1、化工过程开发与设计化工过程开发与设计 第第7 7章章 化工工艺流程设计化工工艺流程设计化工过程开发与设计化工过程开发与设计化工过程开发与设计化工过程开发与设计 工艺流程设计的分类7.2工艺流程设计7.3概 述7.1第7章 化工工艺流程设计计算机辅助流程设计7.4化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.1 概述 工艺流程设计是在生产方法确定后进行的工作。工艺流程设计与依此而确定的车间布置是决定整个车间（装置）基本面貌的关键性步骤，对设备设计和管道设计等单项设计也起着决定性的作用。工艺流程设计的任务包括两部分：1.确定以下各项内容2.在工艺流程设计的不同阶段，绘制不同的工艺流程图。化工过程开发与
2、设计化工过程开发与设计 7.2 工艺流程设计的分类 工艺流程设计涉及面很广，内容往往比较复杂，在设计的不同阶段，流程图的深度也有所不同。工艺流程设计的各个阶段的设计成果都是用各种工艺流程图和表格表达出来的，按照设计阶段的不同，先后有方框流程图、工艺流程草（简）图、工艺物料流程图、带控制点工艺流程图和管道仪表流程图等种类。化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3 工艺流程设计12工艺流程设计原则与方法工艺流程设计原则与方法工艺流程图的绘制工艺流程图的绘制化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.1 工艺流程设计原则与方法1 1工艺流程设计的原则工艺流程设计的原则2.2.工艺流程设计应考虑
3、的问题工艺流程设计应考虑的问题（1）技术的成熟程度（2）及时采用新技术和新工艺，但要注意技术的可靠性（3）流程的可操作性、可控制性（4）投资和操作费用（5）安全（6）环境和生态化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.1 工艺流程设计原则与方法3.3.工艺流程设计方法工艺流程设计方法（1）以反应过程为中心（2）考虑原料预处理过程（3）产物的后处理过程（4）产品的后处理化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.1 工艺流程设计原则与方法（5）未反应原料的循环或利用以及副产物的处理（6）确定“三废”排出物的处理措施（7）确定公用工程的配套措施（8）确定操作条件和控制方案（9）制定切实可靠的
4、安全生产措施（10）保温、防腐的设计化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制1 1方框流程图方框流程图工艺流程示意图也称方框流程图，通常是用来向决策机构、高级管理部门提供该工艺过程的快速说明，如可行性研究报告中所提供的就是流程示意图。图图7.1 7.1 三聚氰胺生产的方框流程图三聚氰胺生产的方框流程图化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制2 2工艺流程草图（简图）工艺流程草图（简图）（1）工艺流程草图的内容（2）工艺流程草图的绘制与标注3 3工艺物料流程图工艺物料流程图（1）工艺物料流程图的内容（2）工艺物料流程图的绘制化工过程开发与设计化
5、工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制图图7.2 7.2 合成氨厂变换工段工艺流程草图合成氨厂变换工段工艺流程草图化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制图图7.3 7.3 某车间的物料流程图某车间的物料流程图化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制图图7.4 7.4 设备位号的标法设备位号的标法化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制表表7-1 7-1 设备分类代号设备分类代号设备类别代号设备类别代号塔T火炬、烟囱S泵P容器（槽、罐）V压缩机、风机C起重运输设备L换热器E计量设备W反应器R其他机械M工业炉F
6、其他设备X化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制4 4管道仪表流程图管道仪表流程图（1）管道仪表流程图的内容（2）配管（3）仪表与仪表配管（4）管道仪表流程图的绘制化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制图图7.5 7.5 工艺管道仪表流程图工艺管道仪表流程图化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制图图7.7 7.7 隔热层、伴热管标注方法隔热层、伴热管标注方法图图7.6 7.6 总流程图中局部系统表示方法总流程图中局部系统表示方法化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制表表7-2 7-2
7、 工艺流程图中图线的画法工艺流程图中图线的画法类 别图线宽度/mm0.91.20.50.70.150.3带控制点工艺流程图主物料管道辅助物料管道其他辅助物料管道系统图辅助物料管道总管支管其他化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制图图7.9 7.9 管道标注管道标注图图7.8 7.8 进出流程的物流表示法进出流程的物流表示法化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制表表7-3 7-3 常见物料代号常见物料代号物料名称代号物料名称代号物料名称代号物料名称 代号工艺空气PA高压蒸汽HS锅炉给水BW仪表空气LA工艺气体PG高压过热蒸汽HUS循环冷却水
8、上水CWS排液、排水DR气液两相工艺物料PGL低压蒸汽LS 循环冷却水回水CWR冷冻剂R 气固两相工艺物料PGS低压过热蒸汽LUS脱盐水DNW放空气VT工艺液体PL中压蒸汽MS饮用水DW真空排放气VE化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制续上表续上表物料名称代号物料名称代号物料名称代号物料名称 代号液固两相工艺物料PLS中压过热蒸汽MUS原水、新鲜水RW润滑油LO 工艺固体PS蒸汽冷凝水SC软 水SW原料油RO工艺水PW伴热蒸TS 生产废水WW燃料油FO空 气AR燃料气FG热水上水HWS密封油SO压缩空气CA天然气NG热水回水HWR图图7.10 7.10 管道等级标
9、注方法管道等级标注方法化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制表表7-4 7-4 隔热及隔声代号及其表示的功能类型隔热及隔声代号及其表示的功能类型代号功能类型备注H保温采用保温材料C保冷采用保冷材料P人身防护采用保温材料D防结露采用保冷材料E电伴热采用电热带和保温材料S蒸汽伴热采用蒸汽伴管和保温材料W热水伴热采用热水伴管和保温材料O热油伴热采用热油伴管和保温材料J夹套伴热采用夹套管和保温材料N隔声采用隔声材料化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制图图7.11 7.11 带各类阀体的管道标注方法带各类阀体的管道标注方法化工过程开发与设计化工过
10、程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制图图7.12 7.12 仪表位号图形符号的画法仪表位号图形符号的画法 图图7.13 7.13 仪表位号标注方法仪表位号标注方法 化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制表表7-5 7-5 流量检测仪表和检出元件的图形符号流量检测仪表和检出元件的图形符号序号名称图形符号备注序号名称图形符号备注1孔板4转子流量计圆圈内应标注仪表位号2文丘里管及喷嘴5其他嵌在管道中的检测仪表圆圈内应标注仪表位号3无孔板取压接头6热电偶化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制表表7-6 7-6 仪表安装位置的图形符号仪表安装
11、位置的图形符号序号安装位置图形符号备注序号安装位置图形符号备注1就地安装仪表3就地仪表盘面安装仪表嵌在管道中4集中仪表盘后安装仪表2集中仪表盘安装仪表5就地安装仪表盘后安装仪表化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制表表7-7 7-7 表示被测变量和仪表功能的字母代号表示被测变量和仪表功能的字母代号字母首 位 字 母后 继 字 母 功 能字母首 位 字 母后 继 字 母功 能被测变量修饰词被测变量修饰词A分 析报 警N供选用供选用B喷射火焰供选用O供选用节流孔C电导率控 制P压力或真空试验点（接头）D密 度差Q数量或件数积分、积算积分、积算E电压检出元件R放射性累 计
12、记录或打印F流 量比（分数）S速度或频率安 全开关或联锁化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制续上表续上表字母首 位 字 母后 继 字 母 功 能字母首 位 字 母后 继 字 母功 能被测变量修饰词被测变量修饰词G尺 度玻 璃T温 度传达（变送）H手动（人工接触）U多变量多功能I电 流指 示V粘度阀、挡板J功率扫描W重量或力套管K时间或时间程序自动、手动操作器X未分类未分类L物 位指示灯Y供选用计算器M 水分或湿度Z位置驱动、执行的执行器化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制表表7-8 7-8 常用执行机构组合图形符号常用执行机构组合图形
13、符号序号形式图形符号备注序号形式图形符号备注1通用执行机构不区别执行机构6电磁执行机构2带弹簧的气动薄膜执行机构7执行机构与手轮组合（顶部或侧边安装）3无弹簧的气动薄膜执行机构8带能源转换的阀门定位器的气动薄膜执行机构化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制续上表续上表序号形式图形符号备注序号形式图形符号备注4电动执行机构9带人工复位装置的执行机构及带远程复位装置的执行机构5活塞执行机构10带气动阀门定位器的气动薄膜执行机构化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.3.2 工艺流程图的绘制图图7-14 7-14 执行机构和阀组合图形符号示例执行机构和阀组合图形符号示例
14、(a)(a)气动薄膜调节阀（能源中断时，阀开）；气动薄膜调节阀（能源中断时，阀开）；(b)(b)气动薄膜调节阀（能源中断时，阀关）气动薄膜调节阀（能源中断时，阀关）(c)(c)气动活塞式调节阀；气动活塞式调节阀；(d)(d)气动三通调节阀；气动三通调节阀；(e)(e)气动角形调节阀；气动角形调节阀；(f)(f)电动蝶形调节阀；电动蝶形调节阀；(g)(g)气动薄膜调节阀（带手轮）；气动薄膜调节阀（带手轮）；(h)(h)电磁调节阀；电磁调节阀；(i)(i)带阀门定位器的气动薄膜调节阀带阀门定位器的气动薄膜调节阀化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4 计算机辅助流程设计12概概 述述流程模拟软
15、件的组成流程模拟软件的组成34工艺流程模块计算中应注意的问题工艺流程模块计算中应注意的问题工流程模拟软件应用举例工流程模拟软件应用举例化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4.1 概述(1)合成流程，得出在不同的操作条件下的性能评价数据(2)工艺参数优化(3)为设计和操作分析提供定量的信息(4)进行参数灵敏度分析(5)参数拟合与旧装置改造化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4.1 概述图图7-15 7-15 通用流程模拟系统的基本结构通用流程模拟系统的基本结构化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4.2 流程模拟软件的组成1.1.输入、输出模块输入、输出模块 (1)化工过程系统的
16、结构信息；(2)原料流的信息，包括原料的组分、组成、温度、压力、流率等，以及一些必要的物性；(3)单元模块的设计参数，例如换热器的传热系数、精馏塔的板数、回流比等；(4)计算精度；(5)其他，如费用的信息、用户给定的计算次序表等。(6)物性数据库化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4.2 流程模拟软件的组成2.2.算法子程序块算法子程序块(1)成本估算和经济评价模块(2)单元操作模块化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4.3 工艺流程模块计算中应注意的问题1.正确模拟工艺流程2.正确选择决策变量3.正确确定决策变量的数值4.逐步扩大工艺流程模块软件的计箕范围化工过程开发与设计化工过
17、程开发与设计 7.4.4化工流程模拟软件应用举例氯碱工程设计中的氯氢处理流程模拟开发1.1.工艺流程工艺流程图图7.167.16两段间接冷却流程两段间接冷却流程化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4.4化工流程模拟软件应用举例氯碱工程设计中的氯氢处理流程模拟开发2.2.模拟计算模拟计算(1)模拟框图如图(2)热力学方法及模块选择 （i=1，2，3，）4-1）(3)模拟结果(4)计算结果分析kkjkmmjmjmijjkkjkijjkkikjjijijiGxGxGxGxGxGxln化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4.4化工流程模拟软件应用举例氯碱工程设计中的氯氢处理流程模拟开发图图
18、7.177.17ASPEN PLUSASPEN PLUS输入框图输入框图化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4.4化工流程模拟软件应用举例氯碱工程设计中的氯氢处理流程模拟开发表表7-97-9物热平衡比较表（与日本某厂数据比较）物热平衡比较表（与日本某厂数据比较）项目日本某厂数据ASPEN PLUS模拟结果误差/%原料Cl2（kg/h）2467.52467.52（kg/h）7.97.9H2O（kg/h）416.2416.2温度/8787压力/kPa129.6129.6一冷器出口Cl2（kg/h）2466.32465.5450.032（kg/h）7.97.9H2O（kg/h）37.737.8
19、830.49温度/4040压力/kPa128.92128.92化工过程开发与设计化工过程开发与设计 7.4.4化工流程模拟软件应用举例氯碱工程设计中的氯氢处理流程模拟开发续上表续上表项目日本某厂数据ASPEN PLUS模拟结果误差/%二冷器出口Cl2（kg/h）2466.12465.2990.032（kg/h）7.97.9H2O（kg/h）11.511.5960.8温度/2020压力/kPa128.22128.22干燥后 的组 成Cl2（kg/h）24662465.2860.0292（kg/h）7.97.9含水量/10-62000.408（平衡数据）温度/2525压力/kPa128.22128
20、22化工过程开发与设计化工过程开发与设计 Thank youThank you1、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己。2、把脸一直向着阳光，这样就不会见到阴影。3、永远不要埋怨你已经发生的事情，要么就改变它，要么就安静的接受它。4、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。5、通往光明的道路是平坦的，为了成功，为了奋斗的渴望，我们不得不努力。6、付出了不一定有回报，但不付出永远没有回报。7、成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。8、为了照亮夜空，星星才站在天空的高处。9、我们的人生必须励志，不励志就仿佛没有灵魂。10、拼尽全力，逼自己优秀一把，青春已所剩不多。11、一个人如果不能
21、从内心去原谅别人，那他就永远不会心安理得。12、每个人心里都有一段伤痕，时间才是最好的疗剂。13、如果我不坚强，那就等着别人来嘲笑。14、早晨给自己一个微笑，种下一天旳阳光。15、没有爱不会死，不过有了爱会活过来。16、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过。17、当我微笑着说我很好的时候，你应该对我说，安好就好。18、人不仅要做好事，更要以准确的方式做好事。19、我们并不需要用太华丽的语言来包裹自己，因为我们要做最真实的自己。20、一个人除非自己有信心，否则无法带给别人信心。21、为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。22、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失
22、去勇气的人损失一切。23、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。24、那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少。25、自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利。26、没有热忱，世间便无进步。27、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。28、青春如此华美，却在烟火在散场。29、生命的道路上永远没有捷径可言，只有脚踏实地走下去。30、只要还有明天，今天就永远是起跑线。31、认真可以把事情做对，而用心却可以做到完美。32、如果上帝没有帮助你那他一定相信你可以。33、只要有信心，人永远不会挫败。34、珍惜今天的美好就是为了让明
23、天的回忆更美好。35、只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。36、大起大落谁都有拍拍灰尘继续走。37、孤独并不可怕，每个人都是孤独的，可怕的是害怕孤独。38、宁可失败在你喜欢的事情上，也不要成功在你所憎恶的事情上。39、我很平凡，但骨子里的我却很勇敢。40、眼中闪烁的泪光，也将化作永不妥协的坚强。41、我不去想是否能够成功，既然选了远方，便只顾风雨兼程。42、宁可自己去原谅别人，莫等别人来原谅自己。43、踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的。44、每天告诉自己一次：我真的很不错。45、人生最大的挑战没过于战胜自己！46、愚痴的人，一直想要别人了解他。有智慧的人
24、，却努力的了解自己。47、现实的压力压的我们喘不过气也压的我们走向成功。48、心若有阳光，你便会看见这个世界有那么多美好值得期待和向往。49、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶。50、不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人。51、不要拿过去的记忆，来折磨现在的自己。52、汗水是成功的润滑剂。53、人必须有自信，这是成功的秘密。54、成功的秘密在于始终如一地忠于目标。55、只有一条路不能选择那就是放弃。56、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自己57、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖。58、没有人能替你承受痛苦，也没有人能抢走你的坚强。59、不要拿我跟任何人比，我不是谁的影子，更不
25、是谁的替代品，我不知道年少轻狂，我只懂得胜者为。60、如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。61、宁可笑着流泪，绝不哭着后悔。62、觉得自己做得到和做不到，只在一念之间。63、跌倒，撞墙，一败涂地，都不用害怕，年轻叫你勇敢。64、做最好的今天，回顾最好的昨天，迎接最美好的明天。65、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。66、当你被压力压得透不过气来的时候，记住，碳正是因为压力而变成闪耀的钻石。67、现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。68、人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己。69、不是某人
26、使你烦恼，而是你拿某人的言行来烦恼自己。70、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他內心世界的真正财富。71、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。72、人生应该树立目标，否则你的精力会白白浪费。73、山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌。74、时间告诉我，无理取闹的年龄过了，该懂事了。75、命运是不存在的，它不过是失败者拿来逃避现实的借口。76、人总是在失去了才知道珍惜！77、要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。78、生活远没有咖啡那么苦涩，关键是喝它的人怎么品味！每个人都喜欢和向往随心所欲的生活，殊不知随心所欲根本不是生活。79、别拿自
27、己的无知说成是别人的愚昧！80、天空的高度是鸟儿飞出来的，水无论有多深是鱼儿游出来的。81、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。82、如果我坚持什么，就是用大炮也不能打倒我。83、我们要以今天为坐标，畅想未来几年后的自己。84、日出时，努力使每一天都开心而有意义，不为别人，为自己。85、有梦就去追，没死就别停。86、今天不为学习买单，未来就为贫穷买单。87、因为一无所有这才是拼下去的理由。88、只要我还有梦，就会看到彩虹!89、你既认准这条路，又何必在意要走多久。90、尽管社会是这样的现实和残酷，但我们还是必须往下走。91、能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。92、你能够先知先觉地领导产业，后知后觉地苦苦追赶，或不知不觉地被淘汰。93、强烈的信仰会赢取坚强的人，然后又使他们更坚强。94、人生，不可能一帆风顺，有得就有失，有爱就有恨，有快乐就会有苦恼，有生就有死，生活就是这样。95、好习惯的养成，在于不受坏习惯的诱惑。96、凡过于把幸运之事归功于自我的聪明和智谋的人多半是结局很不幸的。97、如果我们一直告诫自己要开心过每一天，就是说我们并不开心。98、天气影响身体，身体决定思想，思想左右心情。99、不论你在什么时候结束，重要的是结束之后就不要悔恨。100、只要还有明天，今天就永远是起跑线。
