高分子工程設計工藝流程設計

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1、高分子工程設計高分子工程設計 工藝流程設計工藝流程設計原料不同原料不同 例如例如:生產(chǎn)尼龍生產(chǎn)尼龍6可用己內酰胺可用己內酰胺 ()開環(huán)聚合或開環(huán)聚合或-氨氨基己酸基己酸(NH2(CH2)5COOH)縮聚；縮聚；PET可先用對苯二甲酸二甲酯可先用對苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇）和乙二醇(EG)酯交換反應或對苯二甲酸（酯交換反應或對苯二甲酸（PTA）和）和EG直直接酯化得對苯二甲酸乙二醇酯（接酯化得對苯二甲酸乙二醇酯（BHET）,然后進行縮聚。然后進行縮聚。聚合機理不同聚合機理不同 聚合反應分為連鎖聚合和逐步聚合，表聚合反應分為連鎖聚合和逐步聚合，表2-1為這兩種反應機理的為這兩種反應機理的比

2、較。比較。第1頁/共71頁 表表2-1 兩種聚合機理的比較兩種聚合機理的比較 有時有時,同一單體同一單體可由不同聚合機理可由不同聚合機理進行聚合進行聚合,如己內酰如己內酰胺以堿作催化劑時胺以堿作催化劑時屬陰離子開環(huán)聚合屬陰離子開環(huán)聚合,用水或酸作催化劑用水或酸作催化劑時屬逐步聚合。時屬逐步聚合。第2頁/共71頁 實施方法不同實施方法不同 同一個反應體系可采用不同的工業(yè)實施方法。常見的聚合工同一個反應體系可采用不同的工業(yè)實施方法。常見的聚合工業(yè)實施方法比較見表業(yè)實施方法比較見表2-2。表表2-2 常見聚合工業(yè)實施方法常見聚合工業(yè)實施方法第3頁/共71頁操作過程不同操作過程不同 同一個反應體系可采

3、用不同的操作過程。常見的操作過程比同一個反應體系可采用不同的操作過程。常見的操作過程比較見表較見表2-3。表表2-3 常見的操作過程常見的操作過程 選擇生產(chǎn)方法選擇生產(chǎn)方法是決定設計質量的是決定設計質量的關鍵一步，如果產(chǎn)關鍵一步，如果產(chǎn)品只有一種生產(chǎn)方品只有一種生產(chǎn)方法，無須選擇；如法，無須選擇；如果產(chǎn)品有幾種生產(chǎn)果產(chǎn)品有幾種生產(chǎn)方法，就需逐個進方法，就需逐個進行分析研究、比較、行分析研究、比較、篩選，作為工藝流篩選，作為工藝流程設計的依據(jù)。程設計的依據(jù)。第4頁/共71頁 工業(yè)生產(chǎn)過程控制目標參數(shù)有產(chǎn)品的性能、質量、生產(chǎn)的安全性、工業(yè)生產(chǎn)過程控制目標參數(shù)有產(chǎn)品的性能、質量、生產(chǎn)的安全性、可靠性

4、、經(jīng)濟效益等可靠性、經(jīng)濟效益等,這些目標參數(shù)通常也是比較、選擇、確定高分這些目標參數(shù)通常也是比較、選擇、確定高分子合成工藝路線的依據(jù)或原則。子合成工藝路線的依據(jù)或原則。高分子合成工藝路線選擇原則高分子合成工藝路線選擇原則滿足產(chǎn)品的性能指標要求滿足產(chǎn)品的性能指標要求 不同的聚合工藝路線生產(chǎn)出的產(chǎn)品質不同的聚合工藝路線生產(chǎn)出的產(chǎn)品質量不同量不同,產(chǎn)品性能也有很大的差異。選擇產(chǎn)品性能也有很大的差異。選擇工藝路線時工藝路線時,必須首先考慮該工藝路線生必須首先考慮該工藝路線生產(chǎn)出的產(chǎn)品性能能否滿足設計任務書中產(chǎn)產(chǎn)出的產(chǎn)品性能能否滿足設計任務書中產(chǎn)品質量要求。品質量要求。例如例如:1.在工業(yè)生產(chǎn)中在工業(yè)生

5、產(chǎn)中,要得到高要得到高粘度粘度PET,為什么用為什么用PTA而而不用不用DMT為原料制備為原料制備?2.LDPE和和HDPE分子鏈結分子鏈結構、性能和用途有什么構、性能和用途有什么不同不同?3.對于自由基聚合而言對于自由基聚合而言,四四種常見實施方法生產(chǎn)的聚種常見實施方法生產(chǎn)的聚合物性能有什么區(qū)別合物性能有什么區(qū)別,生生產(chǎn)工藝有什么不同產(chǎn)工藝有什么不同?第5頁/共71頁 生產(chǎn)上的可靠性生產(chǎn)上的可靠性 指所選擇的工藝路線是否成熟可靠指所選擇的工藝路線是否成熟可靠,投料生產(chǎn)后達到預期目標的投料生產(chǎn)后達到預期目標的把握程度有多大。把握程度有多大。技術上的先進性技術上的先進性 應充分利用先進技術、工藝

6、、設備應充分利用先進技術、工藝、設備,提高整套生產(chǎn)裝置的技術水提高整套生產(chǎn)裝置的技術水平和經(jīng)濟效益。平和經(jīng)濟效益。經(jīng)濟上的合理性經(jīng)濟上的合理性 選定適當?shù)慕?jīng)濟指標選定適當?shù)慕?jīng)濟指標(如投資建設費、生產(chǎn)操作費、投資能力、如投資建設費、生產(chǎn)操作費、投資能力、投資回收期、市場需求等投資回收期、市場需求等)進行綜合比較以求最低成本和最大經(jīng)濟效進行綜合比較以求最低成本和最大經(jīng)濟效益。益。第6頁/共71頁 生產(chǎn)裝置大型化生產(chǎn)裝置大型化 生產(chǎn)規(guī)模越大生產(chǎn)規(guī)模越大,投資費用占產(chǎn)品成本比例越低投資費用占產(chǎn)品成本比例越低,而且大規(guī)模連續(xù)化而且大規(guī)模連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)裝置還具有占地面積少、布局緊湊、節(jié)約能源、勞動生產(chǎn)率

7、工業(yè)生產(chǎn)裝置還具有占地面積少、布局緊湊、節(jié)約能源、勞動生產(chǎn)率高、操作過程及產(chǎn)品質量穩(wěn)定、便于計算機系統(tǒng)控制和管理等優(yōu)點。高、操作過程及產(chǎn)品質量穩(wěn)定、便于計算機系統(tǒng)控制和管理等優(yōu)點。清潔生產(chǎn)、注重可持續(xù)發(fā)展清潔生產(chǎn)、注重可持續(xù)發(fā)展 工業(yè)生產(chǎn)中工業(yè)生產(chǎn)中,”清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn)”技術關鍵是從生產(chǎn)的源頭控制污染物的產(chǎn)技術關鍵是從生產(chǎn)的源頭控制污染物的產(chǎn)生并全程控制污染。生并全程控制污染。(減少污染來源減少污染來源;再循環(huán)利用再循環(huán)利用;后處理后處理;排放排放)符合國情符合國情 消費水平及消費趨勢消費水平及消費趨勢;化工機械設備及電器儀表的制造能力化工機械設備及電器儀表的制造能力;化工化工原料及設備用金屬

8、材料的供應情況原料及設備用金屬材料的供應情況;環(huán)境保護的有關規(guī)定和化工生產(chǎn)環(huán)境保護的有關規(guī)定和化工生產(chǎn)中三廢排放情況中三廢排放情況;勞動就業(yè)與化工生產(chǎn)自動化水平的關系勞動就業(yè)與化工生產(chǎn)自動化水平的關系;資金籌措和資金籌措和外匯儲備情況。外匯儲備情況。第7頁/共71頁高分子合成工藝路線選擇主要步驟高分子合成工藝路線選擇主要步驟收集資料、調查研究收集資料、調查研究 根據(jù)建設項目的產(chǎn)品方案及生根據(jù)建設項目的產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模，全面搜集國內外同類型產(chǎn)規(guī)模，全面搜集國內外同類型生產(chǎn)廠的有關資料，包括技術路生產(chǎn)廠的有關資料，包括技術路線及特點、工藝參數(shù)、原材料和線及特點、工藝參數(shù)、原材料和公用工程單耗、產(chǎn)

9、品質量、三廢公用工程單耗、產(chǎn)品質量、三廢治理以及各種技術路線的發(fā)展情治理以及各種技術路線的發(fā)展情況與動向等。況與動向等。具體而言具體而言:國內外生產(chǎn)情況，各種生國內外生產(chǎn)情況，各種生產(chǎn)方法及工藝流程產(chǎn)方法及工藝流程;原料來源原料來源及產(chǎn)品應用情況及產(chǎn)品應用情況;試驗研究報試驗研究報告告;安全技術及勞動保護措施安全技術及勞動保護措施;綜合利用及三廢處理綜合利用及三廢處理;生產(chǎn)技生產(chǎn)技術是否先進，生產(chǎn)連續(xù)化、自術是否先進，生產(chǎn)連續(xù)化、自動化程度動化程度;設備的大型化及制設備的大型化及制造、運輸情況造、運輸情況;基本建設投資、基本建設投資、產(chǎn)品成本、占地面積產(chǎn)品成本、占地面積;水、電、水、電、氣、燃

10、料的用量及供應，主要氣、燃料的用量及供應，主要基建材料的用量及供應基建材料的用量及供應;廠址、廠址、地質、水文、氣象等資料地質、水文、氣象等資料;車車間（裝置）環(huán)境與周圍的情況間（裝置）環(huán)境與周圍的情況第8頁/共71頁分析與比較分析與比較 全面分析對比的內容很多，主要有：全面分析對比的內容很多，主要有：幾種技術路線在國內外幾種技術路線在國內外采用的情況及發(fā)展趨勢；采用的情況及發(fā)展趨勢；產(chǎn)品的質量情況；產(chǎn)品的質量情況；生產(chǎn)能力及產(chǎn)品規(guī)生產(chǎn)能力及產(chǎn)品規(guī)格；格；原材料、能量消耗情況；原材料、能量消耗情況；建設費用及產(chǎn)品成本；建設費用及產(chǎn)品成本；三廢三廢的產(chǎn)生及治理情況；的產(chǎn)生及治理情況；其他特殊情況

11、。其他特殊情況。得出不同工藝路線各項經(jīng)濟技術指標的比較結果得出不同工藝路線各項經(jīng)濟技術指標的比較結果,掌握不同工藝掌握不同工藝路線的特點路線的特點。篩選與確定篩選與確定 將不同工藝路線的對比分析結果與本項目設計任務書相結合將不同工藝路線的對比分析結果與本項目設計任務書相結合,根根據(jù)建廠實際條件提出一個或幾個工藝路線方案據(jù)建廠實際條件提出一個或幾個工藝路線方案,然后匯集相關專業(yè)專然后匯集相關專業(yè)專家及上級領導進行綜合論證與評定家及上級領導進行綜合論證與評定,確定最終工藝路線。確定最終工藝路線。第9頁/共71頁 2.2 2.2 工藝流程設計工藝流程設計 工藝流程是指在整個生產(chǎn)過程中各種物料在各個工

12、序及各個設備工藝流程是指在整個生產(chǎn)過程中各種物料在各個工序及各個設備之間的流動過程及變化情況之間的流動過程及變化情況,或是指整個生產(chǎn)過程中各個工序和各個或是指整個生產(chǎn)過程中各個工序和各個設備的任務以及它們之間的相互聯(lián)系。設備的任務以及它們之間的相互聯(lián)系。工藝流程設計是繼工藝路線選定之后工藝流程設計是繼工藝路線選定之后,同車間布置設計決定整個同車間布置設計決定整個車間（裝置）基本面貌的關鍵步驟，對設備設計和管路設計等單項車間（裝置）基本面貌的關鍵步驟，對設備設計和管路設計等單項設計也起著決定性作用設計也起著決定性作用,是將所選定工藝路線具體化的過程是將所選定工藝路線具體化的過程,是整個是整個設計

13、工作的核心設計工作的核心,最終均以工藝流程圖形式體現(xiàn)。最終均以工藝流程圖形式體現(xiàn)。第10頁/共71頁工藝流程設計的主要原則工藝流程設計的主要原則實現(xiàn)設計任務的基本要求實現(xiàn)設計任務的基本要求實現(xiàn)工藝路線的基本要求實現(xiàn)工藝路線的基本要求資源的合理利用資源的合理利用 滿足開、停車的需要滿足開、停車的需要 滿足安全生產(chǎn)及處理意外事故的需要滿足安全生產(chǎn)及處理意外事故的需要 滿足滿足”三廢三廢”處理的需要處理的需要 適當留有發(fā)展余地適當留有發(fā)展余地第11頁/共71頁工藝流程設計的主要任務及步驟工藝流程設計的主要任務及步驟 確定流程各生產(chǎn)過程的具確定流程各生產(chǎn)過程的具體內容、順序和組合方式體內容、順序和組合

14、方式 繪制工藝流程圖繪制工藝流程圖主要任務主要任務主要步驟主要步驟 選定主工藝流程選定主工藝流程,畫出工藝流程方案圖畫出工藝流程方案圖 選擇工藝參數(shù)選擇工藝參數(shù)以圖解形式表示生產(chǎn)過程以圖解形式表示生產(chǎn)過程(包括物料經(jīng)過各包括物料經(jīng)過各個單元操作過程流向及物料和能量變化情個單元操作過程流向及物料和能量變化情況，所涉及的化工過程和設備及其化況，所涉及的化工過程和設備及其化工管道流程和計量控制流程工管道流程和計量控制流程)第12頁/共71頁 確定控制方案確定控制方案 畫出工藝流程草圖畫出工藝流程草圖 配合物料衡算配合物料衡算,畫出物料流程圖畫出物料流程圖(PFD)進行其它項目的設計進行其它項目的設計

15、(化工計算、設備機械設計、車間布置設計化工計算、設備機械設計、車間布置設計和管道設計等和管道設計等)畫出工藝管道及儀表流程圖畫出工藝管道及儀表流程圖(PID)(PID)“三廢三廢”處理及其它輔助設計工藝流程的設計處理及其它輔助設計工藝流程的設計第13頁/共71頁主工藝流程的確定主工藝流程的確定 主工藝流程特指由原料變?yōu)楫a(chǎn)品這股物流和與之直接相關的物流主工藝流程特指由原料變?yōu)楫a(chǎn)品這股物流和與之直接相關的物流在整個生產(chǎn)裝置中流動過程及變化情況在整個生產(chǎn)裝置中流動過程及變化情況 確定整個生產(chǎn)裝置由幾條生產(chǎn)線組成確定整個生產(chǎn)裝置由幾條生產(chǎn)線組成 確定整個過程由哪些工序組成確定整個過程由哪些工序組成確定

16、主工藝流程的主要內容確定主工藝流程的主要內容 確定各個工序由哪些設備組成確定各個工序由哪些設備組成 確定各生產(chǎn)線、各工序間的交叉點確定各生產(chǎn)線、各工序間的交叉點 確定各設備的操作條件確定各設備的操作條件 確定控制方案確定控制方案 對對”三廢三廢”處理過程及其它輔助過程提出工藝設計要求處理過程及其它輔助過程提出工藝設計要求第14頁/共71頁 首先根據(jù)反應過程的特點、產(chǎn)品性能要求、物料特性、選定的首先根據(jù)反應過程的特點、產(chǎn)品性能要求、物料特性、選定的基本工藝條件來選定反應器的型式和數(shù)量基本工藝條件來選定反應器的型式和數(shù)量,確定反應器之間的連接方確定反應器之間的連接方式式,然后以反應器為中心提出向外

17、展開設計的條件和要求。然后以反應器為中心提出向外展開設計的條件和要求。原料的預處理過程原料的預處理過程 實際生產(chǎn)中實際生產(chǎn)中,一般根據(jù)需要采取預熱（冷）、汽化、干燥、粉碎一般根據(jù)需要采取預熱（冷）、汽化、干燥、粉碎篩分、提純精制、混合、配制、壓縮等化工單元操作對原料進行預篩分、提純精制、混合、配制、壓縮等化工單元操作對原料進行預處理。通常處理。通常,原料預處理的化工操作過程是根據(jù)原料性質、處理方原料預處理的化工操作過程是根據(jù)原料性質、處理方法而選取不同的裝置及不同的輸送方式，從而可能設計出不同的流法而選取不同的裝置及不同的輸送方式，從而可能設計出不同的流程。程。以反應過程為中心以反應過程為中心

18、確定主工藝流程的工作方法確定主工藝流程的工作方法第15頁/共71頁 產(chǎn)物后處理過程產(chǎn)物后處理過程 根據(jù)從反應工序流出物料的組成和性質以及設計任務對產(chǎn)品性根據(jù)從反應工序流出物料的組成和性質以及設計任務對產(chǎn)品性能質量指標要求能質量指標要求,對產(chǎn)物進行副產(chǎn)物處理對產(chǎn)物進行副產(chǎn)物處理、未反應物分離與回收未反應物分離與回收、溶溶劑或分散介質分離與回收以及產(chǎn)物聚集態(tài)處理等劑或分散介質分離與回收以及產(chǎn)物聚集態(tài)處理等,對應用于產(chǎn)物凈化、對應用于產(chǎn)物凈化、分離設備類型、連接方式及操作仍然是整個工藝流程設計關鍵分離設備類型、連接方式及操作仍然是整個工藝流程設計關鍵 產(chǎn)品后處理過程產(chǎn)品后處理過程 聚合反應后的最終產(chǎn)

19、品在出廠前一般必須經(jīng)過檢驗、聚合反應后的最終產(chǎn)品在出廠前一般必須經(jīng)過檢驗、計量、計量、包裝、儲存、包裝、儲存、運輸?shù)冗^程運輸?shù)冗^程,這些過程一般比較簡單或有成套定型設這些過程一般比較簡單或有成套定型設備可供參考選擇備可供參考選擇,一般不是本設計的重點。一般不是本設計的重點。第16頁/共71頁 工藝流程設計是一個由核心到一般、由局部到整體的設計過程。工藝流程設計是一個由核心到一般、由局部到整體的設計過程。在工藝流程設計過程中在工藝流程設計過程中,還應以滿足生產(chǎn)任務、能源綜合利用、環(huán)還應以滿足生產(chǎn)任務、能源綜合利用、環(huán)保要求及經(jīng)濟效益為目標函數(shù)保要求及經(jīng)濟效益為目標函數(shù),對整個工藝流程設計進行全面

20、地、對整個工藝流程設計進行全面地、系統(tǒng)地優(yōu)化組合與設計。系統(tǒng)地優(yōu)化組合與設計。第17頁/共71頁工藝配方工藝配方 引發(fā)劑或催化劑與單體的比例引發(fā)劑或催化劑與單體的比例、共聚時各單體的投料比例、溶、共聚時各單體的投料比例、溶液聚合時單體的濃度、懸浮或乳液聚合時分散介質與單體的比例、液聚合時單體的濃度、懸浮或乳液聚合時分散介質與單體的比例、分散穩(wěn)定劑或乳化劑與單體的比例等分散穩(wěn)定劑或乳化劑與單體的比例等。2.3 2.3 工藝參數(shù)的選擇工藝參數(shù)的選擇工藝參數(shù)工藝參數(shù) 工藝參數(shù)是指工藝參數(shù)是指物料狀態(tài)物料狀態(tài)及及物料變化程度物料變化程度的參數(shù)。的參數(shù)?？刂莆锪线M入設備的狀態(tài)及在設備中的變化程度控制物料

21、進入設備的狀態(tài)及在設備中的變化程度,既是生產(chǎn)裝置既是生產(chǎn)裝置能否正常運轉的關鍵能否正常運轉的關鍵,也是生產(chǎn)裝置設計的依據(jù)。也是生產(chǎn)裝置設計的依據(jù)。配比、組成、濃度、配比、組成、濃度、溫度、壓力、轉化溫度、壓力、轉化率和體積等率和體積等化學反應、溫度變化、相態(tài)化學反應、溫度變化、相態(tài)變化、濃度組成變化、質量變化、濃度組成變化、質量變化、流量變化、動能變化、變化、流量變化、動能變化、位能變化和靜壓能變化等。位能變化和靜壓能變化等。第18頁/共71頁反應控制條件反應控制條件反應終點產(chǎn)品指標反應終點產(chǎn)品指標加料方式、操作過程等加料方式、操作過程等 反應過程工藝參數(shù)的確定依據(jù)反應過程工藝參數(shù)的確定依據(jù)反

22、應過程工藝參數(shù)的確定反應過程工藝參數(shù)的確定反應溫度及變化、反應壓力及變化、反應反應溫度及變化、反應壓力及變化、反應時間或停留時間、物料流量等。時間或停留時間、物料流量等。單體轉化率、單體轉化率、相對分子量及其分布、相對分子量及其分布、共聚組成及分布、共聚組成及分布、顆粒大小及其分顆粒大小及其分布等。布等?；A物性數(shù)據(jù)基礎物性數(shù)據(jù) 物料衡算結果物料衡算結果 基礎動力學模型基礎動力學模型(微觀動力學模型微觀動力學模型)混合、流動模型、傳質、傳熱模型混合、流動模型、傳質、傳熱模型 反應器操作方程反應器操作方程第19頁/共71頁 反應過程工藝參數(shù)的選擇原則反應過程工藝參數(shù)的選擇原則 預期的產(chǎn)品質量指標

23、預期的產(chǎn)品質量指標 預期的產(chǎn)量預期的產(chǎn)量 經(jīng)濟效益經(jīng)濟效益 生產(chǎn)過程的安全性、穩(wěn)定性、生產(chǎn)過程是否容易操作、容易控制生產(chǎn)過程的安全性、穩(wěn)定性、生產(chǎn)過程是否容易操作、容易控制 假設反應在小試裝置中的變化規(guī)律與大規(guī)模工業(yè)化規(guī)律相似假設反應在小試裝置中的變化規(guī)律與大規(guī)模工業(yè)化規(guī)律相似,可在小試裝置上模擬工業(yè)裝置進行小試實驗可在小試裝置上模擬工業(yè)裝置進行小試實驗,研究反應規(guī)律研究反應規(guī)律,確定確定反應工藝參數(shù)反應工藝參數(shù),然后將該工藝過程在工業(yè)裝置上實施然后將該工藝過程在工業(yè)裝置上實施。反應過程工藝參數(shù)的確定方法反應過程工藝參數(shù)的確定方法 相似模擬法相似模擬法第20頁/共71頁 逐級經(jīng)驗放大法逐級經(jīng)驗

24、放大法 小試結果通常不能完全模擬大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的實際情況小試結果通常不能完全模擬大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的實際情況,為了將為了將小試科研成果開發(fā)設計成工業(yè)生產(chǎn)裝置小試科研成果開發(fā)設計成工業(yè)生產(chǎn)裝置,一般是建設一系列中間規(guī)一般是建設一系列中間規(guī)模的實驗裝置模的實驗裝置(中試裝置中試裝置),將小試結果逐級放大到中試裝置上進行實將小試結果逐級放大到中試裝置上進行實驗驗,研究生產(chǎn)規(guī)模變化對反應過程的影響以確定實際工業(yè)生產(chǎn)的工研究生產(chǎn)規(guī)模變化對反應過程的影響以確定實際工業(yè)生產(chǎn)的工藝參數(shù)。藝參數(shù)。首先建立一個能夠反映實際生產(chǎn)過程的綜合數(shù)學模型首先建立一個能夠反映實際生產(chǎn)過程的綜合數(shù)學模型,然后通過然后通過計算機上求

25、解該數(shù)學模型計算機上求解該數(shù)學模型,模擬實際生產(chǎn)過程模擬實際生產(chǎn)過程,如圖如圖2-1所示。所示。數(shù)學模擬法數(shù)學模擬法第21頁/共71頁圖圖2-1 數(shù)學模擬過程數(shù)學模擬過程 計算機模擬理論研究放大設計生產(chǎn)控制反應機理熱模數(shù)據(jù)冷模數(shù)據(jù)微觀動力學模型反應器傳遞模型流動、傳遞理論綜合數(shù)學模型第22頁/共71頁a)將反應器中發(fā)生的變化分解為化學反應過程與物理過程將反應器中發(fā)生的變化分解為化學反應過程與物理過程;b)模仿工業(yè)裝置的反應過程模仿工業(yè)裝置的反應過程,建立小試裝置建立小試裝置(熱模實驗裝置熱模實驗裝置),研究化研究化學反應規(guī)律學反應規(guī)律,建立微觀反應動力學模型建立微觀反應動力學模型,根據(jù)熱模實驗

26、數(shù)據(jù)確定微觀根據(jù)熱模實驗數(shù)據(jù)確定微觀反應動力學模型中的參數(shù)反應動力學模型中的參數(shù);c)模仿工業(yè)裝置的流動及傳遞過程模仿工業(yè)裝置的流動及傳遞過程,建立冷模實驗裝置建立冷模實驗裝置,在沒有化學在沒有化學反應的條件下研究反應器中物料的流動、混合、傳熱、傳質規(guī)律反應的條件下研究反應器中物料的流動、混合、傳熱、傳質規(guī)律,建立傳遞模型建立傳遞模型,通過冷模實驗數(shù)據(jù)確定傳遞模型中的參數(shù)通過冷模實驗數(shù)據(jù)確定傳遞模型中的參數(shù);d)通過物料及能量衡算將傳遞模型與反應動力學模型結合起來通過物料及能量衡算將傳遞模型與反應動力學模型結合起來,同同反應器操作方程建立數(shù)學模型反應器操作方程建立數(shù)學模型;通過計算機上求解該數(shù)

27、學模型通過計算機上求解該數(shù)學模型,模擬實際生產(chǎn)過程模擬實際生產(chǎn)過程,確定最佳工藝確定最佳工藝參數(shù)。參數(shù)。第23頁/共71頁 綜合數(shù)學模型用于大規(guī)模工業(yè)裝置設計之前要經(jīng)過一步或幾步綜合數(shù)學模型用于大規(guī)模工業(yè)裝置設計之前要經(jīng)過一步或幾步中試規(guī)模實驗中試規(guī)模實驗,檢驗綜合數(shù)學模型的可靠性，并進一步修正綜合數(shù)檢驗綜合數(shù)學模型的可靠性，并進一步修正綜合數(shù)學模型學模型,從而確保工程設計的可靠性從而確保工程設計的可靠性。確定工藝參數(shù)的關鍵是所建。確定工藝參數(shù)的關鍵是所建立的數(shù)學模型能否很好地、全面地反映生產(chǎn)過程的本質立的數(shù)學模型能否很好地、全面地反映生產(chǎn)過程的本質。改進數(shù)學模擬法改進數(shù)學模擬法第24頁/共7

28、1頁 2.4 2.4 典型設備的控制方案典型設備的控制方案 聚合反應生產(chǎn)過程中聚合反應生產(chǎn)過程中,除了使用一些典型設備如泵、換熱器、除了使用一些典型設備如泵、換熱器、蒸蒸餾塔、干燥設備等外餾塔、干燥設備等外,還有一個核心設備為反應器。這些設備的還有一個核心設備為反應器。這些設備的控制方案是實現(xiàn)預定工藝過程及工藝參數(shù)的重要保證控制方案是實現(xiàn)預定工藝過程及工藝參數(shù)的重要保證,特別是反應特別是反應器的控制方案會隨反應體系特性和操作條件不同而不同。器的控制方案會隨反應體系特性和操作條件不同而不同。泵的控制泵的控制 離心泵 當流體輸送設備是離心泵時當流體輸送設備是離心泵時,管路中的流體流量通常采用直接流

29、管路中的流體流量通常采用直接流量調節(jié)和旁路流量調節(jié)兩種調節(jié)方式量調節(jié)和旁路流量調節(jié)兩種調節(jié)方式,此外還有分支流動控制方案此外還有分支流動控制方案,如圖如圖2-2所示所示。第25頁/共71頁圖2-2 離心泵流量調節(jié)(a)直接流量調節(jié) (b)旁路流量調節(jié) (c)泵的分支流動控制方案第26頁/共71頁容積式泵（容積式泵（往復泵往復泵、齒輪泵齒輪泵、螺桿泵螺桿泵和和旋渦泵旋渦泵等）等）當流量減小時當流量減小時,容積式泵的壓力急劇上升，通常采用旁路調節(jié)容積式泵的壓力急劇上升，通常采用旁路調節(jié)或改變轉速、改變沖程大小來調節(jié)流程或改變轉速、改變沖程大小來調節(jié)流程,而不能采用直接流量調而不能采用直接流量調節(jié)，

30、如圖節(jié)，如圖2-3所示。所示。真空泵真空泵 真空泵可采真空泵可采用吸入支路調用吸入支路調節(jié)和吸入管阻力節(jié)和吸入管阻力調節(jié)的方案調節(jié)的方案,見見圖圖2-4。圖2-3 旁路調節(jié)圖2-4 真空泵流量調節(jié)(a)真空管吸入支路調節(jié)(b)真空管吸入管阻力調節(jié)第27頁/共71頁換熱器換熱器的控制（的控制（動畫動畫）列管式換熱器化工生產(chǎn)中應用最廣泛的傳熱設備列管式換熱器化工生產(chǎn)中應用最廣泛的傳熱設備,其主要控制參其主要控制參數(shù)是物料出口溫度數(shù)是物料出口溫度,一般采用載熱體流量的調節(jié)來控制一般采用載熱體流量的調節(jié)來控制,此外還可調節(jié)此外還可調節(jié)傳熱面積傳熱面積(僅適用于蒸汽冷凝換熱器僅適用于蒸汽冷凝換熱器)和分

31、流調節(jié)來控制和分流調節(jié)來控制,如圖如圖2-5所示。所示。圖2-5 換熱器控制方案(a)換熱介質流量調節(jié)方案(b)傳熱面積調節(jié)方案(c)分流調節(jié)方案第28頁/共71頁反應器的控制反應器的控制 反應溫度的控制反應溫度的控制 反應溫度的控制主要是通過與外界進行熱量交換來實現(xiàn)的反應溫度的控制主要是通過與外界進行熱量交換來實現(xiàn)的,不不同的聚合反應器中同的聚合反應器中,聚合反應機理不同、操作方式不同、聚合反應機理不同、操作方式不同、溫度控制溫度控制要求不同、要求不同、傳熱介質、傳熱介質、傳熱方向及控制特點不同傳熱方向及控制特點不同。常見的傳熱方式及傳熱介質常見的傳熱方式及傳熱介質 電加熱電加熱 安全、安全

32、、無污染、無污染、控制過程簡單控制過程簡單,但費用較高但費用較高。冷卻及加熱介質冷卻及加熱介質 表表2-4和和2-5分別為常見冷卻介質及使用溫度范圍和常見加熱介分別為常見冷卻介質及使用溫度范圍和常見加熱介質及使用溫度范圍質及使用溫度范圍。第29頁/共71頁表2-4 常見冷卻介質及使用溫度圍表2-5 常見加熱介質及使用溫度范圍第30頁/共71頁 典型反應溫度控制方案典型反應溫度控制方案 電加熱控制電加熱控制 通過調節(jié)加熱電壓改變加熱功率來控制反應溫度通過調節(jié)加熱電壓改變加熱功率來控制反應溫度,一般用于實一般用于實驗室裝置或小規(guī)模工業(yè)裝置驗室裝置或小規(guī)模工業(yè)裝置。一次循環(huán)控制一次循環(huán)控制 通過調節(jié)

33、傳熱介質的流量來控制反應器內通過調節(jié)傳熱介質的流量來控制反應器內的溫度的溫度,這種控制方式比較簡單靈活這種控制方式比較簡單靈活 適用于反適用于反應器連續(xù)操作時的溫度控制應器連續(xù)操作時的溫度控制,如圖如圖2-6所示所示。傳熱介質可以為液相傳熱介質可以為液相(流動方向一般為下進流動方向一般為下進上出上出)也可為氣相也可為氣相(流動方向一般為上進下出流動方向一般為上進下出)。圖2-6 一次循環(huán)控制第31頁/共71頁 二次循環(huán)控制二次循環(huán)控制 通過調節(jié)一次循環(huán)通過調節(jié)一次循環(huán)(大循環(huán)大循環(huán))傳熱介質的流量來改變二次循環(huán)傳熱介質的流量來改變二次循環(huán)(小循環(huán)小循環(huán))中傳熱介質的溫度中傳熱介質的溫度,從而控

34、制反應器內溫度從而控制反應器內溫度,如圖如圖2-7所示所示。圖2-7 二次循環(huán)控制第32頁/共71頁 反應液外循環(huán)控制反應液外循環(huán)控制 將反應器中的物料導出將反應器中的物料導出,在外置換在外置換熱熱交換后再送回反應器中熱熱交換后再送回反應器中,如圖如圖2-8所示所示。這種控制方式加熱、撤熱迅速、這種控制方式加熱、撤熱迅速、物料溫度改變較快物料溫度改變較快,由于在換熱器中物由于在換熱器中物料溫度變化料溫度變化510且無攪拌且無攪拌,因此此因此此控制方式不適宜對溫度控制嚴格的反控制方式不適宜對溫度控制嚴格的反應體系和高粘流體、應體系和高粘流體、懸浮聚合及乳液懸浮聚合及乳液聚合聚合。圖2-8 反應液

35、外循環(huán)控制第33頁/共71頁 汽化冷凝控制汽化冷凝控制 單體、單體、溶劑、溶劑、分散介質等小分子化分散介質等小分子化合物汽化后從反應器上部進入一個冷凝合物汽化后從反應器上部進入一個冷凝器器,在冷凝器中冷凝后又回到反應器中在冷凝器中冷凝后又回到反應器中,如圖如圖2-9所示所示。這種控制方式是靠小分子化合物汽這種控制方式是靠小分子化合物汽化帶走大量的熱化帶走大量的熱,撤熱迅速適合連鎖聚撤熱迅速適合連鎖聚合反應合反應。圖2-9 汽化冷凝控制第34頁/共71頁 分程控制分程控制 當一個控制點的參當一個控制點的參數(shù)變化范圍比較大時數(shù)變化范圍比較大時,不不同范圍需用不同的方法同范圍需用不同的方法調節(jié)調節(jié),

36、通常根據(jù)控制器輸通常根據(jù)控制器輸出值的范圍分別控制兩出值的范圍分別控制兩個或兩個以上的調節(jié)閥個或兩個以上的調節(jié)閥,這種控制方式常用于間這種控制方式常用于間歇操作過程歇操作過程,圖圖2-10為氯為氯乙烯懸浮聚合間歇操作乙烯懸浮聚合間歇操作溫度控制方案示意圖溫度控制方案示意圖。圖2-10氯乙烯懸浮聚合間歇操作溫度控制方案示意圖第35頁/共71頁 反應壓力的控制反應壓力的控制 聚合反應器中的壓力控制隨著反應體系性質的變化差別很大聚合反應器中的壓力控制隨著反應體系性質的變化差別很大,對應的壓力控制方案也不同。對應的壓力控制方案也不同。正壓控制正壓控制 通過調節(jié)上升氣體的流量來控制通過調節(jié)上升氣體的流量

37、來控制,適合于一般的溶液聚合、懸適合于一般的溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合浮聚合和乳液聚合,如圖如圖2-11(a)所示。所示。負壓控制負壓控制 通過調節(jié)真空泵抽氣量控制反應器內真空度通過調節(jié)真空泵抽氣量控制反應器內真空度,如圖如圖2-11(b)所示所示 通過關閉緩沖罐上放空閥門控制反應器壓力通過關閉緩沖罐上放空閥門控制反應器壓力,如圖如圖2-11(c)所示所示 圖圖2-11(d)為間歇縮聚時反應器壓力控制方案。為間歇縮聚時反應器壓力控制方案。第36頁/共71頁圖2-11 常見聚合反應壓力控制方案示意圖第37頁/共71頁 反應器液位的控制反應器液位的控制 反應器間歇操作時反應器間歇操作時,反應器中

38、的液位是通過每批加料量來決定的反應器中的液位是通過每批加料量來決定的,一種是進料時打開進料泵一種是進料時打開進料泵,物料到達預定的液位時關閉進料泵物料到達預定的液位時關閉進料泵,如圖如圖2-12(a)所示。另一種是通過簡單的溢流裝置控制每批進料量相同所示。另一種是通過簡單的溢流裝置控制每批進料量相同,如圖如圖2-12(b)所示。所示。反應器連續(xù)操作時反應器連續(xù)操作時,反應器中的液位高度是一個重要的控制參數(shù)反應器中的液位高度是一個重要的控制參數(shù),它與物料流量共同決定物料在反應器中的有效反應體積它與物料流量共同決定物料在反應器中的有效反應體積,從而確定物從而確定物料在反應器中的平均停留時間料在反應

39、器中的平均停留時間,一種是出料流量一定一種是出料流量一定,調節(jié)進料管路上調節(jié)進料管路上的閥門的閥門,調節(jié)進料流量來控制反應器中液位高度調節(jié)進料流量來控制反應器中液位高度,如圖如圖2-12(C)所示所示 一種是進料流量一定一種是進料流量一定,調節(jié)出料管路上的閥門調節(jié)出料管路上的閥門,調節(jié)出料流量來控調節(jié)出料流量來控制反應器中液位高度制反應器中液位高度,如圖如圖2-12(d)所示。另一種是通過調節(jié)容積泵的所示。另一種是通過調節(jié)容積泵的流量來控制反應器中的液位高度流量來控制反應器中的液位高度,如圖如圖2-12(e)所示所示第38頁/共71頁圖2-12 常見聚合反應器液位控制方案示意圖第39頁/共71

40、頁圖圖2-13為為 氯乙烯聚氯乙烯聚合釜的管道儀表流程合釜的管道儀表流程圖2-13氯乙烯聚合釜的管道儀表流程第40頁/共71頁報警、切斷和連鎖報警、切斷和連鎖報警報警 控制參數(shù)值超出控制范圍但短時間內不至于引起生產(chǎn)事故控制參數(shù)值超出控制范圍但短時間內不至于引起生產(chǎn)事故,且操且操作工人有時間采取措施解決事故的情況下采用聲或光等方式報警。作工人有時間采取措施解決事故的情況下采用聲或光等方式報警。切斷切斷 對于不立即采取措施可能會產(chǎn)生安全事故的情況要設置自動切對于不立即采取措施可能會產(chǎn)生安全事故的情況要設置自動切斷系統(tǒng)。斷系統(tǒng)。聯(lián)鎖聯(lián)鎖 一般是指兩個或多個設備按固定程序執(zhí)行的控制方式。對于生一般是指

41、兩個或多個設備按固定程序執(zhí)行的控制方式。對于生產(chǎn)裝置的開停車過程、間歇操作過程或發(fā)生意外時可部分采用這種產(chǎn)裝置的開停車過程、間歇操作過程或發(fā)生意外時可部分采用這種控制方式?？刂品绞?。第41頁/共71頁 2.5 2.5 工藝流程圖的繪制工藝流程圖的繪制 化工工藝圖紙大致分為工藝流程圖、設備工藝條件圖、車間化工工藝圖紙大致分為工藝流程圖、設備工藝條件圖、車間及廠房布置圖、管道布置圖等及廠房布置圖、管道布置圖等,它不僅是工藝流程設計最終結果的它不僅是工藝流程設計最終結果的一種表達形式一種表達形式,而且是非工藝專業(yè)設計、設備制造、安裝、調試以而且是非工藝專業(yè)設計、設備制造、安裝、調試以及指導生產(chǎn)的重要

42、依據(jù)及指導生產(chǎn)的重要依據(jù),是設計文件的重要組成部分。是設計文件的重要組成部分。圖紙的基本組成圖紙的基本組成化工工藝圖紙繪制的基本知識化工工藝圖紙繪制的基本知識 一般工程制圖紙大致由圖、一般工程制圖紙大致由圖、圖例、圖例、圖框、圖框、標題欄、明細表、標題欄、明細表、技術說明等組成技術說明等組成,如圖如圖2-14所示。所示。圖2-14 一般圖紙布局第42頁/共71頁圖紙幅面圖紙幅面 圖紙幅面應遵循國家標準圖紙幅面應遵循國家標準技術制圖圖紙幅面及格式技術制圖圖紙幅面及格式(GB/T 14689-93)的規(guī)定的規(guī)定,優(yōu)先選用優(yōu)先選用A0A4幅面幅面,如圖如圖2-15和表和表2-6所示。所示。圖2-15

43、 圖紙幅面表2-6 圖紙幅面尺寸第43頁/共71頁圖形比例圖形比例 圖形比例應遵循國家標準圖形比例應遵循國家標準技術制圖比例技術制圖比例(GB/T 14690-93)的規(guī)定的規(guī)定,在標題欄中注明在標題欄中注明,若局部放大圖若局部放大圖、剖視圖剖視圖、剖面圖等應在剖面圖等應在視圖上方標注比例如圖視圖上方標注比例如圖2-16所示。所示。文字的格式文字的格式 圖紙中的漢字圖紙中的漢字、字母字母、數(shù)字的書寫格式要統(tǒng)一數(shù)字的書寫格式要統(tǒng)一、大小要適當大小要適當圖2-16 圖形比例第44頁/共71頁方案流程圖方案流程圖 在方案流程圖中可用方框圖表示出各工序、各主要設備間的組在方案流程圖中可用方框圖表示出各

44、工序、各主要設備間的組成關系。方案流程圖大致體現(xiàn)所選工藝過程即可成關系。方案流程圖大致體現(xiàn)所選工藝過程即可,是在工藝流程設是在工藝流程設計全面展開之間繪制計全面展開之間繪制,它為工藝方案討論和工藝流程設計服務。它為工藝方案討論和工藝流程設計服務。工藝流程圖是以圖形、工藝流程圖是以圖形、符號、代號、符號、代號、文字說明等表示化工設文字說明等表示化工設備、備、管道、管道、管件及閥門、管件及閥門、自控儀表等內容及相互關系來說明物料自控儀表等內容及相互關系來說明物料在化工生產(chǎn)裝置中的流向、在化工生產(chǎn)裝置中的流向、變化及工藝控制的示意性圖紙。變化及工藝控制的示意性圖紙。按設計階段的順序大致分為方案流程圖

45、、工藝流程草圖、物按設計階段的順序大致分為方案流程圖、工藝流程草圖、物料流程圖、工藝流程圖料流程圖、工藝流程圖(PFD)、管道儀表流程圖、管道儀表流程圖(PID)等。其中等。其中,前前三個圖通常不作為正式的設計文件。三個圖通常不作為正式的設計文件。非正式工藝流程圖非正式工藝流程圖第45頁/共71頁工藝流程草圖工藝流程草圖(工藝流程示意圖工藝流程示意圖)工藝流程草圖定性描述主物料流經(jīng)的設備及流向工藝流程草圖定性描述主物料流經(jīng)的設備及流向,由設備示意圖、由設備示意圖、物料管線和文字注釋組成物料管線和文字注釋組成,可簡捷明了地繪制可簡捷明了地繪制,不必畫出圖框、不必畫出圖框、標題標題欄欄,也可沒有明

46、細表和圖例等也可沒有明細表和圖例等,它是在工藝流程設計不斷展開過程中它是在工藝流程設計不斷展開過程中逐步畫出的逐步畫出的,主要是為展開化工計算服務的。主要是為展開化工計算服務的。設備示意圖設備示意圖 將主物料流程中的主要設備按物料流經(jīng)順序自左至右依次繪制。將主物料流程中的主要設備按物料流經(jīng)順序自左至右依次繪制。此階段只需細實線畫出設備大致的外型輪廓此階段只需細實線畫出設備大致的外型輪廓,不必嚴格按比例繪制不必嚴格按比例繪制,設備之間用物料管線連接。設備之間用物料管線連接。第46頁/共71頁 文字注釋文字注釋 對設備進行注釋對設備進行注釋,在各設備輪廓內或附近注明設備的代號及在各設備輪廓內或附近

47、注明設備的代號及名稱名稱;對流入、流出系統(tǒng)中各股物料標明名稱、來源或去向。對流入、流出系統(tǒng)中各股物料標明名稱、來源或去向。圖圖2-17為為PTA直接酯化縮聚連續(xù)操作工藝流程草圖直接酯化縮聚連續(xù)操作工藝流程草圖;圖圖2-18為為丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作工藝流程草圖丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作工藝流程草圖 物料管線物料管線 用帶箭頭的粗實線畫出全部主物料管線用帶箭頭的粗實線畫出全部主物料管線,用帶箭頭的中粗實線用帶箭頭的中粗實線畫出重要輔助物料管線如水、水蒸氣、壓縮空氣和真空等畫出重要輔助物料管線如水、水蒸氣、壓縮空氣和真空等第47頁/共71頁圖2-17 PTA直接酯化縮聚連續(xù)操作工藝流程草圖第4

48、8頁/共71頁圖2-18 丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作工藝流程草圖第49頁/共71頁物料流程圖物料流程圖 它是以圖形及表格的形式表示整個生產(chǎn)工藝過程中物料的數(shù)量它是以圖形及表格的形式表示整個生產(chǎn)工藝過程中物料的數(shù)量平衡關系、各股物料的狀態(tài)參數(shù)和性能參數(shù)。它是在物料及熱量衡平衡關系、各股物料的狀態(tài)參數(shù)和性能參數(shù)。它是在物料及熱量衡算完成后繪制的算完成后繪制的,它也可以在工藝流程草圖的基礎上繪制它也可以在工藝流程草圖的基礎上繪制,只需再定只需再定義一個與物料平衡表相對應的物料號。物料號放在相應的物料管線義一個與物料平衡表相對應的物料號。物料號放在相應的物料管線的菱形框中或物料管線的上方的菱形框中或物

49、料管線的上方(左側左側),物料的流量及各種參數(shù)在物料物料的流量及各種參數(shù)在物料平衡表中給出。平衡表中給出。通常通常,在工藝流程圖管線上標明物料號在工藝流程圖管線上標明物料號,用工藝流程圖代替物料用工藝流程圖代替物料流程圖編入設計文件。流程圖編入設計文件。圖圖2-19為丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作物料平衡關系示意圖為丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作物料平衡關系示意圖,圖圖2-20為為PTA直接酯化縮聚連續(xù)操作主反應器物料平衡關系示意圖直接酯化縮聚連續(xù)操作主反應器物料平衡關系示意圖第50頁/共71頁圖2-19 丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作物料平衡關系示意圖圖2-20 PTA直接酯化縮聚連續(xù)操作主反應器物料平

50、衡關系示意圖第51頁/共71頁正式工藝流程圖正式工藝流程圖工藝流程圖工藝流程圖 工藝流程圖內容包括整個工藝流程、主要控制方案、工藝流程圖內容包括整個工藝流程、主要控制方案、操作參操作參數(shù)和設備參數(shù)等數(shù)和設備參數(shù)等,它是重要的設計及操作技術資料它是重要的設計及操作技術資料,是要編入設計文是要編入設計文件中的件中的,主要是在擴大初步設計階段完成主要是在擴大初步設計階段完成,是施工圖設計階段的主要是施工圖設計階段的主要依據(jù)依據(jù),圖紙主要內容有物料流程示意圖、圖紙主要內容有物料流程示意圖、圖例、圖例、注釋、注釋、標題欄、標題欄、設備一覽表等。設備一覽表等。物料流程示意圖的主要內容及畫法物料流程示意圖的

51、主要內容及畫法 設備的畫法設備的畫法 按主物料流經(jīng)順序自左向右依次繪制按主物料流經(jīng)順序自左向右依次繪制,備用設備不必畫備用設備不必畫,多條相同多條相同生產(chǎn)線只需畫一條生產(chǎn)線即可生產(chǎn)線只需畫一條生產(chǎn)線即可第52頁/共71頁 用細實線按比例畫用細實線按比例畫出各設備外型輪廓及出各設備外型輪廓及主要內部結構特征、主要內部結構特征、反應器的主要結構特反應器的主要結構特征、換熱器的管程及征、換熱器的管程及殼程的折流擋板等殼程的折流擋板等,泵、泵、壓縮機等設備不按比壓縮機等設備不按比例繪制。常見設備的例繪制。常見設備的畫法如表畫法如表2-7所示。所示。表2-7 常見設備的畫法第53頁/共71頁 PFD應在

52、設備一覽表中標注出設備的外型尺寸。應在設備一覽表中標注出設備的外型尺寸。注明設備名稱及位號注明設備名稱及位號,設備分類代號可參考表設備分類代號可參考表2-8,標注方法可參標注方法可參考圖考圖2-21。表2-8 設備分類代號圖2-21 設備名稱及位號標注方法第54頁/共71頁 物料管線的表示方法物料管線的表示方法 用帶流向的粗實線作為物料管線表示物流及流向。用帶流向的粗實線作為物料管線表示物流及流向。每一物流定義一個與物料平衡表相應的物流號放在菱形框或矩每一物流定義一個與物料平衡表相應的物流號放在菱形框或矩形框中形框中,也可寫在物料管線的上方或左側。對于關鍵的操作點還應也可寫在物料管線的上方或左

53、側。對于關鍵的操作點還應當表示出該物流點的溫度或壓力。當表示出該物流點的溫度或壓力。物料管線間以及物料管線與控制儀表間的交叉需要斷開繪制。物料管線間以及物料管線與控制儀表間的交叉需要斷開繪制。如主物料管線連接、輔助物料管線斷開如主物料管線連接、輔助物料管線斷開;斷開水平線或斷開垂直斷開水平線或斷開垂直線線;物料管線連接、控制儀表連線斷開等如圖物料管線連接、控制儀表連線斷開等如圖2-22所示。所示。圖2-22 物料管線的畫法第55頁/共71頁 工藝流程圖的物料管線上要畫出主要的閥門和管件工藝流程圖的物料管線上要畫出主要的閥門和管件,常見閥門及常見閥門及管件的圖形符號如表管件的圖形符號如表2-9所

54、示。所示。表2-9 常見閥門及管件的圖形符號第56頁/共71頁 當一張圖不能完全表示出整個流程時當一張圖不能完全表示出整個流程時,可在適當部位斷開繪制成多張工藝流程圖可在適當部位斷開繪制成多張工藝流程圖,多張圖紙中的物料管線的進出點用尖方框多張圖紙中的物料管線的進出點用尖方框表示表示,并說明物料來或去的流程圖號及來并說明物料來或去的流程圖號及來或去的設備位號或去的設備位號,如圖如圖2-23所示。所示?？刂品桨副硎痉椒刂品桨副硎痉椒?在流程圖中應表示出主要設備的控制方案。控制方案的主要內在流程圖中應表示出主要設備的控制方案?？刂品桨傅闹饕獌热萦袡z測點、檢測控制參數(shù)、儀表功能、調節(jié)閥門、執(zhí)行機構

55、、儀容有檢測點、檢測控制參數(shù)、儀表功能、調節(jié)閥門、執(zhí)行機構、儀表安裝位置等表安裝位置等,它是通過儀表圖形符號、調節(jié)閥門及執(zhí)行機構圖形符它是通過儀表圖形符號、調節(jié)閥門及執(zhí)行機構圖形符號、儀表連線等表示出來的。號、儀表連線等表示出來的。圖2-23 多張圖紙中的物料管線的進出點表示方法第57頁/共71頁 儀表圖形符號應表示出儀表安裝位置、儀表圖形符號應表示出儀表安裝位置、檢測控制參數(shù)、檢測控制參數(shù)、儀表儀表功能等內容功能等內容,它由儀表安裝位置圖形符號和儀表位號組成它由儀表安裝位置圖形符號和儀表位號組成,表表2-10為常見儀表安裝位置圖形符號為常見儀表安裝位置圖形符號,圖圖2-24為儀表圖形符號的畫

56、法。為儀表圖形符號的畫法。表2-1 常見儀表安裝位置圖形符號第58頁/共71頁 圖圖2-24中中,儀表符號由字母和儀表符號由字母和數(shù)字組成數(shù)字組成,第一字母表示檢測參數(shù)第一字母表示檢測參數(shù),第二及其以后字母表示該參數(shù)所需第二及其以后字母表示該參數(shù)所需的儀表功能的儀表功能,如表如表2-11所示為常用檢所示為常用檢測控制參數(shù)代號及儀表功能代號。測控制參數(shù)代號及儀表功能代號。前兩位為儀表所在工序序號前兩位為儀表所在工序序號,后面后面數(shù)字為儀表序號數(shù)字為儀表序號圖2-24 儀表圖形符號的畫法表2-11 常用檢測控制參數(shù)代號及儀表功能代號第59頁/共71頁 各種調節(jié)閥門通常需配置執(zhí)行機構各種調節(jié)閥門通常

57、需配置執(zhí)行機構,一般畫在物料管線上一般畫在物料管線上,執(zhí)行執(zhí)行機構畫在閥門上。以閘閥為例的執(zhí)行機構圖形符號如表機構畫在閥門上。以閘閥為例的執(zhí)行機構圖形符號如表2-12所示。所示。儀表連線用于表示檢測點、調節(jié)閥門及控制儀表間的相互關系。儀表連線用于表示檢測點、調節(jié)閥門及控制儀表間的相互關系。表2-12 執(zhí)行機構圖形符號第60頁/共71頁圖例及注釋圖例及注釋 工藝圖紙中所涉及大量的設備、物料管線、管件及閥門、自工藝圖紙中所涉及大量的設備、物料管線、管件及閥門、自控儀表等圖形符號等在整個工程設計中必須保持一致控儀表等圖形符號等在整個工程設計中必須保持一致,還必須用還必須用圖例說明各種圖形符號表示的具

58、體內容圖例說明各種圖形符號表示的具體內容,無法用圖形方式表明的無法用圖形方式表明的設計數(shù)據(jù)及要求等可用文字注釋。設計數(shù)據(jù)及要求等可用文字注釋。標題欄及設備一覽表標題欄及設備一覽表 標題欄一般包括設計單位名稱、標題欄一般包括設計單位名稱、工程項目名稱、工程項目名稱、圖紙名稱、圖紙名稱、圖號、圖號、圖紙比例、圖紙比例、日期、日期、設計、設計、繪圖、繪圖、審核等人員簽名等。審核等人員簽名等。設備一覽表通常放在標題欄上面設備一覽表通常放在標題欄上面,主要包括序號、設備位號、主要包括序號、設備位號、設備名稱、規(guī)格或型號、數(shù)量、外型尺寸、重量、設計圖紙?zhí)?、設備名稱、規(guī)格或型號、數(shù)量、外型尺寸、重量、設計圖

59、紙?zhí)?、備注等。標題欄及設備一覽表備注等。標題欄及設備一覽表格式如圖格式如圖2-25和和2-26所示所示第61頁/共71頁圖2-25 標題欄格式圖2-26 設備一覽表格式第62頁/共71頁第63頁/共71頁管道儀表流程圖管道儀表流程圖(帶控制點的工藝流程圖帶控制點的工藝流程圖)繪制管道儀表流程圖繪制管道儀表流程圖 同工藝流程圖一樣同工藝流程圖一樣,圖中的設備、管路、管件及閥門、自控儀表圖中的設備、管路、管件及閥門、自控儀表等的畫法一致等的畫法一致,但它的內容更加具體和細化但它的內容更加具體和細化,是配管和儀表專業(yè)開展是配管和儀表專業(yè)開展工作的基本依據(jù)。工作的基本依據(jù)。設備設備 管道儀表流程圖中需

60、畫出所有設備包括所用備用設備、開停車管道儀表流程圖中需畫出所有設備包括所用備用設備、開停車及處理事故使用的設備等及處理事故使用的設備等,不僅要表示出設備的基本外型不僅要表示出設備的基本外型,還要表示還要表示清楚設備的進出口位置、標高等清楚設備的進出口位置、標高等,同時還要在流程圖標注有該設備的同時還要在流程圖標注有該設備的操作幾設計條件。操作幾設計條件。第64頁/共71頁 管道管道 要有主要管道、次要管道、開車管道、旁路管道等要有主要管道、次要管道、開車管道、旁路管道等,所有管道所有管道都必須進行明確的標注都必須進行明確的標注,表表2-13為常見管道線畫法為常見管道線畫法,圖圖2-27為管道為

61、管道的標注方法。的標注方法。表2-13 常見管道線畫法第65頁/共71頁表表-14為常見通用物料代號，為常見通用物料代號，表表2-15為常用保溫伴熱代號為常用保溫伴熱代號圖2-27 管道的標注方法表2-14 常見通用物料代號第66頁/共71頁編制管線表編制管線表 管線表是管道儀表流程圖中全部管道的索引管線表是管道儀表流程圖中全部管道的索引,包括管線號、公包括管線號、公稱直徑、管路等級、管路走向、管線儀表流程圖的圖號、保溫措稱直徑、管路等級、管路走向、管線儀表流程圖的圖號、保溫措施、操作條件、介質類別、吹掃條件、設計調節(jié)以及試壓條件施、操作條件、介質類別、吹掃條件、設計調節(jié)以及試壓條件表2-15

62、 常用保溫伴熱代號第67頁/共71頁第68頁/共71頁第69頁/共71頁本章練習本章練習1.高分子合成工藝路線的選擇應從哪幾個方面入手高分子合成工藝路線的選擇應從哪幾個方面入手,遵循什么樣的遵循什么樣的原則原則,一般步驟是怎樣的一般步驟是怎樣的?2.確定高分子聚合反應過程中工藝參數(shù)的依據(jù)、原則以及有哪些確定高分子聚合反應過程中工藝參數(shù)的依據(jù)、原則以及有哪些確定方法確定方法?3.整個工業(yè)裝置設計過程中整個工業(yè)裝置設計過程中,不同設計階段有哪些不同的工藝流程不同設計階段有哪些不同的工藝流程圖圖,其組成部分是什么其組成部分是什么,每種工藝流程圖的畫法有什么不同每種工藝流程圖的畫法有什么不同?4.請舉例說明管道儀表流程圖中設備、管路、管件及閥門、自控請舉例說明管道儀表流程圖中設備、管路、管件及閥門、自控儀表的畫法及標注方法儀表的畫法及標注方法,并采用計算機繪制并采用計算機繪制P42圖圖3-19裂解汽油加裂解汽油加料系統(tǒng)的料系統(tǒng)的PID。5.試設計試設計MMA乳液聚合連續(xù)操作時乳液聚合連續(xù)操作時,聚合反應器的控制方案并畫聚合反應器的控制方案并畫出控制方案。出控制方案。第70頁/共71頁感謝您的觀看。感謝您的觀看。第71頁/共71頁