第三章 工藝流程設(shè)計

1、第三章 工藝流程設(shè)計n 3.1概述n 3.2工藝流程技術(shù)設(shè)計n 3.3工藝流程圖化工裝置控制室焦化廠中控室揚子石化股份有限公司芳烴廠中央控制室n 制藥廠空調(diào)機組天津開發(fā)區(qū)海光化學制藥廠制藥廠廢水處理全套設(shè)計圖廣州白云山制藥廠制藥廠反滲透裝置3.1 概述3.1.1工藝流程設(shè)計的作用n 工藝流程設(shè)計是在確定的原料路線和技術(shù)路線的基礎(chǔ)上進行的，它是整個工藝設(shè)計的核心。其可靠性、合理性及先進性決定產(chǎn)品的高質(zhì)量、低成本。n 工程設(shè)計中最重要、最基礎(chǔ)的設(shè)計步驟，車間工藝設(shè)計的其它項目受制于工藝流程。n 其與車間布置設(shè)計一起決定車間或裝置的基本面貌。3.1.2工藝流程設(shè)計的任務(wù)1.確定工藝流程的組成2.確定

2、載能介質(zhì)的技術(shù)規(guī)格和流向n 3.確定操作條件和控制方法n 4.確定安全技術(shù)措施及“三廢”治理方法5.繪制不同深度的工藝流程圖n 初步設(shè)計n 施工圖設(shè)計工藝流程設(shè)計的原則n 保證產(chǎn)品質(zhì)量符合規(guī)定要求n 盡量采用成熟、先進的的技術(shù)設(shè)備n 滿足GMP的要求n 盡可能少的能耗n 盡量減少“三廢”排放量n 具備開車、停車條件，易于控制n 具有柔韌性，（在不同條件下正常操作的能力）n 具有良好的經(jīng)濟效益n 確保安全生產(chǎn)，以保證人身和設(shè)備安全。3.1.3工藝流程設(shè)計的基本程序n 1、工藝路線的選擇n 2、確定工藝流程的組成和順序3、繪制工藝流程框圖n 可用方框、文字和箭頭等形式定性表示出由原料變成產(chǎn)品的路線

3、和順序，繪制出工藝流程框圖。n 4、繪制工藝流程示意圖n 分析各過程的主要工藝設(shè)備，以圖例、箭頭和必要的文字說明定性表示出由原料變成產(chǎn)品的路線和順序。5、繪制物料流程圖 n 進行物料衡算和能量衡算，繪制出物料流程圖。此時，設(shè)計已由定性轉(zhuǎn)入定量。 6、繪制初步設(shè)計階段帶控制點的工藝流程圖 n 進行設(shè)備、管道的工藝計算以及儀表自控設(shè)計。繪制出初步設(shè)計階段帶控制點的工藝流程圖，并列出設(shè)備一覽表。7、繪制施工階段帶控制點的工藝流程圖n 初步設(shè)計階段的工藝流程設(shè)計審批后，按審查意見，對工藝流程圖中所選用的設(shè)備、管道、閥門、儀表等作必要的修改、完善和進一步的說明。在此基礎(chǔ)上，繪制施工階段帶控制點的工藝流程

4、圖。流程設(shè)計的基本程序可用下圖表示：3.1.4工藝流程設(shè)計的成果n 初步設(shè)計階段的主要成果是初步設(shè)計階段帶控制點的工藝流程圖；n 施工圖設(shè)計階段的主要成果是施工階段帶控制點的工藝流程圖。3.2工藝流程設(shè)計技術(shù)n 3.2.1工藝流程設(shè)計中的方案比較n 進行方案比較時首先應(yīng)明確評判標準。許多技術(shù)經(jīng)濟指標，如產(chǎn)物收率、原料單耗、能量單耗、產(chǎn)品成本、設(shè)備投資、操作費用等均可作為方案比較的評判標準。此外，環(huán)保、安全、占地面積等也是方案比較時應(yīng)考慮的重要因素。n 選出好的技術(shù)方案、操作方式、設(shè)備型式。n 例3-1、例3-2、例3-3、例3-4實例3-1n 藥品精制中，粗品常先用溶劑溶解，然后加入活性炭脫色

5、，最后再濾除活性炭等固體雜質(zhì)。假設(shè)溶劑為低沸點易揮發(fā)溶劑，試確定適宜的過濾流程。 n 解：首先選定過濾速度和溶劑收率為方案比較的評判標準。 方案I，常壓過濾方案方案II，真空抽濾方案方案III，真空抽濾冷凝方案方案IV，加壓抽濾方案實例3-2n 用混酸硝化氯苯制備混合硝基氯苯。已知混酸的組成為：HNO3 47%、H2SO4 49%、H2O 4%；氯苯與混酸中HNO3的摩爾比為1：1.1；反應(yīng)開始溫度為4055 ，并逐漸升溫至80 ；硝化時間為2h；硝化廢酸中含硝酸小于1.6%，含混合硝基氯苯為獲得混合硝基氯苯量的1%。試通過方案比較，確定適宜的硝化及后處理工藝流程。 n 解：首先選定混合硝基氯

6、苯的收率以及硫酸、硝酸及氯苯的單耗作為方案比較的評判標準。方案I，硝化分離方案方案II，硝化分離萃取方案方案III，硝化-分離-萃取-濃縮方案 實例3-3n 在加壓連續(xù)釜式反應(yīng)器中，用混酸硝化苯制備硝基苯。已知混酸組成為：HNO3 5%、H2SO4 65%、H2O 30%；苯與混酸中HNO3的摩爾比為1：1.1；反應(yīng)壓力為0.46MPa，反應(yīng)溫度為130；反應(yīng)后的硝化液進入連續(xù)分離器，分離出的酸性硝基苯和廢酸的溫度約為120；酸性硝基苯經(jīng)冷卻、堿洗、水洗等處理工序后送精制工段。試以單位能耗為評判標準，確定適宜的工藝流程。 n 解：以單位能耗為方案比較的評判標準，確定適宜的工藝流程。方案I，圖3

7、-8 間接水冷-常壓濃縮方案 方案存在問題n 酸性硝基苯冷卻過程放熱全由冷卻水帶走；n 廢酸濃縮脫水要消耗大量水蒸氣。n 此方案能量利用不合理。方案II，圖3-9 原料預(yù)熱-閃蒸濃縮方案 方案n 用原料苯替代冷卻水冷卻酸性硝基苯，減少了中和器的冷卻水消耗，降低了硝化釜的蒸汽消耗；n 廢酸濃縮改為閃蒸濃縮工藝，減少了濃縮過程蒸汽消耗。n 該方案能量利用較合理。實例3-4n 甲苯用濃硫酸磺化制備對甲苯磺酸的反應(yīng)方程式為n 已知反應(yīng)在間歇釜(磺化釜)中進行，磺化反應(yīng)速度與甲苯濃度成正比，與硫酸含水量的平方成反比。為保持較高的反應(yīng)速度，可向甲苯中慢慢加入濃硫酸。同時，應(yīng)采取措施將磺化生成的水及時移出磺

8、化釜。試通過方案比較，確定適宜的脫水工藝流程。 n 解：磺化過程中產(chǎn)生的水能否及時移走以及脫水后的甲苯能否及時返回磺化釜可作為方案比較的評判標準。 方案I，圖3-10 間歇脫水方案 方案II，圖3-11 連續(xù)脫水方案3.2.2以單元操作或單元反應(yīng)為中心，完善工藝流程n 例3-5工業(yè)生產(chǎn)中，硝化混酸的配制常在間歇攪拌釜中進行，試以攪拌釜為中心，完善硝化混酸配制過程的工藝流程。n 首先，配制混酸需有一臺帶有夾套的攪拌釜。n 其次，混酸配制采用間歇操作，是間歇過程。為保證硫酸與硝酸的配比，設(shè)置硫酸計量罐和硝酸計量罐。 n 第三，在工業(yè)生產(chǎn)中，要配制一定濃度的混酸，通常并不加水調(diào)節(jié)，而是用硝

9、化后回收的廢酸來調(diào)節(jié)。因此，設(shè)置廢酸計量罐。 n 第四,要設(shè)置硫酸貯罐、硝酸貯罐和廢酸貯罐。n 工業(yè)混酸配制過程的工藝流程如圖3-12。圖3-12 混酸配制過程的工藝流程示意圖例36n 在合成抗菌藥諾氟沙星的生產(chǎn)中，以對氯硝基苯為原料制備對氟硝基苯的反應(yīng)方程式為 n 反應(yīng)擬在間歇釜式反應(yīng)器中進行，試以反應(yīng)器為中心，完善反應(yīng)過程的工藝流程。圖3-13 氟化反應(yīng)過程的工藝流程示意圖3.2.3工藝流程設(shè)計中應(yīng)考慮的技術(shù)問題n 1、生產(chǎn)方式的選擇 n 產(chǎn)品的生產(chǎn)方式 連續(xù)生產(chǎn)、間歇生產(chǎn)、聯(lián)合生產(chǎn)方式。n 制藥工業(yè)多采用間歇生產(chǎn)2、提高設(shè)備利用率n 合理的工藝流程設(shè)計，對間歇操作，應(yīng)保持各設(shè)備之間的能力

10、平衡，提高設(shè)備利用率。n 前后工序操作周期相差大時，常用中間貯槽進行緩沖。貯槽結(jié)構(gòu)簡單，制造易。設(shè)中間貯槽增加費用<<提高設(shè)備利用率而獲效益。n 為保持主要設(shè)備之間的能力平衡，提高設(shè)備利用率，設(shè)備臺數(shù)、批生產(chǎn)能力和操作周期之間應(yīng)滿足下列關(guān)系：提高設(shè)備利用率，先按生產(chǎn)能力最小的工序確定日生產(chǎn)能力例3-7n 某產(chǎn)品的生產(chǎn)過程由磺化、冷卻中和、濃縮三道工序組成，磺化液和中和液均為液態(tài)，磺化釜的操作周期為12h，冷卻中和釜的操作周期為4h，濃縮釜的操作周期為8h。試確定適宜的設(shè)備配置方案。 n 解：該產(chǎn)品的生產(chǎn)過程有多種不同的設(shè)備配置方案，部分方案列于本例附表中。例37附表n 方案 磺化釜

11、與中和釜間及中和釜與濃縮釜間需設(shè)中間貯槽n 方案 磺化釜與中和釜間及中和釜與濃縮釜間需設(shè)中間貯槽n 方案 磺化釜與中和釜間需設(shè)中間貯槽方案方案方案方案方案3、物料的回收與套用n 物料的回收與套用，可降低原輔材料消耗，提高產(chǎn)品收率，降低產(chǎn)品成本。 n 流程設(shè)計中，實現(xiàn)含有未反應(yīng)原料、副產(chǎn)物和產(chǎn)物的反應(yīng)母液的循環(huán)套用，能降低原輔材料消耗，提高產(chǎn)品收率，減少環(huán)境污染。n 生產(chǎn)中經(jīng)常使用各種有機溶劑，考慮這些溶劑的回收與套用，構(gòu)成溶劑的閉路循環(huán)，既降低溶劑單耗，又減少環(huán)境污染4、能量的回收利用n 充分考慮能量的回收與利用，提高能量利用率，降低能耗，是降低產(chǎn)品成本的有效措施。n 采用工藝物料間換熱以減少

12、加熱劑和冷卻劑的消耗。n 用閃蒸濃縮代替常壓濃縮回收物料的余熱，降低能耗。n 合理布置設(shè)備位置，減少輸送流體的動能消耗。n 熱集成可提高熱利用率。下面例子：n 不存在熱集成的系統(tǒng)存在熱集成的系統(tǒng)a存在熱集成的系統(tǒng)b5、安全技術(shù)措施n 物料多是易燃、易爆和有毒的物質(zhì)，因此安全問題十分突出。n 所設(shè)計的設(shè)備或裝置在正常運轉(zhuǎn)以及開車、停車、檢修、停水、停電等非正常運轉(zhuǎn)情況下可能產(chǎn)生的各種安全問題，應(yīng)進行認真而細致的分析，制訂出切實可靠的安全技術(shù)措施。n 設(shè)置：報警裝置 事故貯槽 安全水封、安全閥或爆破片 溢流管、 阻火器 、設(shè)置排空閥 、接地裝置 、防雷裝置。6、儀表和控制方案的選擇n 對需要控制的

13、工藝參數(shù)如溫度、壓力、濃度、流量、流速、pH值、液位等，都要確定適宜的檢測位置、檢測和顯示儀表以及控制方案。n 儀表和自控水平的高低在很大程度上反映了一個制藥企業(yè)的技術(shù)水平。3.3 工藝流程圖n 工藝流程圖是以圖解形式表示的工藝流程。n 兩階段設(shè)計n 初步設(shè)計階段需繪制工藝流程框圖、工藝流程示意圖、物料流程圖和帶控制點的工藝流程圖。n 在施工圖設(shè)計階段需繪制施工階段帶控制點的工藝流程圖。3.3.1工藝流程框圖n 最簡單的工藝流程圖，其作用是定性表示出由原料變成產(chǎn)品的工藝路線和順序，包括全部單元操作和單元反應(yīng)。 n 以方框表示單元操作，以圓框表示單元反應(yīng)，以箭頭表示物料和載能介質(zhì)的流向，以文字表

14、示物料及單元操作和單元反應(yīng)的名稱。圖3-14 阿司匹林的生產(chǎn)工藝流程框圖 3.3.2工藝流程示意圖n 以圖例、箭頭和必要的文字說明定性表示出由原料變成產(chǎn)品的路線和順序，繪制出工藝流程示意圖。 n 單元操作和單元反應(yīng)的主要工藝設(shè)備以圖例表示。 n 以箭頭表示物料和載能介質(zhì)的流向，n 以文字表示物料、載能介質(zhì)和工藝設(shè)備的名稱。圖3-15 阿司匹林的生產(chǎn)工藝流程示意圖3.3.3物料流程圖n 物料衡算完畢，繪制出物料流程圖，是初步設(shè)計的成果，編入初步設(shè)計說明書。設(shè)計已由定性轉(zhuǎn)入定量。n 物料流程圖繪制方法n （1）將物能衡算結(jié)果直接加在工藝流程示意圖中。n （2）用框圖表示，有三縱行:n 左邊的表示原

15、料、中間體和產(chǎn)品；n 中間的表示單元反應(yīng)和單元操作；n 右邊的表示副產(chǎn)品和“三廢”排放物。（為突出單元過程常把中間縱行的圖框繪成雙線）圖3-16 氯苯硝化的物料流程圖圖3-17 用框圖繪制的氯苯硝化的物料流程圖（CB氯苯；NCB硝基氯苯；基準：kg×h-1 ）3.3.4帶控制點的工藝流程圖n 用圖示方法把工藝流程所需的全部設(shè)備、管道、閥門、管件和儀表及控制方法等。 表示出來。n 工藝設(shè)計中必須完成的的圖樣，是施工、安裝和生產(chǎn)過程中設(shè)備操作、運行和檢修的依據(jù)。（一）基本要求n 1、表示出全部工藝設(shè)備，包括設(shè)備圖例、位號和名稱。n 2、表示出生產(chǎn)過程中的全部工藝物料和載能介質(zhì)的名稱、技術(shù)

16、規(guī)格及流向。n 3、表示出全部物料管道和各種輔助管道的代號、材質(zhì)、管徑及保溫情況。n 4、表示出全部工藝閥門、阻火器、視鏡、管道過濾器、疏水器等附件。n 5、表示出全部儀表和控制方案，包括儀表的控制參數(shù)、功能、位號以及檢測點和控制回路等。（二）圖面要求n 1、圖紙尺寸 n 1號或2號圖紙 0號或1號圖紙n 2、比例 n 設(shè)備按相對比例繪制n 3、圖線和字體（附錄3 P294）n 主物料、設(shè)備位號線用粗實線(0.91.2mm）n 輔助物料用中粗線（0.50.7mm）設(shè)備輪廓n 其它用細實線（0.150.3mm）（三）繪制方法n 1、設(shè)備n 常用設(shè)備的代號和圖例見附錄4（P295）。n 設(shè)備上的管

17、道接頭、支腳、支架、基礎(chǔ)、平臺等不需表示。 n 流程圖中，當有多臺相同的設(shè)備并聯(lián)時，可只畫一臺設(shè)備，其余設(shè)備可分別用細實線方框表示，在方框內(nèi)注明設(shè)備位號，并畫出通往該設(shè)備的支管。n 在初步設(shè)計階段，當有多臺相同的設(shè)備串聯(lián)或輪換使用時,一般只畫1臺設(shè)備；而在施工階段則應(yīng)根據(jù)需要畫出2臺或2臺以上的設(shè)備。設(shè)備位置n 流程圖中，機器、設(shè)備的位置一般按流程順序自左至右排列，其相對位置一般考慮便于管道的連接和標注n 對有流體自上而下并與其他設(shè)備的位置有密切關(guān)系時，設(shè)備間的相對高度應(yīng)與設(shè)備布置情況相似。n 設(shè)備布置在樓板孔、操作臺上以及地坑里均需作相應(yīng)表示，地下或半地下設(shè)備在圖上要表示出一段相關(guān)的地面。設(shè)

18、備位號應(yīng)與設(shè)備名稱的表示設(shè)備的標注n （a）一種是在設(shè)備圖形內(nèi)部或近旁，僅標注設(shè)備位號n （b）標注于流程圖的上方或下方，位置力求整齊、明顯，并盡可能正對設(shè)備，設(shè)備位號線（粗實線）上面標注設(shè)備位號，下面注明設(shè)備名稱。2、管道管件和閥門n （1）常見管道、管件和閥門的圖例見附錄五（P334）。圖例中沒有的管件或閥門可根據(jù)其特點增補圖例。流程圖中采用的管道、管件和閥門圖例應(yīng)在流程圖或首頁圖中加以說明。n （2）初步設(shè)計階段的工藝流程圖中，應(yīng)繪出主要管道、閥門、管件和控制點；施工圖設(shè)計階段的工藝流程圖中，則應(yīng)繪出全部管道、閥門、管件和控制點。 n （3）物料管線用粗線表示，其它管線用中粗線，控制回路

19、用細線表示。 n （4）在同一流程圖中,當兩設(shè)備相距較遠時,其物料管線仍需連通，不能用文字表示。兩根無聯(lián)系的管線相互交叉時,將一根畫成連續(xù)實線,另一根在交叉處斷開（通常采用副斷主不斷，豎斷橫不斷的原則）。線條拐彎處可畫成直角。n （5）流程圖中的管道需與另一流程圖中的管道相連時，可在管道斷開處用箭頭注明至某設(shè)備或管道的圖號，即n 此外，對于排水或排污管道，應(yīng)用文字說明排入何處。 n （6）在帶控制點的工藝流程圖中，應(yīng)對每一根管道進行標注。管道的標注方法可按HG20519的標準執(zhí)行，也可根據(jù)本單位的標準執(zhí)行。一般情況下，管道應(yīng)注明介質(zhì)代號、管道編號、管道尺寸和管道等級，若為隔熱或隔聲管道還應(yīng)增加

20、隔熱或隔聲代號。管道的標注方法如 圖3-19所示。圖3-19 管道的標注方法常見介質(zhì)的代號見表3-2。n 若介質(zhì)代號在表中沒有規(guī)定，則可補充，但不應(yīng)與表中的代號相同。n 管道編號可用設(shè)備位號加管道順序號表示,其中管道順序號可用(0199)表示。如R120303即可表示位號為R1203的反應(yīng)器上編號為3的管道。 n 管道尺寸以mm為單位,只注數(shù)字,不注單位。管道尺寸一般只標注管徑,可用公稱直徑表示,也可用外徑和壁厚表示,管道等級n 管道等級由管材代號、單元順序號和公稱壓力等級代號組成，如圖所示。n 管道的單元順序號用阿拉伯數(shù)字表示，由1開始。管材代號和管道的公稱壓力等級代號均用大寫英文字母表示。

21、HG 20519.38-92管道等級代號 用于美國國家標準（ ANSI） 有的書這樣規(guī)定：n 管道壓力等級代號n 管道的隔熱或隔聲代號用大寫英文字母表示,如表所示3、自控和儀表n （1）在帶控制點的工藝流程圖中應(yīng)繪出全部與工藝過程有關(guān)的檢測儀表、檢測點和控制回路n （2）控制回路中的每一個儀表或元件都要標注儀表位號。儀表位號的表示方法如下圖被測變量和功能代號（3）在帶控制點的工藝流程圖中，檢測儀表、顯示儀表的圖例均用圓圈(直徑10mm)來表示，并用圓圈中間的橫線來區(qū)分不同的安裝位置.(4)在帶控制點的工藝流程圖中，儀表的位號可直接填寫在儀表圖例中n 管道中的壓力變化通過變送器(圖中以符號“&#

22、196;”表示)將信號送至壓力計,并通過它控制調(diào)節(jié)閥的開啟，以調(diào)節(jié)管道內(nèi)的流體壓力,使其保持在正常的操作壓力范圍之內(nèi)。（四）單元設(shè)備的自控流程n 1、流體輸送設(shè)備n （1）離心泵n 1）流程設(shè)計n 泵的入口和出口出要設(shè)置切斷閥；出口出要設(shè)止回閥；出口處安裝壓力表。n 泵與泵入口處切斷閥間、泵與泵出口處切斷閥間、的管線均要設(shè)置放凈閥。n 泵出口管道的管徑與泵的管口一致或放大一檔，以減小阻力。2）離心泵的自控n (a)直接節(jié)流法n 出口管路上設(shè)調(diào)節(jié)閥，改變出口閥的開度來調(diào)節(jié)流量。此法簡便易行,流量連續(xù)變化,應(yīng)用廣泛。n 但當閥門開度減小時,要多消耗一部分能量,不太經(jīng)濟。n 不適用于介質(zhì)流量<

23、泵額定流量30的情況。(b)旁路調(diào)節(jié)法n 在泵的進出口管道上設(shè)調(diào)節(jié)閥，利用通閥的開度來調(diào)節(jié)流量的。該法可用于液體流量偏低的場合,缺點是要消耗一部分高壓液體能量,使泵的總效率下降。n （c)改變泵的轉(zhuǎn)速 （2）容積式泵n 往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵、旋渦泵等都是常見的容積式泵。n 不能用出口管路上直接節(jié)流法。n 常用旁路調(diào)節(jié)或改變泵的轉(zhuǎn)速的方法調(diào)節(jié)出口流量。（3）真空泵n 機械泵和噴射泵兩大類,水環(huán)泵和活塞泵均為常見的機械泵,水噴射泵和蒸汽噴射泵均為常見的噴射泵。其自控流程如圖改變吸入支管閥門開度控制真空度（4）壓縮機n 壓縮機的控制方案n 改變進口閥門的開度n 改變回路閥門的開度n 改變壓縮機的轉(zhuǎn)

24、速 n 離心式壓縮機當負荷小至一定程度時，工作點將進入不穩(wěn)定區(qū)，并產(chǎn)生“喘振”現(xiàn)象，系統(tǒng)和設(shè)備會發(fā)生強烈震動，產(chǎn)生噪聲，甚至使壓縮機遭到損壞。n 要求n 單級葉輪壓縮機，其工作流量額定流量的50%；n 多級葉輪的高壓壓縮機，其工作流量額定流量的7580%。n 為避免在進口處產(chǎn)生嚴重負壓或使離心壓縮機的負荷低于規(guī)定值，可采用分程控制流程。分程控制流程n 在壓縮機的進出口管路間設(shè)置一條回路，進口閥門只能關(guān)小至一定開度,若需要繼續(xù)減少流量,可打開回路閥門,以避免在壓縮機進口處產(chǎn)生嚴重的負壓或使負荷低于規(guī)定值改變回路閥門開度調(diào)節(jié)流量n 壓縮機的流量調(diào)節(jié)也可采用圖3-25中的控制方案, 改變回路閥門的開

25、度來調(diào)節(jié)流量。n 改變壓縮機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，該方案的效率最高,節(jié)能效果最好,缺點是調(diào)速機構(gòu)比較復(fù)雜2、換熱器n （1）調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)流量n 有無相變均可用，但被調(diào)節(jié)流體的流量必須是工藝允許的。n 當熱流體溫降<冷流體溫升，冷流體流量變化將使熱流體出口溫度明顯變化，故調(diào)節(jié)冷流體流量較好。反之，調(diào)節(jié)熱流體流量（調(diào)節(jié)時希望流量變化盡量?。?。（2）調(diào)節(jié)蒸汽壓力n 若用蒸汽來加熱工藝流體,則可用調(diào)節(jié)蒸汽壓力的方法來改變其冷凝溫度, 其自控流程如圖所示：（3）調(diào)節(jié)換熱面積n 當有相變時，通過調(diào)節(jié)換熱器中的冷凝水量，使蒸汽冷凝面積發(fā)生改變，其自控流程如圖所示。3、塔設(shè)備n 制藥所用的塔設(shè)備種類多，塔設(shè)

26、備的被控變量很多，控制方案繁多。n 以精餾塔為例，介紹其自控流程。n (1) 壓力控制n 1）常壓精餾塔n 無需設(shè)置壓力控制系統(tǒng)，可在冷凝器或回流罐上設(shè)置一根與大氣相通的壓力平衡管，以保持塔內(nèi)壓力接近于大氣壓力。2）減壓精餾塔n 真空度控制常用改變不凝性氣體抽吸量的方案，其自控流程如右圖。圖3-38 旁路吸入空氣或 惰性氣體控制塔壓 n 也可在真空泵吸入管路上設(shè)置一吸入支管，改變吸入支管的閥門開度可調(diào)節(jié)吸入的空氣或惰性氣體量，達到控制全塔真空度的目的。 3）加壓精餾塔n 根據(jù)塔頂汽相中所含不凝性氣體量的多少,可采取不同的控制方案。n 調(diào)節(jié)冷卻劑流量塔頂汽相中不含或僅含微量不凝性氣體時,調(diào)節(jié)冷卻

27、劑流量來控制操作壓力。該方案投資較少,并可減少冷卻劑的用量。  可采用分程控制方案n 當塔頂汽相中含有少量(低于塔頂汽相總量的2%)的不凝性氣體時,可采用分程控制方案。改變氣相排放量控制塔壓n 當塔頂含有較多的不凝性氣體時,可通過改變不凝性氣體排放量來控制全塔操作壓力。 （2）溫度控制n 改變塔回流量控制塔頂溫度。n 再沸器的溫度可通過調(diào)節(jié)加熱劑的流量來控制。n 塔頂溫度和再沸器溫度的自控流程如圖所示。（3）流量控制 精餾塔的進料量、回流量的自控流程如圖所示。（4）液位控制n 精餾操作塔釜、回流罐的液位自控流程如圖所示。4、反應(yīng)器n （1）溫度控制n 通過改變冷卻劑流量方案較簡單，儀

28、表較少。缺點是當釜內(nèi)物料較多時，溫度滯后比較嚴重；當物料溫度不均時還會造成局部過冷或過熱。常用于對溫度控制要求不高的場合。 反應(yīng)溫度與冷卻劑流量串接（級）控制方案n 該方案以冷卻劑流量為副參數(shù)，可及時有效地反映冷卻劑流量和壓力變化的干擾，但不能反映冷卻劑溫度變化的干擾。反應(yīng)溫度與夾套溫度串接（級）控制方案n 以夾套溫度為副參數(shù),不僅可反映冷卻劑方面的干擾,而且對反應(yīng)器內(nèi)的干擾也有一定的反映。 （2）進料流量控制 兩種原料配比的控制方案（五）帶控制點的工藝流程圖n 2,4-二氯甲苯生產(chǎn)過程n 工業(yè)生產(chǎn)方法是以三氯化銻為催化劑，以對氯甲苯和氯氣為原料，經(jīng)反應(yīng)、分離等工序而制得。氯化液中含有目標產(chǎn)物

29、2,4-二氯甲苯(5262%)，含有未反應(yīng)的對氯甲苯以及一定量的3,4-二氯甲苯(610%)和少量的多氯甲苯(1%左右)等副產(chǎn)物。氯化液經(jīng)水洗分層后，油層經(jīng)精餾分離即可獲得2,4-二氯甲苯。n 生產(chǎn)過程分為反應(yīng)和分離兩個工段生產(chǎn)工藝流程框圖帶控制點的工藝流程圖n 分離工段的顯示儀表主要有各泵出口的壓力顯示、蒸餾罐及精餾塔頂?shù)臏囟群蛪毫︼@示與記錄(包括現(xiàn)場指示儀表及控制室計算機集中顯示)、全凝器熱介質(zhì)的出口溫度、接收罐和緩沖罐的壓力顯示與記錄等?？刂苹芈酚校貉h(huán)泵的流量控制、全凝器熱介質(zhì)的出口溫度控制、回流比的控制、緩沖罐的真空度控制等。思考題n 1、精餾塔為何種操作方式，為什么？n 2、塔頂冷

30、凝器結(jié)構(gòu)形式。n 3、為何采用控制回流量控制精餾塔塔頂產(chǎn)品組成，而非通過控制塔頂溫度控制之？可否設(shè)計一自控系統(tǒng)通過控制溫度來控制塔頂產(chǎn)品純度。n 4、精餾塔為何采用填料塔而不采用板式塔？此塔和一般精餾塔相比有何不同？n 5、此流程管道編號是怎樣編的？n 6、此裝置采用機械泵抽真空，為何不采用蒸汽噴射泵抽真空？阻火器n 允許氣體通過但不允許火焰或爆炸波通過的火焰阻斷器。n 阻火結(jié)構(gòu)能使火焰發(fā)生淬熄的理論有兩種，一種是器壁效應(yīng)理論(連鎖反應(yīng)理論)，一種是熱理論。 n (1)礫石阻火器 n (2)管道防爆波紋阻火器 n (3)管道散熱放空阻火器 爆破片n 爆破片是壓力容器、管道的重要安全裝置。它能在

31、規(guī)定的溫度和壓力下爆破， 泄放壓力，保障人民生命和國家財產(chǎn)的安全。     爆破片安全裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏、準確、無泄漏、泄放能力強等優(yōu)點。 能夠在粘稠、高溫、低溫、腐蝕的環(huán)境下可靠地工作，還是超高壓容器的理想安全裝置。    廣泛用于石油、化工、化肥、醫(yī)藥、冶金、空調(diào)等大型裝置的設(shè)備上。n 當因物料易堵塞、腐蝕等原因而不能安裝安全閥時可用爆破片替代安全閥。 反拱型爆破片爆破片的凸面受壓，爆破壓力由材質(zhì)厚度和拱徑?jīng)Q定。系統(tǒng)一旦過壓，爆破片會反向拱起，并沿預(yù)先設(shè)定的刻痕完全打開。n 正拱型爆破片 n 爆破片的凹面受壓，爆破片承受拉伸張力。爆破片的爆破壓力

32、由材質(zhì)的拉伸張力決定。 安全閥n 安全閥用在鍋爐、 壓力容器等受壓設(shè)備上作為超壓保護裝置.當被保護設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力異常升高達到規(guī)定值時,閥門自動開啟,繼而全量排放,以防止壓力繼續(xù)升高,當壓力降低到另一規(guī)定值時,自動關(guān)閉. 安全閥示意圖安全水封n 水封式安全裝置 依靠水封裝置水封管中的水柱高度產(chǎn)生的壓力與裝置工作壓力相平衡的安全裝置。這種安全裝置只能用于額定蒸汽壓力小于或等于0.1MPa且水封管的內(nèi)徑不得小于25mm的場合。 溢流管n 當泵由底層向高層設(shè)備輸送物料時，為避免物料過滿造成危險或物料損失，可采用溢流管使多余物料流回儲槽。要求溢流管直徑應(yīng)大于輸液管，并在溢流管管道上設(shè)置視鏡以便

33、于底層操作者判斷物料是否已滿。作業(yè)n 1、解釋名詞：風向頻率、可行性研究報告、設(shè)計任務(wù)書 、兩階段設(shè)計 、等高線、主導(dǎo)風向、風玫瑰圖、地理測量坐標系、建筑施工坐標系n 2、流程設(shè)置。 已知以硫酸、硝酸和硝化廢酸(含硫酸)配制硝化混酸的過程可在間歇攪拌釜中進行，試設(shè)計混酸配制過程的工藝流程圖。n 要求：n （1）設(shè)計范圍從原料貯罐開始到混合釜出料；n （2）注明主要閥門以及有關(guān)物料的名稱和流向，包括加熱或冷卻介質(zhì)；n （3）部分圖例如附圖所示。 n 附圖 設(shè)備圖例參考答案工藝流程圖中常見設(shè)備的代號作業(yè)1.簡述帶控制點的工藝流程圖和工藝流程框圖的區(qū)別有哪些。2.對于列管式換熱器，若冷、熱工藝流體均無相變，且熱流體的溫降(T1-T2)大于