陈声宗化工设计第二章2013ppt课件.ppt

第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计Chart 2 Process flow design工艺流程设计的重要性：工艺流程设计的重要性： 工艺流程设计是化工工艺设计的核心工艺流程设计是化工工艺设计的核心 工艺流程设计和车间布置设计决定整个装置的基本面貌；工艺流程设计和车间布置设计决定整个装置的基本面貌； 工艺流程设计与设备的设计选型与布置，工艺计算和管路设计密工艺流程设计与设备的设计选型与布置，工艺计算和管路设计密切相关工艺流程设计的过程：工艺流程设计的过程： 工艺流程设计开始于工艺流程设计开始于可行性研究，可行性研究，完善于完善于初步设计、扩大初步设初步设计、扩大初步设计和施工图计和施工图设计各个阶段设计各个阶段 工艺流程设计贯穿于整个设计过程中，是由浅入深、由定性而定工艺流程设计贯穿于整个设计过程中，是由浅入深、由定性而定量逐步分阶段地进行的量逐步分阶段地进行的工艺流程设计：工艺流程设计：p通过工艺流程图的形式，形象的反应了化工生产从原料进入到通过工艺流程图的形式，形象的反应了化工生产从原料进入到产品输出过程产品输出过程p包括物料和能量的变化，物料的流向以及生产中所经历的工艺过程包括物料和能量的变化，物料的流向以及生产中所经历的工艺过程和使用的设备仪表和使用的设备仪表p工艺流程图概括了整个生产过程的全貌工艺流程图概括了整个生产过程的全貌2.1 生产方法和工艺流程的选择生产方法和工艺流程的选择2.2 工艺流程设计工艺流程设计2.3 工艺流程图工艺流程图2.4 典型设备的自控方案典型设备的自控方案2.5工艺流程图计算机绘制软件工艺流程图计算机绘制软件•重点：重点：原料路线的选择；工艺流程选择及设计；工艺流程原料路线的选择；工艺流程选择及设计；工艺流程图的类型。

图的类型 难点：难点：典型设备的自控方案典型设备的自控方案• 在化工产品成本中，原料费用一般占有在化工产品成本中，原料费用一般占有相相当高的比例（如当高的比例（如60％～％～70％）％），不同原料自然，不同原料自然会有不同的工艺路线，同一原料也会有好几种会有不同的工艺路线，同一原料也会有好几种工艺路线，它们的技术经济指标也不相同因工艺路线，它们的技术经济指标也不相同因此必须通过对比，得出最佳方案此必须通过对比，得出最佳方案 补充：原料路线的选择补充：原料路线的选择l原料来源的可靠性原料来源的可靠性l化工生产过程大部分是连续生产，进行正常生产化工生产过程大部分是连续生产，进行正常生产的基本条件是原料的稳定供应的基本条件是原料的稳定供应l在选择原料时，必须考虑资源的储藏量是否丰富，在选择原料时，必须考虑资源的储藏量是否丰富，开采和运输条件如何开采和运输条件如何l如果所用的原料是其它企业的产品时，则应考虑如果所用的原料是其它企业的产品时，则应考虑该企业的发展前景，它是否能保证本企业的需要该企业的发展前景，它是否能保证本企业的需要原料路线的选择原则是什么？原料路线的选择原则是什么？l尽可能选择当地或附近的原料尽可能选择当地或附近的原料l既可确保来源，又能减少运输费用和货运量。

既可确保来源，又能减少运输费用和货运量l经济性经济性l经济性是指采用不同的原料路线所造成的经济效果，而经济性是指采用不同的原料路线所造成的经济效果，而不能只看原料本身价格的高低不能只看原料本身价格的高低在选择原料时，必须考虑该种原料是否符合技术要求在选择原料时，必须考虑该种原料是否符合技术要求 所选择的原料路线最好是没有副产物或副产物较少的所选择的原料路线最好是没有副产物或副产物较少的 l资源利用的合理性资源利用的合理性l从整体利益出发，根据国家的资源政策合理利用资源从整体利益出发，根据国家的资源政策合理利用资源l也要努力开拓低品位矿产资源合理利用的方法也要努力开拓低品位矿产资源合理利用的方法 当几种原料在原则上都符合以上要求时，当几种原料在原则上都符合以上要求时，以选择投资少、成本较低，而劳动生产率较高的原料为宜以选择投资少、成本较低，而劳动生产率较高的原料为宜 •举例：举例：煤、石油和天然气煤、石油和天然气是化学工业特别是有机化学是化学工业特别是有机化学工业的基础矿产资源工业的基础矿产资源上世纪三、四十年代以后，上世纪三、四十年代以后，化化工生产逐渐工生产逐渐由以煤为基础转为以石油为基础由以煤为基础转为以石油为基础。

知道为什么吗？ 答案：答案：就是由于石油是液态原料，就是由于石油是液态原料，开采和运输都开采和运输都比较方便和经济比较方便和经济，，从性质上说含氢量较高，更宜从性质上说含氢量较高，更宜于用来生产有机化工原料于用来生产有机化工原料，使生产经济性明显地，使生产经济性明显地优于原来的煤化工生产优于原来的煤化工生产技术可行性经济合理性供需可能性工艺路线工艺路线—通常指生产方法通常指生产方法  可以用不同原料、不同生产方法，不同工艺流程生产同一产品可以用不同原料、不同生产方法，不同工艺流程生产同一产品  化工设计中遇到的大多数是化工设计中遇到的大多数是已有工艺路线的工艺流程设计已有工艺路线的工艺流程设计工艺技术路线工艺技术路线选择选择 在各种可能的工艺技术路线中，经过比较在各种可能的工艺技术路线中，经过比较确定一条效果最好确定一条效果最好的的工艺技术路线为拟建项目采用工艺技术路线为拟建项目采用  此项工作是项目可行性研究工作的此项工作是项目可行性研究工作的核心核心 2.1 工艺路线的确定工艺路线的确定一、确定工艺路线应考虑的因素一、确定工艺路线应考虑的因素  技术可行性技术可行性——实验室研究项目实验室研究项目的工程化的工程化  经济合理性经济合理性——经济效益、社会效益和经济效益、社会效益和环境效益环境效益  原料的纯度及来源原料的纯度及来源——如如矿石的品位矿石的品位等等  公用公用工程中的工程中的水源及电力供应水源及电力供应——缺水地区缺水地区  环境保护环境保护——三废的产三废的产生和处理生和处理 安全生产安全生产——从从设备上、技术上、管理上设备上、技术上、管理上保障安全保障安全  符合符合国家相关政策法规国家相关政策法规以上各项以上各项一票否决一票否决，必须对各项仔细审查，以免造成重大损失。

必须对各项仔细审查，以免造成重大损失二、工艺路线选择的原则二、工艺路线选择的原则1. 先进性先进性指指技术上先进技术上先进和和经济上合理经济上合理可行，具体包括基建投资、产品成可行，具体包括基建投资、产品成本、消耗定额和劳动生产率等方面的内容，应选择本、消耗定额和劳动生产率等方面的内容，应选择物料损耗小、循环物料损耗小、循环量少，能耗少和回收利用好的生产方法量少，能耗少和回收利用好的生产方法2. 可靠性可靠性指所选择的指所选择的生产方法生产方法和和工艺流程是否成熟可靠工艺流程是否成熟可靠对于尚在对于尚在试验阶试验阶段段的新技术、新工艺、新设备应慎重对待的新技术、新工艺、新设备应慎重对待•可靠性是工艺技术路线选择的首要原则可靠性是工艺技术路线选择的首要原则在选择工艺技术路线时，应考虑获得此生产方法的技术资料是否有困难、特在选择工艺技术路线时，应考虑获得此生产方法的技术资料是否有困难、特殊设备的设计和加工制造是否可能，以及该种生产方法是否成熟等，殊设备的设计和加工制造是否可能，以及该种生产方法是否成熟等，决不能决不能把没有通过严格的科学鉴定的试验性工艺技术应用到生产性企业中把没有通过严格的科学鉴定的试验性工艺技术应用到生产性企业中。

•如何判断工艺技术路线的可靠性？如何判断工艺技术路线的可靠性？• 主要从流程是否通畅、生产是否安全，主要从流程是否通畅、生产是否安全，工艺是否稳定，消耗定额、生产能力、产品工艺是否稳定，消耗定额、生产能力、产品质量和三废排放能否稳定可靠地达到预定指质量和三废排放能否稳定可靠地达到预定指标来判断标来判断•如何开展可靠性的评价？如何开展可靠性的评价？• 在可行性研究中，可以通过对已投产的同在可行性研究中，可以通过对已投产的同类项目进行现场考察，并搜集较长时间的实际类项目进行现场考察，并搜集较长时间的实际生产数据来进行判断，不可只凭文献报道的资生产数据来进行判断，不可只凭文献报道的资料、数据或口说无凭的介绍来决定料、数据或口说无凭的介绍来决定 第一节第一节 生产方法和工艺流程的选择生产方法和工艺流程的选择 3. 合理性合理性结合国情结合国情——中国是发展中国中国是发展中国家家在工厂设计时不仅要在工厂设计时不仅要从技术观点考虑，从技术观点考虑，也应也应结合中国具体国情：结合中国具体国情：(1) 中国人的中国人的消费水平消费水平及各种及各种化工产品的消费趋势化工产品的消费趋势；；(2) 中国化工中国化工机械设备及电气仪表的制造能力机械设备及电气仪表的制造能力；；(3) 中国化工生产所用的原材料设备所用中国化工生产所用的原材料设备所用金属材料供应情况金属材料供应情况；；(4) 中国中国环境保护的有关规定环境保护的有关规定和和三废排放三废排放情况；情况；(5) 劳动就业与化工劳动就业与化工生产自动化生产自动化关系；关系；(6) 资金筹措与外汇贮备情况。

资金筹措与外汇贮备情况在生产方法和工艺流程论证中需在生产方法和工艺流程论证中需全面衡量，综合考虑全面衡量，综合考虑三项原则三项原则技术上先进、经济上合理技术上先进、经济上合理三、工艺路线确定的步骤三、工艺路线确定的步骤1. 搜集资料，调查研究搜集资料，调查研究搜集搜集国内外同类生产厂国内外同类生产厂的相关资料：的相关资料： 工艺路线的特点、投资情况、生产运营情况；工艺路线的特点、投资情况、生产运营情况； 设备制造的设备制造的难易程度及维修保养难易程度及维修保养要求；要求； 原材料和公用工程单耗、产品质量、三废治理；原材料和公用工程单耗、产品质量、三废治理； 安全和劳动保护措施等安全和劳动保护措施等2. 原料路线的选择原料路线的选择根据当地根据当地资源情况资源情况，原料的，原料的运输情况运输情况，不同原料引发出来的反，不同原料引发出来的反应条件、转化率；不同原料应条件、转化率；不同原料主、副反应的产品是否满足需要主、副反应的产品是否满足需要等决定等决定原料路线原料路线① ① 几种工艺路线在国内外的几种工艺路线在国内外的采用情况及发展趋势采用情况及发展趋势；；② ② 产品的产品的质量指标及产品规格情况质量指标及产品规格情况；；③ ③ 生产能力及产品规格；生产能力及产品规格；④ ④ 原材料、能量消耗情况；原材料、能量消耗情况；⑤ ⑤ 建设费用及产品成本；建设费用及产品成本；⑥ ⑥ 三废的产生及治理情况；三废的产生及治理情况；⑦ ⑦ 安全生产与劳动保护措施；安全生产与劳动保护措施；⑧ ⑧ 其他特殊情况。

其他特殊情况 3. 落实设备落实设备4. 全面对比全面对比确定工艺流程和生产方法确定工艺流程和生产方法工艺流程设计工艺流程设计——在确定原料路线和工艺路在确定原料路线和工艺路线基础上，使操作过程和线基础上，使操作过程和选用设备型选用设备型式式具体化具体化的过程工艺流程设计成果工艺流程设计成果——工艺流程设计图工艺流程设计图2.2 工艺流程设计工艺流程设计工艺流程工艺流程——也称也称加工加工流程流程或或生产过程生产过程，是按原材料投入到成品生产，是按原材料投入到成品生产顺序，连续地通过设备或管道进行的加工过程顺序，连续地通过设备或管道进行的加工过程一、工艺流程设计的任务一、工艺流程设计的任务 确定生产流程中各生产过程的确定生产流程中各生产过程的具体内容、顺序和组合方式具体内容、顺序和组合方式——由原由原料制成产品；料制成产品； 绘制各设计阶段的绘制各设计阶段的工艺流程图工艺流程图——图解的形式表示生产过程图解的形式表示生产过程工艺流程设计应解决的问题：工艺流程设计应解决的问题：(1) 确定整个确定整个流程的组成流程的组成；； (2) 确定每个确定每个过程或工序的组成过程或工序的组成；；(3) 确定操作条件；确定操作条件；(4) 控制方案的确定；控制方案的确定；(5) 合理利用原料及能量；合理利用原料及能量； (6) 制定三废的治理方法。

制定三废的治理方法7) 制定安全生产措施制定安全生产措施二、工艺流程设计方法二、工艺流程设计方法——从工艺角度进行流程设从工艺角度进行流程设计计  一般工艺流程部分为四个重要部分，即：一般工艺流程部分为四个重要部分，即：原料预处理原料预处理、、反应过程反应过程、、产物的后处理产物的后处理(分离纯化分离纯化)、、三废处理三废处理原料原料原料原料贮存贮存进料进料预处理预处理反反应应产品产品分离分离产品产品精制精制贮存贮存包装包装产品产品  工艺流程设计须以工艺流程设计须以反应过程为中心反应过程为中心① ① 反应器类型及操作方式反应器类型及操作方式 (连续、间歇连续、间歇)——反应的动力学特性、物料反应的动力学特性、物料特性、工艺条件特性、工艺条件② ② 能量供给、移出方式能量供给、移出方式——反应器结构设计和辅助设施反应器结构设计和辅助设施③ ③ 催化反应催化反应——催化反应方式和催化剂的选择催化反应方式和催化剂的选择确定主反应装置，可参考确定主反应装置，可参考文献、资料、中试结果或已工业化装置文献、资料、中试结果或已工业化装置2) 原料预处理过程原料预处理过程主反应对原料提出要求：如纯度、温度、压力以及加料方式等。

主反应对原料提出要求：如纯度、温度、压力以及加料方式等1) 确定主确定主反反应装置应装置(3) 产物后处理产物后处理  副反应的发生副反应的发生——乙烯裂解反应物乙烯裂解反应物  受反应时间或化学平衡限制，产物中存在过剩组分受反应时间或化学平衡限制，产物中存在过剩组分——如合成如合成NH3、尿素过程中，过量、尿素过程中，过量H2、、NH3  有害有害杂质净化杂质净化——合成气的脱硫、脱合成气的脱硫、脱碳碳  产物中有复杂的聚集状态，也产物中有复杂的聚集状态，也增加了后处理过程增加了后处理过程预热预热(冷冷)汽化汽化干燥干燥粉碎筛分粉碎筛分提纯精制提纯精制混合混合配制配制压缩等压缩等根据原料性质、处理方法不同可根据原料性质、处理方法不同可选不同的装置及输送方式选不同的装置及输送方式如连续催化重整装置的原料预处如连续催化重整装置的原料预处理过程：理过程：泵送、换热、加热炉加泵送、换热、加热炉加热、预加氢、预脱砷和预分馏热、预加氢、预脱砷和预分馏等 (4) 三废处理三废处理三废：废气、废液、废渣三废：废气、废液、废渣 所含有害物质在排放前应该所含有害物质在排放前应该达到排放标准达到排放标准——相关政策法规相关政策法规! 尽量综合利用，变废为宝；尽量综合利用，变废为宝； 污染问题不解决，不允许投产。

污染问题不解决，不允许投产5) 其他相关措施及设计其他相关措施及设计 确定公用工程的配套措施确定公用工程的配套措施——动力电、水、蒸汽、压缩空气动力电、水、蒸汽、压缩空气、冷、冷冻、电热、氮气等冻、电热、氮气等 确定操作条件和控制方案确定操作条件和控制方案——控制方案和控制仪表控制方案和控制仪表 制定安全生产措施制定安全生产措施——对开车、停车、长期运对开车、停车、长期运转及检修中，可能转及检修中，可能存在的不安全因素进行分析，制订切实可靠的安全措施存在的不安全因素进行分析，制订切实可靠的安全措施 保温、防腐的设计保温、防腐的设计——对需要保温、防腐的设对需要保温、防腐的设备进行设计备进行设计化工设计电子课件三、工艺流程设计的基本方法三、工艺流程设计的基本方法 — 方案比较方案比较基本前提基本前提原始信息不变原始信息不变 温度温度压力压力流量流量流速流速判断依据判断依据产品收率产品收率原材料单耗原材料单耗能量单耗能量单耗产品成本产品成本工程投资工程投资环保、安全、环保、安全、占地面积等占地面积等化工设计电子课件硝化硝化分层分层混酸混酸氯苯氯苯废酸废酸层层出售出售硝基硝基物层物层送精制送精制硫酸硫酸未反应硝酸未反应硝酸硝基氯苯硝基氯苯硝化硝化分层分层混酸混酸废酸废酸层层出售出售硝基硝基物层物层送精制送精制萃取萃取分层分层氯苯氯苯混合混合料料萃取废萃取废酸层酸层图图1. 硝化硝化-分层方案分层方案图图2. 硝化硝化-分层分层-萃取方案萃取方案已知混酸组成：HNO3为47%，H2SO4为49%，H2O为4%。

氯苯与混酸中的HNO3的摩尔分数为1:1.1硝化温度为80℃，硝化时间为3h，硝化废酸中含硝酸＜1.6%，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的1%实例比较：实例比较：用混酸硝化用混酸硝化氯苯，制苯，制备混合硝基混合硝基氯苯2.3 工艺流程图工艺流程图一、流程图的分类和用途一、流程图的分类和用途1. 方框流程图方框流程图（（block flowsheet））  根据选定工艺路线，对工艺流程进行根据选定工艺路线，对工艺流程进行概念性设计时概念性设计时完成的流程图，不完成的流程图，不编入设计文件，多用于编入设计文件，多用于项目建议书、可行性研究报告项目建议书、可行性研究报告等  一般用一般用方框、文字方框、文字表示一个单元，用表示一个单元，用箭头表示物流方向箭头表示物流方向，表示化学加，表示化学加工过程的轮廓工过程的轮廓 工艺流程图工艺流程图——把各个生产单把各个生产单元按照元按照一定的目的要求一定的目的要求，有机地组合，有机地组合在一起，形成一个在一起，形成一个完整的生产工艺过程完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来并用图形描绘出来 不同设计阶段流程图的不同设计阶段流程图的内容、重点和深度内容、重点和深度也有所不同。

也有所不同 定性定性标出由原料转化成产品的标出由原料转化成产品的变化、流向变化、流向以及所采用的各种化工单以及所采用的各种化工单元及设备，供设计开始时元及设备，供设计开始时工艺方案讨论工艺方案讨论2. 工艺流程简图工艺流程简图（（simplified flowsheet）） 设计初始阶段用来表达整个设计初始阶段用来表达整个工厂或车间生产流程工厂或车间生产流程的图样的图样，，不编入设计不编入设计文件3. 工艺物料流程图工艺物料流程图（（process flowsheet）） 完成物料衡算和热量衡算后，以完成物料衡算和热量衡算后，以图形与表格的形式图形与表格的形式反映物料衡算和反映物料衡算和热量衡算的结果，即绘制工艺物料流程图热量衡算的结果，即绘制工艺物料流程图 工艺物料流程图工艺物料流程图列入初步设计阶段的设计文件列入初步设计阶段的设计文件，为设计审查提供资，为设计审查提供资料也作为生产操作和技术改造的参考资料料也作为生产操作和技术改造的参考资料——设计档案资料设计档案资料29！工艺物料流程图中：工艺物料流程图中： 采用常用图例表示出采用常用图例表示出主要工艺设备及部分关键的辅助设备主要工艺设备及部分关键的辅助设备；用箭；用箭头表示物流方向，标注工艺设备位号和名称；头表示物流方向，标注工艺设备位号和名称； 用用表格表示出各物流的表格表示出各物流的T、、p、、Vs、组成、组成；在有热量变化的设备；在有热量变化的设备旁，标出热量计算值。

旁，标出热量计算值 物料表物料表包括物料名称、质量流量、质量分数、摩尔流量和摩尔分包括物料名称、质量流量、质量分数、摩尔流量和摩尔分率有时还列出物料的某些参数如温度、压力、密度等有时还列出物料的某些参数如温度、压力、密度等☺ 完成完成设备设计计算，确定控制方案设备设计计算，确定控制方案，即可绘制初步设计阶段带控制点，即可绘制初步设计阶段带控制点工艺流程图并作为设计成果编入初步设段的设计文件中工艺流程图并作为设计成果编入初步设段的设计文件中在带控制点的工艺流程图中：在带控制点的工艺流程图中：(1) 用图例表示出用图例表示出全部工艺设备、工艺物料管道、辅助管道全部工艺设备、工艺物料管道、辅助管道2) 表示表示出工艺物料和辅助出工艺物料和辅助管道的流向及工艺物料管道上的阀门管道的流向及工艺物料管道上的阀门、异、异径管等管件，径管等管件，不画不画法兰、弯头、三通等一般管件法兰、弯头、三通等一般管件3) 表示出工艺参数（温度、压力、流量、液位、物料组成、浓度表示出工艺参数（温度、压力、流量、液位、物料组成、浓度等）的等）的测量点自动控制方案测量点自动控制方案4. 带控制点工艺流程图（带控制点工艺流程图（process and control flowsheet）） 带控制点的带控制点的工艺流程图工艺流程图初步设计阶段带控制点工艺流程图初步设计阶段带控制点工艺流程图施工设计阶段带控制点工艺流程图施工设计阶段带控制点工艺流程图也称管道及仪表流程图也称管道及仪表流程图(PID图图) (4) 标注全部标注全部设备的位号和名称设备的位号和名称。

5) 表示表示出全部管道的出全部管道的管道代号、管径、材料、保温管道代号、管径、材料、保温等5. 管道仪表流程图（管道仪表流程图（piping and instrument diagram））—施工阶段施工阶段工艺流程图工艺流程图 ——PID图，图，PI图，图，☺PID图是图是以车间以车间(装置装置)或工段或工段为主项进行绘制，原则上一个车间或为主项进行绘制，原则上一个车间或工段绘一张图，如流程复杂可分成数张，但仍算一张图，使用同工段绘一张图，如流程复杂可分成数张，但仍算一张图，使用同一图号☺所有工艺流程图所有工艺流程图不按精确比例绘制不按精确比例绘制，一般设备，一般设备(机器机器)图例只取相对图例只取相对比例☺ 设备设备——名称、位号和参数；名称、位号和参数；接管和连接形式接管和连接形式；；设备安装标高设备安装标高；；☺ 配管配管——所有工艺、公所有工艺、公用工程用工程管线规格、取样点位置管线规格、取样点位置☺ 仪表仪表与仪表配管与仪表配管——包括调节阀、旁通阀、安全阀；仪表冲洗、包括调节阀、旁通阀、安全阀；仪表冲洗、吹扫等各种不同版本，对应不同的深度各种不同版本，对应不同的深度根据不同的情况减少版次根据不同的情况减少版次化工工艺设计施工图内容和深度统一规定化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG/T 20519-2009设备图形及管线、管件；设备图形及管线、管件；标注；标注；图例；图例；标题栏；标题栏；图纸规格和图幅：图纸规格和图幅：一般采用一般采用0号标准图纸；也可用号标准图纸；也可用1号标准图纸；号标准图纸；但对于同一装置只能用一种规格的图纸！但对于同一装置只能用一种规格的图纸！线条和比例：线条和比例：线条宽度推荐值如表线条宽度推荐值如表2-1所示所示32！！文字和字母的标注：文字和字母的标注：匀称、工整，采用工程字；匀称、工整，采用工程字；汉字高度；指数、分数、注脚尺寸的数字字体；汉字高度；指数、分数、注脚尺寸的数字字体；34！！备注栏、详图和表格：备注栏、详图和表格：流程图的右侧，一般为备注栏、详图和表格的区域；流程图的右侧，一般为备注栏、详图和表格的区域；34！！图面布置：图面布置：顺流程从左至右排布，也顺应管道连接走向；顺流程从左至右排布，也顺应管道连接走向；塔、反应器、储罐、换热器、加热炉；塔、反应器、储罐、换热器、加热炉；泵、压缩机、鼓风机、振动机械、离心机、运输设备、称量设备；泵、压缩机、鼓风机、振动机械、离心机、运输设备、称量设备；没有安装高度的设备；没有安装高度的设备；有安装高度的设备有安装高度的设备二、工艺流程图绘制内容及表示方法二、工艺流程图绘制内容及表示方法——以以PID图为例图为例1. PID图的组成图的组成(1) 设备图形及管线、管件设备图形及管线、管件：：将各设备按工艺流程顺序，表示在同一将各设备按工艺流程顺序，表示在同一平面上，配以连接的主辅管线及管件、阀门、仪表控制点符号平面上，配以连接的主辅管线及管件、阀门、仪表控制点符号等。

等2) 标注：标注：设备位号、名称，管道号、管径及管道等级，管段编号，设备位号、名称，管道号、管径及管道等级，管段编号，仪表控制点图形符号、字母代号、仪表位号，必要尺寸、数据仪表控制点图形符号、字母代号、仪表位号，必要尺寸、数据等3) 图例：图例：对流程图中所采用的代号、符号及其他标注的说明，有时对流程图中所采用的代号、符号及其他标注的说明，有时还有设备位号的索引等还有设备位号的索引等4) 标题栏：标题栏：注写图名、图号、设计项目、设计阶段等注写图名、图号、设计项目、设计阶段等图2-4图2-52. 设备的表示方法设备的表示方法(1) 设备的画法设备的画法 图例：图例：参照表参照表2-2，，按比例用细实线（按比例用细实线（b/3）绘制 相对位置：设备间高低和楼面高低相对位置，一般也相对位置：设备间高低和楼面高低相对位置，一般也按比例绘制按比例绘制 相同系统相同系统(或设备或设备)的处理：两个或两个以上相同的系统的处理：两个或两个以上相同的系统(或设备或设备)，一，一般般应全部画出应全部画出2) 设备的标注设备的标注 标注的内容：设备在图上应标注标注的内容：设备在图上应标注位号位号及及名称名称。

 标注的方式：设备位号、名称一般标注在相应设备图形上方或下标注的方式：设备位号、名称一般标注在相应设备图形上方或下方T-   A设备位号线设备位号线相同设备尾号相同设备尾号设备顺序号设备顺序号主项代号主项代号/工序编号工序编号设备分类设备分类35！P301A序号序号设备名称设备名称代号代号序号序号设备名称设备名称代号代号1塔塔T7火炬、烟囱火炬、烟囱S2泵泵P8换热器换热器E3压缩机、鼓风机压缩机、鼓风机C9起重机起重机L4反应器反应器R10搅拌器搅拌器M5容器容器(储槽、储罐储槽、储罐)V11称量设备称量设备W6工业炉工业炉F12其他设备其他设备X常用设备代号常用设备代号3. 管道的画法及标注管道的画法及标注①①一般应画出一般应画出所有工艺材料和辅助物料的管道所有工艺材料和辅助物料的管道②②主工艺物料管道用主工艺物料管道用粗实线粗实线，辅助管线用，辅助管线用中实线中实线，仪表及信号传输管，仪表及信号传输管线用线用细实线或细虚线绘制细实线或细虚线绘制管道仪表流程图管道和管件图形符号管道仪表流程图管道和管件图形符号HG/T 20559.3-93具体画法具体画法40！！(2) 管道的标注管道的标注 一般横向管道标注在一般横向管道标注在管道上方管道上方，竖向管道（直管）标注在，竖向管道（直管）标注在管道左边管道左边。

 分段注明流体代号、管道代号、管径、管道等级及绝热（隔声）代号分段注明流体代号、管道代号、管径、管道等级及绝热（隔声）代号① ① 管道代号管道代号 管道号：物料代号管道号：物料代号+主项代号主项代号+管道分段顺序号（管段顺序号）管道分段顺序号（管段顺序号） 主项代号主项代号——工段或工序工段或工序代号，用一位或两位数字表示代号，用一位或两位数字表示 管道分段顺序号管道分段顺序号——按工艺流程顺序用两位数字按工艺流程顺序用两位数字01，，02等编号 物料代号一般以物料的物料代号一般以物料的英文名称的首字母英文名称的首字母大写表示大写表示② ② 管径管径管径一般标注管径一般标注公称直径公称直径，公制管以，公制管以mm单位，只标数字单位，只标数字，，DN25，，标注标注25；英制管以英寸为单位，需标注英寸符号，如；英制管以英寸为单位，需标注英寸符号，如1/2 、、4 等③ ③ 管道等级管道等级为为简化管道及管件规格简化管道及管件规格，使管道组成件标准化，将各种管道组成，使管道组成件标准化，将各种管道组成件按管道的材质、压力和直径三个参数适当分级件按管道的材质、压力和直径三个参数适当分级。

如如A1AA1A：：A A— 公称压力等级代号公称压力等级代号1—管道材料等级顺序号，九个不同系列的管道材料等级；管道材料等级顺序号，九个不同系列的管道材料等级；A— 管道材质类别代号管道材质类别代号41！HG/T 20519.6-2009代号代号功能类型功能类型 备注备注代号代号功能类型功能类型备注备注HCPDE保温保温保冷保冷人身防护人身防护防结露防结露电伴热电伴热采用保温材料采用保温材料采用保冷材料采用保冷材料采用保温材料采用保温材料采用保冷材料采用保冷材料采用电热带和保采用电热带和保温材料温材料SWOJN蒸汽伴热蒸汽伴热热水伴热热水伴热热油伴热热油伴热夹套伴热夹套伴热隔声隔声采用蒸汽伴管和保温材料采用蒸汽伴管和保温材料采用热水伴管和保温材料采用热水伴管和保温材料采用热油伴管和保温材料采用热油伴管和保温材料采用夹套管和保温材料采用夹套管和保温材料采用隔声材料采用隔声材料④ ④ 隔热代号隔热代号——管道的管道的使用温使用温度范围度范围及及隔热隔音功能隔热隔音功能类型，以英文字类型，以英文字母和数字或英文字母给以标注母和数字或英文字母给以标注绝热及隔声代号绝热及隔声代号HG/T 20519.2-20094. 管件和阀门的图形符号管件和阀门的图形符号一般连接件，如法兰、三通、弯头、管接头等，若无特殊需要不一般连接件，如法兰、三通、弯头、管接头等，若无特殊需要不予画出。

竖管上的阀门在图上的高低位置应大致符合实际高度竖管上的阀门在图上的高低位置应大致符合实际高度HG/T 20519.2-200943-44！5. 仪表控制点仪表控制点 在相应管道在相应管道大致安装位置大致安装位置标注仪表及控制点标注仪表及控制点 仪表控制点标注包括仪表控制点标注包括图形符号、字母代号和仪表位号图形符号、字母代号和仪表位号三部分1) 图形符号图形符号 仪表的图形符号为直径约仪表的图形符号为直径约10mm的细线（的细线（b/3）圆；）圆； 执行器的图形符号由调节机构和执行机构两部分组合而成执行器的图形符号由调节机构和执行机构两部分组合而成2) 字母代号字母代号——表示被测变量和仪表示被测变量和仪表功能表功能过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号HG/T 20505-2000字字母母第一字母第一字母后继字母后继字母字字母母第一字母第一字母后继字母后继字母被测变量或被测变量或初始变量初始变量修饰修饰词词功能功能被测变量或被测变量或初始变量初始变量修饰词修饰词功能功能A AB BC CD DE EF FG GH HI IJ JK KL LM M分析分析喷嘴火焰喷嘴火焰电导率电导率密度密度电压电压流量流量尺度尺度手动手动电流电流功率功率时间或时间程序时间或时间程序物位物位水分或湿度水分或湿度差比差比扫描扫描报警报警供选用供选用控制控制检出元件检出元件玻璃玻璃指示指示自动自动. .手动操作手动操作指示灯指示灯N NO OP PQ QR RS ST TU UV VW WX XY YZ Z供选用供选用供选用供选用压力或真空压力或真空数量或件数数量或件数发射性发射性速度或频率速度或频率温度温度多变量多变量粘度粘度质量或力质量或力未分类未分类供选用供选用位置位置积分积分. .积算积算安全安全供选用供选用节流孔节流孔试验点试验点积分、积算积分、积算记录或打印记录或打印开关或联锁开关或联锁传达（变送）传达（变送）多功能多功能阀、挡板阀、挡板套管套管未分类未分类计算器计算器驱动器、执行器驱动器、执行器被测变量和仪表功能的字母代号被测变量和仪表功能的字母代号(3) 仪表位号仪表位号 仪表位号的方法是将字母代号填写在圆圈上半部分，数字编号填写仪表位号的方法是将字母代号填写在圆圈上半部分，数字编号填写在圆圈下半部分。

在圆圈下半部分 第一个字母表示第一个字母表示被测变量被测变量，后继字母表示，后继字母表示仪表的功能；仪表的功能；数字编号表数字编号表示示仪表的顺序号仪表的顺序号，可按车间或工段进行编号可按车间或工段进行编号常用组合字母表常用组合字母表 45！！•仪表图形符号：仪表图形符号：•仪表安装位置的图形符号：仪表安装位置的图形符号： 表表2-11 46页！页！•常规测量仪表图形符号：常规测量仪表图形符号： 表表2-12F I C – 1 1 6功能标志回路编号工序号顺序号•首页图首页图 • 每个单独装置（包括若干个工序）编制一份首页图，适用于该装置的工艺管道仪表流程图和辅助物料、公用物料管道仪表流程图47！！2.4 典型设备的自控流程典型设备的自控流程2.4.1 输送设备的自控流程输送设备的自控流程一、离心泵流量调节一、离心泵流量调节离心泵基本流程包括：入口阀、出口阀、出口处的止回阀、出口离心泵基本流程包括：入口阀、出口阀、出口处的止回阀、出口压力表、泵体前后设放净阀压力表、泵体前后设放净阀1. 简单管路流量调节方式简单管路流量调节方式(1) 直接节流法直接节流法优点：优点：简单易行，普遍采用。

简单易行，普遍采用缺点：缺点：能耗大限制：限制：不适宜于正常流量低于额不适宜于正常流量低于额定流量定流量30%以下的以下的场合(2) 旁路调节旁路调节优点：优点：调节阀直径小，可用于小流量调节调节阀直径小，可用于小流量调节缺点：缺点：使泵的总效率降低使泵的总效率降低3) 调节电机转速调节电机转速——采用变频电机采用变频电机2. 出口多分支管路流量调节出口多分支管路流量调节二、容积泵二、容积泵（往复泵、齿轮泵、螺杆泵和漩涡泵）（往复泵、齿轮泵、螺杆泵和漩涡泵）  禁止禁止在出口管道上直接安装节在出口管道上直接安装节流装置来调节流量，流装置来调节流量，原因：原因：容积容积泵流量减小，压力急剧上升泵流量减小，压力急剧上升  调节方法：调节方法：旁路调节；改变转旁路调节；改变转速或改变冲程大小；速或改变冲程大小；  图图是旋涡是旋涡泵的流量调节流程泵的流量调节流程2.4.2 管壳式换热器的自控流程管壳式换热器的自控流程一、无相变的管壳式换热器一、无相变的管壳式换热器方法方法1：通过调节流体：通过调节流体1的流量来控制流体的流量来控制流体2的出口温度的出口温度  (T1-T2)<(t2-t1)，调节冷流体流量；，调节冷流体流量；  (T1-T2)>(t2-t1)，调节热流体流量；，调节热流体流量；3. 在冷、热流体在冷、热流体流量均不允许改变流量均不允许改变——可采用分流调节。

可采用分流调节二、有相变的管壳式换热器二、有相变的管壳式换热器1. 蒸汽冷凝加热器蒸汽冷凝加热器方法方法1：：调节调节ps，改变蒸汽冷凝，改变蒸汽冷凝温度温度，调节加热器传热温差调节加热器传热温差方法方法2：：改变改变A，控制冷介质，控制冷介质温度—利用冷凝水出口阀调节换热器中利用冷凝水出口阀调节换热器中的冷凝水量，设计中必须考虑留有设计裕量的冷凝水量，设计中必须考虑留有设计裕量2. 再沸器再沸器——调节加热介质调节加热介质流量流量三、三、 加热炉加热炉 出炉温度控制：出炉温度控制：根据被加热介质出炉温度调节燃料量根据被加热介质出炉温度调节燃料量 进料流量控制：进料在炉管中产生汽化或分解时，炉管压降随气化进料流量控制：进料在炉管中产生汽化或分解时，炉管压降随气化率变化，应在率变化，应在进料前设流量调节器进料前设流量调节器2.4.3 精馏塔的自控流程精馏塔的自控流程一、精馏塔的基本控制方案一、精馏塔的基本控制方案1. 按精馏段指标控制按精馏段指标控制在在LR、、D、、VS及及W四个变量中，一四个变量中，一个为控制变量，一个保持恒定，其个为控制变量，一个保持恒定，其余两个按回流罐和再沸器的液位调余两个按回流罐和再沸器的液位调节器进行调节。

节器进行调节常用方案常用方案1：：根据塔板温度控制根据塔板温度控制LR，，VS流量恒定，如右图流量恒定，如右图a方案方案方案2：：回流比很大时，一般用精回流比很大时，一般用精馏段塔板温度控制馏段塔板温度控制D，保持，保持VS流量流量恒定，见右图恒定，见右图b方案 适合于釜液的纯度要求较之馏出液为高的情况，适合于釜液的纯度要求较之馏出液为高的情况，即塔底为主要产品时，采用此方案；即塔底为主要产品时，采用此方案；当液相进料，对塔顶和塔底产品的质量要求相近，当液相进料，对塔顶和塔底产品的质量要求相近，也采用此方案；也采用此方案；控制方案：以提馏段温度为衡量质量的间接指标，控制方案：以提馏段温度为衡量质量的间接指标，以改变再沸器加热量为控制手段以改变再沸器加热量为控制手段2. 按提馏段指标控制按提馏段指标控制方案方案1：：用用提馏段塔板温度控制加提馏段塔板温度控制加热蒸汽量，控制热蒸汽量，控制VS，保持，保持LR恒恒定，定，D和和W都按物料平衡都按物料平衡关系，关系，由液位调节器控制，如右图由液位调节器控制，如右图a方方案目前应用最多的方案目前应用最多的方案方案方案2：：用用提馏段塔板温度控制釜提馏段塔板温度控制釜液流量液流量W，保持，保持LR恒定，恒定，D由回由回流罐的液位调节，蒸流罐的液位调节，蒸汽量由再沸汽量由再沸器的液位调节，见右图器的液位调节，见右图b方案。

方案该方案该方案当当W较小时比较平稳较小时比较平稳适合于馏出液的纯度要求较之釜液为高的情况，适合于馏出液的纯度要求较之釜液为高的情况，采用此方案；采用此方案；控制方案：以精馏段温度为衡量质量的间接指标，控制方案：以精馏段温度为衡量质量的间接指标，以改变回流量加热量为控制手段以改变回流量加热量为控制手段二、蒸馏塔的具体控制方案二、蒸馏塔的具体控制方案1. 塔顶压力控制塔顶压力控制(1) 塔顶气体不冷凝时，用塔顶线调节阀；塔顶气体不冷凝时，用塔顶线调节阀；(2) 部分冷凝时，在回注罐出口不凝气线设调节阀部分冷凝时，在回注罐出口不凝气线设调节阀 (3) 塔顶全凝时，塔顶压力控塔顶全凝时，塔顶压力控制方案如下：制方案如下：① ① 常压塔：常压塔：塔顶可不设压力控制系统，回流罐设一通大气的管道塔顶可不设压力控制系统，回流罐设一通大气的管道② ② 减压塔：减压塔：改变不凝性气体抽吸量；改变旁路吸入空气或惰性气体量改变不凝性气体抽吸量；改变旁路吸入空气或惰性气体量③③加压塔加压塔a.馏出物中不含或仅含微量不凝性体时：馏出物中不含或仅含微量不凝性体时： 冷凝器的冷剂量控制；冷凝器的冷剂量控制； 直接调节塔顶气相流量；直接调节塔顶气相流量； 采用热旁路；采用热旁路； 用冷凝器排液量与热旁路接合的方法。

用冷凝器排液量与热旁路接合的方法b. 馏出物中含有少量不凝气：馏出物中含有少量不凝气：分程控制，首先用冷却水调节阀控制分程控制，首先用冷却水调节阀控制塔压，再打开放空阀，维持塔压塔压，再打开放空阀，维持塔压c. 馏出物中含有较多不凝气：馏出物中含有较多不凝气：改变回流罐的气相排放量，适于进料改变回流罐的气相排放量，适于进料 流量、组分、塔釜加热蒸汽压力波动不大，且塔顶蒸汽流经冷凝器流量、组分、塔釜加热蒸汽压力波动不大，且塔顶蒸汽流经冷凝器 的阻力变化不大的条件的阻力变化不大的条件2. 精馏塔的温度控制精馏塔的温度控制分馏塔顶温度：以塔顶冷凝回流量或塔顶循环回流量分馏塔顶温度：以塔顶冷凝回流量或塔顶循环回流量再沸器温度：热载体流量控制再沸器温度：热载体流量控制3. 精馏塔流量控制：精馏塔流量控制：进料流量、回流量控制进料流量、回流量控制4. 精馏塔液位精馏塔液位塔釜、回流罐、塔侧抽出斗、进料贮槽、成品贮槽液位控制塔釜、回流罐、塔侧抽出斗、进料贮槽、成品贮槽液位控制•压缩机的自控方案压缩机的自控方案• 压缩机的控制方案，常采用如图2-9所示的分程控制方案。

即出口流量控制器操纵两个控制阀，吸入阀只能关至一定开度，若需要更小流量，则打开旁路调节阀，这样可以避免直接调节进口流量而导致入口端负压严重的缺陷 图2-9 压缩机分程控制方案 图2-10压缩机旁路控制方案 •四、反应器的自控方案四、反应器的自控方案• (一一)釜式反应器的温度自动控制釜式反应器的温度自动控制 (c)载热体流量釜温串级控制 (d)夹套温度釜温串级控制 (e)釜压釜温串级控制图2-16 釜式反应器的温度控制方案•四、反应器的自控方案四、反应器的自控方案•(二二)固定床反应器的温度控制固定床反应器的温度控制 (a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制图2-17 固定床反应器的控制方案 •2.5 2.5 工艺流程图计算机绘制软件简介工艺流程图计算机绘制软件简介 •一、计算机在绘制工艺流程图中的应用一、计算机在绘制工艺流程图中的应用•流程图绘制软件常用美国Autodesk公司的AutoCAD200x •利用其本身强大的开发功能进行了AutoCAD的二次开发，出现了很多专业软件：l例如AspenTech公司Aspen Plus ；l加拿大VMG集团(Virtual Materials Group) 开发的 VMGSim ；Chemstations公司的ChemCAD；l青岛伊科思技术工程有限公司开发的ECSS化工之星等。

•绘制管道仪表流程图还必须使用专门的软件，例如：绘制管道仪表流程图还必须使用专门的软件，例如：l上海尤里卡的PEDS三维配管工程设计系统、l中科辅龙的PDSOFT三维工厂设计软件等都有绘制管道仪表流程图的功能，l深圳维远泰克公司还推出一款专门用于绘制工艺流程图的软件PIDCAD •2.5 2.5 工艺流程图计算机绘制软件简介工艺流程图计算机绘制软件简介 •二、用二、用PIDCAD软件简介软件简介•PIDCAD软件是深圳市维远泰克科技有限公司开发研制的，是基于Windows操作系统和AutoCAD2002、AutoCAD 2004、AutoCAD2006平台从事工程设计、绘制管道、物料及仪表流程图的专业软件按行业标准，建有国家标准图幅库、设备符号库、阀门库、仪表库利用PIDCAD软件绘制的工艺物料及管道和仪表流程图，使工厂的工艺、设备设计与管理变得更加简单、实用、高效•PIDCAD软件操作简单、方便易学，适合于工程技术、设计人员及高校师生从事化工工程设计、流程图绘制时使用；结合工艺设备管理软件，可实现工厂工艺、设备信息化管理 •1、简答如何选择原料路线？、简答如何选择原料路线？•2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？有哪些？其步骤有哪些？•3、工艺流程设计的步骤有哪些？、工艺流程设计的步骤有哪些？•4、工艺流程图的种类有哪些？、工艺流程图的种类有哪些？•5、某管道标注为：、某管道标注为：PL0105-40 -L1B，表示什么意思？，表示什么意思？•6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。

固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。