化工工藝流程設計任務(wù)和步驟

（一）工藝流程圖的設計任務(wù)

流程設計的主要任務(wù)包括兩個(gè)方面：

一是確定生產(chǎn)流程中全部生產(chǎn)過(guò)程的具體內容、順序和組合方式，達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(guò)程中，當原料經(jīng)過(guò)各個(gè)單元操作過(guò)程制得產(chǎn)品時(shí)，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(guò)程和設備，再進(jìn)一步通過(guò)圖解形式表示出化工管道流程和計量控制流程。

（二）工藝路線(xiàn)確定的步驟

1搜集資料，調查研究

要根據建設項目的產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規模，有計劃、有目的地搜集國內外同類(lèi)型生產(chǎn)廠(chǎng)的有關(guān)資料，包括技術(shù)路線(xiàn)特點(diǎn)、工藝參數、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(xiàn)的發(fā)展情況與動(dòng)向等技術(shù)經(jīng)濟資料。

掌握國內外化工技術(shù)經(jīng)濟的資料，僅靠設計人員自己搜集是不夠的，還應取得技術(shù)信息部門(mén)的配合，有時(shí)還要向咨詢(xún)部門(mén)提出咨詢(xún)。

搜集設計資料的原則和步驟

（1）資料的完整性    

  全面的、完整的資料數據能夠反映客觀(guān)事物的全過(guò)程，才能用于設計。

（2）資料的正確性  

    正確的資料數據具有再現性，能反映客觀(guān)事物的本質(zhì)規律，才能用于設計。

（3）資料的適用性  

    科學(xué)技術(shù)都是有條件依據的，搜集資料要嚴格注意資料的適用條件。

（4）資料的恰當性   

   資料年代的差異會(huì )造成技術(shù)上的不同，在整理、分析資料時(shí)應注意資料恰當性，不可盲目一味追求先進(jìn)性，要綜合考慮整個(gè)設計的技術(shù)水平與建設項目的投資總額。

2確定方案，落實(shí)設備

設備是完成生產(chǎn)過(guò)程的重要條件，是確定技術(shù)與工藝流程的時(shí)必然要涉及到的因素，因此要足夠重視。

①確定生產(chǎn)線(xiàn)數目

大型裝置與相同生產(chǎn)能力的數個(gè)小型裝置相比優(yōu)點(diǎn)：節約建設投資，占地少，自動(dòng)化程度高等；缺點(diǎn)：附屬設備貴，大都無(wú)備用設備，出故障只好停車(chē)；

若以單生產(chǎn)線(xiàn)的大型裝置與生產(chǎn)能力相同的雙生產(chǎn)線(xiàn)小型裝置相比，開(kāi)工率高時(shí)，則大型裝置的經(jīng)濟效益好。假如開(kāi)工率不足或生產(chǎn)負荷常變化，尤其是幾種牌號的產(chǎn)品經(jīng)常換產(chǎn)時(shí)，則雙線(xiàn)小裝置的經(jīng)濟效益好。

因此對于生產(chǎn)規模較大，涉及到是否實(shí)施大型化時(shí)需仔細分析比較。

②確定操作方式

盡量采用連續化操作方式。有時(shí)也采用間歇與連續聯(lián)合操作化方式。有些過(guò)程采用間歇操作反而更有利些，如用蒸餾釜處理精餾塔塔釜的高沸點(diǎn)殘液。

③確定主要生產(chǎn)過(guò)程

先抓住全流程的核心---反應過(guò)程,從它入手來(lái)逐步建立與之相應的生產(chǎn)過(guò)程。

即原料→預處理過(guò)程→反應過(guò)程→產(chǎn)物后處理。

④確定輔助過(guò)程

降低能耗，提高能量利用率的過(guò)程。如反應熱、位能、靜壓能等的利用。

三廢處理過(guò)程。

為穩定生產(chǎn)而設立的過(guò)程(如緩沖、中間貯存)。

⑤合理確定操作條件

如高壓反應過(guò)程，要求在原料貯罐到反應器間必須設立升壓過(guò)程和相應的壓縮機，而在反應器到產(chǎn)品間必須設立減壓過(guò)程和相應的設備。

又如確定了反應器內的操作溫度和允許波動(dòng)范圍，就要相應地設立供熱或移熱設施及手段(如夾套內泠管等)，同時(shí)建立自動(dòng)調劑溫度的控制系統。

⑥考慮流程的彈性和進(jìn)行設備設計

即全流程設計要考慮綜合生產(chǎn)能力的彈性:應估計全年生產(chǎn)的不均衡性,各過(guò)程間所選設備的操作周期及其不均衡性,還要考慮因生產(chǎn)管理和外部條件等因素可能產(chǎn)生負荷的波動(dòng),這些均通過(guò)調研和參加生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)確定彈性的適宜幅度。

對設備的余度的考慮:原則上既不超過(guò)又不少于設計負荷,并且盡可能使各臺設備的能力一致,以避免由于設備能力不平衡而造成浪費。

在考慮了全裝置的彈性和各設備的余度以后,就可進(jìn)行設備選型和設計計算了。

⑦確定控制系統

要根據各過(guò)程間是如何連接的、各過(guò)程又靠什么操作手段來(lái)實(shí)現的等等來(lái)確定它們的控制系統。

要考慮正常生產(chǎn)、開(kāi)停車(chē)和檢修所需的各個(gè)過(guò)程的連接方法,此外還要增補遺漏的管線(xiàn)、閥門(mén)、過(guò)濾密封系統,以及采樣、放凈、排空、連通設施,逐步完善控制系統。

注意:在這個(gè)過(guò)程中，與自控專(zhuān)業(yè)共同商定控制水平,進(jìn)而設計全流程的控制系統和儀表系統,畫(huà)在流程圖上，完成PID。

⑧逐步完善和簡(jiǎn)化所設計的流程

要從各方面著(zhù)手來(lái)逐步完善和簡(jiǎn)化：考慮到開(kāi)停車(chē)和事故處理等問(wèn)題，因而設置事故貯槽，增加備用設備以利于必要時(shí)可以切換使用。有時(shí)需設置自動(dòng)往聚合設備內加終止劑的裝置。

盡量簡(jiǎn)化對水汽泠凍系統的要求，盡可能采用單一系統。當裝置本身需要用到幾種不同壓力的蒸汽時(shí)，應當盡可能簡(jiǎn)化或統一對蒸汽壓力的要求。

盡量減少物料循環(huán)量，在切實(shí)可行的基礎上采用新技術(shù)，提高單程轉化率以及簡(jiǎn)化流程等等。

3全面分析，對比比較

應當盡量從實(shí)際可能出發(fā)，多搞一些流程設計方案，然后進(jìn)行全面的綜合比較，從中找出最優(yōu)的方案作為流程設計的成果。