مراحل يك پروژه مهندسي · d) heat added or removed in a particular equipment. e)...

INDUSTRIAL AUTOMATION

(PROCESS INSTRUMENTATION DIAGRAM)

ISLAMIC AZAD UNIVERSITY, NAJAFABAD

BRANCH

DR. S. M. KARGAR,

فهرستطراحی پروژه

طراحی مفهومی

طراحی پایه

طراحی تفضیلی

مدرکPLOT PLAN

مدرکBFD(BLOCK FLOW DIAGRAM)

مدرکPFD(PROCESS FLOW DIAGRAM)

پروژهتعريف.١•

اوليهفلوشيتطرحفرايند،انتخاباوليه،ارزيابي.٢•

BFD،(PFD،تجهيزاتاوليهطراحيوانتخاب)پايهطراحي.٣•

وامتهيهاوليه،سنجيامكان.۴•

گستردهطراحي.۵•

PROCESS EQUIP, DATA SHEET, CAL. SHEETS, MATERIAL SELECTION,

PROCESS MANUALS, P&ID, PIPING DESIGN, PLOT PLANT LAYOUT,

MEC. DESIGN, …

اوليهموادخريدنهائي،سنجيامكان.۶•

(گرموسردهایتستانجام)اندازیراهواندازیراهپيش.٧•

محصوالتفروشبرداری،بهره.٨•

مراحل طراحی مهندسی پروژه

:تعریف چند اصطالح

وکندميتعريفراپروژهکهاستشرکتيبهاشاره:COMPANYیاکارفرما•:نفتيهایپروژهدرنمايد،ميتأمينرامناقصهاجرایجهتمربوطهماليمنابع

پتروشيميمليشرکتياوNIGCايرانگازشرکتياNIOCايراننفتشرکتNPC.

موردمناقصهدرکهاستشرکتيبهاشارهCONTRACTOR:یاپیمانكار••.استگرفتهقرارکارفرماپذيرش

کارخانهساختتكنولوژیصاحبشرکتLICENSOR:یاالیسنسور•

:دی مي شود به طور کلي طراحي اوليه در پروژه های مهندسي به مراحل زير تقسيم بن

CONCEPTUAL DESIGN:طراحی مفهومی یا توجیهی •

روژه مورد مطالعه و بررسي قرار مي گيرد و چنانچه پفني و اقتصادی در اين مرحله، توجيه پذيری پروژه از لحاظ .ردود بوده و انجام نخواهد شدای به يكي از اين دو لحاظ و يا هر دو، توجيه پذير نباشد آن پروژه م

.بسيار زياد باشدمدت زمان انجام اين مطالعات بسته به نوع پروژه مي تواند اندک و يا

BASIC DESIGN))طراحی پایه •

رد نياز، راحي به تعريف فرآيندهای موطراحي پايه، بسط يا گسترش طراحي مفهومي مي باشد، در اين مرحله از طمانند نقشه های اوليه.و امكانات پروژه پرداخته مي شودتجهيزات اصلي

PIPING AND INSTRUMENT DIAGRAMS(P&ID)

،PROCESS FLOW DIAGRAM( PFD)و

ريال ، تهيه ليست اوليه مت(… شامل نمای کلي پروژه، مسير ها و جاده های دسترسي و )پروژه LAYOUTنقشه های ..و تجهيزات اصلي پروژه و

(DETAIL DESIGN)طراحی تفضیلی•

.هطراحي تفصيلي پل ارتباطي مهمي است بين طراحي پايه و فاز اجرای پروژ

FRONT END ENGINEERING DESIGN (FEED)

ازراکارفرماسویازشدهارائهپروژهکهدارندوجودمهندسيطراحيشرکتهایهکهستندپايهمهندسيطراحيشرکتهایاينها.نمايدميارزيابيمختلفجهات

همربوطپروژهودارنداختياردرراصنعتيهایپروژهطراحيجهتالزمهایاليسنسمورداجراييونيازموردمتريالزيستي،محيطای،هزينهواقتصادیفني،لحاظازرا

ميقرارکارفرمااختياردررامناقصهوارائهجهتاوليهطرحودهدميقراربررسيقشنواقعدر.گذاردمياجراءپيمانكارانمناقصهبهرااوليهطراحينيزکارفرما.دهندومفهوميطراحيمراحلFEEDدر.استFEEDمرحلهاجراشرکتهاايناصلي

اسانکارشن.پذيردميانجامتفضيليطراحيشروعازقبلتاوپروژهپايهطراحيFEEDنددارپروژهاجرادرمهمينقشهستندایباتجربهوخبرهنفراتازعموماًکه

ايرسوقبولقابلاقتصادیوفنيتوجيهارائهوپروژهماليهزينهتخمينکهچراارانپيمانكانتخابجهتکارفرمابهبزرگيکمکپروژه،اوليهطرحبهمربوطهموارد

هرهبزماندرتوليدراندمانباالترينبهرسيدنوآناجراینهايتدروپروژهاجراييعهدهبهپروژهطراحيابتدایدررابزرگينقشFEEDمرحلهلذانمايدميبرداری

.دارد

را در نظر EPC (ENGINEERING, PROCUREMENT, AND CONSTRUCTION")مقطعی از فرآیند یک پروژه

پروسه ها و اران طی برگزاری مناقصه و یا شروعبگیرید که در طی آن کارفرما خواستار واگذاری بخشی از کار به پیمانک

منظور از. )ات طوالنی و زمانبر می باشند فرآیندهای خرید خارجی می باشد که هردو این کارها مستلزم رعایت مقدم

ه پیمانکاران بخشی از کار را به مناقصه بگذارد و بکارفرما در این قسمت می تواند پیمانکاراصلی پروژه باشد که می خواهد

(.اشد کلمه کارفرما لزومابه معنای بهره بردار نهایی طرح نمی ب. فرعی دیگر واگذار کند ویافرآیند خرید را آغاز کند

ی از پروژه در ر باالگفتم قصد واگذاری تمام یا بخشحال در نظر بگیرید که در ابتدای پروژه هستیم وکارفرما همانطور که د

پروژه انجام شده و نقشه ها و مدارک آن آماده است ولی BASIC DESIGN. طی یک مناقصه یا آغاز خرید را دارد

گیرد و ها و بایسته های یک پروژه مورد بحث قرار میهمانطور که میدانیم در طراحی مفهومی فقط نیاز ها ، باید ها و نباید

.د یا خرید مورد نیاز میباشند به میان نمی آیصحبتی از نقشه ها و احجام و اندازه های نهایی که برای فرآیند ساخت

هد خوابسیار زمانبر می باشد و دربرخی از پروژه های بزرگ بیشتراز سال بطول DETAIL DESIGNاز طرفی نیز فرآیند

برای این که کارفرما زمان را از دست ندهد چه راهی وجود دارد؟. انجامید

خو د را بسرعت یک مرحله به پیش میبرد و مدارکی BASIC DESIGNبرای حل این مشکل کارفرما مدارک و نقشه های

راندارد ولی می تواند جهت آغاز فرآیند ساخت یا خرید با DETAIL DESIGNرا آماده می نماید که پختگی و تکامل مدارک

رابا FEEDکارفرما نقشه ها و طراحی های .دذکر مشخصات اولیه مورد نیازبرای این فرآیندهامورد استفاده قرار گیر

AFB (APPROVE FORبرای آغازفرآیند ساخت و یا با ماهیت AFC (APPROVE FOR CONSTRUCTION )ماهیت

BID ) ی های صرفه جویی در زمان تازمان تهیه طراحکارفرما ضمن بدین ترتیب . برای آغاز فرآیند خرید ارائه می کند

مان به و ازریسکهای بعدی که به جهت کوتاه بودن زتفصیلی ، امکان آغاز کار و طی نمودن مقدمات زمانبر را فراهم نموده

.پروژه وارد میشود جلو گیری می نماید

PLOT PLANنقشه

اين نقشه نشان دهنده کل مساحت محصور در فنس های مرزی اطراف زمين MAJOR)و تجهيزات اصليکارخانه و کليه جاده ها، ساختمان ها

EQUIPMENT) و مسيرهای اصلي حرکت لوله ها و کابل ها(PIPE

RACK& SLEEPER WAY)در اين نقشه . مستقر در آن مي باشده همچنين اجزاء مهمي از کارخانه که در خارج از زمين اصلي آن مستقر شد

، حوضچه (BURN PIT)، حوضچه های سوختFLAREمانند دودکش های . در آن مشخص مي گردد... های ورود دريا و

PROCESS

DIAGRAMS

1. Block Flow

Diagram (BFD)

2. Process Flow

Diagram (PFD)

4. Piping and

Instrumentation

Diagram (P&ID)

3. Process equipments

symbol and

numbering

BLOCK FLOW DIAGRAM (BFD)

Is the simplest flowsheet.

Process engineer begins the process design with a block diagram in which only the feed and product streams are identified.

Input-output diagrams are not very detailed and are most useful inearly stages of process development.

Flow of raw materials and products may be included on a BFD.

The processes described in the BFD, are then broken down into basic functional elements such as reaction and separation sections.

Also identify the recycle streams and additional unit operations to achieve the desired operating conditions.

BFD

BFD :BLOCK FLOW DIAGRAM

. تهيه مي شودBASIC DESIGNاولين نقشه يک پروژه که در طراحي مفهومي •

.نمايش داده مي شود جعبه ای مشاهده آن کل فرايند کارخانه بصورت نمودار با •

ک يا فرايندی يتجهيزات و جريانهای فرايندی در آن بصورت عيني وجود ندارد ولي مفهوم•.چند تجهيز در يک جعبه نشان داده مي شود

ي در يک کارخانه بصورت مرحله مرحله نشان داده م... مراحل توليد، جداسازی، تخليص و •.شود

حصوالت يک شمای کلي که شامل جريانهای مهم کارخانه نظير خوراک های ورودی، م•لذا با مالحظه آن ميزان توليد محصوالت اصلي و جانبي و . در آن وجود دارد... نهايي و

.مصرف مواد اوليه در سال مشخص مي شود

•BFDشيت يک کارخانه که شامل چند واحد و زير واحد فرايندی است معموالً در يک.تهيه مي شود

Reactor Gas Separator

Toluene, C7H8

10,000 kg/hr

Hydrogen H2

820 kg/hrMixed Liquid

75% Conversion of Toluene

Mixed Gas 2610 kg/hr

Benzene, C6H6

8,210 kg/hr

Reaction : C7H8 + H2 C6H6 + CH4

Figure 1: Block Flow Diagram for the Production of Benzene

C6H6

CH4

C7H8

Example 1:

BLOCK FLOW DIAGRAM (BFD)

PRODUCTION OF ETHANE FROM ETHANOL

ETHANOL IS FEED TO CONTINUOUS REACTOR WITH PRESENCE OF ACID SULPHURIC

CATALYZER TO PRODUCE ETHYLENE. DISTILLATION PROCESS THEN WILL BE APPLIED TO

SEPARATE ETHYLENE-H2O MIXTURE. ETHYLENE AS A TOP PRODUCT IS THEN CONDENSATE

WITH CONDENSER TO PERFORM LIQUID ETHYLENE. HYDROGENATION OF ETHYLENE

APPLIES IN ANOTHER REACTOR WITH PRESENCE OF NICKEL CATALYZER TO PRODUCE

ETHANE AS A FINAL PRODUCT. DEVELOP BFD FOR THESE PROCESSES.

Reactor 1

Ethanol,

C2H5OH

H2SO4

Reactor 2

Distillation column

Ethylene, CH2CH2 (g)

Ethane, CH3CH3

CH3CH2OH H2SO4 CH2=CH2 + H2O

CH2=CH2 + H2 NiCH3CH3

Ni

Hydrogen, H2

Cold water in

Hot water out

H2O

CH2CH2

H2O

Ethylene liq. CH2CH2 (l)

Example 2:

Answer:

Ammonia-air mixture is feed to the bottom stream of an

absorber with flow rate of 10L/min. Water then feed to

the upper stream of the same absorber with desired flow

rate of 5L/min. There are two outputs from the absorber

where upper stream is insoluble NH3 and bottom stream is

NH3-Water mixture. This NH3-water mixture then feed up

to a batch distillation column. The column produces

ammonia gas as a top product which this product then will

be condensate with a condenser to produce liquid

ammonia. Develop Block Flow Diagram (BFD) for this

process.

Exercise 1:

AMMONIA-AIR MIXTURE IS FEED TO THE BOTTOM STREAM OF AN ABSORBER WITH FLOW

RATE OF 10L/MIN. WATER THEN FEED TO THE UPPER STREAM OF THE SAME ABSORBER WITH

DESIRED FLOW RATE OF 5L/MIN. THERE ARE TWO OUTPUTS FROM THE ABSORBER WHERE

UPPER STREAM IS INSOLUBLE NH3 AND BOTTOM STREAM IS NH3-WATER MIXTURE. THIS NH3-

WATER MIXTURE THEN FEED UP TO A BATCH DISTILLATION COLUMN. THE COLUMN PRODUCES

AMMONIA GAS AS A TOP PRODUCT WHICH THIS PRODUCT THEN WILL BE CONDENSATE

WITH A CONDENSER TO PRODUCE LIQUID AMMONIA. DEVELOP BLOCK FLOW DIAGRAM

(BFD) FOR THIS PROCESS.

Exercise 1 (ANSWER):

AbsorberBatch

Distillation

Water 5 L/min

Ammonia-air mixture 10 L/min

Insoluble ammonia

Ammonia-water mixture

Ammonia gas

Cold water in

Hot water out

Ammonia liquid

Condenser

EXERCISE 1

• EXERCISE2

PROCESS

DIAGRAMS

Block Flow

Diagram (BFD)

Process Flow

Diagram (PFD)

Piping and

Instrumentation

Diagram (P&ID)

Process equipments

symbol and

numbering

A Process Flow Diagram generally includes following

information;

a) Flow rate of each stream in case of continuous process or

quality of each reactant in case of a batch process.

b) Composition streams.

c) Operating conditions of each stream such as pressure ,

temperature, concentration, etc.

d) Heat added or removed in a particular equipment.

e) Flows of utilities such as stream, cooling water, brine, hot oil,

chilled water, thermal fluid, etc.

f) Major equipment symbols, names and identification.

g) Any specific information which is useful in understanding the

process. For example, symbolic presentation of a hazard,

safety precautions, sequence of flow, etc.

PROCESS FLOW DIAGRAM (PFD)

PFD

1. Major Pieces Of

Equipment

2. UtilityStreams

3. Process Flow Streams

4. Basic Control Loops

PFD

1. Major Pieces Of

Equipment

2. UtilityStreams



PFD WILL CONTAINS THE FOLLOWING

INFORMATION:-

1. ALL MAJOR PIECES OF EQUIPMENT (DESCRIPTIVE

NAME, UNIQUE EQUIPMENT NO.), PUMPS AND VALVES.

2. ALL THE UTILITY STREAMS SUPPLIED TO MAJOR

EQUIPMENTS SUCH AS STEAM LINES, COMPRESSED

AIR LINES, ELECTRICITY, ETC.


Process Unit Symbols

Symbol Description

Heat exchanger

H2O Water cooler

S Steam heater

Cooling coil



Symbol Description

Heater coil

Centrifugal pump

Turbine type compressor

Pressure gauge


Absorption: gas is purified; solute is absorbed from gas into liquid stream

Stripping: liquid is purified; solute stripped from liquid into gas


Symbol Name

Stripper

Absorber

A separator unit usedcommonly to liquid mixtureinto gas phase.

Description

A separator unit usedcommonly to extract mixturegas into liquid phase.


Stripping: liquid is purified; solute stripped from liquid into gas

Absorption: gas is purified; solute is absorbed from gas into liquid stream


Symbol Name

Distillation

column

Liquid mixer

A separator unit usedcommonly to crack liquidcontains miscellaneouscomponent fractions.

Description

A process unit that used tomix several components ofliquid.

or


Process Unit Symbology

Symbol Name

Reaction

chamber

Horizontal tank

or cylinder

A process unit where chemicalprocess reaction occurs

Description

A unit to store liquid or gas.


Process Unit Symbology

Symbol Name

Boiler

Centrifuge

A unit for heating.

Description

A separator unit that tophysically separated liquidmixture. (exp: oil-liquid)


Valve Symbology

Symbol Name

Gate Valve

Check Valve

Globe Valve

Ball Valve

Butterfly Valve


Valve Symbology

Symbol Name

Relief Valve

Angle Valve

Needle Valve

3-Way Valve

Butterfly Valve


:شكل و سمبل تجهیزاتائیبرج، پمپ، کمپرسور، درام، تانك و راکتورهاي شیمی

EXAMPLE 4

PRODUCTION OF ETHANE FROM ETHANOL (PFD)

ETHANOL IS FEED TO CONTINUOUS REACTOR WITH PRESENCE OF ACID SULPHURIC CATALYZER TO

PRODUCE ETHYLENE. DISTILLATION PROCESS THEN WILL BE APPLIED TO SEPARATE ETHYLENE-H2O

MIXTURE. ETHYLENE AS A TOP PRODUCT IS THEN CONDENSATE WITH CONDENSER TO PERFORM LIQUID

ETHYLENE. HYDROGENATION OF ETHYLENE APPLIES IN ANOTHER REACTOR WITH PRESENCE OF NICKEL

CATALYZER TO PRODUCE ETHANE AS A FINAL PRODUCT. DEVELOP PFD FOR THESE PROCESSES.



T-100

Distillation Column

Ethanol

H2SO4

EthyleneEthylene liq.

EthaneNi

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

R-100

Reactor

E-100

Condenser

R-101

Reactor

R-100

T-100

E-100

R-101

P-100

Pump

P-101

Pump

P-100

P-101

V-100 V-101 V-102

V-103

V-104

V-105

V-106

V-107

CV-101CV-100

PRODUCTION OF ETHANE FROM ETHANOL

ETHANOL IS FEED TO CONTINUOUS REACTOR WITH PRESENCE OF ACID SULPHURIC

CATALYZER TO PRODUCE ETHYLENE. DISTILLATION PROCESS THEN WILL BE APPLIED TO

SEPARATE ETHYLENE-H2O MIXTURE. ETHYLENE AS A TOP PRODUCT IS THEN CONDENSATE

WITH CONDENSER TO PERFORM LIQUID ETHYLENE. HYDROGENATION OF ETHYLENE

APPLIES IN ANOTHER REACTOR WITH PRESENCE OF NICKEL CATALYZER TO PRODUCE

ETHANE AS A FINAL PRODUCT. DEVELOP BFD FOR THESE PROCESSES.

Reactor 1

Ethanol,

C2H5OH

H2SO4

Reactor 2

Distillation column

Ethylene, CH2CH2 (g)

Ethane, CH3CH3



Ni

Hydrogen, H2

Cold water in

Hot water out

H2O

CH2CH2

H2O

Ethylene liq. CH2CH2 (l)

Example 2: (from previous example)

Answer:

Ammonia-air mixture is feed to the bottom stream of

an absorber with flow rate of 10L/min. Water then

feed to the upper stream of the same absorber with

desired flow rate of 5L/min. There are two outputs

from the absorber where upper stream is insoluble

NH3 and bottom stream is NH3-Water mixture. This

NH3-water mixture then feed up to a batch distillation

column. The column produces ammonia gas as a top

product which this product then will be condensate with

a condenser to produce liquid ammonia. Develop

Process Flow Diagram (PFD) for this process.

EXERCISE 2

AMMONIA-AIR MIXTURE. (BFD)

Exercise 1 (ANSWER):

AbsorberBatch

Distillation

Water 5 L/min


Insoluble ammonia


Ammonia gas

Cold water in

Hot water out

Ammonia liquid

Condenser

AMMONIA-AIR MIXTURE IS FEED TO THE BOTTOM STREAM OF AN ABSORBER WITH FLOW RATE OF

10L/MIN. WATER THEN FEED TO THE UPPER STREAM OF THE SAME ABSORBER WITH DESIRED FLOW

RATE OF 5L/MIN. THERE ARE TWO OUTPUTS FROM THE ABSORBER WHERE UPPER STREAM IS

INSOLUBLE NH3 AND BOTTOM STREAM IS NH3-WATER MIXTURE. THIS NH3-WATER MIXTURE THEN FEED

UP TO A BATCH DISTILLATION COLUMN. THE COLUMN PRODUCES AMMONIA GAS AS A TOP PRODUCT

WHICH THIS PRODUCT THEN WILL BE CONDENSATE WITH A CONDENSER TO PRODUCE LIQUID

AMMONIA. DEVELOP PROCESS FLOW DIAGRAM (PFD) FOR THIS PROCESS.

EXAMPLE 5

Water 5 L/min


Insoluble ammonia gas


Ammonia gas

Cold water in

Hot water out

Ammonia liquid

T-100

Absorber Column

T-101

Batch Distillation Column

E-100

Condenser

Process Equipment General Format XX-YZZ A/BXX are the identification letters for the equipment classification

C - Compressor or Turbine

E - Heat Exchanger

H - Fired Heater

P - Pump

R - Reactor

T - Tower

TK - Storage Tank

V - Vessel

Y - designates an area within the plant

ZZ - are the number designation for each item in an equipment class

A/B - identifies parallel units or backup units not shown on a PFD

Supplemental Information Additional description of equipment given on top of PFD

Process Unit Tagging and Numbering


A/B Letter

Example

Ethanol

H2SO4

Ethylene

Ethylene liq.

Ethane

Ni

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

P-100 A/B

In PFD

Ethylene

Ethylene liq.

Ethane

Ni

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

P-100 A

P-100 B

In Real Plant


Ethanol

H2SO4

PFD

1. Major Pieces Of

Equipment

2. UtilityStreams



PFD WILL CONTAINS THE FOLLOWING INFORMATION:-

ALL PROCESS FLOW STREAMS: IDENTIFICATION BY A

NUMBER, PROCESS CONDITION, CHEMICAL COMPOSITION.


Stream Numbering and Drawing

- Number streams from left to right as much as possible.

- Horizontal lines are dominant.

Yes No No


EXAMPLE 4

PRODUCTION OF ETHANE FROM ETHANOL (PFD)



T-100

Distillation Column

Ethanol

H2SO4

EthyleneEthylene liq.

EthaneNi

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

R-100

Reactor

E-100

Condenser

R-101

Reactor

R-100

T-100

E-100

R-101

P-100

Pump

P-101

Pump

P-100

P-101

V-100 V-101 V-102

V-103

V-104

V-105

V-106

V-107

CV-101CV-100

EXAMPLE 4- CONT’

T-100

Distillation Column

Ethanol

H2SO4

Ethylene Ethylene liq.

Ethane

Ni

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

R-100

Reactor

E-100

Condenser

R-101

Reactor

R-100

T-100

E-100

R-101

P-100

Pump

P-101

Pump

1

23

4

5

6

7

8

9

10

V-100

V-101 V-102

V-103

V-104

V-105

V-106

V-107

CV-100CV-101

P-100

P-101

Stream Information

-Since diagrams are small not much stream information can be included.

-Include important data – around reactors and towers, etc.

Flags are used

Full stream data


1

2

3

4

5

6 7

8

11

9

10

12

13

600

24

24

300

Stream Information - Flag

600 Temperature

24 Pressure

10.3 Mass Flowrate

108 Molar Flowrate

Gas Flowrate

Liquid Flowrate


EXAMPLE 4- CONT’

2528

3532.2

3531.0

38 20

T-100

Distillation Column

Ethanol

H2SO4


Ethane

Ni

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

R-100

Reactor

E-100

Condenser

R-101

Reactor

R-100

T-100

E-100

R-101

P-100

Pump

P-101

Pump

1

23

4

5

6

7

8

9

10

V-100

V-101 V-102

V-103

V-104

V-105

V-106

V-107

CV-100CV-101

P-100

P-101

Stream

Number

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Temperature

(oC)

25.0 35.0 35.0 35.0 35.0 60.3 41 38 54.0 45.1

Pressure (psi) 28 32.2 31.0 31.0 30.2 45.1 31.3 24.0 39.0 2.6

Vapor fraction

Mass flow

(tonne/hr)

10.3 13.3 0.82 20.5 6.41 20.5 0.36 9.2 20.9 11.6

Mole flow

(kmol/hr)

108 114.2 301.0 1204.0 758.8 1204.4 42.6 1100.8 142.2 244.0

Stream Information - Full stream data:


EXAMPLE 4- CONT’

Stream Number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Temperature (oC) 25.0 35.0 35.0 35.0 35.0 60.3 41 38 54 45.1

Pressure (psi) 28 32.2 31.0 31.0 30.2 45.1 31.3 24.0 39 2.6

Vapor fraction

Mass flow (tonne/hr) 10.3 13.3 0.82 20.5 6.41 20.5 0.36 9.2 20.9 11.6

Mole flow (kmol/hr) 108 114.2 301.0 1204.0 758.8 1204.4 42.6 1100.8 142.2 244.0

2528

3532.2

3531.0

3820

T-100

Distillation Column

EthanolH2SO4


Ethane

Ni

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

R-100

Reactor

E-100

Condenser

R-101

Reactor

R-100

T-100

E-100

R-101

P-100

Pump

P-101

Pump

1

23

45

6

7

8

9

10

V-101 V-102

V-103

CV-100

V-100

V-104

V-105

V-106

V-107

CV-101

P-100

P-101

PFD

1. Major Pieces Of

Equipment

2. UtilityStreams



PFD WILL CONTAINS THE FOLLOWING

INFORMATION:-

- BASIC CONTROL LOOPS: SHOWING

THE CONTROL STRATEGY USED TO

OPERATE THE PROCESS UNDER

NORMAL OPERATIONS.


Stream Number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Temperature (oC) 25.0 35.0 35.0 35.0 35.0 60.3 41 38 54 45.1

Pressure (psi) 28 32.2 31.0 31.0 30.2 45.1 31.3 24.0 39 2.6

Vapor fraction

Mass flow (tonne/hr) 10.3 13.3 0.82 20.5 6.41 20.5 0.36 9.2 20.9 11.6

Mole flow (kmol/hr) 108 114.2 301.0 1204.0 758.8 1204.4 42.6 1100.8 142.2 244.0

T-100

Distillation Column

R-100

Reactor

E-100

Condenser

R-101

Reactor

P-100

Pump

P-101

Pump

2528

3532.2

3531.0

3820Ethanol

H2SO4


Ethane

Ni

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

R-100

T-100

E-100

R-101

1

23

45

6

7

8

9

10

LIC

LIC

V-100

V-101

V-103

V-102

CV-100

V-104

V-105

V-106CV-101

V-107

P-100

P-101

EXAMPLE 4- CONT ’

FLYSIS CHEMICAL

(M) SDN. BHD

PROCESS FLOW

DIAGRAM

PRODUCTION OF

ETHANE FROM

ETHANOLISSUED :

PAGE : 1 OF 1DRAWN BY :

APPROVED BY :

fs

244.0142.21100.842.61204.4758.81204.0301.0114.2108Mole flow (kmol/hr)

11.620.99.20.3620.56.4120.50.8213.310.3Mass flow (tonne/hr)

Vapor fraction

2.63924.031.345.130.231.031.032.228Pressure (psi)

45.154384160.335.035.035.035.025.0Temperature (oC)

10987654321Stream Number

244.0142.21100.842.61204.4758.81204.0301.0114.2108Mole flow (kmol/hr)

11.620.99.20.3620.56.4120.50.8213.310.3Mass flow (tonne/hr)

Vapor fraction

2.63924.031.345.130.231.031.032.228Pressure (psi)

45.154384160.335.035.035.035.025.0Temperature (oC)

10987654321Stream Number

NOTE:

GATE VALVE

GLOBE VALVE

CHECK VALVE

PNEUMATIC DIAPHRAGM

VALVE

T-100

Distillation Column

R-100

Reactor

E-100

Condenser

R-101

Reactor

P-100

Pump

P-101

Pump

2528

3532.2

3531.0

38

20Ethanol

H2SO4


Ethane

Ni

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

R-100

T-100

E-100

R-101

1

23

4

5

6

7

8

9

10

LIC

LIC

V-100

V-101

V-103

V-102

CV-100

V-104

V-105

V-106

CV-101

V-107

P-100

P-101

T-100

Distillation Column

R-100

Reactor

E-100

Condenser

R-101

Reactor

P-100

Pump

P-101

Pump

25282528

3532.235

32.2

3531.035

31.0

38

20Ethanol

H2SO4


Ethane

Ni

Hydrogen

Cold water in

Hot water out

H2O

R-100

T-100T-100

E-100

R-101R-101

1

23

4

5

6

7

8

9

10

LIC

LIC

V-100

V-101

V-103

V-102

CV-100

V-104

V-105

V-106

CV-101

V-107

P-100

P-101

PFDسیستم هاي کنترلی و ابزار دقیق در

شاملکهشودميآوردهکنترليلوپهایPFDدرمعموالً:کنترلیهايلوپ•

:است...وجرياناختالفسرعت،دما،لول،جريان،کنترليهایلوپ

PFDسمبل هاي کنترلی و کنترل ولو در

در اين شكل غلظت در جريان رافينيت با کنترل جريان خوراک حالل•.کنترل مي گردد

: COMPOUND CONTROL

SETيکتنظيمباشكلايندر• POINTبرایFRC،جرياندوبينفلونسبت.گرددميکنترلخوراک

PROCESS FLOW DIAGRAM یا PFD

.شودتهيهPFDشيتچنديايکاستممكنواحدهربرای•

.شودميدادهنمايشجريانينموداربصورتکارخانهفرايندکلآنمشاهدهبا•

ميآوردهآنهامشخصاتودارندوجودآندراصليفرايندیجريانهایوتجهيزات••.شود

ارائهايدبآندرکنترليلوپهایوليشودنميدادهنشانآندردقيقابزارسيستم••.گردد

.استمالحظهقابلکاملبطورصنعتيواحديکفرايندیمنطقکلآنمشاهدهبا••

شه ها اين نق.دراين نقشه مهم ترين هدف نمايش تجهيزات فرآيندی بصورت شماتيک است•.که چه محصوالتي به چه ميزاني توليد مي شوندنشان دهنده اين است

.دنشان داده مي شواصلي فرآيند و نيزچگونگي ارسال مواد بين آنها تجهيزات PFDدر •

:می شود عبارتند ازذکر PDFعناوینی که در یك •

کليه جريان های فرآيند-•

بخشي از جريان سرويس های جانبي مانند آب سرد يا بخار آب-•

فرآيندلوله کشي -•

سمبل و نام و کد شناسائي تجهيزات اصلي-•

شيرهای کنترلي که برروی عملكرد سيستم اثر مستقيم مي گذارند-•

ارتباط با سايرسيستم ها-•

انشعابات فرعي-•

فرآيندمتغيرهای مقادير عملكردی -•

:ذکر نمی شود عبارتند از PDFاطالعاتی که در یك

نوع لوله ها-•

شماره خط لوله-•

انشعابات فرعي غيرمهم-•

SHUTOFF VALVESشيرهای جداسازی و توقف •

شيرهای ايمني-•

•-…

:مي کندموارد زير را معين به طور کلي دياگرام جريان فرايند •

ز فرايندو اطالعات مورد نياز جهت آنالينمايش شماتيكي از عمليات مرتبط متوالي که در حين فرايند رخ مي دهد ( الف •

مناسب برای محصوالت مشخصنمايش فرايند انجام شده بر روی مواد اوليه به منظور تبديل به خوراک( ب •

.د رخ مي دهدعملياتي که به هنگام تغيير عمدی هريک از خواص فيزيكي و شيميايي موا( ج •

:PFDهدف از تهيه •

طراحي پايه پلنت( الف •

•PFD ،دهدشرايط عملياتي را نشان ميمحصول و طراحي پايه پلنت شامل خوراک.

هدف فرايند(ب •

•PFD جهت مشخص کردن هدف فرايند به کار گرفته مي شود.

پيكر بندی تجهيزات( ج •

•PFD نشان مي دهدبه شكل گرافيكيچيدمان تجهيزآالت اصلي، خطوط جريان پروسس و لوپ های اصلي کنترل را.

: PFD محتویات:در برگیرنده( الف •

PFDحتما در بگيرنده موارد زير است اما الزاما محدود به آن ها نيست :

.توحراره جرم مواد و موازنه جرم تمامي خطوط جريان فرايند، يوتيليتي، شرايط حياتي فرايند برای موازن( ١•

مورد (BATTERY LIMITS)فرايند به طور مداوم در محدوده که نوع و خطوط جريان يوتيليتي هايي ( ٢. استفاده قرار مي گيرند

.بر اساس جريان فرايند چيده شده اند، عنوان و شماره تجهيزکه دياگرام تجهيزات ( ٣

. و ابزار مشابه متعلق به جريان های فرايندکنترل وابسته به شيرهای تجهيزات کنترلي شكل ساده ( ۴

.آناليزور اصلي فرايند( ۵•

.شرايط عملياتي اطراف تجهيزات اصلي( ۶•

.تجهيزات انتقال حرارتحرارتي ظرفيت ( •

فشار و دمایشرايط فرايندی در طول خطوط جريان مجزای فرايند، نظير دبي جريان ها،تغييرات ( ٨•

....عملياتي و•

عملياتيساير شرايط ( ٩•

(MATERIAL BALANCE)جرم جدول موازنه ( ١0•

THANK YOU

مراحل يك پروژه مهندسي · d) heat added or removed in a particular equipment. e)...

Documents