第一章化工設計

1、化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校第一節(jié)第一節(jié)化工設計的種類化工設計的種類一、根據(jù)項目性質分類一、根據(jù)項目性質分類（一）新建項目設計（一）新建項目設計（二）重復建設項目設計（二）重復建設項目設計（三）已有裝置的改造設計（改建、擴建）（三）已有裝置的改造設計（改建、擴建）二、根據(jù)設計性質分類二、根據(jù)設計性質分類（一）新技術開發(fā)過程中的設計（一）新技術開發(fā)過程中的設計 1. 1. 概念設計概念設計 2. 2. 中試設計中試設計 3. 3. 基礎設計基礎設計（二）工程設計（二）工程設計 1 1初步設計初步設計 2 2擴大初

2、步設計擴大初步設計 3. 3. 施工圖設計施工圖設計化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等專科學校鎮(zhèn)江高等?？茖W校第二節(jié)第二節(jié)化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序 一、項目建議書一、項目建議書 二、可行性研究報告二、可行性研究報告 三、編制設計任務書三、編制設計任務書 四、初步設計四、初步設計 五、施工圖設計五、施工圖設計 六、現(xiàn)場施工的設計代表六、現(xiàn)場施工的設計代表 七、試車投產及工程的竣工驗收七、試車投產及工程的竣工驗收 一般的化工設計的工作程序是以基礎設計為依據(jù)提出一般的化工設計的工作程序是以基礎設計為依據(jù)提出項目建議書，經上級主管部門認可后寫出可行性研究報告，項目建議書，經上級主管部門認

3、可后寫出可行性研究報告，上級批準后，編寫設計任務書，進行（擴大）初步設計，上級批準后，編寫設計任務書，進行（擴大）初步設計，后者經上級主管部門認可后進行施工圖設計。后者經上級主管部門認可后進行施工圖設計。設計前期工作設計前期工作設計后期工作設計后期工作工程設計階段工程設計階段化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等專科學校鎮(zhèn)江高等?？茖W校化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等專科學校項目建議書項目建議書1.項目建設目的和意義，即項目提出的背景和依據(jù)，投項目建設目的和意義，即項目提出的背景和依據(jù)，投資的必要性及經濟意義；資的必要性及經濟意義；2.產品需求初步預測；產品需求初步預測；3.產品方案

4、和擬建規(guī)模；產品方案和擬建規(guī)模；4.工藝技術方案（原料路線、生產方法和技術來源）；工藝技術方案（原料路線、生產方法和技術來源）；5.資源、主要原材料、燃料和動力的供應；資源、主要原材料、燃料和動力的供應；6.建廠條件和廠址初步方案；建廠條件和廠址初步方案；7.環(huán)境保護；環(huán)境保護；8.工廠組織和勞動定員估算；工廠組織和勞動定員估算；9.項目實施規(guī)劃設想；項目實施規(guī)劃設想；10.投資估算和資金籌措設想；投資估算和資金籌措設想；11.經濟效益和社會效益的初步估算。經濟效益和社會效益的初步估算?；ぴO計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W?？尚行匝芯靠尚行匝芯?.總論。包括項目名稱、進行可行

5、性研究的單位、總論。包括項目名稱、進行可行性研究的單位、技術負責人、可行性研究的依據(jù)、可行性研究的技術負責人、可行性研究的依據(jù)、可行性研究的主要內容和論據(jù)、評價的結論性意見、存在問題主要內容和論據(jù)、評價的結論性意見、存在問題和建議等，并附上主要技術經濟指標表。和建議等，并附上主要技術經濟指標表。2.需求預測。包括國內外需求情況預測和產品的價需求預測。包括國內外需求情況預測和產品的價格分析。格分析。3.產品的生產方案及生產規(guī)模。產品的生產方案及生產規(guī)模。4.工藝技術方案包括工藝技術方案的選擇、物料平工藝技術方案包括工藝技術方案的選擇、物料平衡和消耗定額、主要設備的選擇、工藝和設備擬衡和消耗定額、

6、主要設備的選擇、工藝和設備擬采用標準化的情況等內容。采用標準化的情況等內容。化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等專科學?？尚行匝芯靠尚行匝芯?.原材料、燃料及水電汽的來源與供應。原材料、燃料及水電汽的來源與供應。6.建廠條件和廠址選擇布局方案。建廠條件和廠址選擇布局方案。7.公用工程和輔助設施方案公用工程和輔助設施方案8.環(huán)境保護及安全衛(wèi)生。環(huán)境保護及安全衛(wèi)生。9.工廠組織、勞動定員和人員培訓。工廠組織、勞動定員和人員培訓。10.項目實施規(guī)劃。項目實施規(guī)劃。11.投資估算和資金籌措。投資估算和資金籌措。12.經濟效益評價及社會效益評價。經濟效益評價及社會效益評價。13.結論包括綜合

7、評價和研究報告的結論等內容。結論包括綜合評價和研究報告的結論等內容?；ぴO計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容 一、設計準備工作一、設計準備工作（l l）一熟悉設計任務書。一熟悉設計任務書。 （2 2）了解化工設計以及工藝設計包括哪些內容，其方法步）了解化工設計以及工藝設計包括哪些內容，其方法步驟如何。參照設計進度訂出個人工作計劃。驟如何。參照設計進度訂出個人工作計劃。 （3 3）查閱文獻資料。）查閱文獻資料。 （4 4）收集第一手資料。）收集第一手資料。 二、方案設計（生產方法的選擇）二、方案設計（生產方法的

8、選擇） 這個階段的任務是確定生產方法和生產流程，它們是這個階段的任務是確定生產方法和生產流程，它們是整個工藝設計的基礎。要求運用所掌握的各種資料，根整個工藝設計的基礎。要求運用所掌握的各種資料，根據(jù)有關的基本理論進行不同生產方法和生產流程的對比據(jù)有關的基本理論進行不同生產方法和生產流程的對比分析。這個階段的工作可以培養(yǎng)分析、歸納和理論聯(lián)系分析。這個階段的工作可以培養(yǎng)分析、歸納和理論聯(lián)系實際的能力。實際的能力?；ぴO計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容三、工藝流程設計三、工藝流程設計 根據(jù)已確定的生產工藝方案進一

9、步確定生產過程的根據(jù)已確定的生產工藝方案進一步確定生產過程的具體內容、順序和組合方式，并以流程圖的方式表示具體內容、順序和組合方式，并以流程圖的方式表示出整個生產過程全貌，并對流程作詳細的敘述。出整個生產過程全貌，并對流程作詳細的敘述。四、化工計算四、化工計算 化工計算包括工藝設計中的物料衡算、能量衡算以化工計算包括工藝設計中的物料衡算、能量衡算以及設備選型和計算三個內容。要完成的任務是在這三及設備選型和計算三個內容。要完成的任務是在這三項計算的基礎上繪制物料流程圖、主要設備圖和帶控項計算的基礎上繪制物料流程圖、主要設備圖和帶控制點工藝流程圖。經驗表明，在化工計算階段會用到制點工藝流程圖。經驗

10、表明，在化工計算階段會用到大量的基本理論、基本概念和基本技能（數(shù)據(jù)處理、大量的基本理論、基本概念和基本技能（數(shù)據(jù)處理、計算技能、繪圖能力等）。計算技能、繪圖能力等）?；ぴO計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等專科學校鎮(zhèn)江高等?？茖W校五、車間布置設計五、車間布置設計 這是工藝人員的主要設計任務之一，它也是決定車這是工藝人員的主要設計任務之一，它也是決定車間面貌的又一個重要設計項目。布置設計的主要任務是間面貌的又一個重要設計項目。布置設計的主要任務是確定整個工藝流程中的全部設備在平面上和空間中的正確定整個工藝流程中的全部設備在平面上和空間中的正確的具體位置，相應地確定廠房或框架的結構型式。確的具體位置，相應

11、地確定廠房或框架的結構型式。六、化工管路設計六、化工管路設計 管路配置設計的任務是確定裝置的全部管線、閥件、管路配置設計的任務是確定裝置的全部管線、閥件、管件及各種管架的位置，以滿足工藝生產的要求。應注管件及各種管架的位置，以滿足工藝生產的要求。應注意節(jié)約管材，便于操作、檢查和安裝檢修，而且做到整意節(jié)約管材，便于操作、檢查和安裝檢修，而且做到整齊美觀。齊美觀。第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容 化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等專科學校第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容七、提供設計條件七、提供設計條件 設計條

12、件內容包括總圖、土建、外管、非定型設備、設計條件內容包括總圖、土建、外管、非定型設備、自控、電氣、電訊、電加熱、采暖通風、空調、給排自控、電氣、電訊、電加熱、采暖通風、空調、給排水、工業(yè)爐等非工藝專業(yè)的設計條件。是各專業(yè)據(jù)以水、工業(yè)爐等非工藝專業(yè)的設計條件。是各專業(yè)據(jù)以進行具體設計工作的依據(jù)進行具體設計工作的依據(jù)。八、編制概算書及編制設計文件八、編制概算書及編制設計文件 概算書是在初步設計階段編制的車間投資的大概計概算書是在初步設計階段編制的車間投資的大概計算，作為銀行對基本建設單位貸款的依據(jù)。算，作為銀行對基本建設單位貸款的依據(jù)。化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校第四節(jié)

13、第四節(jié) 設計文件設計文件 一、擴大初步設計文件一、擴大初步設計文件 （一）設計依據(jù)（一）設計依據(jù) （1 1）文件，如計劃任務書以及其他批文等。）文件，如計劃任務書以及其他批文等。 （2 2）技術資料，如中試試驗報告、調查報告等。）技術資料，如中試試驗報告、調查報告等。 （二）設計指導思想和設計原則（二）設計指導思想和設計原則 （1 1）設計所遵循的具體方針政策和指導思想。）設計所遵循的具體方針政策和指導思想。 （2 2）總括各專業(yè)的設計原則，如工藝路線的選擇、設）總括各專業(yè)的設計原則，如工藝路線的選擇、設備的選型和材質選用、自控水平等原則。備的選型和材質選用、自控水平等原則。 （三）產品方案（

14、三）產品方案 產品名稱和性質；產品質量規(guī)格；產品規(guī)模（噸產品名稱和性質；產品質量規(guī)格；產品規(guī)模（噸年）；副產品數(shù)量（噸年）；產品包裝方式。年）；副產品數(shù)量（噸年）；產品包裝方式。 化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校（四）生產方法和工藝流程（四）生產方法和工藝流程 (1) (1)生產方法。扼要說明設計所采用的原料路線和工藝生產方法。扼要說明設計所采用的原料路線和工藝路線。路線。 (2) (2)化學反應方程式。寫出方程式，注明化學反應名稱、化學反應方程式。寫出方程式，注明化學反應名稱、主要操作條件。主要操作條件。 (3) (3)工藝流程工藝流程 工藝劃分簡圖，用方塊圖表示。工

15、藝劃分簡圖，用方塊圖表示。 帶控制點工藝流程圖和流程簡述。帶控制點工藝帶控制點工藝流程圖和流程簡述。帶控制點工藝流程圖應表示出全部工藝設備、物料管線、閥件、設備流程圖應表示出全部工藝設備、物料管線、閥件、設備的輔助管路以及工藝和自控儀表圖例、符號。的輔助管路以及工藝和自控儀表圖例、符號。 第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件 化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等專科學校鎮(zhèn)江高等?？茖W校第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件（五）車間（裝置）組成和生產制度（五）車間（裝置）組成和生產制度 (1) (1)車間（裝置）組成。車間（裝置）組成。 (2) (2)生產制度，年工作日、操作班制，間歇或連續(xù)生產。生產制度，年工

16、作日、操作班制，間歇或連續(xù)生產。 （六）原料、中間產品的主要技術規(guī)格（六）原料、中間產品的主要技術規(guī)格 (1) (1)原料、輔助原料的主要技術規(guī)格。原料、輔助原料的主要技術規(guī)格。 (2) (2)中間產品及成品的主要技術規(guī)格。中間產品及成品的主要技術規(guī)格?；ぴO計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校（七）工藝計算（七）工藝計算 1. 1.物料衡算物料衡算 物料衡算結果以物料平衡圖表示，計量單位用小時物料衡算結果以物料平衡圖表示，計量單位用小時( (h)h)（連續(xù)操作）或每批投料量連續(xù)操作）或每批投料量KgKg或或M M3 3（分批操作），分批操作），采用計量單位在一個項目內要統(tǒng)一。采

17、用計量單位在一個項目內要統(tǒng)一。 2. 2.能量衡算能量衡算 在化工生產中，能量的消耗是一項重要的技術經濟在化工生產中，能量的消耗是一項重要的技術經濟指標，它是衡量工藝過程、設備設計、操作制度是否先指標，它是衡量工藝過程、設備設計、操作制度是否先進合理的主要指標之一。進合理的主要指標之一。 能量衡算的基礎是物料衡算，只有在進行完備的物能量衡算的基礎是物料衡算，只有在進行完備的物料衡算后才能作出能量衡算。料衡算后才能作出能量衡算。 第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件 化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等專科學校鎮(zhèn)江高等?？茖W校第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件 3. 3.主要工藝設備的選型、化工計算和材料選擇

18、主要工藝設備的選型、化工計算和材料選擇 (1) (1)基礎數(shù)據(jù)來源包括物料及熱量計算數(shù)據(jù)、主要化工基礎數(shù)據(jù)來源包括物料及熱量計算數(shù)據(jù)、主要化工數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)等。 (2) (2)主要工藝設備的工藝計算按流程編號為序進行編寫。主要工藝設備的工藝計算按流程編號為序進行編寫。 4. 4.一般工藝設備以表格形式分類表示計算和選擇結果。一般工藝設備以表格形式分類表示計算和選擇結果。 工藝設備一覽表按非定型工藝設備和定型工藝設備兩工藝設備一覽表按非定型工藝設備和定型工藝設備兩類編制。類編制。 5. 5.工藝用的水、蒸汽、冷凍用量。工藝用的水、蒸汽、冷凍用量。 6. 6.分批操作的設備要排列工藝操作時間表和動力

19、負荷曲線。分批操作的設備要排列工藝操作時間表和動力負荷曲線?；ぴO計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等專科學校鎮(zhèn)江高等?？茖W校第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件（八）主要原料、動力消耗定額及消耗量（八）主要原料、動力消耗定額及消耗量（九）生產控制分析（九）生產控制分析（十）儀表和自動控制（十）儀表和自動控制（十一）技術保安、防火及工業(yè)衛(wèi)生（十一）技術保安、防火及工業(yè)衛(wèi)生（十二）車間布置（十二）車間布置（十三）公用工程（十三）公用工程（十四）（十四）“三廢三廢”治理及綜合利用治理及綜合利用（十五）車間維修（十五）車間維修（十六）土建（十六）土建化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等專科學校（十七）車

20、間裝置定員（十七）車間裝置定員（十八）概算（十八）概算（十九）技術經濟（十九）技術經濟 包括投資和產品成本兩部分包括投資和產品成本兩部分（二十）存在問題及建議（二十）存在問題及建議（二十一）擴大初步設計中必要的附表及附圖（二十一）擴大初步設計中必要的附表及附圖 附表：工藝設備一覽表、自控儀表一覽表、公用工程附表：工藝設備一覽表、自控儀表一覽表、公用工程設備材料表設備材料表 附圖：帶控制點工藝流程圖、車間布置圖（平面圖及附圖：帶控制點工藝流程圖、車間布置圖（平面圖及剖面圖）、關鍵設備總圖、建筑平面、立面、剖面圖剖面圖）、關鍵設備總圖、建筑平面、立面、剖面圖第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計概

21、論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等專科學校第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件二、施工圖文件的編制二、施工圖文件的編制 ( (一一) )施工圖設計文件目錄施工圖設計文件目錄 編制各主項施工圖設計時，應編寫主項圖紙總目編制各主項施工圖設計時，應編寫主項圖紙總目錄、非定型設備圖紙目錄和工藝圖紙目錄。錄、非定型設備圖紙目錄和工藝圖紙目錄。 ( (二二) )工藝施工圖設計文件工藝施工圖設計文件 (1) (1)工藝設計說明。工藝設計說明。 (2) (2)帶控制點工藝流程圖（施工帶控制點工藝流程圖（施工流程圖）。流程圖）。 (3) (3)輔助管路系統(tǒng)圖。輔助管路系統(tǒng)圖。 (4) (4)首頁圖。首頁圖。 (5

22、) (5)設備布置圖。設備布置圖。 (6) (6)設備一覽表。設備一覽表。 (7) (7)管路布置圖。管路布置圖。 (8) (8)配管設計模型。配管設計模型。 (9) (9)管段圖。管段圖。 (10) (10)管架和非標準管件管架和非標準管件圖。圖。 (11) (11)管段表。管段表。 (12) (12)管架表。管架表。 (13) (13)綜合材料表。綜合材料表。 (14)(14)管口方位圖。管口方位圖。 (15) (15)換熱器條件圖。換熱器條件圖。 化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等專科學校鎮(zhèn)江高等?？茖W校工藝設計方案的優(yōu)化工藝設計方案的優(yōu)化優(yōu)化的工藝設計方案應是：優(yōu)化的工藝設計方案應是：

23、（1 1）有較好的經濟效益和社會效益；）有較好的經濟效益和社會效益； （2 2）工藝技術先進適用；）工藝技術先進適用； （3 3）生產安全、可靠、并有良好的環(huán)保措施）生產安全、可靠、并有良好的環(huán)保措施。 化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等專科學校工藝流程方案優(yōu)化工藝流程方案優(yōu)化反應器反應器分離與再循環(huán)系統(tǒng)分離與再循環(huán)系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡換熱網(wǎng)絡公用工程公用工程“洋蔥頭洋蔥頭”模型是工藝流程模型是工藝流程開發(fā)和設計的方法。開發(fā)和設計的方法。從圖中可以十分直觀的表示從圖中可以十分直觀的表示了反應系統(tǒng)的開發(fā)和設計是核了反應系統(tǒng)的開發(fā)和設計是核心，它為分離系統(tǒng)規(guī)定了處理心，它為分離系統(tǒng)規(guī)定了處理

24、物料的條件，而反應和分離系物料的條件，而反應和分離系統(tǒng)一起又規(guī)定了過程的冷、熱統(tǒng)一起又規(guī)定了過程的冷、熱物流的流量和換熱的熱負荷，物流的流量和換熱的熱負荷，最后才是公用工程系統(tǒng)的選擇最后才是公用工程系統(tǒng)的選擇和設計。和設計。 化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等專科學?！把笫[頭洋蔥頭”模型強調了過程開發(fā)和設計的有序和分層性模型強調了過程開發(fā)和設計的有序和分層性質，也表明了質，也表明了反應和分離反應和分離系統(tǒng)的開發(fā)是關鍵，因此工藝系統(tǒng)的開發(fā)是關鍵，因此工藝流程方案的優(yōu)化應主要集中在反應和分離系統(tǒng)的優(yōu)化，流程方案的優(yōu)化應主要集中在反應和分離系統(tǒng)的優(yōu)化，一旦確定了反應和分離系統(tǒng)的設計，即

25、能對換熱網(wǎng)絡和一旦確定了反應和分離系統(tǒng)的設計，即能對換熱網(wǎng)絡和公用工程系統(tǒng)進行設計，有效地開發(fā)和設計出全過程最公用工程系統(tǒng)進行設計，有效地開發(fā)和設計出全過程最優(yōu)或接近最優(yōu)的流程。優(yōu)或接近最優(yōu)的流程。工藝流程方案優(yōu)化工藝流程方案優(yōu)化化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等專科學校鎮(zhèn)江高等?？茖W校根據(jù)根據(jù)“洋蔥頭洋蔥頭”設計開發(fā)概念，其步驟為：設計開發(fā)概念，其步驟為： (1) (1)根據(jù)經驗規(guī)則初步建立反應和分離系統(tǒng)的流程。根據(jù)經驗規(guī)則初步建立反應和分離系統(tǒng)的流程。 (2) (2)變化主要的設計優(yōu)化變量，如反應的轉化率、惰性物變化主要的設計優(yōu)化變量，如反應的轉化率、惰性物質循環(huán)的濃度等，確定每組變量：質循

26、環(huán)的濃度等，確定每組變量： 1) 1)反應和分離系統(tǒng)中主要設備的投資及原材料的消耗耗；反應和分離系統(tǒng)中主要設備的投資及原材料的消耗耗； 2) 2)利用夾點分析法確定換熱網(wǎng)絡和公用工程消耗的最佳總費用。利用夾點分析法確定換熱網(wǎng)絡和公用工程消耗的最佳總費用。 (3) (3)建立全過程總費用與主要優(yōu)化變量之間的關系，其總建立全過程總費用與主要優(yōu)化變量之間的關系，其總費用包括：費用包括： 1) 1)反應和分離系統(tǒng)中的主要設備的投資費；反應和分離系統(tǒng)中的主要設備的投資費； 2) 2)原材料消耗和除換熱網(wǎng)絡和公用工程之外的反應與分離系統(tǒng)的操原材料消耗和除換熱網(wǎng)絡和公用工程之外的反應與分離系統(tǒng)的操作費用；作

27、費用； 3) 3)換熱網(wǎng)絡和公用工程消耗的各類操作費用。換熱網(wǎng)絡和公用工程消耗的各類操作費用。 (4) (4)確定最佳條件，并對全流程調優(yōu)。確定最佳條件，并對全流程調優(yōu)。 (5) (5)對其他備選流程重復上述步驟，最后比較各流程的總對其他備選流程重復上述步驟，最后比較各流程的總費用，獲得最佳流程。費用，獲得最佳流程。化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校1.1.反應流程優(yōu)化反應流程優(yōu)化 反應流程優(yōu)化需要考慮的問題較多，問題復雜。反應流程優(yōu)化需要考慮的問題較多，問題復雜。如反應動力學、反應收率、催化劑特性、反應歷程、如反應動力學、反應收率、催化劑特性、反應歷程、反應途徑。反應途

28、徑。 反應器的最優(yōu)操作條件有如何保證反應溫度、反反應器的最優(yōu)操作條件有如何保證反應溫度、反應壓力、混合要求、換熱要求、各物料配比、給定條應壓力、混合要求、換熱要求、各物料配比、給定條件下的生產成本等等。在實際工業(yè)生產中，為了實現(xiàn)件下的生產成本等等。在實際工業(yè)生產中，為了實現(xiàn)高效率、高選擇和達到要求的產量，常常將相同或不高效率、高選擇和達到要求的產量，常常將相同或不同類型反應器進行組合。同類型反應器進行組合。工藝流程方案優(yōu)化工藝流程方案優(yōu)化化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校工藝流程方案優(yōu)化工藝流程方案優(yōu)化 2. 2.反應產物的分離方法反應產物的分離方法 大多數(shù)反應產物都是混

29、合物，需要有物料分離過程。根據(jù)大多數(shù)反應產物都是混合物，需要有物料分離過程。根據(jù)反應產物的物性差異可采用不同的分離方法，簡述如下：反應產物的物性差異可采用不同的分離方法，簡述如下： （1 1）對于氣固相混合物可采用干法收集、濕法洗滌、纖維過）對于氣固相混合物可采用干法收集、濕法洗滌、纖維過濾、靜電沉積蕁分離方法；濾、靜電沉積蕁分離方法； （2 2）對于固相混合物可采用篩分、分級分離方法；）對于固相混合物可采用篩分、分級分離方法； （3 3）對于固液相混合可采用沉降、離心、壓榨、過濾、干燥、）對于固液相混合可采用沉降、離心、壓榨、過濾、干燥、蒸發(fā)、結晶等分離方法；蒸發(fā)、結晶等分離方法； （4 4

30、）對于液相混合物可采用吸收、萃取、滲透、蒸餾、精餾）對于液相混合物可采用吸收、萃取、滲透、蒸餾、精餾等分離分法；等分離分法； （5 5）對于氣液相混合物可采用蒸發(fā)、閃蒸、部分冷凝、精餾）對于氣液相混合物可采用蒸發(fā)、閃蒸、部分冷凝、精餾等分離方法；等分離方法； （6 6）對于氣相混合物可采用吸收、吸附、膜分離等分離方法）對于氣相混合物可采用吸收、吸附、膜分離等分離方法化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校某些分離方法的優(yōu)化某些分離方法的優(yōu)化（1 1） 精餾流程的優(yōu)化精餾流程的優(yōu)化 精餾流程如需要分離精餾流程如需要分離R R個組份，就需要有個組份，就需要有R-1R-1個精餾塔。個

31、精餾塔。 精餾優(yōu)化需要考慮：哪種組份為主產品；哪種組份為付產精餾優(yōu)化需要考慮：哪種組份為主產品；哪種組份為付產品；產品的規(guī)格要求品；產品的規(guī)格要求. . 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。 產品數(shù)應最少。產品數(shù)應最少。 腐蝕性、危險性的組份應優(yōu)先分出。腐蝕性、危險性的組份應優(yōu)先分出。 難分離的組分最后分出。難分離的組分最后分出。 最大量組份應優(yōu)先分出。最大量組份應優(yōu)先分出。 塔頂、塔釜產物最好等摩爾分離。塔頂、塔釜產物最好等摩爾分離。 2 2）調優(yōu)法）調優(yōu)法 3 3）數(shù)學規(guī)劃法）

32、數(shù)學規(guī)劃法 化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校某些分離方法的優(yōu)化某些分離方法的優(yōu)化（2 2）蒸發(fā)流程的優(yōu)化）蒸發(fā)流程的優(yōu)化 蒸發(fā)系統(tǒng)常以單位蒸汽消耗量來評價能量的有效利蒸發(fā)系統(tǒng)常以單位蒸汽消耗量來評價能量的有效利用率。蒸發(fā)類型有：單效、雙效、三效蒸發(fā)，效數(shù)越多，用率。蒸發(fā)類型有：單效、雙效、三效蒸發(fā)，效數(shù)越多，蒸汽單耗越低，但投資越高。在同樣的工藝要求下，是蒸汽單耗越低，但投資越高。在同樣的工藝要求下，是采用多效蒸發(fā)、熱泵蒸發(fā)，還是多級閃蒸，除考慮技術采用多效蒸發(fā)、熱泵蒸發(fā)，還是多級閃蒸，除考慮技術因素外，單位蒸發(fā)量的總成本起著主導作用。對于強制因素外，單位蒸發(fā)量的總成本起著主導作用。對于強制循環(huán)蒸發(fā)，其循環(huán)速度和耗電能之間也有一個優(yōu)化問題。循環(huán)蒸發(fā)，其循環(huán)速度和耗電能之間也有一個優(yōu)化問題。而熱泵蒸發(fā)在提高壓縮比和消耗外功之間也有一個系統(tǒng)而熱泵蒸發(fā)在提高壓縮比和消耗外功之間也有一個系統(tǒng)優(yōu)化問題?？偟膩碚f蒸發(fā)流程的優(yōu)化，就是要找到在投優(yōu)化問題?？偟膩碚f蒸發(fā)流程的優(yōu)化，就是要找到在投資和經常運行費用之間的最佳點。資和經常運行費用之間的最佳點。化工設計概論化工設計概論鎮(zhèn)江高等?？茖W校鎮(zhèn)江高等?？茖W校整套設計中的全局性問題整套設計中的全局性問題一、廠址的選擇一、廠址的選擇 廠址選擇設工業(yè)基建中的一個重要環(huán)節(jié)，對于企業(yè)的成敗具廠址選擇