化工設(shè)計(jì)概論

化工設(shè)計(jì)概論授課教師：趙立祥

緒論一、化工設(shè)計(jì)的意義和作用

化工設(shè)計(jì)是將一個(gè)系統(tǒng)（如一個(gè)工廠、一個(gè)車間或一套裝置等）全部用工程制圖的方法，描繪成圖紙、表格及必要的文字說明。也就是把工藝流程、技術(shù)裝備轉(zhuǎn)化為工程語(yǔ)言的過程。

緒論化工設(shè)計(jì)的任務(wù)在化工生產(chǎn)中，通過運(yùn)用化工設(shè)計(jì)方面的知識(shí)和方法，對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)價(jià)或者各種指標(biāo)的評(píng)定在科學(xué)研究中，從小型試驗(yàn)到中試放大，以至投入工業(yè)生產(chǎn)，都離不開設(shè)計(jì)在基本建設(shè)中，設(shè)計(jì)是基本建設(shè)的首要環(huán)節(jié)，是現(xiàn)場(chǎng)施工的依據(jù)

緒論二、化工設(shè)計(jì)的特點(diǎn)政策性強(qiáng)：從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，充分利用人力和物力資源；確保安全生產(chǎn)；保護(hù)環(huán)境不被污染；保障良好的操作條件，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。技術(shù)性強(qiáng)：生產(chǎn)多在高溫、高壓或低溫、真空下進(jìn)行，處理的物料多具有腐蝕性；且化學(xué)反應(yīng)中副產(chǎn)物較多，這些對(duì)于設(shè)備材料的選用、設(shè)備防腐和分離方法上都提出了更高的技術(shù)要求。

緒論經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)：化工生產(chǎn)過程大都較為復(fù)雜，所需原材料種類多，能量消耗大，因而基建費(fèi)用高。對(duì)此，化工設(shè)計(jì)人員要有經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，在確定生產(chǎn)方法、設(shè)備選型、車間布置、管路布置時(shí)都要認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，重視經(jīng)濟(jì)效果，達(dá)到技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。

綜合性強(qiáng)：化工設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及面廣，尤其對(duì)大型化工企業(yè)的生產(chǎn)過程更顯化工設(shè)計(jì)綜合

緒論三、化工設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)化工設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)與石油化學(xué)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展有直接關(guān)系。石油化學(xué)工業(yè)實(shí)現(xiàn)了裝置大型化、工廠整體化、系統(tǒng)最優(yōu)化、控制自動(dòng)化，所以，也要有相應(yīng)的提高幅度?；ぴO(shè)計(jì)的知識(shí)和技能，不僅對(duì)專門從事化工設(shè)計(jì)的人員需要學(xué)習(xí)和掌握，而且，對(duì)從事化工生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)管理方面的人員，也同樣需要具備。

第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序第一節(jié)

化工設(shè)計(jì)的種類化工設(shè)計(jì)可根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)分類，也可按設(shè)計(jì)性質(zhì)分類。根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)分類裝置改造設(shè)計(jì)項(xiàng)目性質(zhì)新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)重建項(xiàng)目設(shè)計(jì)第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序根據(jù)設(shè)計(jì)性質(zhì)分類新技術(shù)開發(fā)過程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)性質(zhì)工程設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)（擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)）施工圖設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)中試設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序第二節(jié)

化工廠設(shè)計(jì)的工作程序一般的化工設(shè)計(jì)的工作程序是以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為依據(jù)提出項(xiàng)目建議書，經(jīng)上級(jí)主管部門認(rèn)可后寫出可行性研究報(bào)告，上級(jí)批準(zhǔn)后，編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書，進(jìn)行擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，后者經(jīng)上級(jí)主管部門認(rèn)可后進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序一、項(xiàng)目建議書

項(xiàng)目建議書是進(jìn)行可行性研究和編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的依據(jù)，應(yīng)包括下列內(nèi)容。項(xiàng)目建設(shè)目的和意義，即項(xiàng)目提出的背景和依據(jù)，投資的必要性及經(jīng)濟(jì)意義；產(chǎn)品需求初步預(yù)測(cè)；產(chǎn)品方案和擬建規(guī)模；工藝技術(shù)方案（原料路線、生產(chǎn)方法和技術(shù)來源）；第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序資源、主要原材料、燃料和動(dòng)力的供應(yīng)；建廠條件和廠址初步方案；環(huán)境保護(hù)；工廠組織和勞動(dòng)定員估算；項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃設(shè)想；投資估算和資金籌措設(shè)想；經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的初步估算。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序二、可行性研究

可行性研究是以擬建項(xiàng)目進(jìn)行全面分析及多方面比較，對(duì)其是否應(yīng)該建設(shè)及如何建設(shè)作出論證和評(píng)價(jià)，為上級(jí)機(jī)關(guān)投資決策和編制、審批設(shè)計(jì)任務(wù)書提供可靠的依據(jù)。根據(jù)原化工部對(duì)“可行性研究報(bào)告”的有關(guān)規(guī)定，可行性研究報(bào)告的內(nèi)容如下：第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序總論：包括項(xiàng)目名稱、進(jìn)行可行性研究的單位、技術(shù)負(fù)責(zé)人、可行性研究的依據(jù)、可行性研究的主要內(nèi)容和論據(jù)、評(píng)價(jià)的結(jié)論性意見、存在問題和建議等，并附上主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。需求預(yù)測(cè)：包括國(guó)內(nèi)外需求情況預(yù)測(cè)和產(chǎn)品的價(jià)格分析。產(chǎn)品的生產(chǎn)方案及生產(chǎn)規(guī)模。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序工藝技術(shù)方案：包括工藝技術(shù)方案的選擇、物料平衡和消耗定額、主要設(shè)備的選擇、工藝和設(shè)備擬采用標(biāo)準(zhǔn)化的情況等內(nèi)容。原材料、燃料及水電汽的來源與供應(yīng)。建廠條件和廠址選擇布局方案。公用工程和輔助設(shè)施方案環(huán)境保護(hù)及安全衛(wèi)生。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序工廠組織、勞動(dòng)定員和人員培訓(xùn)。項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃。投資估算和資金籌措。經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)及社會(huì)效益評(píng)價(jià)。結(jié)論包括綜合評(píng)價(jià)和研究報(bào)告的結(jié)論等內(nèi)容。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序三、編制設(shè)計(jì)任務(wù)書可行性研究呈報(bào)給上級(jí)主管部門，當(dāng)被上級(jí)主管部門認(rèn)可后，便可編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書以作為設(shè)計(jì)項(xiàng)目的依據(jù)。設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容主要包括：項(xiàng)目設(shè)計(jì)的目的和依據(jù)；生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)方法或工藝原則；礦產(chǎn)資源、水文地質(zhì)、原材料、燃料、動(dòng)力、供水、運(yùn)輸?shù)葏f(xié)作條件；資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)、三廢治理的要求；廠址與占地面積和城市規(guī)劃的關(guān)系；防空、防震等的要求；建設(shè)工期與進(jìn)度計(jì)劃；投資控制數(shù)；勞動(dòng)定員及組織管理制度；經(jīng)濟(jì)效益、資金來源、投資回收年限。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序四、施工圖設(shè)計(jì)

施工圖設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)審批意見，解決擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段待定的各項(xiàng)問題，并以它作為施工單位編制施工組織設(shè)計(jì)、編制施工預(yù)算和進(jìn)行施工的依據(jù)。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序施工圖設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容是在擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，完善流程圖設(shè)計(jì)和車間布置設(shè)計(jì)，進(jìn)而完成管道配置設(shè)計(jì)和設(shè)備、管路的保溫及防腐設(shè)計(jì)。其中工藝專業(yè)方面的主要內(nèi)容包括：工藝圖紙目錄、工藝流程圖、設(shè)備布置圖、設(shè)備一覽表、非定型設(shè)備制造圖、設(shè)備安裝圖、管道布置圖、管架管件圖、設(shè)備管口方位圖、設(shè)備和管路保溫及防腐設(shè)計(jì)等；非工藝專業(yè)方面有土建施工圖、供水、供電、給排水、自控儀表線路安裝圖等。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序五、設(shè)計(jì)代表工作在擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)與施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，有大量的各專業(yè)人才參加，到設(shè)計(jì)文件編制完畢，工作轉(zhuǎn)入了基本建設(shè)和試車階段的時(shí)候，就只需少量的各專業(yè)設(shè)計(jì)代表參加了。各專業(yè)設(shè)計(jì)代表的任務(wù)就是參加基本建設(shè)的現(xiàn)場(chǎng)施工和安裝（必要時(shí)修正設(shè)計(jì)），建成化工裝置后要參加試車運(yùn)轉(zhuǎn)工作，使裝置達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)要求。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序當(dāng)設(shè)計(jì)工作全面結(jié)束，且試車成功后，應(yīng)做工程總結(jié)，積累經(jīng)驗(yàn)，以利于設(shè)計(jì)質(zhì)量的不斷提高。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序第三節(jié)

化工車間（裝置）工藝設(shè)計(jì)的程序及設(shè)計(jì)內(nèi)容

化工車間（裝置）設(shè)計(jì)是化工廠設(shè)計(jì)的最基本的內(nèi)容，也是初學(xué)者必須首先掌握的。因此，本節(jié)著重介紹化工車間（裝置）工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容和程序。下面按工作程序介紹車間工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書。全面深入地正確領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)任務(wù)書提出什么要求，又提供了什么情況，這都是設(shè)計(jì)的依據(jù)，必須熟記、貫徹實(shí)施。了解化工設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容，其方法步驟如何。參照設(shè)計(jì)進(jìn)度訂出個(gè)人工作計(jì)劃第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序查閱文獻(xiàn)資料。按照設(shè)計(jì)要求，主要查閱與工藝路線、工藝流程和重點(diǎn)設(shè)備有關(guān)的文獻(xiàn)資料，并摘錄筆記。此外，還應(yīng)對(duì)資料數(shù)據(jù)加工處理，對(duì)文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)的適用范圍和精確程度應(yīng)有足夠的估計(jì)。收集第一手資料。深入生產(chǎn)與試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，盡可能廣泛地收集齊全可靠的原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理，這對(duì)搞好整個(gè)設(shè)計(jì)來說是一項(xiàng)很重要的基礎(chǔ)工作。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序二、方案設(shè)計(jì)這個(gè)階段的任務(wù)是確定生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程，它們是整個(gè)工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。要求運(yùn)用所掌握的各種資料，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(duì)比分析。這個(gè)階段的工作可以培養(yǎng)分析、歸納和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序三、化工計(jì)算化工計(jì)算包括工藝設(shè)計(jì)中的物料衡算、能量衡算以及設(shè)備選型和計(jì)算三個(gè)內(nèi)容。要完成的任務(wù)是在這三項(xiàng)計(jì)算的基礎(chǔ)上繪制物料流程圖、主要設(shè)備圖和帶控制點(diǎn)工藝流程圖。經(jīng)驗(yàn)表明，在化工計(jì)算階段會(huì)用到大量的基本理論、基本概念和基本技能（數(shù)據(jù)處理、計(jì)算技能、繪圖能力等）。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序四、車間布置設(shè)計(jì)這是工藝人員的主要設(shè)計(jì)任務(wù)之一，它也是決定車間面貌的又一個(gè)重要設(shè)計(jì)項(xiàng)目。布置設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定整個(gè)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。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序

當(dāng)化工計(jì)算結(jié)束，繪出工藝流程圖之后就可以進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)，完成之后要繪制平面與立面的車間布置圖。設(shè)計(jì)方法除了常用的擺紙塊法之外?，F(xiàn)在廣泛采用模型設(shè)計(jì)的方法。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序五、化工管路設(shè)計(jì)

管路配置設(shè)計(jì)的任務(wù)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(chǎn)的要求。應(yīng)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。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序六、提供設(shè)計(jì)條件

設(shè)計(jì)條件內(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)爐等非工藝專業(yè)的設(shè)計(jì)條件。設(shè)計(jì)條件是各專業(yè)據(jù)以進(jìn)行具體設(shè)計(jì)工作的依據(jù)，因此提好設(shè)計(jì)條件是確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要一環(huán)。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序七、編制概算書及編制設(shè)計(jì)文件

概算書是在初步設(shè)計(jì)階段編制的車間投資的大概計(jì)算，作為銀行對(duì)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(fèi)用。經(jīng)濟(jì)是否合理是衡量一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要標(biāo)志。編制概算可以幫助判斷和促進(jìn)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序初步設(shè)計(jì)階段與施工圖設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)工作完成后都要編制設(shè)計(jì)文件。概算書是設(shè)計(jì)成果的匯總，是進(jìn)行下一步工作的依據(jù)，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)說明書、附圖（流程圖、布置圖、設(shè)備圖等）和附表（設(shè)備一覽表、材料匯總表等）。以上僅是車間工藝設(shè)計(jì)的大體內(nèi)容，敘述的順序就是一般的設(shè)計(jì)工作程序，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，這些工作內(nèi)容往往是交錯(cuò)進(jìn)行的。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序第四節(jié)

國(guó)家和行業(yè)的基本設(shè)計(jì)政策和規(guī)范化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范

HG/T20649－1998工礦企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50187－1993石油化工工藝裝置布置設(shè)計(jì)通則

SH3011-2000石油化工給水排水管道設(shè)計(jì)圖例SH3089-1998石油化工管道器材標(biāo)準(zhǔn)（合訂本1996年）SH3401-3410石油化工管道布置設(shè)計(jì)通則

SH3012-2000石油化工企業(yè)給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

SH3015-2003第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序第五節(jié)

設(shè)計(jì)文件工藝專業(yè)人員在擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)編制說明書和說明書的附圖、附表等設(shè)計(jì)文件。其中車間工藝設(shè)計(jì)文件是最基本的和最常碰到的，因此，本課程著重介紹車間工藝專業(yè)設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容和格式。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序一、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)文件擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括以下兩部分內(nèi)容：設(shè)計(jì)說明書和說明書的附圖、附表?；S（車間）初步設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容和編寫要求，根據(jù)設(shè)計(jì)的范圍（整個(gè)工廠，一個(gè)車間或一套裝置）、規(guī)模的大小和主管部門的要求而不同，對(duì)煉油、化工廠的初步設(shè)計(jì)的內(nèi)容和編寫要求，化學(xué)工業(yè)部曾有文件規(guī)定。對(duì)于一個(gè)裝置或一個(gè)車間，其初步設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容如下。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序設(shè)計(jì)依據(jù)文件，如計(jì)劃任務(wù)書以及其他批文等。技術(shù)資料，如中試試驗(yàn)報(bào)告、調(diào)查報(bào)告等。設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)所遵循的具體方針政策和指導(dǎo)思想?？偫ǜ鲗I(yè)的設(shè)計(jì)原則，如工藝路線的選擇、設(shè)備的選型和材質(zhì)選用、自控水平等原則。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序③產(chǎn)品方案包括：產(chǎn)品名稱和性質(zhì)；產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格；產(chǎn)品規(guī)模（噸／年）；副產(chǎn)品數(shù)量（噸／年）；產(chǎn)品包裝方式。生產(chǎn)方法和工藝流程生產(chǎn)方法：扼要說明設(shè)計(jì)所采用的原料路線和工藝路線?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式：寫出方程式，注明化學(xué)反應(yīng)名稱、主要操作條件。工藝流程：第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序工藝劃分簡(jiǎn)圖，用方塊圖表示第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序控制點(diǎn)工藝流程圖和流程簡(jiǎn)述第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序車間（裝置）組成和生產(chǎn)制度車間（裝置）組成。生產(chǎn)制度，年工作日、操作班制，間歇或連續(xù)生產(chǎn)。原料、中間產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格原料、輔助原料的主要技術(shù)規(guī)格。中間產(chǎn)品及成品的主要技術(shù)規(guī)格。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序工藝計(jì)算物料計(jì)算物料計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。物料計(jì)算結(jié)果以物料平衡圖表示，計(jì)量單位用小時(shí)(h)（連續(xù)操作）或每批投料量Kg或M3（分批操作），采用的計(jì)量單位在一個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)要統(tǒng)一。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序主要工藝設(shè)備的選型、化工計(jì)算和材料選擇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源包括物料及熱量計(jì)算數(shù)據(jù)、主要化工數(shù)據(jù)等。主要工藝設(shè)備的工藝計(jì)算按流程編號(hào)為序進(jìn)行編寫。一般工藝設(shè)備以表格形式分類表示計(jì)算和選擇結(jié)果。工藝設(shè)備一覽表按非定型工藝設(shè)備和定型工藝設(shè)備兩類編制。工藝用的水、蒸汽、冷凍用量。分批操作的設(shè)備要排列工藝操作時(shí)間表和動(dòng)力負(fù)荷曲線。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序主要原料、動(dòng)力消耗定額及消耗量生產(chǎn)控制分析儀表和自動(dòng)控制技術(shù)保安、防火及工業(yè)衛(wèi)生車間布置公用工程公用工程“三廢”治理及綜合利用車間維修土建車間裝置定員概算技術(shù)經(jīng)濟(jì)包括：投資和產(chǎn)品成本存在問題及建議擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)中必要的附表及附圖第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序二、施工圖文件的編制施工圖設(shè)計(jì)文件目錄編制各主項(xiàng)施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)編寫主項(xiàng)圖紙總目錄、非定型設(shè)備圖紙目錄和工藝圖紙目錄。工藝施工圖設(shè)計(jì)文件工藝設(shè)計(jì)說明。工藝設(shè)計(jì)說明可根據(jù)需要按下列各項(xiàng)內(nèi)容編寫。帶控制點(diǎn)工藝流程圖（施工流程圖）。帶控制點(diǎn)工藝流程圖應(yīng)表示出全部工藝設(shè)備和物料管路、閥件等，進(jìn)出設(shè)備的輔助管線和工藝及自動(dòng)儀表的圖例、符號(hào)。輔助管路系統(tǒng)圖。輔助管路系統(tǒng)圖應(yīng)表示出系統(tǒng)的全部管路。一般在帶控制點(diǎn)工藝流程圖左上方繪制，如輔助管路系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)，可單獨(dú)繪制。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序首頁(yè)圖。當(dāng)某一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目（裝置）范圍較大（如除主要生產(chǎn)廠房或構(gòu)筑物外，附有生活室、控制室、分析室或有較多的室外其他生產(chǎn)和輔助生產(chǎn)部分），設(shè)備布置和管路安裝圖需分別繪制首頁(yè)圖。設(shè)備布置圖。設(shè)備布置圖包括平面圖與剖面圖，其內(nèi)容應(yīng)表示出全部工藝設(shè)備的安裝位置和安裝標(biāo)高，以及建筑物、構(gòu)筑物、操作臺(tái)等。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序設(shè)備一覽表。根據(jù)設(shè)備訂貨分類的要求，分別作出非定型設(shè)備表、定型設(shè)備表等。管路布置圖。管路布置圖包括管路布置平面圖和剖面圖，其內(nèi)容表示出全部管路、管件和閥件及其在空間的位置，簡(jiǎn)單的設(shè)備輪廓線及建、構(gòu)筑物外形。配管設(shè)計(jì)模型。作模型設(shè)計(jì)時(shí)，可用配管設(shè)計(jì)模型代替管路布置圖。管段圖。管段圖表示一段管道在空間的位置的圖形，也叫做空視圖或單線圖。管架和非標(biāo)準(zhǔn)管件圖。管段表。當(dāng)繪制管段圖時(shí)，可不單獨(dú)繪制管段表，其相應(yīng)內(nèi)容可填入管段圖的附表中去。管架表。綜合材料表綜合材料表應(yīng)按以下三類材料進(jìn)行編制。管口方位圖。管口方位圖應(yīng)表示出全部管口、吊耳、支腳及地腳螺栓的方位，并標(biāo)注管口編號(hào)、管口和管徑名稱。對(duì)塔還要表示出地腳螺栓、吊柱、直爬梯和降液管位置。換熱器條件圖。第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序第一章

化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序復(fù)習(xí)思考題1化工設(shè)計(jì)的種類2（擴(kuò)大）初步設(shè)計(jì)的程序及內(nèi)容3（擴(kuò)大）初步設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容4設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容穿插第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)

工藝流程設(shè)計(jì)是化工設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié)，它通過工藝流程圖的形式，形象地反映了化工生產(chǎn)由原料進(jìn)入到產(chǎn)品輸出的過程，其中包括物料和能量的變化，物料的流向以及生產(chǎn)中所經(jīng)歷的工藝過程和使用的設(shè)備儀表。工藝流程圖集中地概括了整個(gè)生產(chǎn)過程的全貌。

工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的核心。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，設(shè)備選型、工藝計(jì)算、設(shè)備布置等工作都與工藝流程有直接關(guān)系。只有流程確定后，其他各項(xiàng)工作才能開展，工藝流程設(shè)計(jì)涉及各個(gè)方面，而各個(gè)方面的變化又反過來影響工藝流程設(shè)計(jì)，甚至使流程發(fā)生較大的變化。因此，工藝流程設(shè)計(jì)動(dòng)手最早，而往往又結(jié)束最晚。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)本章主要介紹生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇，工藝流程設(shè)計(jì)，工藝流程圖繪制，典型設(shè)備的自控流程四個(gè)內(nèi)容。

第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)第一節(jié)

生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇生產(chǎn)同一化工產(chǎn)品即使采用同一原料，也可采用不同生產(chǎn)路線，同一生產(chǎn)路線中也可以采用不同的工藝流程。選擇生產(chǎn)路線也就是選擇生產(chǎn)方法，是決定設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。如果某產(chǎn)品有幾種不同的生產(chǎn)方法，就應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行分析研究，通過各方面比較，從中篩選一個(gè)最好的方法，作為下一步工藝流程設(shè)計(jì)的依據(jù)。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)一、生產(chǎn)方法和工藝流程選擇的原則1.先進(jìn)性先進(jìn)性主要指技術(shù)上的先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上的合理可行，具體包括基建投資、產(chǎn)品成本、消耗定額和勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面的內(nèi)容，應(yīng)選擇物料損耗小、循環(huán)量少，能量消耗少和回收利用好的生產(chǎn)方法。2.可靠性可靠性是指所選擇的生產(chǎn)方法和工藝流程是否成熟可靠。如果采用的技術(shù)不成熟，就會(huì)影響工廠正常生產(chǎn)，甚至不能投產(chǎn)，造成極大的浪費(fèi)。因此，對(duì)于尚在試驗(yàn)階段的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備應(yīng)慎重對(duì)待。要防止只考慮新的一面，而忽視不成熟、不穩(wěn)妥的一面。應(yīng)堅(jiān)持一切經(jīng)過試驗(yàn)的原則，不允許把未來的生產(chǎn)廠當(dāng)作試驗(yàn)工廠來進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，對(duì)生產(chǎn)工藝流程的改革也應(yīng)采取積極而又慎重的態(tài)度，不能有僥幸心理。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)3.結(jié)合國(guó)情中國(guó)是一個(gè)發(fā)展中的社會(huì)主義國(guó)家。在進(jìn)行工廠設(shè)計(jì)時(shí)，不能單純從技術(shù)觀點(diǎn)考慮問題，應(yīng)從中國(guó)的具體情況出發(fā)考慮各種具體問題。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)上述三原則必須在技術(shù)路線和工藝流程選擇中全面衡量，綜合考慮。設(shè)計(jì)人員必須采取全面分析對(duì)比的方法，并根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的具體要求，選擇其中不僅對(duì)現(xiàn)在有利，而且對(duì)將來也有利的工藝技術(shù)，竭力發(fā)揮有利的一面，設(shè)法減少不利的因素。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)二、生產(chǎn)方法和工藝流程確定的步驟確定生產(chǎn)方法，選擇工藝流程一般要經(jīng)過三個(gè)階段。搜集資料，調(diào)查研究。包括技術(shù)路線特點(diǎn)、工藝參數(shù)、原材料和公用工程單耗、產(chǎn)品質(zhì)量、三廢治理以及各種技術(shù)路線的發(fā)展情況與動(dòng)向等技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料。落實(shí)設(shè)備。對(duì)各種生產(chǎn)方法中所用的設(shè)備，分清國(guó)內(nèi)已有定型產(chǎn)品的、需要進(jìn)口的及國(guó)內(nèi)需重新設(shè)計(jì)制造的三種類型，并對(duì)設(shè)計(jì)制造單位的技術(shù)力量、加工條件、材料供應(yīng)及設(shè)計(jì)、制造的進(jìn)度加以了解。全面對(duì)比。全面分析對(duì)比的內(nèi)容很多，主要比較下列幾項(xiàng)：幾種技術(shù)路線在國(guó)內(nèi)外采用的情況及發(fā)展趨勢(shì)；產(chǎn)品的質(zhì)量情況；生產(chǎn)能力及產(chǎn)品規(guī)格；原材料、能量消耗情況；建設(shè)費(fèi)用及產(chǎn)品成本；三廢的產(chǎn)生及治理情況；其他特殊情況。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)第二節(jié)

工藝流程設(shè)計(jì)一、流程設(shè)計(jì)的任務(wù)確定流程各生產(chǎn)過程的具體內(nèi)容、順序和組合方式；是繪制工藝流程圖。為了使設(shè)計(jì)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)，應(yīng)按步驟逐步解決以下問題。確定整個(gè)流程的組成工藝流程反映了由原料制得產(chǎn)品的全過程。應(yīng)確定采用多少生產(chǎn)過程或工序來構(gòu)成全過程，確定每個(gè)單元過程的具體任務(wù)（即物料通過時(shí)要發(fā)生什么物理變化、化學(xué)變化以及能量變化），以及每個(gè)生產(chǎn)過程或工序之間如何連接。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(2)確定每個(gè)過程或工序的組成應(yīng)采用多少和由哪些設(shè)備來完成這一生產(chǎn)過程，以及各種設(shè)備之間應(yīng)如何連接，弄明確每臺(tái)設(shè)備的作用和它的主要工藝參數(shù)。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(3)確定操作條件為了使每個(gè)過程、每臺(tái)設(shè)備正確地起到預(yù)定作用，應(yīng)當(dāng)確定整個(gè)生產(chǎn)工序或每臺(tái)設(shè)備的各個(gè)不同部位要達(dá)到和保持的操作條件。(4)控制方案的確定為了正確實(shí)現(xiàn)并保持各生產(chǎn)工序和每臺(tái)設(shè)備本身的操作條件，及實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)過程之間、各設(shè)備之間的正確聯(lián)系，需要確定正確控制方案，選用合適的控制儀表。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(5)合理利用原料及能量計(jì)算出整個(gè)裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)合理地確定各個(gè)生產(chǎn)過程的效率，得出全裝置的最佳總收率，同時(shí)合理地做好能量回收與綜合利用，降低能耗。據(jù)此確定水、電、蒸汽和燃料的消耗。(6)制定三廢的治理方法除了產(chǎn)品和副產(chǎn)品外，對(duì)全流程中所排出的三廢要盡量綜合利用，對(duì)于那些暫時(shí)無(wú)法回收利用的，則須進(jìn)行妥善處理。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(7)制定安全生產(chǎn)措施應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)出來的化工裝置在開、停車、長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)及檢修過程中，可能存在的不安全因素進(jìn)行認(rèn)真分析，再遵照國(guó)家的各項(xiàng)有關(guān)規(guī)定，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制訂出切實(shí)可靠的安全措施。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)二、工藝流程設(shè)計(jì)方法首先要看所選定的生產(chǎn)方法是正在生產(chǎn)或曾經(jīng)運(yùn)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而需要局部改進(jìn)或局部采用新技術(shù)新工藝的問題。后者須針對(duì)新開發(fā)技術(shù)，在設(shè)計(jì)上稱為概念設(shè)計(jì)。不論哪種情況一般都是將一個(gè)工藝流程分為四個(gè)重要部分，即原料預(yù)處理過程、反應(yīng)過程、產(chǎn)物的后處理和三廢的處理過程。一般的工作方法如下：(1)以反應(yīng)過程為中心根據(jù)反應(yīng)過程的特點(diǎn)、產(chǎn)品要求、物料特性、基本工藝條件來決定采用反應(yīng)器類型及決定采用連續(xù)操作，還是間歇性操作。另外，物料反應(yīng)過程是否需外供能量或移出熱量，都要在反應(yīng)裝置上增加相應(yīng)的適當(dāng)措施。如果反應(yīng)需要在催化劑存在下進(jìn)行，就須考慮催化反應(yīng)的方式和催化劑的選擇。一般說確定主反應(yīng)過程的裝置，往往都有文獻(xiàn)、資料可供參考，或有中試結(jié)果。現(xiàn)有工業(yè)化裝置可以借鑒、參考，因此并不復(fù)雜。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(2)原料預(yù)處理過程在主反應(yīng)裝置已經(jīng)確定之后，根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，必然對(duì)原料提出要求，如純度、溫度、壓力以及加料方式等。這就應(yīng)根據(jù)需要采取預(yù)熱（冷）、汽化、干燥、粉碎篩分、提純精制、混合、配制、壓縮等措施。這些操作過程就需要相應(yīng)的化工單元操作，加以組合。通常不是一臺(tái)兩臺(tái)設(shè)備或簡(jiǎn)單過程完成的。原料預(yù)處理的化工操作過程是根據(jù)原料性質(zhì)、處理方法而選取不同的裝置及不同的輸送方式，從而可能設(shè)計(jì)出不同的流程。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(3)產(chǎn)物的后處理根據(jù)反應(yīng)原料的特性和產(chǎn)品的質(zhì)量要求，以及反應(yīng)過程的特點(diǎn)，實(shí)際反應(yīng)過程可能會(huì)出現(xiàn)下列情況。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)除了獲得目的產(chǎn)物外，由于存在副反應(yīng)，還生成了副產(chǎn)物；由于反應(yīng)時(shí)間等條件的限制或受反應(yīng)平衡的限制，以及為使反應(yīng)盡可能完全而有過剩組分。原料中含有的雜質(zhì)往往不是反應(yīng)需要的，在原料的預(yù)處理中并未除凈，因而在反應(yīng)中將會(huì)帶入產(chǎn)物中，或者雜質(zhì)參與反應(yīng)而生成無(wú)用且有害的物質(zhì)。產(chǎn)物的集聚狀態(tài)要求，也增加了后處理過程。某些反應(yīng)過程是多相的，而最終產(chǎn)物是固態(tài)的。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(4)產(chǎn)品的后處理經(jīng)過前述分離凈化后達(dá)到合格的目的產(chǎn)品，有些是下一工序的原料，可加工成其他產(chǎn)品；有些可直接作為商品，往往還須進(jìn)行后處理工作，如篩選、包裝、灌裝、計(jì)量、貯存、輸送等過程。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(5)未反應(yīng)原料的循環(huán)或利用以及副產(chǎn)物的處理由于反應(yīng)不是全部，剩余組分在產(chǎn)物處理中被分離出來，一般應(yīng)循環(huán)回到反應(yīng)設(shè)備中繼續(xù)參與反應(yīng)。(6)確定“三廢”排出物的處理措施在生產(chǎn)過程中，不得不排放的各種廢氣、廢液和廢渣，應(yīng)盡量綜合利用，變廢為寶，加以回收。無(wú)法回收的應(yīng)妥善處理?！叭龔U”中如含有有害物質(zhì)，在排放前應(yīng)該達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此在化工開發(fā)和工程設(shè)計(jì)中必須研究和設(shè)計(jì)治理方案和流程，要做到“三廢”治理與環(huán)境保護(hù)工程、“三廢”治理工藝與主產(chǎn)品工藝同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工，而且同時(shí)投產(chǎn)運(yùn)行。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(7)確定公用工程的配套措施在生產(chǎn)工藝流程中必須使用的工藝用水（包括作為原料的軟水、冷卻水、溶劑用水以及洗滌用水等）、蒸汽（原料用汽、加熱用汽、動(dòng)力用汽及其他用汽等）、壓縮空氣、氮?dú)獾纫约袄鋬?、真空都是工藝中要考慮的配套設(shè)施。至于生產(chǎn)用電、上下水、空調(diào)、采暖通氣都是應(yīng)與其他專業(yè)密切配合的。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(8)確定操作條件和控制方案一個(gè)完善的工藝設(shè)計(jì)除了工藝流程等以外，還應(yīng)把投產(chǎn)后的操作條件確定下來，這也是設(shè)計(jì)要求。這些條件包括整個(gè)流程中各個(gè)單元設(shè)備的物料流量（投料量）、組成、溫度壓力等，并且提出控制方案（與儀表控制專業(yè)密切配合）以確保能穩(wěn)定地生產(chǎn)出合格產(chǎn)品來。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(9)制定切實(shí)可靠的安全生產(chǎn)措施在工藝設(shè)計(jì)中要考慮到開停車、長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)和檢修過程中可能存在各種不安全因素，根據(jù)生產(chǎn)過程中物料性質(zhì)和生產(chǎn)特點(diǎn)，在工藝流程和裝置中，除設(shè)備材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的安全措施外，在流程中應(yīng)在適宜部位上設(shè)置事故槽、安全閥、放空管、安全水封、防爆板、阻水栓等以保證安全生產(chǎn)。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)(10)保溫、防腐的設(shè)計(jì)這是在工藝流程設(shè)計(jì)中的最后一項(xiàng)工作，也是施工安裝時(shí)最后一道工序。流程中應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的溫度、特性和狀態(tài)以及周圍環(huán)境狀況決定管道和設(shè)備是否需要保溫和防腐。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)三、工藝流程設(shè)計(jì)的基本方法——方案比較一個(gè)優(yōu)秀的工程設(shè)計(jì)只有在多種方案的比較中才能產(chǎn)生。進(jìn)行方案比較首先要明確判據(jù)，工程上常用的判據(jù)有產(chǎn)物收率、原材料單耗、能量單耗、產(chǎn)品成本、工程投資等。此外，也要考慮環(huán)保、安全、占地面積等因素。進(jìn)行方案比較的基本前提是保持原始信息不變。這里應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出，過程的操作參數(shù)如溫度、壓力、流速、流量等原始信息，設(shè)計(jì)者是不能變更的。設(shè)計(jì)者只能采用各種工程手段和方法，保證實(shí)現(xiàn)工藝規(guī)定的操作參數(shù)。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)工業(yè)生產(chǎn)中，一個(gè)過程往往有多種方法來實(shí)現(xiàn)，例如液固混合物的分離，可以用離心、沉降、壓縮和真空過濾等方法，這些都需要進(jìn)行方案比較，因地制宜地選擇一種最佳工程方案。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)第三節(jié)

工藝流程圖一、工藝流程圖概述

把各個(gè)生產(chǎn)單元按照一定的目的要求，有機(jī)地組合在一起，形成一個(gè)完整的生產(chǎn)工藝過程，并用圖形描繪出來，即是工藝流程圖。化工工藝圖中，屬于工藝流程圖性質(zhì)的圖樣有若干種，它們都用來表達(dá)工藝生產(chǎn)流程。由于它們的要求各不相同，所以在內(nèi)容、重點(diǎn)和深度方面也不一致，但這些圖樣之間是有密切聯(lián)系的。工藝流程圖一般有如下幾種：全廠總工藝流程圖或物料平衡

總工藝流程圖是在煉油化工廠設(shè)計(jì)中，為總說明部分提供的全廠流程圖樣。對(duì)綜合性化工廠則稱全廠物料平衡圖。圖上各車間（工段）用細(xì)實(shí)線畫成長(zhǎng)方框來示意。流程線只畫出主要物料，用粗實(shí)線表示。流程方向用箭頭畫在流程線上。圖上還注明了車間名稱，各車間原料、半成品和成品的名稱、平衡數(shù)據(jù)和來源、去向等。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)物料流程圖物料流程圖是在全廠總工藝流程圖基礎(chǔ)上，分別表達(dá)各車間內(nèi)部工藝物料流程的圖樣。在流程上標(biāo)注出各物料的組分、流量以及設(shè)備特性數(shù)據(jù)等。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)工藝管道及儀表流程圖工藝管道及儀表流程圖是以物料流程圖為依據(jù)，內(nèi)容較為詳細(xì)的一種工藝流程圖。在管線和設(shè)備上畫出配置的某些閥門、管件、自控儀表等的有關(guān)符號(hào)。

工藝流程草圖亦稱方案流程圖、流程示意圖、流程簡(jiǎn)圖，是用來表達(dá)整個(gè)工廠或車間生產(chǎn)流程的圖樣。它是設(shè)計(jì)開始時(shí)供工藝方案討論常用的流程圖，亦是工藝流程圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)二、工藝流程草圖生產(chǎn)工藝流程草圖一般由物料流程、圖例和設(shè)備一覽表等三個(gè)部分組成。物料流程設(shè)備示意圖。圖中的設(shè)備只畫出大致輪廓和示意結(jié)構(gòu)，甚至畫一個(gè)方框代替也可以。設(shè)備的相對(duì)位置高低也不要求準(zhǔn)確，備用設(shè)備在流程草圖中一般省略不畫。但設(shè)備一般都要編號(hào)，并在圖紙空白處按編號(hào)順序集中列出設(shè)備名稱。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)

流程管線及流向箭頭。物料管線用粗實(shí)線畫出，動(dòng)力管線用中粗實(shí)線畫出。在管線上用箭頭表示物料的流向。

文字注解。圖例圖例中只須標(biāo)出管線圖例。閥門、儀表等無(wú)須標(biāo)出。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)設(shè)備一覽表設(shè)備一覽表也只包括序號(hào)、位號(hào)、設(shè)備名稱和備注，有時(shí)可省略設(shè)備一覽表和圖框。工藝流程草圖是一種示意性的從左至右的展開圖。例子如下：第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)三、工藝管道及儀表流程圖工藝管道及儀表流程圖又稱施工流程圖或帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。與之配套的尚有輔助管道及儀表流程圖、公用系統(tǒng)管道及儀表流程圖。它是由工藝人員和自控人員合作進(jìn)行繪制的，在初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)中都要提供這種圖樣。工藝管道及儀表流程圖是在工藝流程草圖和物料流程圖的基礎(chǔ)上繪制的，它是設(shè)備布置和管道布置設(shè)計(jì)的依據(jù)，并可供施工、安裝、生產(chǎn)操作時(shí)參考。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)（一）比例與圖幅工藝管道及儀表流程圖可以車間（裝置）或工段（分區(qū)或工序）為主項(xiàng)進(jìn)行繪制，原則上一個(gè)主項(xiàng)繪一張圖解，如圖2-2（P13）所示即以一個(gè)工段為主項(xiàng)繪制的圖樣。另一例子：第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)比例。圖上的設(shè)備圖形及其高低間相對(duì)位置大致按1:100或1:200的比例進(jìn)行繪制，流程簡(jiǎn)單時(shí)也有用1:50的比例。整個(gè)圖形因展開等種種關(guān)系，實(shí)際上并不全按比例繪制，因此在標(biāo)題欄中的“比例”一欄，不予注明。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)圖幅。由于圖樣采用展開圖形式，圖形多呈長(zhǎng)條形，因而以前的圖紙幅面常采用標(biāo)準(zhǔn)幅面加長(zhǎng)的規(guī)格，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已有統(tǒng)一規(guī)定，一般均采用A1圖幅，特別簡(jiǎn)單的可采用A2圖幅，且不宜加長(zhǎng)或加寬。（二）設(shè)備的表示方法第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)1.設(shè)備的畫法圖形?；ぴO(shè)備在圖上一般按比例用細(xì)實(shí)線（b/3）繪制，畫出能夠顯示形狀特征的主要輪廓。相對(duì)位置。設(shè)備間的高低和樓面高低的相對(duì)位置，一般也按比例繪制。低于地面的需相應(yīng)畫在地平線以下，盡可能地符合實(shí)際安裝情況。對(duì)于有位差要求的設(shè)備，還要注明其限定尺寸。相同系統(tǒng)（或設(shè)備）的處理。兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的系統(tǒng)（或設(shè)備），一般應(yīng)全部畫出。只畫出一套時(shí)，被省略部分的系統(tǒng)，則需用細(xì)雙點(diǎn)劃線繪出矩形框表示?？騼?nèi)注明設(shè)備的位號(hào)、名稱，并繪出引至該套系統(tǒng)（或設(shè)備）的一段支管。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)2.設(shè)備的標(biāo)注標(biāo)注的內(nèi)容。設(shè)備在圖上應(yīng)標(biāo)注位號(hào)及名稱。標(biāo)注的方式。設(shè)備的位號(hào)、名稱一般標(biāo)注在相應(yīng)設(shè)備的圖形上方或下方，即在圖紙的上端及下端兩處，各設(shè)備在橫向之間的標(biāo)注方式應(yīng)基本排成一行。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)（三）管道的表示方法圖上一般應(yīng)畫出所有工藝物料和輔助物料（如蒸汽、冷卻水、冷凍鹽水等）的管道。當(dāng)輔助管道系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單時(shí)，可將其總管繪制在流程圖的上方，其支管則下引至有關(guān)設(shè)備；當(dāng)輔助管道系統(tǒng)比較復(fù)雜時(shí)，待工藝管道布置設(shè)計(jì)完成后，另繪輔助管道及儀表流程圖予以補(bǔ)充，此時(shí)流程圖上只繪出與設(shè)備相連接位置的一段輔助管道（有時(shí)包括操作所需要的閥口等）。圖上各支管與總管連接的先后位置應(yīng)與管道布置圖一致。公用管道比較復(fù)雜的系統(tǒng)，通常還需另繪公用系統(tǒng)管道及儀表流程圖。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)管道的畫法管道畫法的原則規(guī)定可參閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和化工行業(yè)有關(guān)規(guī)定。具體線型見P16表2-2。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)管道的標(biāo)注每段管道上都標(biāo)有相應(yīng)的標(biāo)注，一般橫向管線標(biāo)注在管線的上方，豎向管線則標(biāo)注在管線的左方；若標(biāo)注位置不夠時(shí)，可將標(biāo)注中的部分內(nèi)容移至管線下方或右方。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)不得已時(shí)，也可用指引線引出標(biāo)注。標(biāo)注內(nèi)容應(yīng)包括三個(gè)組成部分：即管道號(hào)、管徑和管道等級(jí)。當(dāng)未采用管道等級(jí)及與之配套的材料選用表時(shí)，管道標(biāo)注中的公制管需注外徑×厚度；對(duì)隔熱（或隔音）的管道，則將隔熱（隔音）代號(hào)注在管徑之后。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)

在管道上需要用細(xì)實(shí)線畫出全部閥門和部分管件（如視鏡、阻火器、異徑接頭、盲板、下水漏斗等）的符號(hào)。（四）閥門與管件的表示方法第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)工藝生產(chǎn)流程中的儀表及控制點(diǎn)應(yīng)該在有關(guān)管道上，并大致按安裝位置用代號(hào)、符號(hào)給以表示。字母代號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)組合起來，就組成了儀表的位號(hào)。（五）儀表控制點(diǎn)的表示方法圖形符號(hào)第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)字母代號(hào)表示被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)儀表位號(hào)在檢測(cè)控制系統(tǒng)中，一個(gè)回路中的每一個(gè)儀表（或元件）都應(yīng)標(biāo)注儀表位號(hào)。在管道及儀表流程圖中，標(biāo)注儀表位號(hào)的另一方法是將字母代號(hào)填寫在圓圈的上半部分，數(shù)字編號(hào)填寫在圓圈的下半部分。第四節(jié)

典型設(shè)備的自控流程第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)本節(jié)介紹常用的化工典型設(shè)備（泵、換熱器、反應(yīng)釜、蒸餾塔）的自控流程。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，但也可以使用旁路調(diào)節(jié)方法，旁路調(diào)節(jié)耗費(fèi)能量，但調(diào)節(jié)閥的尺寸比直接節(jié)流的小是它的優(yōu)點(diǎn)。在離心泵設(shè)有分支路時(shí)，即一臺(tái)泵要分送幾支并聯(lián)管路時(shí)，可采用分支調(diào)節(jié)方案。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)一、泵第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)2.容積式泵（往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵和旋渦泵等）當(dāng)流量減小時(shí)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，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)流程。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)3.真空泵真空泵可采用吸入支路調(diào)節(jié)和吸入管阻力調(diào)節(jié)的方案。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)換熱器的溫度控制方案。

(1)調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)流量，用流體1的流量作調(diào)節(jié)參數(shù)來控制流體2的出口溫度。

(2)調(diào)節(jié)傳熱面積，適用于蒸汽冷凝換熱器，調(diào)節(jié)閥裝在凝液管路上。

(3)分流調(diào)節(jié)，在用工藝流體作載熱體回收熱量時(shí)或冷卻水流量不允許改變時(shí)，兩個(gè)流量都不能調(diào)節(jié)。此時(shí)可利用三通閥使其中一個(gè)流體走分路，使部分流體走旁路。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)二、換熱器第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)人工手動(dòng)控制的間歇反應(yīng)器的PI流程比較簡(jiǎn)單。加料、反應(yīng)和出料皆由人工操作控制，主要控制指標(biāo)是反應(yīng)溫度（壓力）和反應(yīng)時(shí)間。自動(dòng)控制的間歇反應(yīng)器的PI流程要復(fù)雜得多，控制質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率都要高得多。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)三、反應(yīng)釜第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)進(jìn)出料管道釜頂左部為各種原料及試壓氮?dú)獾冗M(jìn)料管道，水和單體自動(dòng)計(jì)量手動(dòng)遙控進(jìn)料。在進(jìn)料總管中部串聯(lián)一切斷閥（球閥），進(jìn)料完畢后關(guān)閉球閥，各管道就形成二道切斷閥的密封。安全閥前不能有閥，故它裝在切斷閥與進(jìn)口之間。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)軸封系統(tǒng)攪拌軸的密封是釜式反應(yīng)器的關(guān)鍵問題之一，機(jī)械密封是可高而先進(jìn)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，為了保障它的正常工作必須配有液封與冷卻系統(tǒng)。密封液罐旁為攪拌電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)電流的指示、記錄和過載報(bào)警回路。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)溫度控制間歇反應(yīng)的溫度控制是分階段周期性變化的，熱負(fù)荷也隨著反應(yīng)時(shí)間而變化，這都造成溫度控制的困難。為此，設(shè)置了熱水升溫、工業(yè)水或冷凍水冷卻共三套系統(tǒng)。循環(huán)水量大則進(jìn)出口溫差小和傳熱系數(shù)高（流速快），使釜內(nèi)各點(diǎn)的溫度更為均勻，水的流量大還能減少對(duì)象的容量滯后。水量恒定可以減少冷卻水流量變化這個(gè)干擾因素，這些都有助于調(diào)節(jié)質(zhì)量的提高。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)蒸餾是化工廠應(yīng)用極為廣泛的傳質(zhì)過程。以下將簡(jiǎn)單討論蒸餾塔的基本控制方案及管道儀表流程實(shí)例。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)四、蒸餾塔蒸餾塔的基本控制方案蒸餾塔的控制方案很多，但基本形式通常只有兩種。按精餾段指標(biāo)控制取精餾段某點(diǎn)成分或溫度為被調(diào)參數(shù)，而以回流量壇、餾出液量D或塔內(nèi)蒸氣量VB作為調(diào)節(jié)參數(shù)。按提餾段指標(biāo)控制當(dāng)對(duì)釜液的成分要求較之對(duì)餾出液為高時(shí)，例如塔底為主要產(chǎn)品時(shí)，常用此方案。如對(duì)塔頂和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量要求相近，又是液相進(jìn)料，也往往采用此方案。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)塔頂?shù)牧鞒膛c調(diào)節(jié)方案塔頂方案的基本要求是：把出塔蒸氣的絕大部分冷凝下來，把不凝性氣體排走；調(diào)節(jié)LR和D的流量和保持塔內(nèi)壓力穩(wěn)定。第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)塔底的流程與調(diào)節(jié)方案復(fù)習(xí)思考題1

生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇原則2

工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)3

工藝流程圖圖樣種類4

帶控制點(diǎn)的工藝流程圖中設(shè)備、管道及管件、儀表控制點(diǎn)的標(biāo)注5

計(jì)算機(jī)繪制一張帶控制點(diǎn)的工藝流程圖第二章

車間工藝流程設(shè)計(jì)第三章

化工工藝計(jì)算第一節(jié)

化工過程及過程參數(shù)

化工計(jì)算主要是應(yīng)用守恒定律來研究化工過程的物料衡算和能量衡算問題。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，必須熟悉有關(guān)化工過程的一些術(shù)語(yǔ)及基礎(chǔ)知識(shí)。例如，對(duì)合成氨或環(huán)氧乙烷生產(chǎn)過程作物料衡算和能量衡算，則首先需要了解有關(guān)合成氨或環(huán)氧乙烷生產(chǎn)的基本原理、生產(chǎn)方法和工藝流程，然后，才能以示意圖的形式表示出整個(gè)化工過程的主要設(shè)備及全部進(jìn)、出物流，并選定所需溫度、壓力或物料組成等條件，再逐一進(jìn)行計(jì)算。

化工過程；化工工藝流程；化工過程開發(fā)；化工過程基本參數(shù)——溫度、壓力、流量、化學(xué)組成等基本概念第三章

化工工藝計(jì)算主要內(nèi)容包括：所謂化工過程，是指由原料經(jīng)化學(xué)處理和物理處理加工成化學(xué)產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。它包括許多工序，每個(gè)工序又由若干個(gè)或若干組設(shè)備（如反應(yīng)器、蒸餾塔、吸收塔、干燥塔，分離器、換熱器及輸送設(shè)備等等）組合而成。物料通過各設(shè)備時(shí)，完成某種化學(xué)或物理處理，最終成為合格的產(chǎn)品。第三章

化工工藝計(jì)算一、

化工過程化工過程中的各種設(shè)備所進(jìn)行的主要操作可歸納為下列幾類：1.化學(xué)反應(yīng)；2.分離或提純，3.改變溫度，4.改變壓力，5.混合等。各類操作的作用簡(jiǎn)述如下。第三章

化工工藝計(jì)算1.化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)是整個(gè)化工過程的核心。一種化學(xué)反應(yīng)是否能在工業(yè)上付諸實(shí)現(xiàn)取決于許多因素，如平衡收率（即反應(yīng)系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，加入的原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的數(shù)量）、反應(yīng)速度、控制或減少副反應(yīng)的可能性等。第三章

化工工藝計(jì)算2.分離或提純化工生產(chǎn)中的分離過程就是將兩種或兩種以上組分的混合物分成純的或比較純的組分。由于生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)過程常常存在副反應(yīng)、反應(yīng)不完全或使用溶劑等方面原因，使原料經(jīng)反應(yīng)后得到的產(chǎn)物往往不是一種純的產(chǎn)物，而是幾種組分的混合物，必須經(jīng)分離或提純后，才能成為較純的產(chǎn)品。第三章

化工工藝計(jì)算分離過程通常只是一種物理過程，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。它是利用物質(zhì)在相變化過程中某些物理性質(zhì)（如沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、溶解度等）的差異來進(jìn)行的。如蒸餾是基于不同組分揮發(fā)度或沸點(diǎn)的不同；結(jié)晶是基于熔點(diǎn)或溶解度的不同；溶劑萃取是基于一種物質(zhì)在兩種互不相溶的液體中溶解度的不同等。第三章

化工工藝計(jì)算3.改變溫度化學(xué)反應(yīng)速度和收率、物質(zhì)的相態(tài)變化（如蒸氣的冷凝、液體的氣化或凝固、固體的熔化等）以及物質(zhì)的其他物理性質(zhì)變化（如粘度、溶解度、表面張力等）等均與溫度有密切的關(guān)系，改變溫度可調(diào)節(jié)以上各性質(zhì)達(dá)到所需的要求。物質(zhì)的加熱都要消耗能量。所以，回收熱量使熱量充分利用，是化工廠提高經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要措施。第三章

化工工藝計(jì)算4.改變壓力化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物中如有氣體時(shí)，改變壓力對(duì)平衡收率有影響。例如，合成氨反應(yīng)N2＋3H2＝2NH3，壓力增高，氨的平衡產(chǎn)率就增加。除此之外物質(zhì)的相態(tài)變化，如蒸氣冷凝或液體氣化等與壓力亦有密切關(guān)系。當(dāng)用泵或壓縮機(jī)輸送流體時(shí)，壓力用于克服設(shè)備和管線中的阻力。第三章

化工工藝計(jì)算5.混合混合是與分離相反的一個(gè)過程。在化工生產(chǎn)中，常常需要將兩種或兩種以上物質(zhì)混合在一起。通常，混合不消耗能量，只有為了加速混合使用攪拌器時(shí)，才消耗少量能量?；み^程中的每一個(gè)設(shè)備進(jìn)行上述一種或幾種操作。設(shè)計(jì)化工過程，就是設(shè)計(jì)以上一系列操作，將其適當(dāng)?shù)?、合理地組合起來，以改變?cè)系幕瘜W(xué)和物理性質(zhì)，使之能夠生產(chǎn)合格的產(chǎn)品。把完成這些操作的設(shè)備串連組合起來，就成為一個(gè)化工過程。第三章

化工工藝計(jì)算通常，發(fā)現(xiàn)一種新的化學(xué)反應(yīng)使之實(shí)施于生產(chǎn)或開發(fā)一個(gè)新的化工過程，從技術(shù)角度來考察，它主要決定于下述三類因素：化學(xué)工藝因素——反應(yīng)體系本性、溫度、壓力、組成、催化劑等操作條件以及體系的反應(yīng)速度、轉(zhuǎn)化率、循環(huán)比等?；瘜W(xué)工程因素——體系的物性、相態(tài)、傳遞性質(zhì)、傳熱傳質(zhì)方式、物料輸送、反應(yīng)技術(shù)、分離技術(shù)等。機(jī)械設(shè)備、儀表及控制手段——設(shè)備材料、制造、貯運(yùn)、安裝、維修、檢測(cè)、備品備件、正常操作及事故處理等。第三章

化工工藝計(jì)算化工過程常用流程圖來表示。所謂流程圖，就是把生產(chǎn)過程中物料經(jīng)過的設(shè)備按其形狀畫出示意圖，并畫出各設(shè)備之間的主要物料管線及其流向。簡(jiǎn)化的流程圖可以用方框來表示設(shè)備或設(shè)備組，稱方框流程圖。在工藝流程設(shè)計(jì)中，還有其他類型的流程圖，如表明物料量的物料流程圖、以裝置為單元的裝置流程圖、以管線為主的管線流程圖以及帶測(cè)量?jī)x表控制點(diǎn)的流程圖等。第三章

化工工藝計(jì)算二、化工工藝流程工藝流程圖能簡(jiǎn)明、扼要的表明化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工序，看來一目了然。從工藝流程圖可以初步了解生產(chǎn)方法、生產(chǎn)過程以及各主要物料的來龍去脈。在解物料和能量衡算題時(shí)，也需要用圖來表示各設(shè)備之間的物料關(guān)系。因此，學(xué)會(huì)用流程圖來表達(dá)化工過程，對(duì)工程技術(shù)人員是一項(xiàng)基本訓(xùn)練。第三章

化工工藝計(jì)算三、化工過程開發(fā)化工過程開發(fā)是指一個(gè)化學(xué)反應(yīng)從實(shí)驗(yàn)室過渡到第一套生產(chǎn)裝置的全部過程?；み^程開發(fā)，首先是決定子化學(xué)反應(yīng)的可能性、轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)速度是否具有工業(yè)價(jià)值，產(chǎn)物分離的難易程度以及機(jī)械、設(shè)備、材料是否可行。當(dāng)然，最終取決于是否有經(jīng)濟(jì)效益?；み^程開發(fā)的第一步就是要設(shè)計(jì)一個(gè)流程圖。由于化學(xué)反應(yīng)或產(chǎn)物的分離可用不同的方法來完成，因此，設(shè)計(jì)流程時(shí)，必須選擇一個(gè)安全、可靠、經(jīng)擠效益高的最佳方案第三章

化工工藝計(jì)算四、過程參數(shù)在生產(chǎn)過程中，能影響過程運(yùn)行和狀態(tài)的物理量，如溫度、壓力、流量及物料的百分組成或濃度等，在指定條件下其數(shù)值恒定，條件改變其數(shù)值也隨之變化，這些物理量稱為過程參數(shù)。進(jìn)行化工計(jì)算時(shí)，上述參數(shù)是基本數(shù)據(jù)，可以直接測(cè)定。對(duì)一些不易直接測(cè)定的參數(shù)，可找出與容易測(cè)定的參數(shù)之間的關(guān)系，通過計(jì)算求得，有時(shí)也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選定。主要介紹溫度、壓力、流量及物料的百分組成或濃度等參數(shù)的基本概念及計(jì)算方法。第三章

化工工藝計(jì)算在化工計(jì)算以及化工工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)中，必不可少地要用到有關(guān)化合物的物性數(shù)據(jù)。例如，進(jìn)行化工過程物料與能量衡算時(shí)，需要用到密度或比容、沸點(diǎn)、蒸汽壓、焓、熱容及生成熱等等的物性數(shù)據(jù)；設(shè)計(jì)一個(gè)反應(yīng)器時(shí)，則需要知道化學(xué)反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)；計(jì)算傳熱過程時(shí)，需要導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)據(jù)等等。這些數(shù)據(jù)習(xí)慣上稱為“化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”，它是由物料本身的物理化學(xué)性質(zhì)所決定的。因此，又被稱作“物化數(shù)據(jù)”或“物性數(shù)據(jù)”。第三章

化工工藝計(jì)算第二節(jié)化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括很多，現(xiàn)將常用的一些化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)大致歸納成以下幾類：基本物性數(shù)據(jù)—如臨界常數(shù)（臨界壓力、臨界溫度、臨界體積）、密度或比容、狀態(tài)方程參數(shù)、壓縮系數(shù)、蒸氣壓、氣一液平衡關(guān)系等。熱力學(xué)物性數(shù)據(jù)—如內(nèi)能、焓、熵、熱容、相變熱、自由能、自由焓等?；瘜W(xué)反應(yīng)和熱化學(xué)數(shù)據(jù)—如反應(yīng)熱、生成熱、燃燒熱、反應(yīng)速度常數(shù)、活化能，化學(xué)平衡常數(shù)等。傳遞參數(shù)—如粘度、擴(kuò)散系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)等。第三章

化工工藝計(jì)算通常這些數(shù)據(jù)可用下列方法得到：查手冊(cè)或文獻(xiàn)資料有關(guān)常用物質(zhì)的物性數(shù)據(jù)，前人已系統(tǒng)地進(jìn)行歸納總結(jié)，從表格或圖的形式表示。這些致?lián)蓮挠嘘P(guān)的化學(xué)化工類手冊(cè)或?qū)I(yè)性的化工手冊(cè)中查到。估算?？梢詰?yīng)用物理和化學(xué)的一些基本定律計(jì)算各種物質(zhì)的性質(zhì)參數(shù)。用實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定。第三章

化工工藝計(jì)算

物料衡算是化工計(jì)算中最基本、也是最重要的內(nèi)容之一，它是能量衡算的基礎(chǔ)。一般在物料衡算之后，才能計(jì)算所需要提供或移走的能量。通常，物料衡算有兩種情況，一種是對(duì)已有的生產(chǎn)設(shè)備或裝置，利用實(shí)際測(cè)定的數(shù)據(jù)，算出另一些不能直接測(cè)定的物料量。用此計(jì)算結(jié)果，對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行分析、作出判斷、提出改進(jìn)措施。另一種是設(shè)計(jì)一種新的設(shè)備或裝置，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，先作物料衡算，求出進(jìn)出各設(shè)備的物料量，然后再作能量衡算，求出設(shè)備或過程的熱負(fù)荷，從而確定設(shè)備尺寸及整個(gè)工藝流程。第三章

化工工藝計(jì)算第三節(jié)物料衡算

物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，即在一個(gè)孤立物系中，不論物質(zhì)發(fā)生任何變化，它的質(zhì)量始終不變（不包括核反應(yīng)，因?yàn)楹朔磻?yīng)能量變化非常大，此定律不適用）。第三章

化工工藝計(jì)算一、物料衡算式

1.化工過程的類型化工過程操作狀態(tài)不同，其物料或能量衡算的方程亦有差別。化工過程根據(jù)其操作方式可以分成間歇操作、連續(xù)操作以及半連續(xù)操作三類?；蛘邔⑵浞譃榉€(wěn)定狀態(tài)操作和不穩(wěn)定狀態(tài)操作兩類。在對(duì)某個(gè)化工過程作物料或能量衡算時(shí)，必須先了解生產(chǎn)過程的類別。第三章

化工工藝計(jì)算間歇操作過程：原料在生產(chǎn)操作開始時(shí)一次加入，然后進(jìn)行反應(yīng)或其他操作，一直到操作完成后，物料一次排出，即為間歇操作過程。此過程的特點(diǎn)是在整個(gè)操作時(shí)間內(nèi)，再無(wú)物料進(jìn)出設(shè)備，設(shè)備中各部分的組成、條件隨時(shí)間而不斷變化。連續(xù)操作過程：在整個(gè)操作期間，原料不斷穩(wěn)定地輸入生產(chǎn)設(shè)備，同時(shí)不斷從設(shè)備排出同樣數(shù)量（總量）的物料。設(shè)備的進(jìn)料和出料是連續(xù)流動(dòng)的，即為連續(xù)操作過程。在整個(gè)操作期間，設(shè)備內(nèi)各部分組成與條件不隨時(shí)間而變化。第三章

化工工藝計(jì)算半連續(xù)操作過程：操作時(shí)物料一次輸入或分批輸入，而出料是連續(xù)的，或連續(xù)輸入物料，而出料是一次或分批的。穩(wěn)定狀態(tài)操作：整個(gè)化工過程的操作條件（如溫度、壓力、物料量及組成等）如果不隨時(shí)間而變化，只是設(shè)備內(nèi)不同點(diǎn)有差別，這種過程稱為穩(wěn)定狀態(tài)操作過程，或稱穩(wěn)定過程。如果操作條件隨時(shí)間而不斷變化的，則稱為不穩(wěn)定狀態(tài)操作過程，或稱不穩(wěn)定過程。第三章

化工工藝計(jì)算間歇過程及半連續(xù)過程是不穩(wěn)定狀態(tài)操作。連續(xù)過程在正常操作期間，操作條件比較穩(wěn)定，此時(shí)屬穩(wěn)定狀態(tài)操作多在開、停工期間或操作條件變化和出現(xiàn)故障時(shí)，則屬不穩(wěn)定狀態(tài)操作。第三章

化工工藝計(jì)算2.物料衡算式

物料衡算是研究某一個(gè)體系內(nèi)進(jìn)、出物料量及組成的變化。所謂體系就是物料衡算的范圍，它可以根據(jù)實(shí)際需要人為地選定。體系可以是一個(gè)設(shè)備或幾個(gè)設(shè)備，也可以是一個(gè)單元操作或整個(gè)化工過程。

進(jìn)行物料衡算時(shí)，必須首先確定衡算的體系。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，對(duì)某一個(gè)體系，輸入體系的物料量應(yīng)該等于輸出物料量與體系內(nèi)積果量之和。所以，物料衡算的基本關(guān)系式應(yīng)該表示為：第三章

化工工藝計(jì)算如果體系內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則對(duì)任一個(gè)組分或任一種元素作衡算時(shí)，必須把反應(yīng)消耗或生成的量亦考慮在內(nèi)。即第三章

化工工藝計(jì)算上式對(duì)反應(yīng)物作衡算時(shí)，由反應(yīng)而消耗的量，應(yīng)取減號(hào)；對(duì)生成物作衡算時(shí)，由反應(yīng)而生成的量，應(yīng)取加號(hào)。列物料衡算式時(shí)應(yīng)注意，物料平衡是指質(zhì)量平衡，不是體積或物質(zhì)的量(摩爾數(shù))平衡。若體系內(nèi)有化學(xué)反應(yīng)，則平衡式中各項(xiàng)用摩爾/時(shí)為單位時(shí)，必須考慮反應(yīng)式中的化學(xué)計(jì)量系數(shù)。因?yàn)榉磻?yīng)前后物料中的分子數(shù)不守恒。第三章

化工工藝計(jì)算如下圖，表示無(wú)化學(xué)反應(yīng)的連續(xù)過程物料流程。圖中方框表示一個(gè)體系，虛線表示體系邊界。共有三個(gè)流股，進(jìn)料F及出料P和W。有兩個(gè)組分。每個(gè)流股的流量及組成如圖所示。圖中x為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第三章

化工工藝計(jì)算可列出物料衡算式：總物料衡算式：

F=P+W每種組分衡算式

：

F·xf1=P·xp1+W·xw1

F·xf2=P·xp2+W·xw2對(duì)于連續(xù)不穩(wěn)定過程，由于該過程內(nèi)物料量及組成等隨時(shí)間而變化，因此，物料衡算式須寫成以時(shí)間為自變量的微分方程，表示體系內(nèi)在某一瞬時(shí)的平衡。第三章

化工工藝計(jì)算二、物料衡算的基本方法進(jìn)行物料衡算時(shí)，為了能順利地解題，避免錯(cuò)誤，必須掌握解題技巧，按正確的解題方法和步驟進(jìn)行。尤其是對(duì)復(fù)雜的物料衡算題，更應(yīng)如此，這樣才能獲得準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。畫物料流程簡(jiǎn)圖。求解物料衡算問題，首先應(yīng)該根據(jù)給定的條件畫出流程簡(jiǎn)圖。計(jì)算基準(zhǔn)及其選擇。進(jìn)行物料、能量衡算時(shí)，必須選擇一個(gè)計(jì)算基準(zhǔn)。從原則上說選擇任何一種計(jì)算基準(zhǔn)，都能得到正確的解答。但是，計(jì)算基準(zhǔn)選擇得恰當(dāng)，可以使計(jì)算簡(jiǎn)化，避免錯(cuò)誤。第三章

化工工藝計(jì)算物料衡算的步驟進(jìn)行物料衡算時(shí)，尤其是那些復(fù)雜的物料衡算，為了避免錯(cuò)課，建議采用下列計(jì)算步驟。簡(jiǎn)單的衡算則不需要這么復(fù)雜步驟。搜集計(jì)算數(shù)據(jù)。畫出物料流程簡(jiǎn)圖。確定衡算體系。寫出化學(xué)反應(yīng)方程式，包括主反應(yīng)和副反應(yīng)，標(biāo)出有用的分子量。選擇合適的計(jì)算基準(zhǔn)，并在流程圖上注明所選的基準(zhǔn)值。

列出物料衡算式，然后用數(shù)學(xué)方法求解。將計(jì)算結(jié)果列成輸入－輸出物料表(物料平衡表)。校核計(jì)算結(jié)果。第三章

化工工藝計(jì)算在化工過程中，一些只有物理變化，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的單元操作，如混合、蒸餾、蒸發(fā)、干燥、吸收、結(jié)晶、萃取等，這些過程都可以根據(jù)物料衡算式，列出總物料和各組分的衡算式，再用代數(shù)法求解。第三章

化工工藝計(jì)算三、無(wú)化學(xué)反應(yīng)過程的物料衡算簡(jiǎn)單過程的物料衡算

簡(jiǎn)單過程是指僅有一個(gè)設(shè)備或一個(gè)單元操作或整個(gè)過程簡(jiǎn)化成一個(gè)設(shè)備的過程。這種過程的物料衡算比較簡(jiǎn)單，在物料流程簡(jiǎn)圖中，設(shè)備邊界就是體系邊界。下面舉例說明計(jì)算步驟和計(jì)算方法。一種廢酸，組成為23％(質(zhì)量)HNO3，57％H2SO4和20％H2O，加入93％的濃H2SO4及90％的濃HNO3，要求混合成27％HNO3及60％H2SO4的混合酸，計(jì)算所需廢酸及加入濃酸的數(shù)量。第三章

化工工藝計(jì)算解：設(shè)

x——廢酸量，kg；

y——濃H2SO4量，kg；

z——濃HNO3量，kg

；畫物料流程簡(jiǎn)圖第三章

化工工藝計(jì)算選擇基準(zhǔn)。可以選廢酸或濃酸的量為基準(zhǔn)，也可以用混合酸的量為基準(zhǔn)，因?yàn)樗姆N酸的組成均已知，選任何一種作基準(zhǔn)計(jì)算都很方便。列物料衡算式。該體系有3種組分，可以列出3個(gè)獨(dú)立方程，所以能求出3個(gè)未知量。

基準(zhǔn)：100kg混合酸第三章

化工工藝計(jì)算總物料衡算式：

x+y+z=100

(1)H2SO4的衡算式：

0.57x+0.93y=100×0.6=60

(2)HNO3的衡算式

：

0.23x+0.90z=100×0.27=27

(3)解(1)、(2)、(3)方程，得

x=41.8kg廢酸

y=39kg濃H2SO4

z=19.2kg濃HNO3即由41.8kg廢酸、39kg濃H2SO4和19.2kg濃HNO3可以混合成100kg混合酸。第三章

化工工藝計(jì)算根據(jù)水平衡，可以核對(duì)以上結(jié)果：加入的水量=41.8×0.2+39×0.07+19.2×0.10=13kg混合后的酸，含13％H2O，所以計(jì)算結(jié)果正確。以上物料衡算式，亦可以選總物料衡算式及H2SO4與HNO3二個(gè)衡算式或H2SO4、HNO3和H2O三個(gè)組分衡算式進(jìn)行計(jì)算，均可以求得上述結(jié)果。第三章

化工工藝計(jì)算有多個(gè)設(shè)備過程的物料衡算對(duì)有多個(gè)設(shè)備的過程，進(jìn)行物料衡算時(shí)，可以劃分多個(gè)衡算體系。此時(shí)，必須選擇恰當(dāng)?shù)暮馑泱w系，這是很重要的步驟。不然會(huì)使計(jì)算繁瑣，甚至無(wú)法求解。四、有化學(xué)反應(yīng)過程的物料衡算有化學(xué)反應(yīng)的過程，物料中的組分比較復(fù)雜。因工業(yè)上的化學(xué)反應(yīng)，各反應(yīng)物的實(shí)際用量，并不等于化學(xué)反應(yīng)式中的理論量。為了使所需的反應(yīng)順利進(jìn)行，或使其中較昂貴的又應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化，常常使價(jià)格較低廉的一些反應(yīng)物用量過量。因此，使物料衡算比無(wú)化學(xué)反應(yīng)過程的計(jì)算復(fù)雜，尤其是當(dāng)物料組成及化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜時(shí)，計(jì)算更應(yīng)注意。第三章

化工工藝計(jì)算反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率等概念工業(yè)化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)原料的配比不按化學(xué)計(jì)量比時(shí)，反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小可稱其為限制反應(yīng)物與過量反應(yīng)物。限制反應(yīng)物：化學(xué)反應(yīng)原料不按化學(xué)計(jì)量比配料時(shí)，其中以最小化學(xué)計(jì)量數(shù)存在的反應(yīng)物稱為限制反應(yīng)物。第三章

化工工藝計(jì)算過量反應(yīng)物：不按化學(xué)計(jì)量比配料的原料中，某種反應(yīng)物的量超過限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需的理論量，該反應(yīng)物稱為過量反應(yīng)物。過量百分?jǐn)?shù)：過量反應(yīng)物超過限制反應(yīng)物所需理論量的部分占所需理論量的百分?jǐn)?shù)。若以從表示過量反應(yīng)物的摩爾數(shù)，Nt表示與限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需的摩爾數(shù)，則過量百分?jǐn)?shù)即為：第三章

化工工藝計(jì)算轉(zhuǎn)化率（以x表示）：某一反應(yīng)物反應(yīng)掉的量占其輸入量的百分?jǐn)?shù)。若以NA1、NA2分別表示反應(yīng)物A輸入及輸出體系的摩爾數(shù)，則反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為第三章

化工工藝計(jì)算一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由不同反應(yīng)物可計(jì)算得到不同的轉(zhuǎn)化率。因此，應(yīng)用時(shí)必須指明某個(gè)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。若沒有指明時(shí)，則往往是指限制反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。選擇性（以S表示）：反應(yīng)物反應(yīng)成目的產(chǎn)物所消耗的量占反應(yīng)物反應(yīng)掉的量的百分?jǐn)?shù)。若反應(yīng)物為A，生成的目的產(chǎn)物為D，Nn表示生成的目的產(chǎn)物D的摩爾數(shù)。a、d分別為反應(yīng)物d與目的產(chǎn)物D的化學(xué)計(jì)量系數(shù)，則選擇性為第三章

化工工藝計(jì)算式中NA1、NA2為反應(yīng)物A反應(yīng)掉的摩爾數(shù)第三章

化工工藝計(jì)算收率（以Y表示）：目的產(chǎn)物的量除以反應(yīng)物（通常指限制反應(yīng)物）輸入量，以百分?jǐn)?shù)表示。它可以用物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）或質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。若以摩爾數(shù)計(jì)算，考慮化學(xué)計(jì)量系數(shù)，則目的產(chǎn)物D的收率為轉(zhuǎn)化率、選擇性與收率三者之間的關(guān)系為：Y=S·x一般反應(yīng)過程的物料衡算對(duì)有化學(xué)反應(yīng)過程的物料衡算，由于各組分在過程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，因此就不能簡(jiǎn)單地列組分的衡算式，必須考慮化學(xué)反應(yīng)中生成或消耗的量，應(yīng)該根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式，列衡算方程。對(duì)一般的反應(yīng)過程，可用下列幾種方法求解。第三章

化工工藝計(jì)算直接求解法有些化學(xué)反應(yīng)過程的物料衡算，有時(shí)只含一個(gè)未知量或組成，這類問題比較簡(jiǎn)單，通?？筛鶕?jù)化學(xué)反應(yīng)式直接求解，不必列出衡算式。第三章

化工工藝計(jì)算元素衡算法元素衡算是物料衡算的一種重要形式。在作這類衡算時(shí)，并不需要考慮具體的化學(xué)反應(yīng)，而是按照元素種類被轉(zhuǎn)化及重新組合的概念表示為：

輸入(某種元素)＝輸出(同種元素)對(duì)反應(yīng)過程中化學(xué)反應(yīng)很復(fù)雜，無(wú)法用一、兩個(gè)反應(yīng)式表示的物料衡算題，可以列出元素衡算式，用代數(shù)法求解。第三章

化工工藝計(jì)算用聯(lián)系組分作衡算

聯(lián)系組分是指隨物料輸入體系，但完全不參加反應(yīng)，又隨物料從體系輸出的組分，在整個(gè)反應(yīng)過程中，它的數(shù)量不變。

如果體系中存在聯(lián)系組分，那么輸入物料和輸出物料之間就可以根據(jù)聯(lián)系組分的含量進(jìn)行關(guān)聯(lián)。例如，F(xiàn)、P分別為輸入、輸出物料，T為聯(lián)系組分。T在F中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為xFT，在P中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為xPT，則F與P之間的關(guān)系為第三章

化工工藝計(jì)算FxFT＝PxPT

，即

用聯(lián)系組分作衡算，尤其是對(duì)含未知量較多的物料衡算，可以使計(jì)算簡(jiǎn)化。選擇聯(lián)系組分時(shí)，如果體系中存在數(shù)種聯(lián)系組分，那么，此時(shí)就要選擇一個(gè)適宜的聯(lián)系組分，或聯(lián)合采用以減小誤差。但是，應(yīng)該注意，當(dāng)某個(gè)聯(lián)系組分?jǐn)?shù)量很小，而且此組分的分析相對(duì)誤差又較大時(shí)，則不宜選用。第三章

化工工藝計(jì)算具有循環(huán)、排放即旁路過程的物料衡算在化工過程中，有一些具有循環(huán)、排放及旁路的過程，這類過程的物料衡算與以上介紹的方法相類似，只是需要先根據(jù)已知的條件及所求的未知量選擇合適的衡算體系，列出物料衡算式再求解。如果存在聯(lián)系組分，則可以利用聯(lián)系組分計(jì)算。第三章

化工工藝計(jì)算

進(jìn)反應(yīng)器的物料MF是由新鮮原料與循環(huán)物料R混合而成，從反應(yīng)器出來的產(chǎn)物RP經(jīng)分離器分成產(chǎn)品P與循環(huán)物料R。有循環(huán)的過程，轉(zhuǎn)化率常分為單程轉(zhuǎn)化率與總轉(zhuǎn)化率：第三章

化工工藝計(jì)算第三章

化工工藝計(jì)算——反應(yīng)物A輸入、輸出反應(yīng)器的摩爾數(shù)；——反應(yīng)物A輸入、輸出過程的摩爾數(shù)。所以，單程轉(zhuǎn)化率是以反應(yīng)器為體系，總轉(zhuǎn)化率是以整個(gè)過程為體系。循環(huán)過程在穩(wěn)定狀態(tài)下操作時(shí)，物料的質(zhì)量既不積累也不消失，各流股的組分恒定。但是，如果原料中含有不反應(yīng)的雜質(zhì)或惰性物質(zhì)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)會(huì)使其濃度逐漸增加，因此就必須把一部分循環(huán)物料不斷地排放掉，以維持進(jìn)料中雜質(zhì)的含量不再增大。通常對(duì)有循環(huán)過程的物料衡算，若已知總轉(zhuǎn)化率，可以先做總物料衡算；若已知單程轉(zhuǎn)化率，則可以先從反應(yīng)器衡算做起。第三章

化工工藝計(jì)算在化工生產(chǎn)中，能量的消耗是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它是衡量工藝過程、設(shè)備設(shè)計(jì)、操作制度是否先進(jìn)合理的主要指標(biāo)之一。能量衡算的基礎(chǔ)是物料衡算，只有在進(jìn)行完備的物料衡算后才能作出能量衡算。第三章

化工工藝計(jì)算第四節(jié)能量衡算能量衡算有兩種類型的問題，一種是先對(duì)使用中的裝置或設(shè)備，實(shí)際測(cè)定一些能量，通過衡算計(jì)算出另外一些難以直接測(cè)定的能量，由此作出能量方面的評(píng)價(jià)，即由裝置或設(shè)備進(jìn)出口物料的量和溫度，以及其它各項(xiàng)能量，求出裝置或設(shè)備的能量利用情況；另一類是在設(shè)計(jì)新裝置或設(shè)備時(shí)，根據(jù)已知的或可設(shè)定的物料量求得未知的物料量或溫度，和需要加入或移出的熱量。第三章

化工工藝計(jì)算一、能量衡算的基本概念能量的形式能量衡算也像物料衡算那樣，要用到守恒的概念，也就是要計(jì)算進(jìn)入的能量和離開的能量，因此就要分清不同的能量形式和表示的方法。第三章

化工工藝計(jì)算

動(dòng)能（Ek）

運(yùn)動(dòng)著的流體具有動(dòng)能；

位能（EP）

物體自某一基準(zhǔn)面移高到一定距離，由于這種位移而具有的能量；靜壓能（Ez）流體由于一定的靜壓強(qiáng)而具有的能量；內(nèi)能（U）指物體除了宏觀的動(dòng)能和位能外所具有的能量。第三章

化工工藝計(jì)算幾個(gè)與能量衡算有關(guān)的重要物理量熱量（Q）溫度不同的兩物體相接觸或靠近，熱量從熱（溫度高）的物體向冷（溫度低）的物體流動(dòng)，這種由于溫度差而引起交換的能量，稱為熱量。功（W）

功是力與位移的乘積。在化工中常見的有體積功（體系體積變化時(shí)，由于反抗外力作用而與環(huán)境交換的功）、流動(dòng)功（物系在流動(dòng)過程中為推動(dòng)流體流動(dòng)所需的功）以及旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)械功等。以環(huán)境向體系作功為正、反之為負(fù)。第三章

化工工藝計(jì)算功和熱量都是能量傳遞的兩種不同形式，它們不是物系的性質(zhì)，因此不能說體系內(nèi)或某物體有多少熱量或功。焓(H)它的定義是：H＝U＋PV式中

P為壓力，V為容積。對(duì)于純物質(zhì)，焓可表示成溫度和壓力的函數(shù)：H=H(T，P)對(duì)H全微分：第三章

化工工藝計(jì)算

其中(H／T)P，為恒壓熱容，以CP，表示，在多數(shù)實(shí)際場(chǎng)合，(H／P)T很小，故上式右邊第二項(xiàng)可忽略，因此焓差可表示成第三章

化工工藝計(jì)算熱容熱容是一定量的物質(zhì)改變一定的溫度所需要的熱量，可以看作是溫度差?T和引起溫度變化的熱量Q之間的比例常數(shù)，即Q＝mC?T第三章

化工工藝計(jì)算二、能量衡算的基本方法及步驟根據(jù)能量守恒原理，能量衡算的基本方法可表示為：輸入的能量一輸出的能量＝積累的能量由于物質(zhì)具有各種形式的能量，因此作能量衡算時(shí)也應(yīng)注意輸入榆出體系的各種能量，上式中各項(xiàng)指的都是“總能量”，因?yàn)榭偰芰恐心巢糠帜芰坎⒉豢偸鞘睾愕?。第三?/p>

化工工藝計(jì)算總能量衡算連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)過程的總能量衡算?H+?Ek

+?EP

＝Q+W間歇流動(dòng)過程的總能量衡算?U+?Ek+?EP

＝Q+W一般間歇操作，能量、位能差項(xiàng)等于零，即?Ek＝0，?EP＝0，所以上式又可簡(jiǎn)化為?U＝Q+W此式即為熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)式，此處W的符號(hào)以環(huán)境向體系作功為正。第三章

化工工藝計(jì)算熱量衡算

熱量衡算式:Q=?H=H1–H2Q=?U=U1–U2

(間歇過程)熱量衡算就是計(jì)算在指定的條件下進(jìn)出物料的焓差，從而確定過程傳遞的熱量。在實(shí)際計(jì)算時(shí)，由于進(jìn)出設(shè)備的物料不止一個(gè)，因此可改寫為：ΣQ=ΣH1–ΣH2或

ΣQ=ΣU1–ΣU2

第三章

化工工藝計(jì)算熱量衡算的基本方法及步驟有兩種情況：

一是在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)給定的進(jìn)出物料量及已知溫度求另一殷物料的未知物料量或溫度，常用于計(jì)算換熱設(shè)備的蒸汽用量或冷卻水用量。

二是在原有的裝置上，對(duì)某個(gè)設(shè)備，