化工工藝設(shè)計(jì)講座培訓(xùn)

《化工工藝設(shè)計(jì)》講座主講：徐謀源1.概述化工工藝專業(yè)是化工設(shè)計(jì)的主要專業(yè)之一。無論是開發(fā)新的化工生產(chǎn)過程，還是設(shè)計(jì)新的化工裝置，化工工藝設(shè)計(jì)是直接關(guān)系到化工裝置能否順利開車、能否到到預(yù)計(jì)的生產(chǎn)能力和合格的產(chǎn)品，最終關(guān)系到工廠能否獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，作為化工工藝設(shè)計(jì)的人員必須具備下列基本條件：1.1掌握化工基本理論1.2掌握化工工藝設(shè)計(jì)方法和技能（1）了解工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)、設(shè)計(jì)范圍、工藝設(shè)計(jì)人員的職責(zé)。（2）掌握化工基本理論的應(yīng)用（3）熟悉設(shè)計(jì)基本程序和相關(guān)專業(yè)的基本知識（4）清楚工藝設(shè)計(jì)成品文件的內(nèi)容和深度以及工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量保證程序。1.3掌握生產(chǎn)、開停車的基本知識、分析生產(chǎn)事故的能力以及相應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。1.4熟悉有關(guān)勞動安全衛(wèi)生、消防和環(huán)保等方面的法規(guī)。與工藝設(shè)計(jì)相關(guān)的上述諸方面的法規(guī)有：建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GBJ6-87(2001年版)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50160-92(1999年版）爆炸和危險(xiǎn)性環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB50058-92化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)定HG20571-95石油化工企業(yè)職業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)范SH3047-93化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定HG20667-1986石油化工企業(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范SH3024-951.5具有一定的工作經(jīng)驗(yàn)2、工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2.1在工程設(shè)計(jì)合同書中明確規(guī)定的以及業(yè)主應(yīng)提供的有關(guān)數(shù)據(jù)。（1）裝置的設(shè)計(jì)能力、操作彈性及年操作日;（2）產(chǎn)品方案及產(chǎn)品、副產(chǎn)品的規(guī)格；（3）建廠地區(qū)的氣象、水文、地質(zhì)等條件；（4）所能提供的公用工程，包括水、電、汽、氣等規(guī)格、數(shù)量及進(jìn)界區(qū)條件；（5）原材料、催化劑、化學(xué)品等規(guī)格、消耗指標(biāo)及進(jìn)界區(qū)條件；2.2由專利商提供的：除上述與專利商有關(guān)的數(shù)據(jù)外，還需專利商提供該專利范圍內(nèi)的工藝操作條件、轉(zhuǎn)化率、收率、控制方案、相關(guān)設(shè)備條件等。2.3工藝所需的物性參數(shù)。3.1概述：工藝專業(yè)是自項(xiàng)目前期的可行性研究階段即作為主要專業(yè)參加編制，一直貫穿到工程設(shè)計(jì)階段。在工程設(shè)計(jì)階段可分為以下幾個(gè)階段：（1）按國內(nèi)審批要求分為：●初步設(shè)計(jì)（批準(zhǔn)后建設(shè)單位即可開工）●施工圖設(shè)計(jì)3、工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和深度（2）按國際常規(guī)做法分為：●工藝設(shè)計(jì)（以化工工藝專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）●基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（以化工工藝系統(tǒng)專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）●詳細(xì)設(shè)計(jì)（以管道設(shè)計(jì)專業(yè)為主導(dǎo)專業(yè)）●在建設(shè)單位完成了項(xiàng)目前期工作之后，設(shè)計(jì)單位即可開展項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)工作?！裨诠こ淘O(shè)計(jì)階段的工藝設(shè)計(jì)，它的主要依據(jù)是經(jīng)批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告及其批文、總體設(shè)計(jì)及其批文、工程設(shè)計(jì)合同書以及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料。3.2工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和深度●3.2.1工藝設(shè)計(jì)的文件包括三大內(nèi)容：（1）文字說明（工藝說明）（2）圖紙（3）表格3.2.1.1文文字說說明（（工藝藝說明明）●工藝設(shè)設(shè)計(jì)的的范圍圍●設(shè)計(jì)基基礎(chǔ)：：生產(chǎn)產(chǎn)規(guī)模模、產(chǎn)產(chǎn)品方方案、、原料料、催催化劑劑、化化學(xué)品品、公公用工工程燃燃料規(guī)規(guī)格、、產(chǎn)品品及副副產(chǎn)品品規(guī)格格●工藝流流程說說明：：生產(chǎn)產(chǎn)方法法、化化學(xué)原原理、、工藝藝流程程敘述述。生生產(chǎn)過過程的的主要要危險(xiǎn)險(xiǎn)、危危害因因素分分折●原料、、催化化劑、、化學(xué)學(xué)品及及燃料料消耗耗定額額及消消耗量量●公用工工程（（包括括水、、電、、汽、、脫鹽鹽水、、冷凍凍、工工藝空空氣、、儀表表空氣氣、氮氮?dú)猓┮?guī)格格、消消耗定定額及及消耗耗量~●三廢排排放：：包括括排放放地點(diǎn)點(diǎn)、排排放量量、排排放組組成及及建議議處理理方法法●裝置定定員●安全備備忘錄錄(另另行成成冊)詳詳見P539~P540●技術(shù)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)備備忘錄錄（通通常為為對內(nèi)內(nèi)使用用，另另行成成冊））其主主要說說明新新工藝藝、新新技術(shù)術(shù)、新新設(shè)備備、新新材料料等方方面可可能出出現(xiàn)的的風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)以及及實(shí)現(xiàn)現(xiàn)裝置置性能能指標(biāo)標(biāo)可能能出現(xiàn)現(xiàn)的技技術(shù)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。。并提提出防防范及及化解解風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)建議議和措措施。?！癫僮髦改夏希ㄍǔ３閷?nèi)內(nèi)使用，，另行成成冊）它是編制制工藝生生產(chǎn)操作作手冊的的指導(dǎo)性性文件。。也是工工芑系統(tǒng)、、管道專專業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)的重要要依據(jù)，，其主要要內(nèi)容詳詳見7.P541~5427.3.2.18（1）~（（8）節(jié)節(jié)●3.2.1.2圖紙紙●（1））PFD:是PID的設(shè)設(shè)計(jì)依據(jù)據(jù)，供基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)使用（（通常分分版次逐逐版深化化）●包括全部部工藝設(shè)設(shè)備、主主要物料料管道(表示出出流向、、物料號號）、主主要控制制回路、、聯(lián)鎖方方案、加加熱和冷冷卻介質(zhì)質(zhì)以及工工藝空氣氣進(jìn)出位位置?！瘢?））建議設(shè)備備布置圖圖：是總總圖布置置、裝置置布置的的依據(jù)，，供基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)使使用（通通常為平平面布置置圖）●根據(jù)工藝藝流程的的特點(diǎn)和和要求進(jìn)進(jìn)行布置置?！瘢ǎ?））PCD:通通常常是是設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)院院內(nèi)內(nèi)部部設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)構(gòu)構(gòu)成成文文件件最最終終體體在在終終版版PFD中中（（通通常常由由自自控控專專業(yè)業(yè)完完成成））●3.2.1.3表表格格●（（1））物物料料平平衡衡表表：：包包括括物物流流組組成成、、溫溫度度、、壓壓力力、、狀狀態(tài)態(tài)、、流流量量、、密密度度、、焓焓值值、、粘粘度度等等理理化化常常數(shù)數(shù)（（熱熱負(fù)負(fù)荷荷表表示示在在此此表表中中或或PFD圖圖上上））●（（2））工工藝藝設(shè)設(shè)備備數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)表表：：根根據(jù)據(jù)設(shè)設(shè)備備形形式式不不同同，，作作用用不不同同以以及及介介質(zhì)質(zhì)不不同同可可分分為為容容器器、、塔塔器器、、換換熱熱器器、、工工業(yè)業(yè)爐爐、、機(jī)機(jī)泵泵、、攪攪拌拌器器等等。。工工藝藝設(shè)設(shè)備備數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)表表需需表表示示出出設(shè)設(shè)備備位位號號、、介介質(zhì)質(zhì)名名稱稱、、操操作作壓壓力力、、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)壓壓力力、、操操作作溫溫度度、、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)溫溫度度、、材材質(zhì)質(zhì)、、傳傳動動機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)、、外外形形尺尺寸寸、、特特征征尺尺寸寸及及特特殊殊要要求求。。（（各各設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)院院均均有有各各種種規(guī)規(guī)定定的的表表格格)●（3）工工藝設(shè)設(shè)備表表●（4）取取樣點(diǎn)點(diǎn)匯總總表●（5）裝裝置界界區(qū)條條件表表：通通常由由工藝藝系統(tǒng)統(tǒng)專業(yè)業(yè)來完完善并并最終終發(fā)表表（包包括原原材料料、公公用工工程、、產(chǎn)品品、副副產(chǎn)品品、進(jìn)進(jìn)出界界區(qū)條條件等等）●3.2.2補(bǔ)補(bǔ)充說說明：：化工工工藝藝專業(yè)業(yè)尚需需參加加前期期工作作，主主要前前期工工作有有：●項(xiàng)目目建議議書：：可行行性研研究報(bào)報(bào)告編編制工工作。?！耥?xiàng)目目報(bào)價(jià)價(jià)書：：投標(biāo)標(biāo)書、、技術(shù)術(shù)文件件編制制工作作●引進(jìn)進(jìn)項(xiàng)目目：包包括詢詢價(jià)書書、投投標(biāo)書書的評評標(biāo)、、合同同技術(shù)術(shù)附件件談判判。●大中中型聯(lián)聯(lián)合裝裝置總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計(jì)。。3.3工工藝設(shè)設(shè)計(jì)方方案的的優(yōu)化化●優(yōu)優(yōu)化的的工藝藝設(shè)計(jì)計(jì)方案案應(yīng)是是：（1））有較較好的的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益和社社會效效益（2））工藝藝技術(shù)術(shù)先進(jìn)進(jìn)適用用（3））生產(chǎn)產(chǎn)安全全、可可靠、、并有有良好好的環(huán)環(huán)保措措施公用工程程換熱網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分離系統(tǒng)統(tǒng)反應(yīng)系統(tǒng)統(tǒng)3.3.1工工藝流流程方案案優(yōu)化““洋蔥蔥頭”模模型（由由史密斯斯、林霍霍夫提供供的模型型）●“洋蔥頭頭”模型型是工藝藝流程開開發(fā)和設(shè)設(shè)計(jì)的方方法?！駨膱D中可可以十分分直觀的的表示了了反應(yīng)系系統(tǒng)的開開發(fā)和設(shè)設(shè)計(jì)是核核心，它它為分離離系統(tǒng)規(guī)規(guī)定了處處理物料料的條件件，而反反應(yīng)和分分離系統(tǒng)統(tǒng)一起又又規(guī)定了了過程的的冷、熱熱物流的的流量和和換熱的的熱負(fù)荷荷，最后后才是公公用工程程系統(tǒng)的的選擇和和設(shè)計(jì)。。因此，，工藝流流程方案案的優(yōu)化化應(yīng)主要要集中在在反映和和分離系系統(tǒng)的優(yōu)優(yōu)化。●對于史密密斯和林林霍夫提提出的““洋蔥頭頭”技術(shù)術(shù)開發(fā)概概念，其其步驟為為：（1）根根據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)規(guī)則初初步建立立反應(yīng)和和分離系系統(tǒng)的流程（2）變變化主要要的設(shè)計(jì)計(jì)優(yōu)化變變量，如如反應(yīng)的的轉(zhuǎn)化率、惰性性物質(zhì)循循環(huán)的濃濃度等，，確定每每組變量量：反應(yīng)和分分離系統(tǒng)統(tǒng)中主要要設(shè)備的的投資及及原材料料的消耗；利利用夾點(diǎn)點(diǎn)分析法法確定換換熱網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和公用用工程消耗的的最佳總總費(fèi)用。。（3)建建立全過過程總費(fèi)費(fèi)用與主主要優(yōu)化化變量之之間的關(guān)系，其其總費(fèi)用用包括：：反應(yīng)和和分離系系統(tǒng)中的的主要設(shè)備的的投資費(fèi)費(fèi)：原材材料消耗耗、反應(yīng)應(yīng)與分離離系統(tǒng)、換熱熱網(wǎng)絡(luò)和和公用工工程的各各類操作作費(fèi)用。。（4）確確定最佳佳條件，，并對全全流程調(diào)調(diào)優(yōu)。（5）對對其他備備選流程程重復(fù)上上述步驟驟，最后后比較各各流程的的總費(fèi)用用，獲得得最佳流流程。3.3.1.1反反應(yīng)流流程優(yōu)化化反應(yīng)流程優(yōu)化化需要考慮的的問題較多，，問題復(fù)雜。。如反應(yīng)動力力學(xué)、反應(yīng)收收率、催化劑劑特性、反應(yīng)應(yīng)歷程、反應(yīng)應(yīng)途徑。反應(yīng)應(yīng)器器的的最最優(yōu)優(yōu)操操作作條條件件有有如如何何保保證證反反應(yīng)應(yīng)溫溫度度、、反反應(yīng)應(yīng)壓壓力力、、混混合合要要求求、、換換熱熱要要求求、、各各物物料料配配比比、、給給定定條條件件下下的的生生產(chǎn)產(chǎn)成成本本等等等等。。在實(shí)實(shí)際際工工業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)中中，，為為了了實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)高高效效率率、、高高選選擇擇和和達(dá)達(dá)到到要要求求的的產(chǎn)產(chǎn)量量，，常常常常將將相相同同或或不不同同類類型型反反應(yīng)應(yīng)器器進(jìn)進(jìn)行行組組合合，，常常見見的的反反應(yīng)應(yīng)器器組組合合及及其其適適用用范范圍圍如如表表7.4.2所所示示（（P544））3.3.1.2反反應(yīng)應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)物物的的分分離離方方法法大多多數(shù)數(shù)反反應(yīng)應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)物物都都是是混混合合物物，，需需要要有有物物料料分分離離過過程程。。根根據(jù)據(jù)反反應(yīng)應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)物物的的物物性性差差異異可可采采用用不不同同的的分分離離方方法法，，簡簡述述如如下下：：（1）對于于氣國相混混合物可采采用干法收收集、濕法法洗滌、纖纖維過濾、、靜電沉積積蕁分離方方法；（2）對于于固相混合合物可采用用篩分、分分級分離方方法；（3）對于于固液相混混合可采用用沉降、離離心、壓榨榨、過濾、、干燥、蒸蒸發(fā)、結(jié)晶晶等分離方方法；（4）對于于液相混合合物可采用用吸收、萃萃取、滲透透、蒸餾、、精餾等分分離分法；；（5）對于于氣液相混混合物可采采用蒸發(fā)、、閃蒸、部部分冷凝、、精餾等分分離方法；；（6）對于于氣相混合合物可采用用吸收、吸吸附、膜分分離等分離離方法。3.3.1.3某些些分離方法法的優(yōu)化（1）精精餾流程的的優(yōu)化精餾流程如如需要分離離R個(gè)組份份，就需要要有R-1個(gè)精餾塔塔。精餾優(yōu)化需需要考慮：：哪種組份份為主產(chǎn)品品；哪種組組份為付產(chǎn)產(chǎn)品；產(chǎn)品品的規(guī)格要要求。精餾流程的的優(yōu)化法1）：試探探法，主要要規(guī)則如下下：●優(yōu)先先使用普通通精餾?！癖M量量避免減壓壓操作和使使用冷量。?！癞a(chǎn)品品數(shù)應(yīng)最少少?！窀g蝕性、危險(xiǎn)險(xiǎn)性的組份份應(yīng)優(yōu)先分分出?！耠y分分離的組分分最后分出出。●最大大量組份應(yīng)應(yīng)優(yōu)先分出出。●塔頂頂、塔釜產(chǎn)產(chǎn)物最好等等摩爾分離離。精餾流程的的優(yōu)化法2）：調(diào)優(yōu)優(yōu)法精餾流程的的優(yōu)化法3）：數(shù)學(xué)學(xué)規(guī)劃法確定精餾分分離序列后后，可對每每一塔系進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化，最佳佳的目標(biāo)應(yīng)應(yīng)使塔系的的設(shè)備費(fèi)和和操作費(fèi)兩項(xiàng)之和和，即總費(fèi)費(fèi)用為最小小。（2）蒸蒸發(fā)流程的的優(yōu)化蒸發(fā)系統(tǒng)常常以單位蒸蒸汽消耗量量來評價(jià)能能量的有效利用用率。蒸發(fā)發(fā)類型有：：單效、雙雙效、三效效蒸發(fā)，效數(shù)越越多，蒸汽汽單耗越低低，但投資資越高。在在同樣的工工藝要要求下下，是是采用用多效效蒸發(fā)發(fā)、熱熱泵蒸蒸發(fā)，，還是多級級閃蒸蒸，除除考慮慮技術(shù)術(shù)因素素外，，單位位蒸發(fā)發(fā)量的的總成本起起著主主導(dǎo)作作用。。對于于強(qiáng)制制循環(huán)環(huán)蒸發(fā)發(fā)，其其循環(huán)環(huán)速度和耗耗電能能之間間也有有一個(gè)個(gè)優(yōu)化化問題題。而而熱泵泵蒸發(fā)發(fā)在提高壓壓縮比比和消消耗外外功之之間也也有一一個(gè)系系統(tǒng)優(yōu)優(yōu)化問問題?？偟牡氖f說蒸發(fā)發(fā)流程程的優(yōu)優(yōu)化，，就是是要找找到在在投資資和經(jīng)常運(yùn)運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用之之間的的最佳佳點(diǎn)。?！?.3.2工工藝設(shè)設(shè)備的的選擇擇●3.3.2.1反反應(yīng)器器●在在反反應(yīng)器器中進(jìn)進(jìn)行的的是化化學(xué)反反應(yīng)過過程，，它不不僅有有種類類繁多多、性性質(zhì)各各異的的、化化學(xué)反反應(yīng)，，而且且伴隨隨著傳傳熱、、傳質(zhì)質(zhì)的物物理過過程。。因此此就反反應(yīng)器器的類類別也也有多多種多多樣，，它適適用于于不同同場合合，各各種反反應(yīng)器器的適適用場場合分分別見見表7.4.3-1（P547)、表表7.4.3-2和和標(biāo)7.4.3-3（P748)●3.3.2.2氣液傳傳質(zhì)設(shè)備●化工工生產(chǎn)中常常需要借助助氣液傳質(zhì)質(zhì)設(shè)備將反反應(yīng)生成的的產(chǎn)物進(jìn)行行分離，以以獲得目標(biāo)標(biāo)產(chǎn)品，一一般有采用用精餾、吸吸收解析、、蒸發(fā)、氣氣提、萃取取等方法來來達(dá)到此目目的。常用用的氣液傳傳質(zhì)設(shè)備型型式是板式式塔和填料料塔。而板板式塔和填填料塔又因因采用的塔塔板和填料料不同，他他們又可分分為多種型型式，如板板式塔塔板板可分為浮浮閥、篩板板、泡罩及及各種高效效塔板，填填料塔的填填料有鮑爾爾環(huán)，鞍環(huán)環(huán)等散裝填填料和絲網(wǎng)網(wǎng)填料、波波紋板填料料等各種規(guī)規(guī)整填料。?！駳庖簜髻|(zhì)質(zhì)設(shè)備的選選用應(yīng)根據(jù)據(jù)處理物料料的性質(zhì)、、分離要求求、運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用和投資資費(fèi)用等因因素綜合考考慮，其基基本選型要要求為：（1）相際際傳質(zhì)面積積大（2）生產(chǎn)產(chǎn)能力大（3）操作作穩(wěn)定，彈彈性大（4）阻力力小（5）結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，制制造安裝方方便、加工工制造費(fèi)用用低（6）耐腐腐蝕，不易易堵塞，易易檢修?！裨谀姆N情情況下優(yōu)先先選用板式式塔或填料料塔可參見P549頁所示，，有關(guān)二種種塔形的塔塔徑計(jì)算，，板式塔是由夾夾帶液泛或或降液管液液泛而確定定的最高氣速Wn,max，，而設(shè)計(jì)空空塔氣速w?。?.6～0.8）*Wn,max。而而填料塔是是通過計(jì)算算泛點(diǎn)速度度Uf,考慮比較經(jīng)濟(jì)濟(jì)可靠的操操作氣速U=(0.6～0.8)Uf,然后由此可算算得塔經(jīng)。?！?.3.2.3傳熱設(shè)設(shè)備●傳熱設(shè)備備選型主要要考慮的因因素：（1）熱負(fù)負(fù)荷及流量量大?。?）流體體的性質(zhì)（3）溫度度、壓力及及允許壓降降的范圍（4）對清清洗、維修修的要求（5）設(shè)備備結(jié)構(gòu)材料料、尺寸、、重量、價(jià)價(jià)格（6）使用用安全性和和壽命流體的性質(zhì)質(zhì)對換熱器器類型的選選擇往往會會產(chǎn)生重大影響響，如流體體的物理性性質(zhì)（如比比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、粘粘度）、化化學(xué)性質(zhì)（（如腐蝕性性、熱敏性、結(jié)垢情情況、是否否有磨蝕性性固體顆粒粒等因素，，都對傳熱設(shè)設(shè)備的選型型有影響。。傳熱設(shè)備的的分類按功功能能分分：：冷冷卻卻器器、、冷冷凝凝器器、、加加熱熱器器、、換換熱熱器、、再再沸沸器器、、蒸蒸汽汽發(fā)發(fā)生生器器、、過過熱熱器器、、廢廢熱熱鍋鍋爐爐等等。。按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型式式分分：：采采用用二二物物流流換換熱熱的的換換熱熱器器從從結(jié)構(gòu)構(gòu)上上分分有有以以下下5種種型型式式：：管殼殼式式（（固固定定管管板板式式、、浮浮頭頭式式、、填填料料函函式式、、U型型管管式式））B.板板式式（（板板翅翅式式、、螺螺旋旋板板式式、、傘傘板板式式、、波波紋紋板板式式））C.管管式式（（空空冷冷器器、、套套管管式式、、噴噴淋淋管管式式、、箱箱管管式式））D.液液膜膜式式（（升升降降膜膜式式、、刮刮板板薄薄膜膜式式、、離離心心薄薄膜膜式式））E.其其它它型型式式（（板板殼殼式式、、熱熱管管式式））以上上型型式式換換熱熱器器的的選選擇擇依依據(jù)據(jù)是是：：A.固固定定管管板板式式換換熱熱器器固定定管管板板式式換換熱熱器器即即兩兩端端管管板板和和殼殼體體連連接接成成一一體體，，由由于于殼殼程程不不易易檢檢修修和和清清洗洗，，因因此此選選用用固固定定管管板板式式換換熱熱器器時(shí)時(shí)，，殼殼方方流流體體應(yīng)應(yīng)是是較較清清潔潔且且不不易易結(jié)結(jié)垢垢的的物物料料；；兩兩流流體體溫溫差差較較大大（（大大于于60℃℃））時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)考考慮慮熱熱補(bǔ)補(bǔ)償償，，兩兩流流體體溫溫差差不不宜宜大大于于120℃℃。。B.浮浮頭頭式式換換熱熱器器該換換熱熱器器殼殼程程易易清清洗洗，，但但內(nèi)內(nèi)墊墊片片易易滲滲漏漏，，適適用用于于需需要要補(bǔ)補(bǔ)償償熱熱膨膨脹脹的的換換熱熱器器，，兩兩流流體體溫溫差差大大于于120℃℃。。C.U型型管管式式換換熱熱器器該換換熱熱器器制制造造、、安安裝裝方方便便，，造造價(jià)價(jià)較較低低，，管管程程耐耐高高壓壓，，但但結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不緊緊湊湊。。適適用用于于高高溫溫和和高高壓壓的的場場合合，，且且管管內(nèi)內(nèi)流流體體必必須須潔潔凈凈。。D.板板式換換熱器板翅式：：緊湊、、效率高高、可多多股物料料同時(shí)換換熱。使使用溫度度不大于于150℃。螺旋板式式：可用用于帶顆顆粒物料料，物位位利用好好。不易易檢修。。傘板式制制造簡單單、緊湊湊、易清清洗，使使用溫度度不大于于150℃，使使用壓力力不大于于0.12MPa。波紋板式式：緊湊湊、效率率高、易易清洗，，使用溫溫度不大大于150℃，，使用壓壓力不大大于0.15MPa。。E.空空冷冷器的選選擇依據(jù)據(jù)a.空氣氣入口溫溫度（即即設(shè)計(jì)溫溫度）低低于38℃。b.熱流流體的出出口溫度度高于50～65℃，，并允許許有一定定的波動動范圍（（3～5℃）。。c.對數(shù)數(shù)平均溫溫差大于于40℃℃。d.流體體接近溫溫度（即即熱流體體的出口口溫度與與冷流體體入口溫溫度之差差）至少少大于15℃。。e.管內(nèi)內(nèi)給熱系系數(shù)小于于2325.6W/(m2.0K)。f.冷卻卻水的污污垢系數(shù)數(shù)大于0.0002(m2.0K)/Wg.水源源較遠(yuǎn)，，取水費(fèi)費(fèi)用大。。h.熱流流體的凝凝固點(diǎn)較較低(小小于0℃℃)。3.3.2.4化工工用泵●泵是化工工生產(chǎn)中中最常用用的設(shè)備備，它所所輸送的的液體種種類繁多多，有強(qiáng)強(qiáng)腐蝕性性的、易易燃易爆爆、有毒毒、高溫溫、高壓壓、低溫溫、粘度度大小、、易揮發(fā)發(fā)、帶有有固體顆顆粒等。。同時(shí)，，對化工工用泵又又要求它它能長周周期運(yùn)行行、安全全可靠、、密封性性能好等等要求，，有些場場合還要要求絕對對不能泄泄漏。所所以對于于不同物物料、不不同要求求必須選選用不同同類型的的泵來適適應(yīng)化工工生產(chǎn)的的需要。。有關(guān)主主要化工工用泵的的性能特特點(diǎn)及使使用條件件詳見表表7.4.35-5（（P553）。。●在選選泵中中工藝藝參數(shù)數(shù)是泵泵選型型的最最重要要依據(jù)據(jù)，應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)工藝藝流程程和操操作變變化范范圍慎慎重確確定。。（1）流流量：是是指工藝藝裝置生生產(chǎn)中，，要求泵泵輸送介介質(zhì)的量量，應(yīng)給給出正常常、最小小和最大大流量，，即要求求泵能適適應(yīng)流量量變化的的要求。。一般在泵泵數(shù)據(jù)表表上往往往只給出出正常和和額定流流量。選選泵是要要求額定定流量不不小于裝裝置的最最大流量量，或取取正常流流量的1.1～～1.15倍。。（2）揚(yáng)揚(yáng)程：指指工藝裝裝置所需需的揚(yáng)程程值，也也稱計(jì)算算揚(yáng)程。。計(jì)算揚(yáng)揚(yáng)程應(yīng)考考慮最低低吸入液液面和最最高送液液高度，，且留有有裕量，，一般要要求泵的的額定揚(yáng)揚(yáng)程為裝裝置所需需揚(yáng)程的的1.05～1.1倍倍。（3）進(jìn)進(jìn)口壓力力和出口口壓力：：是指泵泵進(jìn)出接接管法蘭蘭處的壓壓力，進(jìn)進(jìn)出口壓壓力的大大小影響響到殼體體的耐壓壓和軸封封要求。。（4）溫溫度：指指泵的進(jìn)進(jìn)口介質(zhì)質(zhì)溫度，，一般應(yīng)應(yīng)給出工工藝過程程中泵進(jìn)進(jìn)口介質(zhì)質(zhì)的正常常、最低低和最高高溫度。。（5）裝裝置汽蝕蝕余量：：NPSHa：：要求所所選泵的的NPSHr<NPSHa（6）物物性參數(shù)數(shù)：介質(zhì)質(zhì)在進(jìn)口口條件下下的密度度、粘度度等（7）操操作狀態(tài)態(tài)：分為為連續(xù)和和間歇操操作兩種種3.3.2.5氣體體輸送機(jī)機(jī)械●氣體輸輸送機(jī)械械按作用用原理可可分容積積式和透透平式兩兩種，按按機(jī)械達(dá)達(dá)到的壓壓力可分分為通風(fēng)風(fēng)機(jī)、鼓鼓風(fēng)機(jī)和和壓縮機(jī)機(jī)。通風(fēng)風(fēng)機(jī)和鼓鼓風(fēng)機(jī)主主要用于于輸送氣氣體，壓壓縮機(jī)則則用于提提高氣體體壓力。?！衽艢鈮簤毫π∮谟?.14715MPa(1.5Kg/cm2)的稱為為通風(fēng)機(jī)機(jī)；●排氣壓壓力小于于0.2MPa(2Kg/cm2)且大于于0.14715MPa(1.5Kg/cm2)的稱為為鼓風(fēng)機(jī)機(jī)；●排氣壓壓力大于于0.2MPa(2Kg/cm2)的稱為壓壓縮機(jī)?！裢瑯釉跉怏w體輸送機(jī)械械選型中，，工藝參數(shù)數(shù)是最重要要的依據(jù)，，應(yīng)根據(jù)工工藝流程和和操作變化化范圍慎重重確定。（1）氣體體組成：一一般應(yīng)按濕濕基提供。。若氣體組組成有變化化，宜按平平均分子較較大的組成成提出(若若不同組成成的氣量相相同時(shí)）；；（2）入口口溫度：應(yīng)應(yīng)提出正常常、最高和和最低；（3）入口口壓力：應(yīng)應(yīng)提出正常常、最小和和最大；（4）入口口流量：應(yīng)應(yīng)提出正常常、最小和和最大；（5）出口口壓力；（6）驅(qū)動動機(jī)型式：：主要是由由電機(jī)驅(qū)動動還是蒸氣氣透平驅(qū)動動，若是蒸蒸汽透平驅(qū)驅(qū)動則還需需提出蒸汽汽參數(shù)及背背壓凝汽等等要求；（7）流量量控制方式式：●活塞式（容容積式）壓壓縮機(jī)一般般均采用旁旁路和余隙隙調(diào)節(jié)，其其余隙調(diào)節(jié)節(jié)一般只能能調(diào)節(jié)10%流量。?！裢钙绞酵L(fēng)風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)一般以以采用進(jìn)口口或出口調(diào)調(diào)節(jié)居多，，有的風(fēng)機(jī)機(jī)輸送氣量量大，調(diào)節(jié)節(jié)要求較高高，同時(shí)該該風(fēng)機(jī)所處處位置較重重要，也有有采用改變變轉(zhuǎn)速的方方法?！裢钙绞綁嚎s縮機(jī)一般采采用改變轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速居多，，并輔以旁旁路調(diào)節(jié)，，一般用作作防喘振控控制。若是是輸送空氣氣的，可采采用出口放放空簡單的的控制方式式。3.3.2.6容器器（儲罐罐）儲罐按用用途大致致可分兩兩大類，，一類是是用于儲儲存，一一般指原原料儲存存、中間間產(chǎn)品或或成品儲儲存，原原料及成成品儲存存一般與與工廠對對外運(yùn)輸輸有很大大關(guān)系，，中間產(chǎn)產(chǎn)品儲存存與該中中間產(chǎn)品品的前后后裝置生生產(chǎn)情況況有很大大關(guān)系，，例如要要考慮前前后裝置置生產(chǎn)周周期、正正常開停停車及事事故停車車情況決決定儲存存量的多多少。這這一類一一般單獨(dú)獨(dú)設(shè)置罐罐區(qū)。另另一類是是用于裝裝置內(nèi)工工藝流程程中需要要的儲罐罐，通常常有回流流罐（停停留時(shí)間間取5～～10分分鐘），，受槽和和緩沖罐罐（通常常取20分鐘）），氣液液分離罐罐（通常常取2～～3分鐘鐘），液液液分離離罐等，，一般儲儲罐的容容積用下下列方式式計(jì)算：：●容積=物料流流量*停停留時(shí)間間（儲存存周期））/裝料料系數(shù)●裝料系系數(shù)的取取值：易易揮發(fā)液液體物料料為0.7～0.75；不不易揮發(fā)發(fā)液體物物料為0.75～0.85。?！裼?jì)算出出容積后后，根據(jù)據(jù)需要選選用不同同型式的的儲罐。。從外形形來分有有球罐、、立式儲儲罐和臥臥式儲罐罐等，一一般儲存存量大的的可采用用球罐，，但受壓壓力的制制約?！衲磕壳扒皣鴩鴥?nèi)內(nèi)已已有有立立式式、、臥臥式式儲儲罐罐和和球球罐罐的的系系列列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，，可可供供我我們們選選擇擇。。3.3.2.7蒸發(fā)發(fā)器器蒸發(fā)發(fā)器器的的型型式式和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)互互有有差差異異，，但但總總的的來來說說它是是由由加加熱熱器器與與蒸蒸發(fā)發(fā)室室（（氣氣液液分分離離室室））兩兩個(gè)個(gè)基基本部部分分組組成成。。應(yīng)應(yīng)用用最最廣廣泛泛的的是是管管殼殼式式加加熱熱元元件件的蒸蒸發(fā)發(fā)器器。。蒸發(fā)發(fā)設(shè)設(shè)備備的的選選型型是是蒸蒸發(fā)發(fā)裝裝置置設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)首首先先要要考考慮慮的問問題題，，在在選選型型時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)優(yōu)優(yōu)先先考考慮慮采采用用傳傳熱熱系系數(shù)數(shù)高高的型型式式，，但但料料液液的的物物理理、、化化學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)常常常常限限制制它它們的的使使用用，，因因此此在在選選用用時(shí)時(shí)，，需需要要考考慮慮的的因因素素有有以下下幾幾個(gè)個(gè)方方面面：：（1）料液性質(zhì)質(zhì)：包括括料液組組成、粘粘度變化化范圍、熱穩(wěn)穩(wěn)定性、、發(fā)泡性性、腐蝕蝕性、是是否易結(jié)結(jié)垢、結(jié)晶、是是否有固固體懸浮浮物等。。（2）生生產(chǎn)要求求：包括括處理量量、蒸發(fā)發(fā)量、料料液進(jìn)出口濃濃度、溫溫度、安安裝場地地的大小小和廠房房高矮、設(shè)備備投資限限額、要要求連續(xù)續(xù)還是間間歇生產(chǎn)產(chǎn)等。（3）公公用工程程條件：：包括可可以利用用的熱源源情況、供電電情況以以及能利利用的冷冷卻水的的水量、、水質(zhì)和溫度度等。各種型式式的蒸發(fā)發(fā)器選型型參考見見表7.4.3~6（（P555)。蒸發(fā)器的的設(shè)計(jì)要要考慮傳傳熱、氣氣液分離離和能量量合理利利用三個(gè)主主要方面面。（1）傳傳熱方面面應(yīng)考慮慮在最小小傳熱表表面積下下傳遞給給溶液盡可能多多的熱量量，傳熱熱的熱阻阻主要來來自溶液液在壁面面析鹽結(jié)垢的阻阻力，這這是選擇擇蒸發(fā)器器型式、、決定其其尺寸與與造價(jià)的主要因因素。（2）氣氣液分離離方面應(yīng)應(yīng)考慮在在達(dá)到所所需要求求的前提提下，設(shè)備結(jié)構(gòu)構(gòu)盡量簡簡單。（3）能能量的合合理利用用應(yīng)注意意到蒸發(fā)發(fā)所需的的熱量，，包括料液預(yù)熱熱、分離離液態(tài)溶溶刮與固固態(tài)溶質(zhì)質(zhì)所需的的熱量（（溶解熱的反效效應(yīng)）溶溶劑氣化化所需的的熱量。。通常溶溶劑氣化化所需的熱量為為最高。。而溶解解熱反效效應(yīng)熱因因很小可可忽略不不計(jì)。3.3.2.8干燥器由于被干干燥的物物料種類類繁多，，性質(zhì)不不同，要要求各異，，故不可可能有萬萬能的干干燥器，，只能選選擇最佳的干干燥方法法和干燥燥器型式式、干燥燥器選擇擇首先要確定定或測定定被干燥燥物料的的特性，，進(jìn)行干干燥試驗(yàn)，確確定干燥燥動力學(xué)學(xué)和傳迸迸特性，，以證明明所選的是否否適用，，然后確確定干燥燥設(shè)備的的工藝尺尺寸，進(jìn)行成本核算算，最后確定定干燥器的型型式。若幾種干燥器同時(shí)時(shí)適用時(shí)，要要同時(shí)進(jìn)行干干燥試驗(yàn)，核算成本及方方案比較，最最后選擇其中中最佳者。3.3.3設(shè)設(shè)備材質(zhì)的的選擇●由于化工生生產(chǎn)的原料、、產(chǎn)品及其工工藝路線的多多樣化，而使使化工設(shè)備所所需的材質(zhì)也也多樣化，為為滿足工藝生生產(chǎn)的需要。。工藝專業(yè)應(yīng)應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的的腐蝕性質(zhì)、、材質(zhì)機(jī)械性性能及使用要要求、設(shè)備的的工作溫度、、工作壓力并并結(jié)合已有工工廠實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)使用的情況況加以選擇，，提出我們的的要求。3.3.4壓壓力容器的的設(shè)計(jì)分類及及工藝設(shè)備的的特殊制造要要求3.3.4.1壓力容容器的設(shè)計(jì)分分類見表7.4.5（P557)3.3.4.2工藝設(shè)設(shè)備的特殊制制造要求●工藝應(yīng)根據(jù)工工藝生產(chǎn)中對對某些設(shè)備有有特殊制造要要求的提出我我們的要求。?！馪FD是工程程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的的一個(gè)指導(dǎo)性性文件，是化化工工藝設(shè)計(jì)計(jì)的一個(gè)主要要設(shè)計(jì)文件，，它是各有關(guān)關(guān)專業(yè)開展工工作的依據(jù)之之一?！馪FD是從工工藝方案（即即經(jīng)過工藝流流程優(yōu)化和工工藝設(shè)備選擇擇）過渡到化化工工藝流程程設(shè)計(jì)的重要要工序之一。。在PFD的的設(shè)計(jì)過程中中要完成的主主要工作：（1）工藝流流程設(shè)計(jì)（2）操作參參數(shù)的確定（3）全系統(tǒng)統(tǒng)的物料、熱熱量衡算4、工藝流程程圖（PFD)一般進(jìn)行全系系統(tǒng)不同方案案的流程模擬擬計(jì)算，找到到更合理的優(yōu)優(yōu)化的工藝操操作條件，從從而可以修改改某些不合理理的操作條件件，提供全流流程的物料熱熱量平衡數(shù)據(jù)據(jù)。（4）主要控控制方案（5）設(shè)備工工藝尺寸的計(jì)計(jì)算4.1PFD中體現(xiàn)現(xiàn)的主要設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)容：（1）反映出出工藝物料所所經(jīng)過的全部部設(shè)備（2）主要物物料的管道及及相關(guān)的閥門門（3）物料的的走向及相關(guān)關(guān)的參數(shù)（4）標(biāo)出特特殊閥門的位位置（5）反映出出主要控制點(diǎn)點(diǎn)（6）公用系系統(tǒng)物料用戶戶的進(jìn)出位置置（7）圖例及及圖面上必要要的說明和注注解4.2單元元設(shè)備的典型型設(shè)計(jì)一個(gè)化工工藝藝設(shè)計(jì)工程師師只有掌握各各種單元設(shè)備的的典型設(shè)計(jì)，，根據(jù)工藝流流程和工程項(xiàng)目的的特殊要求，，再結(jié)合以往往積累的工程經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，方可進(jìn)行行單元設(shè)備設(shè)設(shè)計(jì)?！?.1設(shè)設(shè)備設(shè)計(jì)壓壓力的確定設(shè)備的設(shè)計(jì)壓壓力是設(shè)備強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的主主要依據(jù)，因因此，在確定定設(shè)備設(shè)計(jì)壓壓力時(shí)，應(yīng)在在滿足設(shè)備長長周期安全生生產(chǎn)的基礎(chǔ)上上，做到既經(jīng)經(jīng)濟(jì)又合理。?！裨O(shè)設(shè)備備設(shè)計(jì)計(jì)壓力力確定定的原原則是是不僅僅要考考慮該該設(shè)備備的工工作壓壓力，，還要要考慮慮系統(tǒng)統(tǒng)的工工作壓壓力，，以此此確定定其最最高工工作壓壓力。?！褡钭罡吒吖ぷ髯鲏毫ατ谟诔惺苁軆?nèi)壓壓的容容器是是指正正常使使用過過程中中其頂頂部可可能出出現(xiàn)的的最高高壓，，對于于承受受外壓壓的容容器是是指在在正常常使用用過程程中其其頂部部可能能出現(xiàn)現(xiàn)的最最高壓壓力差差值；；對于于夾套套容器器是指指夾套套頂部部可能能出現(xiàn)現(xiàn)的最最高壓壓力差差值。。●設(shè)備備設(shè)計(jì)計(jì)壓力力確定定的原原則可可見表表7.6.1““設(shè)備備設(shè)計(jì)計(jì)壓力力一覽覽表””（P561)。5、設(shè)設(shè)備設(shè)設(shè)計(jì)壓壓力和和設(shè)計(jì)計(jì)溫度度的確確定原原則在依據(jù)據(jù)表7.6.1確定定了設(shè)設(shè)備的的設(shè)計(jì)計(jì)壓力力后，，還要要根據(jù)據(jù)該設(shè)設(shè)備在在系統(tǒng)統(tǒng)中的的情況況，結(jié)結(jié)合系系統(tǒng)前前后的的管道道壓力力降或或靜壓壓頭，，才能能得到到該設(shè)設(shè)備可可靠的的設(shè)計(jì)計(jì)壓力力。有有關(guān)這這方面面的內(nèi)內(nèi)容可可參考考““化化工裝裝置工工藝系系統(tǒng)工工程設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)定（（二））”和和““石石油化化工設(shè)設(shè)計(jì)手手冊（（第四四卷））”。。5.2設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)溫溫度度的的確確定定：：●工工藝藝專專業(yè)業(yè)經(jīng)經(jīng)傳傳熱熱計(jì)計(jì)算算或或參參考考同同類類裝裝置置相相同同設(shè)設(shè)備備的的操操作作條條件件，，確確定定該該設(shè)設(shè)備備的的工工作作溫溫度度，，同同時(shí)時(shí)還還要要考考慮慮容容器器內(nèi)內(nèi)部部介介質(zhì)質(zhì)在在工工作作過過程程中中可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)的的最最高高溫溫度度。。（1））容容器器內(nèi)內(nèi)介介質(zhì)質(zhì)用用蒸蒸汽汽直直接接加加熱熱（（如如加加熱熱盤盤管管））或或被被內(nèi)內(nèi)置置加加熱熱元元件件（（如如電電熱熱元元件件））間間接接加加熱熱時(shí)時(shí)，，設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)溫溫度度取取受受熱熱介介質(zhì)質(zhì)的的最最高高工工作作溫溫度度。。（2））容容器器內(nèi)內(nèi)介介質(zhì)質(zhì)間間接接加加熱熱或或冷冷卻卻時(shí)時(shí)，，設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)溫溫度度根根據(jù)據(jù)表表7.6.2-1選選取取。。（（P562））。。(3)容容器器壁壁與與介介質(zhì)質(zhì)直直接接接接觸觸且且有有外外保保溫溫時(shí)時(shí)，，設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)溫溫度度根根據(jù)據(jù)表表7.6.2-2選選取取。。（（P562)（4））安安裝裝在在室室外外且且為為液液體體介介質(zhì)質(zhì)，，器器壁壁不不保保溫溫，，壁壁溫溫受受環(huán)環(huán)境境溫溫度度影影響響可可能能小小于于等等于于-20°C時(shí)，其其最低工工作溫度度應(yīng)考慮慮建廠地地區(qū)環(huán)境境溫度的的影響。。6.過過程控制制方案的的確定6.1過過程程控制方方案確定定的原則則（1）保保證裝置置運(yùn)行的的平穩(wěn)、、生產(chǎn)安安全、控控制簡單單適用。。（2）用單回回路簡單控制制系統(tǒng)可以解解決的，決不不要用復(fù)雜的的控制系統(tǒng)。。（3）要明確確被控制的對對象，例如:溫度、壓力力、流量、液液位、轉(zhuǎn)化化率、組成等等。（4）尋找對對控制對象起起主導(dǎo)作用的的調(diào)節(jié)手段。。（5）控制方方法：就地、、集中、自調(diào)調(diào)等（6）要考慮慮安全要求，，例如：報(bào)警警、聯(lián)鎖、緊緊急停車等.6.2過程程控制的分類類6.1.1簡簡單控制系統(tǒng)統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)統(tǒng)是生產(chǎn)過程程中最常見、、應(yīng)用最廣泛泛、數(shù)量最多的控制制系統(tǒng)。它是是由被控對象象、測量變送送單元、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行行器組成的單單回路控制要要求。簡單控控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投投資少，易于于調(diào)整和投運(yùn)運(yùn)，能滿足一一般生產(chǎn)過程的控制要要求，因而應(yīng)應(yīng)用廣泛。按按被控制的工工藝變量來劃分，最最常見的是溫溫度、壓力、、流量、液位位、化學(xué)成分。6.2.2復(fù)復(fù)雜控制系統(tǒng)統(tǒng)單回路簡單控控制系統(tǒng)能解解決化工廠大大部分的控制制問題，但是它它們有一定的的局限性。這這些局限性主主要表現(xiàn)在它們只能能完成定值控控制，功能單單一；對純滯滯后較大，出現(xiàn)干擾擾多而劇烈的的對象,控制制質(zhì)量較差;對各個(gè)過程變量內(nèi)部部存在相關(guān)的的過程,控制制系統(tǒng)相互之之間會出現(xiàn)干擾等。因因此在簡單控控制系統(tǒng)的基基礎(chǔ)上,又發(fā)發(fā)展了眾多的復(fù)雜控制制系統(tǒng),現(xiàn)將將后面舉例中中出現(xiàn)的復(fù)雜雜控制系統(tǒng)簡要介紹紹如下:(1)串級控控制系統(tǒng)它的特點(diǎn)是兩兩個(gè)調(diào)節(jié)相串串聯(lián),主調(diào)節(jié)節(jié)器的輸出作作為副調(diào)節(jié)器的的給定,適用用于時(shí)間常數(shù)數(shù)及純滯后較較大的對象。(2)比值控控制系統(tǒng)它可以控制兩兩個(gè)或兩個(gè)以以上的物料流流量保持一定的比值關(guān)系系。(3)均勻控控制它可以控制兩兩個(gè)有關(guān)的變變量,例如精精餾塔塔釜的的液位和塔底的的出料流量,使它們都呈呈緩慢的變化化,以緩和供求的的矛盾并使后后續(xù)設(shè)備的操操作較為平穩(wěn)。(4)分程控控制由一個(gè)調(diào)節(jié)器器去控制兩個(gè)個(gè)或兩個(gè)以上上調(diào)節(jié)閥,可可應(yīng)用于一個(gè)被被控變量需要要兩個(gè)以上的的操縱變量來分分階階段段進(jìn)進(jìn)行行控控制制的的場場合合。。(5)前前饋饋控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)節(jié)節(jié)器器根根據(jù)據(jù)干干擾擾的的大大小小，，不不等等被被控控變變量量發(fā)發(fā)生生變變化，，直直接接進(jìn)進(jìn)行行校校正正控控制制。。它它常常與與反反饋饋控控制制結(jié)結(jié)合合在在一起起使使用用,以以消消除除某某幾幾個(gè)個(gè)影影響響最最大大的的干干擾擾.6.3選選用用控控制制儀儀表表的的要要求求●準(zhǔn)準(zhǔn)確確可可靠靠●靈靈敏敏度度高高●反反應(yīng)應(yīng)迅迅速速●滯滯后后小小●使使用用維維護(hù)護(hù)方方便便●價(jià)價(jià)格格便便宜宜6.4典典型型化化工工單單元元的的控控制制方方案案6.4.1反反應(yīng)應(yīng)●反反應(yīng)應(yīng)控控制制的的要要求求達(dá)到到規(guī)規(guī)定定的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率、、產(chǎn)產(chǎn)品品濃濃度度。。處理理量量平平穩(wěn)穩(wěn)。。當(dāng)出出現(xiàn)現(xiàn)不不正正常常工工況況時(shí)時(shí)，，能能報(bào)報(bào)警警、、聯(lián)聯(lián)鎖鎖或或自自動動選選擇擇性性調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)系系統(tǒng)統(tǒng)。。●反反應(yīng)應(yīng)控控制制方方案案以反反應(yīng)應(yīng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率為為控控制制變變量量見圖圖7.7.3-1（（P-564））。。以反反應(yīng)應(yīng)工工藝藝狀狀態(tài)態(tài)變變量量為為控控制制對對象象見圖圖7.7.3-2（（P-565））。。6.4.2精精餾餾精餾餾是是常常見見的的液液液液分分離離方方法法，，精精餾餾控控制制主主要要目目的的是是達(dá)達(dá)到到規(guī)規(guī)定定的的分分離離要要求求。。主主要要變變量量有有進(jìn)進(jìn)料料量量、、組組成成、、溫溫度度、、操操作作壓壓力力、、冷冷卻卻和和加加熱熱介介質(zhì)質(zhì)的的壓壓力力及及溫溫度度的的變變化化。。精餾控制制可分為為：●按精精餾段指指標(biāo)的控控制方案案見圖7.7.3-3（（P-566））●按提提餾段指指標(biāo)的控控制方案案見圖7.7.3-4（（P-567））●塔頂頂壓力控控制方案案見見圖圖7.7.3-5（P-568）真空度控控制方案案見見圖7.7.3-6（P-569）●其它它控制方方案見見圖7.7.3-7（P-569）6.4.3傳傳熱設(shè)備備●控制載載體的流流量見見圖圖7.7.3-8（P-570）●控制傳傳熱面積積見見圖7.7.3-9（（P-570））●控制載載體的氣氣化溫度度見圖7.7.3-10（P-571）●工藝介介質(zhì)旁路路控制見見圖7.7.3-11（P-571）6.4.4流流體輸送送設(shè)備●離心泵泵控制方方案見見圖圖7.7.3-12（（P-572））●改變轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的控控制方案案見圖7.7.3-13（P-572）●往復(fù)泵泵(位移移式旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)泵)的的控制方方案見圖7.7.3-14（P-572）7。能耗耗計(jì)算目前人類類面臨的的共同任任務(wù)是保保護(hù)資源源、減少少環(huán)境污污染、維維護(hù)生態(tài)態(tài)平衡、、實(shí)現(xiàn)可可持續(xù)發(fā)發(fā)展?；どa(chǎn)產(chǎn)中傳熱熱過程是是經(jīng)常的的發(fā)生的的事，因因此合理理使用能能源，節(jié)節(jié)約能源源是每個(gè)個(gè)化工工工藝設(shè)計(jì)計(jì)人員應(yīng)應(yīng)盡的職職責(zé)。過程能量分析析的常用方法法有：夾點(diǎn)分分析法和三環(huán)環(huán)節(jié)能量分析析法。7.1夾夾點(diǎn)分析法將需要優(yōu)化的的換熱網(wǎng)絡(luò)用用冷、熱流復(fù)復(fù)合線表示在在溫焓圖（T-H圖）上上，熱流復(fù)合合線位于冷流流上方，冷、、熱流體的復(fù)復(fù)合線中間垂垂直距離最短短處稱為夾點(diǎn)點(diǎn)（或稱為窄窄點(diǎn)），其溫溫差△Tmin稱為夾點(diǎn)點(diǎn)溫差。夾點(diǎn)分析法應(yīng)應(yīng)遵循三個(gè)原原則：●盡量避避免有熱流體體通過夾點(diǎn)●夾點(diǎn)上上方避免引入入公用設(shè)施冷冷卻物流●夾點(diǎn)下下方避免引入入公用設(shè)施加加熱物流7.2三三環(huán)節(jié)能量分分析法重點(diǎn)研究熱能能在化工裝置置的利用，從從下述三個(gè)環(huán)環(huán)節(jié)出發(fā)：●能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換●能量利利用●能量回回收夾點(diǎn)分析法和和三環(huán)節(jié)能量量分析法實(shí)際際應(yīng)用可參考考有關(guān)文獻(xiàn)資資料。7.3節(jié)節(jié)能措施：：7.3.1改變反反應(yīng)工藝條條件，降低低工藝能耗耗（1）選擇擇合適的反反應(yīng)壓力（2）選擇擇合適的反反應(yīng)溫度（3）提高高反應(yīng)轉(zhuǎn)化化率，減少少副反應(yīng)的的發(fā)生可以采用選選擇合適的的反應(yīng)壓力力、反應(yīng)溫溫度，也可可以選擇先先進(jìn)的反應(yīng)應(yīng)器或反應(yīng)應(yīng)流程，也也可以采用用選擇性強(qiáng)強(qiáng)、轉(zhuǎn)化率率高的催化化劑。（4）選擇擇先進(jìn)的工工藝路線和和原料路線線。7.3.2選取適適宜的設(shè)備備，優(yōu)化操操作條件，，降低分離離過程的能能耗。7.3.3選用高高效設(shè)備和和新型絕熱熱材料。（（包括選用用效率高的的機(jī)泵）。。7.3.4要重視視廢熱回收收和能量回回收.7.3.5在工藝藝全流程上上要考慮熱熱能的逐級級利用，并并且要避免免冷熱病。。7.4能能耗計(jì)算：：一般般在計(jì)算能能耗時(shí),都都以單位產(chǎn)產(chǎn)品所耗能能來計(jì)算的的,對于于石油化工工的主要產(chǎn)產(chǎn)品大多有有該產(chǎn)品的的基準(zhǔn)能耗耗,在工工藝設(shè)計(jì)中中常以此作作為本工藝藝技術(shù)先進(jìn)進(jìn)與否的參參照值.在在能耗計(jì)計(jì)算時(shí),首首先列出出單位產(chǎn)品品的原料、、燃料、水水電汽等物物料的單耗耗,然后參參照有關(guān)折折能標(biāo)準(zhǔn)算算出該產(chǎn)品品的能耗.8.1消消防8.1.1火災(zāi)爆爆炸危險(xiǎn)因因素及預(yù)防防措施8.1.2火災(zāi)危危險(xiǎn)性分類類見表7.9.1-1（P578～579)7.9.1-2(P579)8.1.3廠房的的耐火等級級、層數(shù)和和占地面積積見表7.9.1-3（P580)8.1.4防火間間距8、與工藝藝設(shè)計(jì)相關(guān)關(guān)的消防、、勞動安全全及環(huán)境保保護(hù)的基本本知識●廠房的防火火間距不應(yīng)應(yīng)小于表7.9.1-4（P581)●設(shè)備、建筑筑物平面布布置的防火火間距不應(yīng)應(yīng)小于表7.9.1-5（P582)●裝置儲罐與與裝置的防防火間距不不應(yīng)小于表表7.9.1-6（（P583)●罐區(qū)內(nèi)相鄰鄰可燃液體體地上儲罐罐的防火間間距不應(yīng)小小于表7.9.1-7（P583)●液化烴、可可燃?xì)怏w、、助燃?xì)怏w體的罐區(qū)內(nèi)內(nèi)的防火間間距不應(yīng)小小于表7.9.1-8（P584)8.1.5危險(xiǎn)區(qū)區(qū)域劃分（1）按爆爆炸性氣體體混合物出出現(xiàn)或釋放放源釋放的的頻繁