟件等都有繪制管道儀表流程圖的功能，深圳維遠(yuǎn)泰克公司還推出一款專門用于繪制工藝流程圖的軟件PIDCAD。2.5工藝流程圖計算機繪制軟件簡介

第二章工藝流程設(shè)計

《化工設(shè)計》2.5工藝流程圖計算機繪制軟件簡介

二、PIDCAD軟件簡介PIDCAD軟件是設(shè)計人員基于AutoCAD平臺，集多年的工程設(shè)計經(jīng)驗，融合國內(nèi)外著名石化工程設(shè)計公司的繪圖標(biāo)準(zhǔn)以及工程設(shè)計人員的繪圖習(xí)慣而設(shè)計、開發(fā)的，一種專用于化工及相關(guān)工程設(shè)計、管道和儀表、物料流程圖繪制的專業(yè)工具軟件。按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建有國家標(biāo)準(zhǔn)圖幅庫、設(shè)備符號庫、閥門庫、儀表庫。利用PIDCAD軟件繪制的工藝物料及管道和儀表流程圖，使工廠的工藝、設(shè)備設(shè)計與管理變得更加簡單、實用、高效。PIDCAD軟件操作簡單、方便易學(xué)，適合于工程技術(shù)、設(shè)計人員及高校師生從事化工工程設(shè)計、流程圖繪制時使用，結(jié)合工藝設(shè)備管理軟件，可實現(xiàn)工廠工藝、設(shè)備信息化管理。2.5工藝流程圖計算機繪制軟件簡介

第二章工藝流程設(shè)計

77第三章物料衡算與能量衡算第一節(jié)物料衡算的基本方法教學(xué)內(nèi)容：了解物料衡算和能量衡算的意義和基本概念。重點和難點：重點：掌握物料衡算基準(zhǔn)和物料衡算的基本步驟。難點：衡算基準(zhǔn)的選擇，包括基準(zhǔn)物流的名稱和單位選擇。7879一、物料衡算的質(zhì)量守恒一般表示式為：進(jìn)入系統(tǒng)的質(zhì)量流量一排出系統(tǒng)的質(zhì)量流量=系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量的累積對穩(wěn)態(tài)過程，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量的累積為零。此時：進(jìn)入系統(tǒng)的質(zhì)量流量=排出系統(tǒng)的質(zhì)量流量80二、物料衡算基準(zhǔn)⑴時間基準(zhǔn)連續(xù)（小時，天……）間歇（釜，批……）⑵質(zhì)量基準(zhǔn)kg，mol，kmol……⑶體積基準(zhǔn)m3（STP）⑷干濕基準(zhǔn)干基（不含水），濕基（含水）例：100kg濕物料，其中含水10kg，按濕基：含水率為10%；若按干基：含水率為10/（100-10）×100%=11.11%第三章物料衡算與能量衡算81三、物料衡算的基本步驟⑴畫出流程示意圖⑵確定計算任務(wù)⑶確定組分?jǐn)?shù)據(jù)⑷收集物性參數(shù)⑸寫出主、副產(chǎn)品的化學(xué)反應(yīng)方程式。第三章物料衡算與能量衡算第二節(jié)反應(yīng)過程的物料衡算教學(xué)內(nèi)容：結(jié)合具體實例，理解根據(jù)不同反應(yīng)類型及工藝過程選擇合適的物料平衡方法進(jìn)行物料衡算。重點和難點：重點：掌握不同化工過程的物料衡算思路。難點：對一個化工過程的物料衡算應(yīng)選擇什么物流作衡算基準(zhǔn)，如何列出平衡表達(dá)式。8283⑴轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率=⑵選擇性選擇性=xA=Φ=第三章物料衡算與能量衡算反應(yīng)：aA+bBcC+dD84⑶收率收率=轉(zhuǎn)化率×選擇性=η=ΦxA

=⑷限制反應(yīng)物⑸過量反應(yīng)物第三章物料衡算與能量衡算例：已知丙烯氧化法生產(chǎn)丙烯醛的一段反應(yīng)器，原料丙烯投料量為600kg/h，出料中有丙烯醛640kg/h，另有未反應(yīng)的丙烯25kg/h，試計算原料丙烯的轉(zhuǎn)化率、選擇性及丙烯醛的收率。85一段反應(yīng)器丙烯600kg/h丙烯25kg/h丙烯醛640kg/h解：丙烯氧化生成丙烯醛的化學(xué)反應(yīng)方程式：丙烯的選擇性：86丙烯的轉(zhuǎn)化率：丙烯醛的收率：87第三章物料衡算與能量衡算二、直接推算法反應(yīng)器C6H5C2H5C6H5CH3、H2OC6H5C2H5、C6H6、C6H5CH3H2O、CH4、C2H4、C、H2例3-1苯乙烯的反應(yīng)器，年生產(chǎn)能力為10000t，年工作時間為8000h，苯乙烯收率為40%，以反應(yīng)物乙苯計的苯乙烯選擇性為90%，苯選擇性為3%，甲苯選擇性為5%，焦油選擇性為2%。原料乙苯中含甲苯2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），反應(yīng)時通入水蒸氣提供部分熱量并降低乙苯分壓，乙苯原料和水蒸氣比為1:1.5（質(zhì)量比），要求對該反應(yīng)器進(jìn)行物料衡算，即計算進(jìn)出反應(yīng)器各物料的流量。解：反應(yīng)器中發(fā)生了以下化學(xué)反應(yīng)：C6H5C2H5C6H5C2H3+H2（1）C6H5C2H5+H2C6H5CH3+CH4（2）

C6H5C2H5C2H4+C6H6（3）

C6H5C2H57C+3H2+CH4（4）各物料的摩爾質(zhì)量匯總列于表3-1。8889物料C6H5C2H5C6H5C2H3C6H6C6H5CH3H2OCH4C2H4CH2摩爾質(zhì)量/(g/mol)1061047892181628122表3-1各物料的摩爾質(zhì)量（基準(zhǔn)：1000kg/h乙苯原料）基準(zhǔn)：選1000kg/h乙苯原料為計算基準(zhǔn)進(jìn)反應(yīng)器純乙苯量1000kg/h×98%=980kg/h，即為9.245kmol/h原料中甲苯量1000kg/h×2%=20kg/h，即為0.217kmol/h水蒸氣量980kg/h×1.5=1470kg/h，即為81.667kmol/h乙苯的轉(zhuǎn)化率為0.4/0.9=0.4444參加反應(yīng)的總乙苯量980kg/h×0.4444=435.11kg/h，即為4.109kmol/h90產(chǎn)物中各組分情況如下：未反應(yīng)的乙苯量（980-435.11）kg/h=544.89kg/h，即為5.140kmol/h由苯乙烯選擇性，生成苯乙烯量4.109kmol/h×90%=3.698kmol/h，即為384.60kg/h由各物質(zhì)的選擇性，有輸出的甲苯量4.109kmol/h×5%+0.217kmol/h=0.423kmol/h，即為38.92kg/h生成的苯量4.109kmol/h×3%=0.123kmol/h，即為9.60kg/h生成的乙烯量4.109kmol/h×3%=0.123kmol/h，即為3.44kg/h生成的碳量4.109kmol/h×2%×7=0.575kmol/h，即為6.9kg/h生成的甲烷量4.109kmol/h×（5%+2%）=0.288kmol/h，即為4.61kg/h輸出的氫量4.109kmol/h×（90%-5%+2%×3）=3.739kmol/h，即為7.48kg/h輸出水量=輸入水量（不參與反應(yīng)）1470kg/h，即為81.667kmol/h實際每小時要求苯乙烯的產(chǎn)量10000×1000kg/8000h=1250kg/h比例系數(shù)1250/384.60=3.2591表3-2乙苯脫氫反應(yīng)器物料衡算表組分輸入輸出摩爾流量/(kmol/h)質(zhì)量流量/(kg/h)摩爾流量/(kmol/h)質(zhì)量流量/(kg/h)C6H5C2H530.046318516.7051770.89C6H5CH30.705651.375126.49H2O265.4184777.5265.4184777.5C6H5C2H312.0191249.95C6H60.00431.20C2H40.00411.18CH40.93614.98C1.86922.43H212.15224.31合計296.1698027.5310.4828028.939293第三章物料衡算與能量衡算三、原子平衡法例3-2將碳酸鈉溶液加入石灰進(jìn)行苛化，已知碳酸鈉溶液組成為NaOH0.59%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），Na2CO314.88%，H2O84.53%，反應(yīng)后的苛化液含CaCO313.48%，Ca(OH)20.28%，Na2CO30.61%，NaOH10.36%，H2O75.27%。計算：1）每100kg苛化液需加石灰的質(zhì)量及石灰的組成；2）每100kg苛化液需用碳酸鈉溶液的質(zhì)量?？粱磻?yīng)器FNaOH0.59%Na2CO314.88%H2O84.53%CaCO313.48%Ca(OH)20.28%Na2CO30.61%NaOH10.36%H2O75.27%CaCO3x/WCaOy/WCa(OH)2z/W94第三章物料衡算與能量衡算解:設(shè)碳酸鈉溶液的質(zhì)量為F（kg）

石灰的質(zhì)量為W（kg）石灰中CaCO3、CaCO3及Ca(OH)2的質(zhì)量分別設(shè)為x、y和z，則石灰中各物質(zhì)的組成可表示為：x/W，y/W，z/W基準(zhǔn)：100kg苛化液畫出物料流程示意圖（圖3-2）95表3-3各種物料質(zhì)量和物質(zhì)的量計算結(jié)果Na2CO3溶液中苛化鈉溶液中物料摩爾質(zhì)量（g/mol）質(zhì)量（kg）物質(zhì)的量（kmol）物料摩爾質(zhì)量（g/mol）質(zhì)量（kg）物質(zhì)的量（kmol）NaOH400.59%F0.000148FNaOH4010.360.2590Na2CO310614.88%F0.001404FNa2CO31060.610.00575H2O1884.53%F0.04696FH2O1875.274.18Ca(OH)2740.280.00377CaCO310013.480.1347列元素平衡式Na平衡：0.000148F+0.001404F×2=（0.00575×2+0.2590）kmolC平衡：

Ca平衡：

總物料平衡：F+W=100kg/mol石灰總量等于各物質(zhì)質(zhì)量之和W=x+y+z計算結(jié)果匯總列入表3-49697表3-4計算結(jié)果匯總組分輸入輸出物質(zhì)的量/kmol質(zhì)量/kg物質(zhì)的量/kmol質(zhì)量/kgNaOH0.01350.540.259010.35Na2CO30.128513.620.005750.61H2O4.297377.354.18275.27CaCO30.0121.20.13713.48CaO0.0156.44Ca(OH)20.01160.860.003770.28合計296.1691004.5875100四、平衡常數(shù)法對反應(yīng)aA+bB=cC+dD平衡時，其平衡常數(shù)為：=式中，為化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，其可以表示為（濃度以mol·L-1表示），（濃度以分壓p表示），(N濃度以摩爾分率表示)。9899例3-3試計算合成甲醇過程中反應(yīng)混合物的平衡組成。設(shè)原料氣中H2與CO摩爾比為4.5，惰性組分(I)含量為13.8%，壓力為30MPa，溫度為365℃，平衡常數(shù)=2.505×10-3MPa-2。寫出化學(xué)反應(yīng)平衡方程式：

CO+2H2CH3OH設(shè)進(jìn)料為1mol，其組成為：I=0.138mol;H2=(1-0.138)4.5/5.5=0.7053;CO=(1-0.138)/5.5=0.1567基準(zhǔn)：1mol原料氣第三章物料衡算與能量衡算100設(shè)轉(zhuǎn)化率為，則出口氣體組成為：CO：0.1567（1-x）；H2：0.7053-2×0.1567x；CH3OH：0.1567x；I：0.138；Σ1-0.3134第三章物料衡算與能量衡算計算出口氣體各組分的分壓：101將上式代入平衡平常表達(dá)式：平衡時出口氣體中各組成的摩爾分率為：CO0.0948，H20.6521，CH3OH0.0902，I0.1629；102五、帶有循環(huán)、放空及旁路的物料平衡第三章物料衡算與能量衡算（1）試差法估計循環(huán)流量，并繼續(xù)計算至循環(huán)回流的那一點。將估計值與計算值進(jìn)行比較，并重新假定一個估計值，一直計算到估計值與計算值之差在一定的誤差范圍內(nèi)。（2）代數(shù)法列出物料平衡方程式，并求解。一般方程式中以循環(huán)量作為未知數(shù)，應(yīng)用聯(lián)立方程的方法進(jìn)行求解。103例3-4苯乙烯制取過程如圖3-3所示，先由乙烯與苯反應(yīng)生成乙苯C2H4+C6H6C6H5C2H5C6H5C2H5C6H5C2H3+H2乙苯是在560K、600kPa，在催化劑作用下，乙烯與苯的摩爾比為1:5進(jìn)行氣相合成的。副反應(yīng)生成的多乙基苯在乙苯精餾塔中分離出來。乙烯的轉(zhuǎn)化率為100%。乙苯脫氫反應(yīng)在850K，乙苯的單程轉(zhuǎn)化率為60%，苯乙烯的選擇性為90%。第三章物料衡算與能量衡算反應(yīng)中由于副反應(yīng)生成的物質(zhì)與苯乙烯質(zhì)量之比：苯與甲苯為7%，膠狀物質(zhì)為2%，廢氣為7%。乙苯脫氫反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，為提供反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱，同時抑制副反應(yīng)，在反應(yīng)中直接加入過熱蒸汽。反應(yīng)后未反應(yīng)的乙苯分離后循環(huán)返回乙苯脫氫裝置。假定進(jìn)料的乙烯量為100kmol，試計算：①從苯塔中回收循環(huán)至烷基化反應(yīng)器的苯量（kmol）；②從乙苯塔中回收循環(huán)至乙苯脫氫裝置的乙苯（kmol）；

③乙苯塔塔頂和塔底的餾出量（kg）；

④年產(chǎn)50000t苯乙烯，乙苯脫氫裝置的物料衡算。

104圖3-3例3-4附圖苯乙烯制取過程105烷基化苯，甲苯塔苯塔乙苯塔乙苯塔苯乙烯乙苯脫氫乙烯多烷基苯苯,甲苯苯乙烯苯重物質(zhì)R1R2解

基準(zhǔn):100kmol乙烯

⒈烷基化反應(yīng)設(shè)苯的循環(huán)量為R1R1=400kmol⒉設(shè)乙苯的循環(huán)量為R2(100+R2)×0.6=100R2=66.67kmol⒊生成苯乙烯（S）S=(100+66.67)×0.6×0.9=90kmol=9378kg苯，甲苯為9378×0.07=656.5kg廢氣為9378×0.07=656.5kg膠狀物質(zhì)為9378×0.02=187.6kg未反應(yīng)的乙苯為(100+66.67)×（1-0.6）=66.67kmol=7080.4kg餾出液（乙苯）為7080.4kg釜底液（苯乙烯+膠狀物質(zhì)）為9378.0+187.6=9565.6kg106⒋進(jìn)料乙苯為50000×100×106.2/9378.0=56621t未反應(yīng)的乙苯=循環(huán)乙苯為50000×（7080.4/9378.0）=37750t苯，甲苯為50000×（656.5/9378.0）=3500t廢氣為3500t膠狀物質(zhì)為50000×（187.6/9378.0）=1000t反應(yīng)器應(yīng)供給的過熱水蒸氣=50000+37750+3500+3500+1000-56621-37750=1379t計算結(jié)果列于表3-5中。107108輸入輸出原料t生成物t乙苯56621苯乙烯50000循環(huán)乙苯37750未反應(yīng)乙苯37750過熱水蒸氣1379苯，甲苯3500廢氣3500膠狀物質(zhì)1000Σ95750Σ95750表3-5乙苯脫氫裝置的物料衡算（苯乙烯50000t）

六、聯(lián)系組分法聯(lián)系物是指系統(tǒng)中的特定組分，如生產(chǎn)過程中不參加反應(yīng)的惰性物質(zhì)。109例3-6試計算年產(chǎn)15000噸福爾馬林（甲醛溶液）所需的工業(yè)甲醇原料消耗量，并求甲醇轉(zhuǎn)化率和甲醛收率。已知條件：⒈氧化劑為空氣，用銀催化劑固定床氣相氧化；⒉過程損失為甲醛總量的2%（質(zhì)量），年開工8000小時；⒊有關(guān)數(shù)據(jù)：工業(yè)甲醇組成（質(zhì)量）：CH3OH98%，H2O2%，反應(yīng)尾氣組成（V）：CH40.8%，O20.5%，N273.7%，CO24.0%，H221%福爾馬林組成（質(zhì)量）：HCHO36.22%，CH3OH7.9%，H2O55.82%110111吸收塔工業(yè)甲醇空氣水尾氣反應(yīng)氣體福爾馬林反應(yīng)器主反應(yīng)CH3OH+1/2O2HCHO+H2O（1）CH3OHHCHO+H2（2）副反應(yīng)CH3OH+3/2O2CO2+2H2O（3）CH3OH+H2CH4+2H2O（4）112①反應(yīng)消耗氧量取尾氣100Nm3為計算基準(zhǔn)，氮作為聯(lián)系物

其中氧量換算為摩爾數(shù)

反應(yīng)耗氧量

②甲醇消耗量反應(yīng)（3）消耗甲醇量為反應(yīng)（4）消耗甲醇量為反應(yīng)（2）生成的氫，部分消耗于反應(yīng)（4），現(xiàn)尾氣中H2=21%，氫摩爾數(shù)為

則反應(yīng)（2）消耗甲醇量為973.5+35.7=1009.2mol每生成100Nm3尾氣時消耗甲醇量為178.6+35.7+1009.2+1169.6=2393.1mol2393.1mol×32=76.6kg113114③計算甲醇總消耗量每消耗2393.1摩爾甲醇生成甲醛的量為1169.6+1009.2=2178.8mol2178.8×30=65.36kg機械損失為2%，實得65.36×0.98=64.1kg得工業(yè)福爾馬林其中含未反應(yīng)的甲醇177×7.9%=13.98kg每生成177kg福爾馬林共消耗工業(yè)甲醇由此得甲醇轉(zhuǎn)化率為甲醛的質(zhì)量收率

115④工業(yè)甲醇年消耗量每小時福爾馬林產(chǎn)量考慮到設(shè)計裕量，設(shè)福爾馬林產(chǎn)量為2t/h消耗工業(yè)甲醇量

所需空氣量

116⑤用水量計算工業(yè)福爾馬林含水177×0.558=98.8kg工業(yè)甲醇含水92×0.02=1.84kg由反應(yīng)生成的水為按反應(yīng)（1）生成1169.6mol按反應(yīng)（3）生成178.6×2=357mol按反應(yīng)（4）生成35.7mol共計生成水1169.6+357+35.7=1562.1mol為制取177kg福爾馬林須補充水98.8-1.84-28.1=68.86kg按產(chǎn)量為2t/h須補充水量為2000/177×68.86=778kg/h通過下列計算得出物料衡算結(jié)果并示于物料平衡流程圖3-6中。117吸收塔工業(yè)甲醇（質(zhì)量）1039kgCH3OH98%1018.2H2O2%20.8空氣1054Nm3O2221.3N2832.7

尾氣%（V）1356Nm3CH40.810.8O20.56.8N273.7999.4CO24.054.2H221.0284.8甲醛損失14.5kg反應(yīng)器補充水778kg

HCHO738.9kgCH3OH158.0H2O345.6CH410.8O26.8N2999.4CO254.2H2284.8福爾馬林（質(zhì)量）2000kgHCHO36.22%724.4CH3OH7.9%158.0H2O55.88%1117.6圖3-6例3-6物料平衡流程圖第三節(jié)反應(yīng)過程的能量衡算教學(xué)內(nèi)容：結(jié)合具體實例，理解根據(jù)不同反應(yīng)類型及工藝過程選擇合適的物料平衡方法進(jìn)行物料衡算。重點和難點：重點：掌握兩種衡算方法的衡算基準(zhǔn)和計算方法。難點：熱量衡算的基準(zhǔn)，包括溫度、壓力和相態(tài)，以及有相變時其熱量的正負(fù)符號的取向。118119第三章物料衡算與能量衡算能量衡算的基本概念一、能量守恒定律輸入能量+生成能量=消耗能量+積累能量+輸出能量二、能量衡算方程ΔE=

Q+W式中，ΔE——體系總能量的變化：ΔE=ΔEk+ΔEp+ΔUQ——體系從環(huán)境中吸收的能量；W——環(huán)境對體系所作的功。120第三章物料衡算與能量衡算（一）以標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱為基礎(chǔ)進(jìn)行衡算一、反應(yīng)熱在化學(xué)反應(yīng)中放出的熱量取決于反應(yīng)條件。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，純組分、壓力為0.1MPa、溫度為25℃（并非一定需要），反應(yīng)進(jìn)行時放出的熱量稱為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱。對于簡單反應(yīng)過程，假定位能與動能忽略不計則：式中,為進(jìn)反應(yīng)器物料在等壓變溫過程中的焓變和有相變時的焓變之和：為出反應(yīng)器物料在等壓變溫過程中的焓變和有相變時的焓變之和：

例3-7氨氧化反應(yīng)器的能量衡算氨氧化反應(yīng)式為：4NH3(氣)+5O2(氣)4NO(氣)+6H2O(氣)此反應(yīng)在25℃、101.3kPa的反應(yīng)熱為=-904.6kJ?，F(xiàn)有25℃100molNH3/h和200molO2/h連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，氨在反應(yīng)器內(nèi)全部反應(yīng)，產(chǎn)物在300℃呈氣態(tài)離開反應(yīng)器。操作壓力為101.3kPa，計算反應(yīng)器應(yīng)輸入或輸出地?zé)崃俊?21反應(yīng)器25℃,O2200mol/hNH3100mol/h300℃,O275mol/hH2O150mol/hNO100mol/hQ/(kJ/h)解由物料衡算得到的各組分的摩爾流量示于圖3-7中。算焓時的基準(zhǔn)態(tài)：25℃，101.3kPaNH3(氣)，O2(氣)，NO(氣)，H2O(氣)。因此進(jìn)口兩股物料的焓均為零。計算出口物料的焓：由手冊查得300℃時O2與H2O的值：122123將計算出的焓值填入進(jìn)、出口焓表，見表3-6表3-6氨氧化反應(yīng)器的能量衡算物料n進(jìn)H進(jìn)N出H出物料n進(jìn)H進(jìn)N出H出NH31000NO100845.3O2200075635.25H2O(氣)1501435.5124已知氨的消耗量為100mol/h，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱=-904.6kJ/mol，則反應(yīng)放出的熱量：

由此算出過程的ΔH為125第三章物料衡算與能量衡算（二）以標(biāo)準(zhǔn)生成熱為基礎(chǔ)進(jìn)行衡算一、生成熱在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由構(gòu)成組成的元素生成1mol組分時的焓差。任何反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱可以由反應(yīng)物和生成物的生成熱計算得到。反之，組分的生成熱也可以由反應(yīng)熱計算得到。126進(jìn)入反應(yīng)器物料的熱焓：出反應(yīng)器物料的熱焓：其中,是組分i的量（kmol/h）；

是組分i的標(biāo)準(zhǔn)生成熱(kJ/mol)；

是組分i的等壓熱容(kJ/mol.K)；

是進(jìn)料組分i在基準(zhǔn)溫度下從進(jìn)料相態(tài)變?yōu)榛鶞?zhǔn)相態(tài)時的相變熱(kJ/mol)；

是出料組分i在基準(zhǔn)溫度下從基準(zhǔn)相態(tài)變?yōu)槌隽舷鄳B(tài)時的相變熱(kJ/mol)。例3-8甲烷在連續(xù)式反應(yīng)器中用空氣氧化生產(chǎn)甲醛，副反應(yīng)是甲烷完全氧化生成CO2和H2O。CH4(氣)+O2HCHO(氣)+H2O(氣)CH4(氣)+2O2CO2+2H2O(氣)以100mol進(jìn)反應(yīng)器的甲烷為基準(zhǔn)，物料流程圖如示。127反應(yīng)器25℃,CH4100mol100℃,O2100molN2376mol150℃,CH460molHCHO(氣)30molCO210molH2O(氣)50molO250molN2376molQ128第三章物料衡算與能量衡算解物料衡算結(jié)果示于圖中取101.3kPa及25℃時生成各個反應(yīng)物和產(chǎn)物的各種單質(zhì)（即C、O2、H2）為基準(zhǔn)，非反應(yīng)物質(zhì)N2也取101.3kPa及25℃為基準(zhǔn)（因25℃是氣體平均摩爾熱容的參考溫度）?，F(xiàn)將各個焓值計算如下：

129130131132物料n進(jìn)H進(jìn)n出H出物料n進(jìn)H進(jìn)n出H出CH4100-74.8560-69.95HCHO30-114.74O21002.235503.785CO210-388.4N23762.1873763.655H2O50-237.56133=-21840.8-(-6439.2)≈-15401kJ/mol

表3-7甲烷反應(yīng)器的能量衡算134第三章物料衡算與能量衡算二、等溫反應(yīng)過程的熱量衡算對于等溫反應(yīng)器，T進(jìn)=T出=TE，若忽略動能、勢能的變化，則普遍能量平衡式可寫成：Q=135例3-9某連續(xù)等溫反應(yīng)器在400℃進(jìn)行下列反應(yīng)：CO

(氣)+H2OCO2(氣)+H2(氣)假定原料在溫度為400℃在時按照化學(xué)計量比送入反應(yīng)器。要求CO的轉(zhuǎn)化率為90%，試計算使反應(yīng)器內(nèi)的溫度穩(wěn)定在400℃時所需傳遞的熱量。反應(yīng)器1molCO(氣)400℃1molH2O(氣)400℃CO2(氣)H2(氣)400℃0.9mol

CO20.9mol

H20.1mol

CO20.9mol

H2O136解：已知進(jìn)、出反應(yīng)器的物料組成，不必作物料衡算。查得各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱：；;計算物料進(jìn)、出反應(yīng)器的焓：

137CO（400℃，氣）

H2O（400℃，氣）CO2(400℃，氣)

H2(400℃，氣)

138第三章物料衡算與能量衡算三、絕熱反應(yīng)過程的熱量衡算絕熱反應(yīng)過程中與外界完全沒有熱量交換，若忽略動能、勢能的變化，則Q=0即如果絕熱反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的總結(jié)果是放熱的，

<0，則T0>T1，反應(yīng)產(chǎn)物被加熱，>0，則T0<T1，反應(yīng)產(chǎn)物被冷卻。1392NO(氣)+O2(氣)2NO2(氣)例3-10一氧化氮在一連續(xù)的絕熱反應(yīng)器里被氧化成二氧化氮反應(yīng)器700℃100molNO50molO2T0100molNO2隔熱層原料氣中NO和O2按化學(xué)計量數(shù)配比并在700℃進(jìn)入反應(yīng)器。已知=37.7J/（mol·℃），=75.7J/（mol·℃），=35.7J/（mol·℃）試計算反應(yīng)器出口產(chǎn)物的溫度。解：物料衡算結(jié)果：=100mol，=100mol，

=50mol140=2×33.80-2×90.37=-113.14KJ/mol已知該化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱，選擇25℃和101.3MPa及氣態(tài)為衡算基準(zhǔn)。141計算進(jìn)出口物料的焓：NO(700℃,氣)

O2(700℃,氣)

化學(xué)反應(yīng)在25℃進(jìn)行，所引起的焓變?yōu)椋核?/p>

NO2(g，T0)

所以

計算出口物料的焓：142計算得：對于絕熱反應(yīng)器Q=所以—5657+7.57T0—189.25—3750=0T0=1268℃=0第四節(jié)應(yīng)用AspenPlus進(jìn)行化工過程的物料衡算及能量衡算教學(xué)內(nèi)容：上機通過一個實例，了解流程模擬軟件的種類和功能，以及用AspenPlus進(jìn)行物料衡算和熱量衡算的步驟和方法。重點和難點：重點掌握用AspenPlus進(jìn)行物料衡算的步驟和方法。難點是設(shè)備、熱力學(xué)方法的定義，模擬反應(yīng)器的選擇和參數(shù)的輸入，以及換熱過程和分離過程的模型選擇和參數(shù)的輸入。143AdvancedSystemforProcessEngineering

1976~1981年由MIT主持、能源部資助、55個高校和公司參與開發(fā)?？梢苑謩e和混合運用序貫?zāi)K法和聯(lián)立方程法的穩(wěn)態(tài)過程模擬軟件。1948種有機物、2477種無機物、3312種固體物、1676種水溶電解質(zhì)、59種燃燒尾氣成分的基本物性參數(shù)。豐富的狀態(tài)方程和活度系數(shù)方法。144

AspenPlus

簡介二、AspenPlus使用145啟動UserInterface選用Template選用單元操作模塊：ModelBlocks連接流股：Streams

設(shè)定全局特性：SetupGlobalSpecifications146輸入化學(xué)組分信息

Components選用物性計算方法和模型

PropertyMethods&Models

輸入外部流股信息

ExternalSteams

輸入單元模塊參數(shù)

BlockSpecifications147運行模擬過程RunProject查看結(jié)果ViewResults輸出報告文件ExportReport保存模擬項目SaveProject退出Exit二、ASPENPLUS應(yīng)用實例148苯和丙烯的原料物流FEED進(jìn)入反應(yīng)器REACOTER，反應(yīng)后經(jīng)