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1、工艺流程设计4.1概述工艺流程设计与依此而确定的车间布置是决定整个车间(装置)基本面貌的关键性步骤,对设备设计和管道设计等单项设计也起着决定性的作用。工艺流程设计的任务包括两部分。(1)确定以下各项内容:1)确定采用多少生产过程(或工序)来构成由原料制得产品的全过程,以及每个生产过程(或工序)之间如何连接;2)确定每个生产过程(或工序)的具体任务,即物料通过该生产过程发生什么物理变化、化学变化和能量变化;23)确定由什么设备来完成每一个生产过程及各设备的操作条件;4)确定控制方案、选用合适的控制仪表;5)确定“三废”治理和综合利用方案;6)
2、确定安全生产措施,例如设置安全阀、阻火器、事故储槽,危险状态下发出信号或自动开启空阀、或自动停车连锁等。(2)在工艺流程设计的不同阶段,绘制不同的工艺流程图。34.2工艺流程设计的分类工艺流程设计的各个阶段的设计成果都是用各种工艺流程图和表格的形式表现出来的,按照设计阶段的不同：方框流程图、工艺流程草(简)图、工艺物料流程图、带控制点工艺流程图和管道及仪表流程图等种类。管道及仪表流程图与初设阶段的带控制点的工艺流程图的主要区别在于:它不仅更为详细地描述了该装置的全部生产过程,而且着重表达全部设备的全部管道连接关系、测量、控制及调节的全部手段
3、。44.3工艺流程设计1.工艺流程设计的原则一、工艺流程设计的原则与方法尽可能采用先进设备、先进生产方法及成熟的科学技术成果,以保证产品质量;“就地取材”,充分利用当地原料,以便获得最佳的经济效益;采用高效率的设备,降低原材料消耗及水、电、蒸汽消耗,以使产品的成本降低;经济效益高;充分预计生产的故障,以便即时处理,保证生产的稳定性。52.工艺流程设计应考虑的问题(1)技术的成熟程度:是流程设计首先应考虑的问题；设计工艺流程是一项复杂的技术工作,需要从技术、经济、社会、安全和环保等多方面进行综合考虑。其中应特别注意如下问题:(2)及时采用新技
4、术和新工艺,但要注意技术的可靠性；(3)流程的可操作性、可控制性：1)尽量采用能使物料和能量有高利用率的连续过程；2)反应物在设备中的停留时间既要尽可能得短,又要使之反应完全；3)维持各个反应在最适宜的工艺条件下进行,多相反应尽可能增大反应物间的接触面；4)设备或器械的设计要考虑到流动形态对过程的影响,也要考虑到某些因素可能的变化；5)尽可能使器械构造、反应系统的操作和控制,简单、灵敏和有效；6)为易于控制和保证产品质量一致,在技术水平和设备材料等允许的条件下,大型单系列或少系列优于小型多系列,且便于实现微机控制。62.工艺流程设计应考虑的
5、问题(4)投资和操作费用:1)多采用已定型生产的标准型设备,以及结构简单和造价低廉的设备。2)尽可能选用条件温和、低能耗、原料价廉的技术路线。3)选用小而有效的设备和建筑,以降低投资费用,并便于管理和运输,同时,也要考虑到操作、安全和扩建的需要。4)工厂应接近原料基地和销售地域,或有相应规模的交通运输系统。5)现代过程工业装置的趋向是大型、高效、节能、自动化、微机控制;而一些精细产品则向小批量、多品种、高质量方向发展。6)用各种方法减少不必要的辅助设备或辅助操作,例如利用地形或重力进料以减少输送机械。7)选用适宜的耐久抗蚀材料。8)工序和厂
6、房的衔接安排要合理。(5)安全:(6)环境和生态:73.工艺流程设计方法不论哪种情况,一般都是将一个工艺过程分为四个重要部分:原料预处理过程、反应过程、产物的后处理(分离净化)和“三废”的处理过程。一般的工作方法是:(1)以反应过程为中心:根据反应过程的特点、产品要求、物料特性、基本工艺条件来决定采用反应器类型及决定采用连续操作,还是间歇操作。(2)考虑原料预处理过程:在主反应装置已经确定之后,根据反应特点,必然对原料提出要求,如纯度、温度、压力及加料方式等。(3)产物的后处理过程:根据反应原料的特性和产品的质量要求,以及反应过程的特点,产
7、物的后处理有多种形式。(4)产品的后处理:经过前述分离、净化后达到合格的目的产品,有些是下一工序的原料,可加工为其他产品。(5)未反应原料的循环或利用,以及副产物的处理:由于反应并不完全,剩余组分在产物处理中被分离出来,一般应循环回到反应设备中继续参与反应。83.工艺流程设计方法(6)确定“三废”排出物的处理措施:在生产过程中,不得不排放的各种废气、废液和废渣,在现有的技术条件下,尽量综合利用,变废为宝,加以回收。而无法回收的应妥善处理。(7)确定公用工程的配套措施:在生产工艺流程中必须使用的工艺用水、蒸汽、压缩空气、氮气等,以及冷冻、真空
8、都是工艺中要考虑的配套设施。(8)确定操作条件和控制方案:一个完善的工艺设计除了工艺流程等以外,还应把投产后的操作条件确定下来,这也是设计要求。(9)制定切实可靠的安全生产措施:
