化工設(shè)計(jì)教案(全面)

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1、??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。?? 一、根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)分類 (一)新建項(xiàng)目設(shè)計(jì) 新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)包括新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和采用新工藝或新技術(shù)的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。這類設(shè)計(jì)往往由開發(fā)研究單位提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì),然后由工程研究部門根據(jù)建廠地區(qū)的實(shí)際情況作出工程設(shè)計(jì)。 (二)重復(fù)建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì) 由于市場需要,有些產(chǎn)品需要再建生產(chǎn)裝置,由于新建廠的具體條件與原廠不同,即算是產(chǎn)品的規(guī)模、規(guī)格及工藝完全相同,還是需要由工程設(shè)計(jì)部門進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (三)已有裝置的改造設(shè)計(jì) 一些老的生產(chǎn)裝置其產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量均不能滿足客戶要求,或者由于技

2、術(shù)原因,原材料和能量消耗過高而缺乏競爭能力,必須對老裝置進(jìn)行改造,其中包括去掉影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的“瓶頸”,優(yōu)化生產(chǎn)過程操作控制,以及提高能量的綜合利用率和局部的工藝或設(shè)備改造更新等。這類設(shè)計(jì)往往由生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計(jì)部門進(jìn)行。 二、根據(jù)設(shè)計(jì)性質(zhì)分類 (一)新技術(shù)開發(fā)過程中的設(shè)計(jì) (1)概念設(shè)計(jì)?;A(chǔ)研究結(jié)束后,應(yīng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)的規(guī)模應(yīng)是工業(yè)化時的最佳規(guī)模。概念設(shè)計(jì)是從工程角度出發(fā)進(jìn)行的一種假想設(shè)計(jì),其作法可參照常規(guī)的工程設(shè)計(jì)方法和步驟,設(shè)計(jì)工藝流程,進(jìn)行全系統(tǒng)的物料衡算、熱量衡算和設(shè)備工藝計(jì)算,確定工藝操作條件及主要設(shè)備的型式和材質(zhì),進(jìn)行參數(shù)的靈敏度和生產(chǎn)安全分析,確定三廢治理措施,

3、計(jì)算基建投資、產(chǎn)品成本等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 (2)中試設(shè)計(jì)。按照現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)的觀點(diǎn),中試的主要目的是驗(yàn)證模型和數(shù)據(jù),即概念設(shè)計(jì)中的一些結(jié)果和設(shè)想通過中試來驗(yàn)證。 (3)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)?;A(chǔ)設(shè)計(jì)是新技術(shù)開發(fā)的最終成果,它是工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有些類似于我國的技術(shù)設(shè)計(jì),但又有很大的差別。與技術(shù)設(shè)計(jì)不同的是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)除了一般的工藝條件外,還包括了大量的化學(xué)工程方面的數(shù)據(jù),特別是反應(yīng)工程方面的數(shù)據(jù),以及利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果。 (二)工程設(shè)計(jì) 根據(jù)工程的重要性、技術(shù)的復(fù)雜性和技術(shù)的成熟程度及計(jì)劃任務(wù)書的規(guī)定,工程設(shè)計(jì)可分為三段設(shè)計(jì)、兩段設(shè)計(jì)和一段設(shè)計(jì)。重要的大型企業(yè)和使用較復(fù)雜的技術(shù)時,為

4、了保證設(shè)計(jì)質(zhì)量,可以按初步設(shè)計(jì)、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)三個階段進(jìn)行。一般技術(shù)比較成熟的大中型工廠或車間的設(shè)計(jì),可按擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個階段的設(shè)計(jì)。技術(shù)上比較簡單、規(guī)模較小的工廠或車間的設(shè)計(jì),可直接進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì),即一個階段的設(shè)計(jì)。 1.初步設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書,對設(shè)計(jì)對象進(jìn)行全面的研究,尋求在技術(shù)上可能、經(jīng)濟(jì)上合理的最符合要求的設(shè)計(jì)方案。主要是確定全廠性的設(shè)計(jì)原則、標(biāo)準(zhǔn)和方案,水、電、汽的供應(yīng)方式和用量,關(guān)鍵設(shè)備的選型及產(chǎn)品成本、項(xiàng)目投資等重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。編制初步設(shè)計(jì)書,其內(nèi)容和深度能使對方了解設(shè)計(jì)方案、投資和基本出處為準(zhǔn)。 2.?dāng)U大初步設(shè)計(jì) 根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì),解決初步

5、設(shè)計(jì)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(bào)價使用的工程概算。 3.施工圖設(shè)計(jì) 根據(jù)已批準(zhǔn)的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì),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(jì),其成品是詳細(xì)的施工圖紙和必要的文字說明及工程預(yù)算書。???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 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)上級主管部門認(rèn)可后寫出可行性研究報(bào)告,上級批準(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)上級主管部門認(rèn)

6、可后進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。 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。 1.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; 2.產(chǎn)品需求初步預(yù)測; 3.產(chǎn)品方案和擬建規(guī)模; 4.工藝技術(shù)方案(原料路線、生產(chǎn)方法和技術(shù)來源); 5.資源、主要原材料、燃料和動力的供應(yīng); 6.建廠條件和廠址初步方案; 7.環(huán)境保護(hù); 8.工廠組織和勞動定員估算; 9.項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃設(shè)想; 10.投資估算和資金籌措設(shè)想; 11.經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的初步估算。 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,對其是否應(yīng)該

7、建設(shè)及如何建設(shè)作出論證和評價,為上級機(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“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。 1.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)、評價的結(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。 2.需求預(yù)測。包括國內(nèi)外需求情況預(yù)測和產(chǎn)品的價格分析。 3.產(chǎn)品的生產(chǎn)方案及生產(chǎn)規(guī)模。 4.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。 5.原材料、燃料及水電汽的來源與供應(yīng)。 6.建廠條件和廠

8、址選擇布局方案。 7.公用工程和輔助設(shè)施方案 8.環(huán)境保護(hù)及安全衛(wèi)生。 9.工廠組織、勞動定員和人員培訓(xùn)。 10.項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃。 11.投資估算和資金籌措。 12.經(jīng)濟(jì)效益評價及社會效益評價。 13.結(jié)論包括綜合評價和研究報(bào)告的結(jié)論等內(nèi)容。 三、編制設(shè)計(jì)任務(wù)書 可行性研究呈報(bào)給上級主管部門,當(dāng)被上級主管部門認(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: 1.項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(yùn)輸?shù)葏f(xié)作條件; 4.資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)、三廢治理的要求;

9、5.廠址與占地面積和城市規(guī)劃的關(guān)系; 6.防空、防震等的要求; 7.建設(shè)工期與進(jìn)度計(jì)劃; 8.投資控制數(shù); 9.勞動定員及組織管理制度; 10.經(jīng)濟(jì)效益、資金來源、投資回收年限。 五、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)。 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

10、、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。 六、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)場施工和安裝(必要時修正設(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。 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。 ????????????????????????

11、???????????????????????? ? 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。 一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 (l)一熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書。全面深入地正確領(lǐng)會設(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。 (2)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)度訂出個人工作計(jì)劃。 (3)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

12、有關(guān)的文獻(xiàn)資料,并摘錄筆記。此外,還應(yīng)對資料數(shù)據(jù)加工處理,對文獻(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)。 (4)收集第一手資料。深入生產(chǎn)與試驗(yàn)現(xiàn)場調(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,這對搞好整個設(shè)計(jì)來說是一項(xiàng)很重要的基礎(chǔ)工作。 二、方案設(shè)計(jì) 這個階段的任務(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)系實(shí)際的能力。 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

13、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)。 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。 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.現(xiàn)在廣泛采用模型設(shè)計(jì)的方法。 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

14、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。 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)。為了正確貫徹執(zhí)行各項(xiàng)方針政策和已定的設(shè)計(jì)方案,保證設(shè)計(jì)質(zhì)量,工藝專業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)認(rèn)真負(fù)責(zé)地編制各專業(yè)的設(shè)計(jì)條件,并確保其完整性和正確性。 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,作為銀行對基本建設(shè)單位貸款的依據(jù)。概算主要提供了車間

15、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。 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。它是設(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)容往往是交錯進(jìn)行的。 ? 第四節(jié)? 國家和行業(yè)的基本設(shè)計(jì)政策和規(guī)范 ? 決定一個具體的化工過程,除考慮其技術(shù)上的可行性外,還必須符合國家的政治、經(jīng)濟(jì)政策方針。諸如資源、環(huán)境、能源、勞

16、動保護(hù)、工業(yè)布局等因素,并使之獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益,同時,化工設(shè)計(jì) 還必須遵循國家和行業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)的政策、法規(guī)。其中主要的例舉如下: 1、化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范?? HG/T 20649-1998 2、工礦企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范?? GB 50187-1993 3、石油化工工藝裝置布置設(shè)計(jì)通則? SH3011-2000 4、石油化工給水排水管道設(shè)計(jì)圖例 SH 3089-1998 5、石油化工管道器材標(biāo)準(zhǔn)(合訂本1996年)SH 3401-3410 6、石油化工管道布置設(shè)計(jì)通則? SH3012-2000 7、石油化工企業(yè)給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范?? SH3015-2003 ?

17、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。 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。化工廠(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,對煉油、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。對于一個裝置或一個車間,其初步設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容如下。 (一)設(shè)計(jì)依據(jù) (1)文件,如

18、計(jì)劃任務(wù)書以及其他批文等。 (2)技術(shù)資料,如中試試驗(yàn)報(bào)告、調(diào)查報(bào)告等。 (二)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)原則 (1)設(shè)計(jì)所遵循的具體方針政策和指導(dǎo)思想。 (2)總括各專業(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。 (三)產(chǎn)品方案 ①產(chǎn)品名稱和性質(zhì);②產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格;③產(chǎn)品規(guī)模(噸/年);④副產(chǎn)品數(shù)量(噸/年);⑤產(chǎn)品包裝方式。 (四)生產(chǎn)方法和工藝流程 (1)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。 (2)化學(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。 (3)工藝流程 ①工藝劃分簡圖,用方塊圖表示。②帶控制點(diǎn)工藝流程圖和流程簡述。

19、帶控制點(diǎn)工藝流程圖應(yīng)表示出全部工藝設(shè)備、物料管線、閥件、設(shè)備的輔助管路以及工藝和自控儀表圖例、符號。 (五)車間(裝置)組成和生產(chǎn)制度 (1)車間(裝置)組成。 (2)生產(chǎn)制度,年工作日、操作班制,間歇或連續(xù)生產(chǎn)。 (六)原料、中間產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格 (1)原料、輔助原料的主要技術(shù)規(guī)格。 (2)中間產(chǎn)品及成品的主要技術(shù)規(guī)格。 (七)工藝計(jì)算 1.物料計(jì)算 (1)物料計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 (2)物料計(jì)算結(jié)果以物料平衡圖表示,計(jì)量單位用小時(h)(連續(xù)操作)或每批投料量Kg或M3(分批操作),采用的計(jì)量單位在一個項(xiàng)目內(nèi)要統(tǒng)一。 2.主要工藝設(shè)備的選型、化工計(jì)算和材料選擇 (1)

20、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。 (2)主要工藝設(shè)備的工藝計(jì)算按流程編號為序進(jìn)行編寫。 3.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。 4.工藝用的水、蒸汽、冷凍用量。 5.分批操作的設(shè)備要排列工藝操作時間表和動力負(fù)荷曲線。 (八)主要原料、動力消耗定額及消耗量 (九)生產(chǎn)控制分析 (十)儀表和自動控制 (十一)技術(shù)保安、防火及工業(yè)衛(wèi)生 (十二)車間布置 (十三)公用工程 (十四)“三廢”治理及綜合利用 (十五)車間維修 (十六)土建 (十七)車間裝置定員 (十八)概算 (十九)技術(shù)

21、經(jīng)濟(jì) 1.投資????????? 2.產(chǎn)品成本 (二十)存在問題及建議 (二十一)擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)中必要的附表及附圖 附表:工藝設(shè)備一覽表、自控儀表一覽表、公用工程設(shè)備材料表 附圖:帶控制點(diǎn)工藝流程圖、車間布置圖(平面圖及剖面圖)、關(guān)鍵設(shè)備總圖、建筑平面、立面、剖面圖 二、施工圖文件的編制 (一)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,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。 (二)工藝施工圖設(shè)計(jì)文件 (1)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。 (2)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

22、件等,進(jìn)出設(shè)備的輔助管線和工藝及自動儀表的圖例、符號。 (3)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,可單獨(dú)繪制。 (4)首頁圖。當(dāng)某一個設(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圖。 (5)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、操作臺等。 (6)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。 (7)管路布

23、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,簡單的設(shè)備輪廓線及建、構(gòu)筑物外形。 (8)配管設(shè)計(jì)模型。作模型設(shè)計(jì)時,可用配管設(shè)計(jì)模型代替管路布置圖。 (9)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。 (10)管架和非標(biāo)準(zhǔn)管件圖。 (11)管段表。當(dāng)繪制管段圖時,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。 (12)管架表。 (13)綜合材料表綜合材料表應(yīng)按以下三類材料進(jìn)行編制。 (14)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、管口和管徑名稱。對塔還要表示

24、出地腳螺栓、吊柱、直爬梯和降液管位置。 (15)換熱器條件圖。? 第二章? 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)涉及各個方面,而各個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)動手最早

25、,而往往又結(jié)束最晚。 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)備的自控流程四個內(nèi)容。 ? 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)品可以采用不同原料,經(jīng)過不同生產(chǎn)路線而制得,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,這一步是決定設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵,必須認(rèn)真對待。如果某產(chǎn)品只有一種生產(chǎn)方法,就無須選擇;若有幾種不同的生產(chǎn)方法,就應(yīng)逐個進(jìn)行分析研究,通過各方面比較,從中篩選一個最好的方法,作為下一步工藝流程設(shè)計(jì)的依據(jù)。由于我們接觸到的大多數(shù)是已有生產(chǎn)路線的工藝流程設(shè)計(jì),因

26、此,本節(jié)只對上述內(nèi)容作簡要介紹。 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)考慮以下一些原則。 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)

27、廠當(dāng)作試驗(yàn)工廠來進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外,對生產(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。 3.結(jié)合國情 中國是一個發(fā)展中的社會主義國家。在進(jìn)行工廠設(shè)計(jì)時,不能單純從技術(shù)觀點(diǎn)考慮問題,應(yīng)從中國的具體情況出發(fā)考慮各種具體問題。 上述三項(xiàng)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。一種技術(shù)的應(yīng)用有長處,也有短處。設(shè)計(jì)人員必須采取全面分析對比的方法,并根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的具體要求,選擇其中不僅對現(xiàn)在有利,而且對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。 比較時要仔細(xì)領(lǐng)會設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的各項(xiàng)原則要求,要對收集到的資料進(jìn)行加工整理,提煉出能夠反映本質(zhì)的、突出主要優(yōu)缺

28、點(diǎn)的數(shù)據(jù)材料,作為比較的依據(jù)。要經(jīng)過全面分析、反復(fù)對比后選出優(yōu)點(diǎn)較多、符合國情、切實(shí)可行的技術(shù)路線和工藝流程??偟哪繕?biāo)是使未來的化工廠的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本以及建廠難易等主要指標(biāo)達(dá)到比較理想的水平。 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)過三個階段。 1.搜集資料,調(diào)查研究 這是確定生產(chǎn)方法和選擇工藝流程的準(zhǔn)備階段。在此階段,要根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模,有計(jì)劃、有目的地搜集國內(nèi)外同類型生產(chǎn)廠的有關(guān)資料,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)展情況與動向等技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料。掌握國內(nèi)外化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)的資料,僅靠

29、設(shè)計(jì)人員自己搜集是不夠的,還應(yīng)取得技術(shù)信息部門的配合,有時還要向咨詢部門提出咨詢。 2.落實(shí)設(shè)備 設(shè)備是完成生產(chǎn)過程的重要條件,是確定技術(shù)路線和工藝流程時必然要涉及到的因素。在搜集資料過程中,必須對設(shè)備予以足夠重視。對各種生產(chǎn)方法中所用的設(shè)備,分清國內(nèi)已有定型產(chǎn)品的、需要進(jìn)口的及國內(nèi)需重新設(shè)計(jì)制造的三種類型,并對設(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。 3.全面對比 全面分析對比的內(nèi)容很多,主要比較下列幾項(xiàng): ①幾種技術(shù)路線在國內(nèi)外采用的情況及發(fā)展趨勢; ②產(chǎn)品的質(zhì)量情況; ③生產(chǎn)能力及產(chǎn)品規(guī)格; ④原材料、能量消耗情況; ⑤建設(shè)費(fèi)用及產(chǎn)品成本;

30、 ⑥三廢的產(chǎn)生及治理情況; ⑦其他特殊情況。 第二節(jié)? 工藝流程設(shè)計(jì) 一、流程設(shè)計(jì)的任務(wù) 當(dāng)生產(chǎn)工藝路線選定之后,即可進(jìn)行流程設(shè)計(jì)。它和車間布置設(shè)計(jì)是決定整個車間(裝置)基本面貌的關(guān)鍵性的步驟,對設(shè)備設(shè)計(jì)和管路設(shè)計(jì)等單項(xiàng)設(shè)計(jì)也起著決定性的作用。 流程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)包括兩個方面:一是確定生產(chǎn)流程中各個生產(chǎn)過程的具體內(nèi)容、順序和組合方式,達(dá)到由原料制得所需產(chǎn)品的目的;二是繪制工藝流程圖,要求以圖解的形式表示生產(chǎn)過程中,當(dāng)原料經(jīng)過各個單元操作過程制得產(chǎn)品時,物料和能量發(fā)生的變化及其流向,以及采用了哪些化工過程和設(shè)備,再進(jìn)一步通過圖解形式表示出化工管道流程和計(jì)量控制流程。 為了使設(shè)計(jì)出來

31、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。 (1) 確定整個流程的組成。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,確定每個單元過程的具體任務(wù)(即物料通過時要發(fā)生什么物理變化、化學(xué)變化以及能量變化),以及每個生產(chǎn)過程或工序之間如何連接。 (2) 確定每個過程或工序的組成。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,弄明確每臺設(shè)備的作用和它的主要工藝參數(shù)。 (3) 確定操作條件。為了使每個過程、每臺設(shè)備正確地起到預(yù)定作用,應(yīng)當(dāng)確定整個生產(chǎn)工序或每臺設(shè)備的各個不同部位要達(dá)到和保持的操作條件。 (4

32、) 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。 (5) 合理利用原料及能量。計(jì)算出整個裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)合理地確定各個生產(chǎn)過程的效率,得出全裝置的最佳總收率,同時要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,對全流程中所排出的三廢要盡量綜合利用,對于那些暫時無法回收利用的,則須進(jìn)行妥善處理。 (7) 制定安全生產(chǎn)措施。應(yīng)當(dāng)對設(shè)計(jì)出來的化工裝置在開車、停車、長期運(yùn)轉(zhuǎn)以及檢修過程中,可能存在哪些不

33、安全因素進(jìn)行認(rèn)真分析,再遵照國家的各項(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,例如設(shè)置安全閥、阻火器和事故貯槽等。 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工藝流程分為四個重要部分,即原料預(yù)處理過程、反應(yīng)過程、產(chǎn)物的后處理(分離凈化)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

34、作,還是間歇性操作。有些產(chǎn)品不適合連續(xù)化操作,如同一生產(chǎn)裝置生產(chǎn)多品種或多牌號產(chǎn)品時,用間歇操作,更為方便。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。 (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

35、應(yīng)的化工單元操作,加以組合。通常不是一臺兩臺設(shè)備或簡單過程完成的。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。 (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)過程可能會出現(xiàn)下列情況。 ①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。 ②由于反應(yīng)時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。 ③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)中將會帶入產(chǎn)物中,或者雜質(zhì)參與反應(yīng)而生成無用且有害的物質(zhì)。 ④產(chǎn)物的集聚狀態(tài)要求,也增加了

36、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。 除上述原因外,還有其他各種各樣原因,相應(yīng)地要采用各種不同措施進(jìn)行處理。因此用于產(chǎn)物的凈化、分離的化工單元操作過程,往往是整個工藝過程中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的部分,有時是制約整個工藝生產(chǎn)能否進(jìn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié),即保證產(chǎn)品質(zhì)量的極為重要的步驟。因此,如何安排每一個分離凈化的設(shè)備或裝置以及操作步驟,它們之間如何連通,有否達(dá)到預(yù)期的凈化效果和能力等,都是必須認(rèn)真考慮的。 (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

37、程。 (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)品工藝同時設(shè)計(jì)、同時施工,而且同時投產(chǎn)運(yùn)行。按照國家有關(guān)規(guī)定,如果污染問題不解決,是不允許投產(chǎn)的。 (7) 確定公用工程的配套措施。在生產(chǎn)工藝

38、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。 (8) 確定操作條件和控制方案。一個完善的工藝設(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。這些條件包括整個流程中各個單元設(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。 (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、長期運(yùn)轉(zhuǎn)和

39、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)。 (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。 三、工藝流程設(shè)計(jì)的基本方法——方案比較 一個優(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

40、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)。 工業(yè)生產(chǎn)中,一個過程往往可以有多種方法來實(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;含濕固體的干燥,可以用氣流、雙錐、滾筒、箱式、沸騰等干燥方法,這些也都需要進(jìn)行方案比較,因地制宜地選擇一種最佳工程方案。 第三節(jié)? 工藝流程圖 一、工藝流程圖概述 把各個生產(chǎn)單元按照一定的目的要求,有機(jī)地組合在一起,形成一個完整的生產(chǎn)工藝過程,并用圖形描繪出來

41、,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。 1.全廠總工藝流程圖或物料平衡圖 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。 2.物料流程圖 物料流程圖是在全廠總工藝流程圖基礎(chǔ)上,

42、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。 3.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。 二、工藝流程草圖 工藝流程草圖亦稱方案流程圖、流程示意圖、流程簡圖,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(jì)開始時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)。 當(dāng)生產(chǎn)方法確定以后,就可以開始設(shè)計(jì)繪制流程草圖。因?yàn)樗皇菫閷⒁M(jìn)行的物料衡算和部分設(shè)備計(jì)算和能量衡算服務(wù)的,并不編入設(shè)計(jì)文件中,所以繪制時不需在繪圖技術(shù)上多

43、花費(fèi)時間,而要把主要精力用于工藝技術(shù)問題上。在繪制流程草圖時尚未進(jìn)行定量計(jì)算,因而它只是定性地標(biāo)出由原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的變化,流向順序以及生產(chǎn)中采用的各種化工單元及設(shè)備。 生產(chǎn)工藝流程草圖一般由物料流程、圖例和設(shè)備一覽表等三個部分組成。 1.物料流程 (1) 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),甚至畫一個方框代替也可以。設(shè)備的相對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,并在圖紙空白處按編號順序集中列出設(shè)備名稱。 (2) 流程管線及流向箭頭。流程草圖中應(yīng)畫出全部物料管線和一部分動力管線(如水、蒸汽、壓縮空氣和真空等)。物料管線用粗實(shí)線畫出,動力

44、管線用中粗實(shí)線畫出。在管線上用箭頭表示物料的流向。 (3) 文字注解 ①在流程圖的下方或圖紙的其他空白處列出各設(shè)備的編號和名稱。 ②在管線的上方或右方用文字注明物料的名稱。 ③在流程線的起始和終了處注明物料的名稱來源及去向。 2.圖例 圖例中只須標(biāo)出管線圖例。閥門、儀表等無須標(biāo)出。 3.設(shè)備一覽表 設(shè)備一覽表也只包括序號、位號、設(shè)備名稱和備注,有時可省略設(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。 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

45、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)操作時參考。 (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,原則上一個主項(xiàng)繪一張圖解,如圖2-4所示即以一個工段為主項(xiàng)繪制的圖樣。若流程復(fù)雜,一個主項(xiàng)也可以分成數(shù)張(或分系統(tǒng))繪制但仍算一張圖樣,且需使用同一個圖號,但要注明各是該圖號圖紙總張數(shù)的第幾張。必要時也可適當(dāng)縮小比例進(jìn)行繪制。 (1) 比例。圖上的設(shè)備圖形及其高低間相對位置大致按1:100或1:2

46、00的比例進(jìn)行繪制,流程簡單時也有用1:50的比例。整個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。 (2) 圖幅。由于圖樣采用展開圖形式,圖形多呈長條形,因而以前的圖紙幅面常采用標(biāo)準(zhǔn)幅面加長的規(guī)格。加長后的長度以方便閱讀為宜。近年來,考慮到圖樣繪讀使用和底圖檔案保管的方便,有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已有統(tǒng)一規(guī)定,一般均采用A1圖幅,特別簡單的可采用A2圖幅,且不宜加長或加寬。 (二)設(shè)備的表示方法 1.設(shè)備的畫法 (1)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。 (2)相對位置。設(shè)備間的高低和樓面高低的相對位置,一

47、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。對于有位差要求的設(shè)備,還要注明其限定尺寸。 (3)相同系統(tǒng)(或設(shè)備)的處理。兩個或兩個以上相同的系統(tǒng)(或設(shè)備),一般應(yīng)全部畫出。只畫出一套時,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。框內(nèi)注明設(shè)備的位號、名稱,并繪出引至該套系統(tǒng)(或設(shè)備)的一段支管。 2.設(shè)備的標(biāo)注 (1)標(biāo)注的內(nèi)容。設(shè)備在圖上應(yīng)標(biāo)注位號及名稱。 (2)標(biāo)注的方式。設(shè)備的位號、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。 (三)管道的表示方法 圖上一般應(yīng)畫出所有工藝物料和

48、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)比較簡單時,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,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(有時包括操作所需要的閥口等),如圖2-4所示。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。 1.管道的畫法 管道畫法的原則規(guī)定可參閱國家標(biāo)準(zhǔn)和化工行業(yè)有關(guān)規(guī)定。 2.管道的標(biāo)注 每段管道上都票有相應(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

49、;若標(biāo)注位置不夠時,可將標(biāo)注中的部分內(nèi)容移至管線下方或右方。不得已時,也可用指引線引出標(biāo)注。標(biāo)注內(nèi)容應(yīng)包括三個組成部分:即管道號、管徑和管道等級。 當(dāng)未采用管道等級及與之配套的材料選用表時,管道標(biāo)注中的公制管需注外徑×厚度;對隔熱(或隔音)的管道,則將隔熱(隔音)代號注在管徑之后。 (四)閥門與管件的表示方法 (1)圖形符號 (2)字母代號表示被測變量和儀表功能的字母代號。 (3)儀表位號在檢測控制系統(tǒng)中,一個回路中的每一個儀表(或元件)都應(yīng)標(biāo)注儀表位號。 在管道及儀表流程圖中,標(biāo)注儀表位號一的方法是將字母代號填寫在圓圈的上半部分,數(shù)字編號填寫在圓圈的下半部分。 ?????

50、第四節(jié)? 典型設(shè)備的自控流程 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。 一、泵 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,即一臺泵要分送幾支并聯(lián)管路時,可采用分支調(diào)節(jié)方案。 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。 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。

51、 二、換熱器 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或冷卻水流量不允許改變時,兩個流量都不能調(diào)節(jié)。此時可利用三通閥使其中一個流體走分路,使部分流體走旁路。 三、反應(yīng)釜 人工手動控制的間歇反應(yīng)器的PI流程比較簡單。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)時間。 自動控制的間歇反應(yīng)器的PI流程要復(fù)雜得多,控制質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率都要高得多。 1.進(jìn)出料管道 釜頂左部為各種原料及試壓氮?dú)?/p>

52、等進(jìn)料管道,水和單體自動計(jì)量手動遙控進(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。 2.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。 3.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

53、溫度更為均勻,水的流量大還能減少對象的容量滯后。水量恒定可以減少冷卻水流量變化這個干擾因素,這些都有助于調(diào)節(jié)質(zhì)量的提高。 四、蒸餾塔 蒸餾是化工廠應(yīng)用極為廣泛的傳質(zhì)過程。以下將簡單討論蒸餾塔的基本控制方案及管道儀表流程實(shí)例。 (一)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。 (1)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)。 (2)按提餾段指標(biāo)控制當(dāng)對釜液的成分要求較之對餾出液為高時,例如塔底為主要產(chǎn)品時,常用此方案。如對塔頂和塔底產(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。 (二)塔頂

54、的流程與調(diào)節(jié)方案 前面所講的只是原則性的控制方案,具體的方案可按塔頂、塔底及進(jìn)料系統(tǒng)分別考慮。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。 (三)塔底的流程與調(diào)節(jié)方案 ????????????????????????????????????????????????? 第三章? 化工計(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,必須熟悉有關(guān)化工過程的一些術(shù)語及基礎(chǔ)知識。例如,對合成氨或環(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)

55、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。由此可見,必須具有化工過程方面的基礎(chǔ)知識,才能進(jìn)行物料和能量衡算。 主要內(nèi)容包括: l??????????? 化工過程; l??????????? 化工工藝流程; l??????????? 化工過程開發(fā); l??????????? 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。 1-1?? 化工過程 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,每個工序又

56、由若干個或若干組設(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,完成某種化學(xué)或物理處理,最終成為合格的產(chǎn)品。 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。各類操作的作用簡述如下。 1、化學(xué)反應(yīng)?;瘜W(xué)反應(yīng)是整個化工過程的核心。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,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。 2、分離或提純?;どa(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

57、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。 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。 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

58、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)效益的一個重要措施。例如,要將原科加熱到反應(yīng)溫度則需要熱量。而反應(yīng)器排出的是熱的產(chǎn)物,此部分熱量可回收利用,這就可以把原料先與熱的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行換熱,回收部分熱量,然后再將其加熱到反應(yīng)溫度。 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,改變壓力對平衡收率有影響。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,壓力用于克服設(shè)備和管線中

59、的阻力。 5、混合?;旌鲜桥c分離相反的一個過程。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,才消耗少量能量。 化工過程中的每一個設(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,以改變原料的化學(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,就成為一個化工過程。 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: (1)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、

60、轉(zhuǎn)化率、循環(huán)比等。 (2)化學(xué)工程因素——體系的物性、相態(tài)、熱性質(zhì)、傳遞性質(zhì)、傳熱傳質(zhì)方式、物料(流體及固體)輸送、反應(yīng)技術(shù)、分離技術(shù)等。 (3)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、備品備件、正常操作及事故處理等。 應(yīng)該指出,在決定化工過程時,上述諸因素是密切相關(guān)的,其中不少因素還是互相矛盾和制約的。需要對過程進(jìn)行分析實(shí)行最優(yōu)化,其中包括很多單個過程的最優(yōu)化,最后使過程的總費(fèi)用為最低。 但是,決定一個具體的化工過程,除考慮其技術(shù)上的可行性外,還必須符合國家的政治、經(jīng)濟(jì)政策方針。諸如資源、環(huán)境、能源、勞動保護(hù)、工業(yè)布局等因素,并使之獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

61、? 1-2?? 化工工藝流程 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量儀表控制點(diǎn)的流程圖等。 工藝流程圖能簡明、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,也需要用圖來表示各設(shè)備之間的物料關(guān)系。因此,學(xué)會用流程圖來表達(dá)化工過程,對工程

62、技術(shù)人員是一項(xiàng)基本訓(xùn)練。 ? 1-3?? 化工過程開發(fā) 化工過程開發(fā)是指一個化學(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。 化工過程開發(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。 化工過程開發(fā)的第一步就是要設(shè)計(jì)一個流程圖。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,必須選擇一個安全、可靠、經(jīng)擠效益高的最佳方案。 ? 1-4?? 過程參數(shù) 在化工生產(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,在指定條件下它的數(shù)值恒定,

63、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)。這些參數(shù)也常作為控制生產(chǎn)過程的主要指標(biāo)。 進(jìn)行化工計(jì)算時,上述參數(shù)是基本數(shù)據(jù),可以直接測定。對一些不易直接測定的參數(shù),可找出與容易測定的參數(shù)之間的關(guān)系,通過計(jì)算求得,有時也可以根據(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。 ??????????????????????????????????????????????? 第二節(jié) 化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)? 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,需要用到密度或比容、沸點(diǎn)、蒸汽壓、燴、

64、熱容及生成熱等等的物性數(shù)據(jù);設(shè)計(jì)一個反應(yīng)器時,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,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)”。 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: (1) 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。 (2 )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。 (3) 化學(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

65、常數(shù)等。 (4) 傳遞參數(shù)—如粘度、擴(kuò)散系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)等。 通常這些數(shù)據(jù)可用下列方法得到: 1、查手冊或文獻(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)化工類手冊或?qū)I(yè)性的化工手冊中查到。 2、估算。可以應(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)。 3、用實(shí)驗(yàn)直接測定。 以上三種數(shù)據(jù)來源,從手冊或文獻(xiàn)中查得數(shù)據(jù)最方便,但往往有時數(shù)據(jù)不夠完整,有時也會出現(xiàn)一些錯誤。用一些理論的、半經(jīng)驗(yàn)的和經(jīng)驗(yàn)的公式估算,也是一種簡便的方法。當(dāng)手冊或文獻(xiàn)中無法查得時,可以進(jìn)行估算。直接用實(shí)驗(yàn)測定得到的數(shù)據(jù)最可靠,只是實(shí)驗(yàn)比較費(fèi)時間又花錢

66、。但是,如果查不到有關(guān)數(shù)據(jù),而用公式估算得到的結(jié)果精度又不夠時,則必須用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測定。 近年來,隨著電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展,應(yīng)用計(jì)算機(jī)儲存、檢索和推算物性數(shù)據(jù)日益增多。一些大型化工企業(yè)、研究部門和高等院校都相應(yīng)建立了物性數(shù)據(jù)庫,以便于通過計(jì)算機(jī)自動檢索或估算所要求的數(shù)據(jù),而不必自行查找或計(jì)算,大大節(jié)省了時間和精力。 ? 第三節(jié) 物料衡算? 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,一種是對已有的生產(chǎn)設(shè)備或裝置,利用實(shí)際測定的數(shù)據(jù),算出另一些不能直接測定的物料量。用此計(jì)算結(jié)果,對生產(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)備尺寸及整個工藝流程。 物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律,即在一個孤立物系中,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)。 ? 3-1?? 物料衡算式 1、化工過程的類

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