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化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学
第五节 设计内容
(一)设计原则
(二)设计基础
(三)工艺流程图
(四)工艺设备设计
(五)设备布置
(六)管道工程
(七)保温工程
(八)安全与工业卫生
§1-5 设计内容
化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学
(一)设计原则
1 、技术经济评价指标原则
2 、要求生产的可靠程度原则
3 、生产能力波动的适应范围原则
4 、材质使用原则
5 、自动化水平原则
6 、设备的备用原则
7 、发展规划原则
§1-5 设计内容
化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学
(一)设计原则
1 、技术经济评价指标原则 这是具体方案比较的依据 . 如: 投资回收期小
于 6 年投资,利润率大于 15%等
§1-5 设计内容
2 、要求生产的可靠程度原则
例如最低的小时(日)生产能力不低于公称设
计能力的 95%等。★由此决定设计裕量
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(一)设计原则
3 、生产能力波动的适应范围原则
例如要求最低操作负荷为正常操作负荷的 5%。 ★根据这
个要求决定透平机的防喘振措施、塔板流体力学计算的下限等。
§1-5 设计内容
4 、材质使用原则
以耐腐蚀材料为例,在一般情况下耐腐蚀性能
愈好的材料价格愈高。 ★因此,究竟采用什么材料应有统一
的规定。
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(一)设计原则
5 、自动化水平原则
自动化水平的高低取决于装置的安全要求、生产要求以及
控制的投资和得益。
★如果建厂条件是劳动力富裕而资金短缺,则不应盲目追求
高自动化水平。
§1-5 设计内容
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(一)设计原则
6 、设备的备用原则
是对转动设备和易磨损、易腐蚀或易结焦设备而言。
§1-5 设计内容
设备是否备用可根据设备的平均故障间工作时间,平均修
复时间,全装置的连续运转时间和利润等,用可靠性理论
得出定量的结论。当没有可靠的数据时,应根据经验对全
装置的动设备作出统一的规定。
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(一)设计原则
7 、发展规划原则
有的设计项目因投资、市场需求和各配套装置的建设
进度等原因需分期建设,若分期建设的间隔时间不长,则
在第一期设计时应考虑后期建设的需要,以节约总投资和
减少改造工作量。
★例如在设备平面布置、单系列设备能力和主要管道的管
径等方面应留有余地。
§1-5 设计内容
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(二)设计基础1 、年操作时间
2 、原材料规格
3 、产品规格
4 、原材料消耗和产品收率
5 、界区交接条件
6 、公用工程规格
7 、公用工程消耗
8 、催化剂、干燥剂、助剂及其他化学品用量
9 、三废的来源、数量、组成和建议的处理方法
§1-5 设计内容
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(二)设计基础
1 、年操作时间
年操纵时间是指每年的自然日扣除大、中、小修和非正常
停车时间后的实际生产时间,其数量随装置而异。
§1-5 设计内容
★对于腐蚀性强或易聚合结焦而设备备用系数较低的装置,
或第一次工业化的装置,采用较小的年操作日,例如
7560 时。对于工艺成熟、工况稳定、工人操作水平高的
装置可取 8280 时,一般连续化生产过程可取 8000 时。
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(二)设计基础
2 、原材料规格
是指原料的浓度和纯度。
§1-5 设计内容
★对于原料的浓度和纯度要考虑如下因素:
⑴杂质对反应、催化剂的影响
⑵对惰性杂质要考虑原料浓度降低后对反应速率
以及排放损失的影响。
⑶原料浓度对产物分离系统的影响
⑷提高原料浓度和纯度所需付出的代价
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(二)设计基础
3 、产品规格
应符合产品质量标准( IS国际、国家、行业、企业标准)。 ★如果一个装置的产品即为另一个装置的原料,决定产品规格需考虑的因素与同决定原料规格需考虑的因素相同。
§1-5 设计内容
4 、原材料消耗和产品收率
原料消耗应作为设计指标在设计开始前规定,然后通过合
理组织流程和设定设计变量来实现。
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(二)设计基础
5 、界区交接条件
生产装置占地面积的范围称为界区。
§1-5 设计内容
★界区交接条件指用管道输送的原料、产品和公用工程在界
区线交接的温度、压力和相态。6 、公用工程规格 指电、水、蒸汽、仪表用空气等的规格。
★例如:电的规格,对于大功率电机,如 150KW,应输入
高电压;一般中小型电机采用 380/220V低电压。
水:一般分为工艺用水、冷却用水和其他用水,其规格
要有供水温度和压力。
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(二)设计基础
7 、公用工程消耗
根据系统模拟计算结果汇总公用工程消耗,列出单位时间
和单位产品的消耗。
§1-5 设计内容
8 、催化剂、干燥剂、助剂及其他化学品用量
应根据反应器、干燥器等单元过程计算结果和工艺要求决
定。
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(二)设计基础
9 、三废的来源、数量、组成和建议的处理方法
废气的来源:反应器、吸收器、分离器等工艺设备的排放
气,安全阀起跳或泄漏的排放气,火炬废气和各种加热炉
及锅炉的烟道气。
§1-5 设计内容
废水是指生产过程排放的有毒液体。
废渣是指废催化剂,废干燥剂,煤渣,结焦聚合物质等
各种废固体物。
★三废处理方法见环境工程设计手册。