第三章工藝流程設(shè)計(jì)

/

第三章工藝流程設(shè)計(jì)3.1概述3.2工藝流程技術(shù)設(shè)計(jì)3.3工藝流程圖化工裝置限制室焦化廠中控室揚(yáng)子石化股份有限公司芳烴廠中心限制室制藥廠空調(diào)機(jī)組天津開發(fā)區(qū)海光化學(xué)制藥廠制藥廠廢水處理全套設(shè)計(jì)圖廣州白云山制藥廠制藥廠反滲透裝置3.1概述工藝流程設(shè)計(jì)的作用工藝流程設(shè)計(jì)是在確定的原料路途和技術(shù)路途的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它是整個(gè)工藝設(shè)計(jì)的核心。其牢靠性、合理性及先進(jìn)性確定產(chǎn)品的高質(zhì)量、低成本。工程設(shè)計(jì)中最重要、最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟，車間工藝設(shè)計(jì)的其它項(xiàng)目受制于工藝流程。其和車間布置設(shè)計(jì)一起確定車間或裝置的基本面貌。工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)1.確定工藝流程的組成2.確定載能介質(zhì)的技術(shù)規(guī)格和流向3.確定操作條件和限制方法4.確定平安技術(shù)措施及“三廢”治理方法5.繪制不同深度的工藝流程圖初步設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì)的原則保證產(chǎn)品質(zhì)量符合規(guī)定要求盡量接受成熟、先進(jìn)的的技術(shù)設(shè)備滿足GMP的要求盡可能少的能耗盡量削減“三廢”排放量具備開車、停車條件，易于限制具有柔韌性，（在不同條件下正常操作的實(shí)力）具有良好的經(jīng)濟(jì)效益確保平安生產(chǎn)，以保證人身和設(shè)備平安。工藝流程設(shè)計(jì)的基本程序1、工藝路途的選擇2、確定工藝流程的組成和依次3、繪制工藝流程框圖可用方框、文字和箭頭等形式定性表示出由原料變成產(chǎn)品的路途和依次，繪制出工藝流程框圖。4、繪制工藝流程示意圖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)品的路途和依次。5、繪制物料流程圖進(jìn)行物料衡算和能量衡算，繪制出物料流程圖。此時(shí)，設(shè)計(jì)已由定性轉(zhuǎn)入定量。6、繪制初步設(shè)計(jì)階段帶限制點(diǎn)的工藝流程圖進(jìn)行設(shè)備、管道的工藝計(jì)算以及儀表自控設(shè)計(jì)。繪制出初步設(shè)計(jì)階段帶限制點(diǎn)的工藝流程圖，并列出設(shè)備一覽表。7、繪制施工階段帶限制點(diǎn)的工藝流程圖初步設(shè)計(jì)階段的工藝流程設(shè)計(jì)審批后，按審查看法，對(duì)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(jìn)一步的說明。在此基礎(chǔ)上，繪制施工階段帶限制點(diǎn)的工藝流程圖。流程設(shè)計(jì)的基本程序可用下圖表示：工藝流程設(shè)計(jì)的成果初步設(shè)計(jì)階段的主要成果是初步設(shè)計(jì)階段帶限制點(diǎn)的工藝流程圖；施工圖設(shè)計(jì)階段的主要成果是施工階段帶限制點(diǎn)的工藝流程圖。3.2工藝流程設(shè)計(jì)技術(shù)工藝流程設(shè)計(jì)中的方案比較進(jìn)行方案比較時(shí)首先應(yīng)明確評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。許多技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，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(fèi)用等均可作為方案比較的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。此外，環(huán)保、平安、占地面積等也是方案比較時(shí)應(yīng)考慮的重要因素。選出好的技術(shù)方案、操作方式、設(shè)備型式。例3-1、例3-2、例3-3、例3-4實(shí)例3-1藥品精制中，粗品常先用溶劑溶解，然后加入活性炭脫色，最終再濾除活性炭等固體雜質(zhì)。假設(shè)溶劑為低沸點(diǎn)易揮發(fā)溶劑，試確定適宜的過濾流程。解：首先選定過濾速度和溶劑收率為方案比較的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。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(shí)例3-2用混酸硝化氯苯制備混合硝基氯苯。已知混酸的組成為：HNO347%、H2SO449%、H2O4%；氯苯和混酸中HNO3的摩爾比為1：1.1；反應(yīng)起先溫度為40～55℃，并慢慢升溫至80℃；硝化時(shí)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。解：首先選定混合硝基氯苯的收率以及硫酸、硝酸及氯苯的單耗作為方案比較的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。方案I，硝化－分別方案方案II，硝化－分別－萃取方案方案III，硝化-分別-萃取-濃縮方案實(shí)例3-3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：HNO35%、H2SO465%、H2O30%；苯和混酸中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(jìn)入連續(xù)分別器，分別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(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，確定適宜的工藝流程。解：以單位能耗為方案比較的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，確定適宜的工藝流程。方案I，圖3-8間接水冷-常壓濃縮方案方案Ⅰ存在問題酸性硝基苯冷卻過程放熱全由冷卻水帶走；廢酸濃縮脫水要消耗大量水蒸氣。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Ⅱ用原料苯替代冷卻水冷卻酸性硝基苯，削減了中和器的冷卻水消耗，降低了硝化釜的蒸汽消耗；廢酸濃縮改為閃蒸濃縮工藝，削減了濃縮過程蒸汽消耗。該方案能量利用較Ⅰ合理。實(shí)例3-4甲苯用濃硫酸磺化制備對(duì)甲苯磺酸的反應(yīng)方程式為已知反應(yīng)在間歇釜(磺化釜)中進(jìn)行，磺化反應(yīng)速度和甲苯濃度成正比，和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(shí)，應(yīng)實(shí)行措施將磺化生成的水剛好移出磺化釜。試通過方案比較，確定適宜的脫水工藝流程。解：磺化過程中產(chǎn)生的水能否剛好移走以及脫水后的甲苯能否剛好返回磺化釜可作為方案比較的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

方案I，圖3-10間歇脫水方案方案II，圖3-11連續(xù)脫水方案以單元操作或單元反應(yīng)為中心，完善工藝流程例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(jìn)行，試以攪拌釜為中心，完善硝化混酸配制過程的工藝流程。首先，配制混酸需有一臺(tái)帶有夾套的攪拌釜。其次，混酸配制接受間歇操作，是間歇過程。為保證硫酸和硝酸的配比，設(shè)置硫酸計(jì)量罐和硝酸計(jì)量罐。第三，在工業(yè)生產(chǎn)中，要配制確定濃度的混酸，通常并不加水調(diào)整，而是用硝化后回收的廢酸來調(diào)整。因此，設(shè)置廢酸計(jì)量罐。第四,要設(shè)置硫酸貯罐、硝酸貯罐和廢酸貯罐。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3－6在合成抗菌藥諾氟沙星的生產(chǎn)中，以對(duì)氯硝基苯為原料制備對(duì)氟硝基苯的反應(yīng)方程式為反應(yīng)擬在間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)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工藝流程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的技術(shù)問題1、生產(chǎn)方式的選擇產(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。制藥工業(yè)多接受間歇生產(chǎn)2、提高設(shè)備利用率合理的工藝流程設(shè)計(jì)，對(duì)間歇操作，應(yīng)保持各設(shè)備之間的實(shí)力平衡，提高設(shè)備利用率。前后工序操作周期相差大時(shí)，常用中間貯槽進(jìn)行緩沖。貯槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，制造易。設(shè)中間貯槽增加費(fèi)用<<提高設(shè)備利用率而獲效益。為保持主要設(shè)備之間的實(shí)力平衡，提高設(shè)備利用率，設(shè)備臺(tái)數(shù)、批生產(chǎn)實(shí)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)實(shí)力最小的工序確定日生產(chǎn)實(shí)力例3-7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。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3—7附表方案Ⅲ磺化釜和中和釜間及中和釜和濃縮釜間需設(shè)中間貯槽方案Ⅳ磺化釜和中和釜間及中和釜和濃縮釜間需設(shè)中間貯槽方案Ⅴ磺化釜和中和釜間需設(shè)中間貯槽方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ方案Ⅳ方案Ⅴ3、物料的回收和套用物料的回收和套用，可降低原輔材料消耗，提高產(chǎn)品收率，降低產(chǎn)品成本。流程設(shè)計(jì)中，實(shí)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，削減環(huán)境污染。生產(chǎn)中經(jīng)常運(yùn)用各種有機(jī)溶劑，考慮這些溶劑的回收和套用，構(gòu)成溶劑的閉路循環(huán)，既降低溶劑單耗，又削減環(huán)境污染4、能量的回收利用充分考慮能量的回收和利用，提高能量利用率，降低能耗，是降低產(chǎn)品成本的有效措施。接受工藝物料間換熱以削減加熱劑和冷卻劑的消耗。用閃蒸濃縮代替常壓濃縮回收物料的余熱，降低能耗。合理布置設(shè)備位置，削減輸送流體的動(dòng)能消耗。熱集成可提高熱利用率。下面例子：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、平安技術(shù)措施物料多是易燃、易爆和有毒的物質(zhì)，因此平安問題特別突出。所設(shè)計(jì)的設(shè)備或裝置在正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及開車、停車、檢修、停水、停電等非正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下可能產(chǎn)生的各種平安問題，應(yīng)進(jìn)行細(xì)致而細(xì)致的分析，制訂出切實(shí)牢靠的平安技術(shù)措施。設(shè)置：報(bào)警裝置事故貯槽平安水封、平安閥或爆破片溢流管、阻火器、設(shè)置排空閥、接地裝置、防雷裝置。6、儀表和限制方案的選擇對(duì)須要限制的工藝參數(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(cè)位置、檢測(cè)和顯示儀表以及限制方案。儀表和自控水平的凹凸在很大程度上反映了一個(gè)制藥企業(yè)的技術(shù)水平。3.3工藝流程圖工藝流程圖是以圖解形式表示的工藝流程。兩階段設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)階段需繪制工藝流程框圖、工藝流程示意圖、物料流程圖和帶限制點(diǎn)的工藝流程圖。在施工圖設(shè)計(jì)階段需繪制施工階段帶限制點(diǎn)的工藝流程圖。工藝流程框圖最簡(jiǎn)潔的工藝流程圖，其作用是定性表示出由原料變成產(chǎn)品的工藝路途和依次，包括全部單元操作和單元反應(yīng)。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)工藝流程框圖工藝流程示意圖以圖例、箭頭和必要的文字說明定性表示出由原料變成產(chǎn)品的路途和依次，繪制出工藝流程示意圖。單元操作和單元反應(yīng)的主要工藝設(shè)備以圖例表示。以箭頭表示物料和載能介質(zhì)的流向，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)工藝流程示意圖物料流程圖物料衡算完畢，繪制出物料流程圖，是初步設(shè)計(jì)的成果，編入初步設(shè)計(jì)說明書。設(shè)計(jì)已由定性轉(zhuǎn)入定量。物料流程圖繪制方法（1）將物能衡算結(jié)果干脆加在工藝流程示意圖中。（2）用框圖表示，有三縱行:左邊的表示原料、中間體和產(chǎn)品；中間的表示單元反應(yīng)和單元操作；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(zhǔn)：kgh-1）帶限制點(diǎn)的工藝流程圖用圖示方法把工藝流程所需的全部設(shè)備、管道、閥門、管件和儀表及限制方法等。表示出來。工藝設(shè)計(jì)中必需完成的的圖樣，是施工、安裝和生產(chǎn)過程中設(shè)備操作、運(yùn)行和檢修的依據(jù)。（一）基本要求1、表示出全部工藝設(shè)備，包括設(shè)備圖例、位號(hào)和名稱。2、表示誕生產(chǎn)過程中的全部工藝物料和載能介質(zhì)的名稱、技術(shù)規(guī)格及流向。3、表示出全部物料管道和各種幫助管道的代號(hào)、材質(zhì)、管徑及保溫狀況。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。5、表示出全部?jī)x表和限制方案，包括儀表的限制參數(shù)、功能、位號(hào)以及檢測(cè)點(diǎn)和限制回路等。（二）圖面要求1、圖紙尺寸1號(hào)或2號(hào)圖紙[0號(hào)或1號(hào)圖紙]2、比例設(shè)備按相對(duì)比例繪制3、圖線和字體（附錄3P294）主物料、設(shè)備位號(hào)線用粗實(shí)線(0.9～1.2mm）幫助物料用中粗線（0.5～0.7mm）[設(shè)備輪廓]其它用細(xì)實(shí)線（0.15～0.3mm）（三）繪制方法1、設(shè)備常用設(shè)備的代號(hào)和圖例見附錄4（P295）。設(shè)備上的管道接頭、支腳、支架、基礎(chǔ)、平臺(tái)等不需表示。流程圖中，當(dāng)有多臺(tái)相同的設(shè)備并聯(lián)時(shí)，可只畫一臺(tái)設(shè)備，其余設(shè)備可分別用細(xì)實(shí)線方框表示，在方框內(nèi)注明設(shè)備位號(hào)，并畫出通往該設(shè)備的支管。在初步設(shè)計(jì)階段，當(dāng)有多臺(tái)相同的設(shè)備串聯(lián)或輪換運(yùn)用時(shí),一般只畫1臺(tái)設(shè)備；而在施工階段則應(yīng)依據(jù)須要畫出2臺(tái)或2臺(tái)以上的設(shè)備。設(shè)備位置流程圖中，機(jī)器、設(shè)備的位置一般按流程依次自左至右排列，其相對(duì)位置一般考慮便于管道的連接和標(biāo)注對(duì)有流體自上而下并和其他設(shè)備的位置有密切關(guān)系時(shí)，設(shè)備間的相對(duì)高度應(yīng)和設(shè)備布置狀況相像。設(shè)備布置在樓板孔、操作臺(tái)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)備位號(hào)應(yīng)和設(shè)備名稱的表示設(shè)備的標(biāo)注（a）一種是在設(shè)備圖形內(nèi)部或近旁，僅標(biāo)注設(shè)備位號(hào)（b）標(biāo)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(duì)設(shè)備，設(shè)備位號(hào)線（粗實(shí)線）上面標(biāo)注設(shè)備位號(hào)，下面注明設(shè)備名稱。2、管道管件和閥門（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依據(jù)其特點(diǎn)增補(bǔ)圖例。流程圖中接受的管道、管件和閥門圖例應(yīng)在流程圖或首頁(yè)圖中加以說明。（2）初步設(shè)計(jì)階段的工藝流程圖中，應(yīng)繪出主要管道、閥門、管件和限制點(diǎn)；施工圖設(shè)計(jì)階段的工藝流程圖中，則應(yīng)繪出全部管道、閥門、管件和限制點(diǎn)。（3）物料管線用粗線表示，其它管線用中粗線，限制回路用細(xì)線表示。（4）在同一流程圖中,當(dāng)兩設(shè)備相距較遠(yuǎn)時(shí),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(shí),將一根畫成連續(xù)實(shí)線,另一根在交叉處斷開（通常接受副斷主不斷，豎斷橫不斷的原則）。線條拐彎處可畫成直角。（5）流程圖中的管道需和另一流程圖中的管道相連時(shí)，可在管道斷開處用箭頭注明至某設(shè)備或管道的圖號(hào)，即此外，對(duì)于排水或排污管道，應(yīng)用文字說明排入何處。（6）在帶限制點(diǎn)的工藝流程圖中，應(yīng)對(duì)每一根管道進(jìn)行標(biāo)注。管道的標(biāo)注方法可按HG20519的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，也可依據(jù)本單位的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。一般狀況下，管道應(yīng)注明介質(zhì)代號(hào)、管道編號(hào)、管道尺寸和管道等級(jí)，若為隔熱或隔聲管道還應(yīng)增加隔熱或隔聲代號(hào)。管道的標(biāo)注方法如圖3-19所示。圖3-19管道的標(biāo)注方法常見介質(zhì)的代號(hào)見表3-2。若介質(zhì)代號(hào)在表中沒有規(guī)定，則可補(bǔ)充，但不應(yīng)和表中的代號(hào)相同。管道編號(hào)可用設(shè)備位號(hào)加管道依次號(hào)表示,其中管道依次號(hào)可用(01～99)表示。如R120303即可表示位號(hào)為R1203的反應(yīng)器上編號(hào)為3的管道。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(biāo)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(jí)管道等級(jí)由管材代號(hào)、單元依次號(hào)和公稱壓力等級(jí)代號(hào)組成，如圖所示。管道的單元依次號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，由1起先。管材代號(hào)和管道的公稱壓力等級(jí)代號(hào)均用大寫英文字母表示。HG20519.38-92管道等級(jí)代號(hào)

用于美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ANSI）有的書這樣規(guī)定：管道壓力等級(jí)代號(hào)管道的隔熱或隔聲代號(hào)用大寫英文字母表示,如表所示3、自控和儀表（1）在帶限制點(diǎn)的工藝流程圖中應(yīng)繪出全部和工藝過程有關(guān)的檢測(cè)儀表、檢測(cè)點(diǎn)和限制回路（2）限制回路中的每一個(gè)儀表或元件都要標(biāo)注儀表位號(hào)。儀表位號(hào)的表示方法如下圖被測(cè)變量和功能代號(hào)（3）在帶限制點(diǎn)的工藝流程圖中，檢測(cè)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)在帶限制點(diǎn)的工藝流程圖中，儀表的位號(hào)可干脆填寫在儀表圖例中管道中的壓力變更通過變送器(圖中以符號(hào)“”表示)將信號(hào)送至壓力計(jì),并通過它限制調(diào)整閥的開啟，以調(diào)整管道內(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1、流體輸送設(shè)備（1）離心泵1）流程設(shè)計(jì)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。泵和泵入口處切斷閥間、泵和泵出口處切斷閥間、的管線均要設(shè)置放凈閥。泵出口管道的管徑和泵的管口一樣或放大一檔，以減小阻力。2）離心泵的自控(a)干脆節(jié)流法出口管路上設(shè)調(diào)整閥，變更出口閥的開度來調(diào)整流量。此法簡(jiǎn)便易行,流量連續(xù)變更,應(yīng)用廣泛。但當(dāng)閥門開度減小時(shí),要多消耗一部分能量,不太經(jīng)濟(jì)。不適用于介質(zhì)流量泵額定流量30％的狀況。(b)旁路調(diào)整法在泵的進(jìn)出口管道上設(shè)調(diào)整閥，利用通閥的開度來調(diào)整流量的。該法可用于液體流量偏低的場(chǎng)合,缺點(diǎn)是要消耗一部分高壓液體能量,使泵的總效率下降。（c)變更泵的轉(zhuǎn)速（2）容積式泵往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵、旋渦泵等都是常見的容積式泵。不能用出口管路上干脆節(jié)流法。常用旁路調(diào)整或變更泵的轉(zhuǎn)速的方法調(diào)整出口流量。（3）真空泵機(jī)械泵和噴射泵兩大類,水環(huán)泵和活塞泵均為常見的機(jī)械泵,水噴射泵和蒸汽噴射泵均為常見的噴射泵。其自控流程如圖變更吸入支管閥門開度限制真空度（4）壓縮機(jī)壓縮機(jī)的限制方案變更進(jìn)口閥門的開度變更回路閥門的開度變更壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速離心式壓縮機(jī)當(dāng)負(fù)荷小至確定程度時(shí)，工作點(diǎn)將進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)，并產(chǎn)生“喘振”現(xiàn)象，系統(tǒng)和設(shè)備會(huì)發(fā)生猛烈振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲，甚至使壓縮機(jī)遭到損壞。要求單級(jí)葉輪壓縮機(jī)，其工作流量≮額定流量的50%；多級(jí)葉輪的高壓壓縮機(jī)，其工作流量≮額定流量的75～80%。為避開在進(jìn)口處產(chǎn)生嚴(yán)峻負(fù)壓或使離心壓縮機(jī)的負(fù)荷低于規(guī)定值，可接受分程限制流程。分程限制流程在壓縮機(jī)的進(jìn)出口管路間設(shè)置一條回路，進(jìn)口閥門只能關(guān)小至確定開度,若須要接著削減流量,可打開回路閥門,以避開在壓縮機(jī)進(jìn)口處產(chǎn)生嚴(yán)峻的負(fù)壓或使負(fù)荷低于規(guī)定值變更回路閥門開度調(diào)整流量壓縮機(jī)的流量調(diào)整也可接受圖3-25中的限制方案,變更回路閥門的開度來調(diào)整流量。變更壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整流量，該方案的效率最高,節(jié)能效果最好,缺點(diǎn)是調(diào)速機(jī)構(gòu)比較困難2、換熱器（1）調(diào)整換熱介質(zhì)流量有無相變均可用，但被調(diào)整流體的流量必需是工藝允許的。當(dāng)熱流體溫降<冷流體溫升，冷流體流量變更將使熱流體出口溫度明顯變更，故調(diào)整冷流體流量較好。反之，調(diào)整熱流體流量（調(diào)整時(shí)希望流量變更盡量小）。（2）調(diào)整蒸汽壓力若用蒸汽來加熱工藝流體,則可用調(diào)整蒸汽壓力的方法來變更其冷凝溫度,其自控流程如圖所示：（3）調(diào)整換熱面積當(dāng)有相變時(shí)，通過調(diào)整換熱器中的冷凝水量，使蒸汽冷凝面積發(fā)生變更，其自控流程如圖所示。3、塔設(shè)備制藥所用的塔設(shè)備種類多，塔設(shè)備的被控變量許多，限制方案繁多。以精餾塔為例，介紹其自控流程。(1)壓力限制1）常壓精餾塔無需設(shè)置壓力限制系統(tǒng)，可在冷凝器或回流罐上設(shè)置一根和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）減壓精餾塔真空度限制常用變更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限制塔壓也可在真空泵吸入管路上設(shè)置一吸入支管，變更吸入支管的閥門開度可調(diào)整吸入的空氣或惰性氣體量，達(dá)到限制全塔真空度的目的。3）加壓精餾塔依據(jù)塔頂汽相中所含不凝性氣體量的多少,可實(shí)行不同的限制方案。調(diào)整冷卻劑流量塔頂汽相中不含或僅含微量不凝性氣體時(shí),調(diào)整冷卻劑流量來限制操作壓力。該方案投資較少,并可削減冷卻劑的用量。

可接受分程限制方案當(dāng)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(shí),可接受分程限制方案。變更氣相排放量限制塔壓當(dāng)塔頂含有較多的不凝性氣體時(shí),可通過變更不凝性氣體排放量來限制全塔操作壓力。（2）溫度限制變更塔回流量限制塔頂溫度。再沸器的溫度可通過調(diào)整加熱劑的流量來限制。塔頂溫度和再沸器溫度的自控流程如圖所示。（3）流量限制精餾塔的進(jìn)料量、回流量的自控流程如圖所示。（4）液位限制精餾操作塔釜、回流罐的液位自控流程如圖所示。4、反應(yīng)器（1）溫度限制通過變更冷卻劑流量方案較簡(jiǎn)潔，儀表較少。缺點(diǎn)是當(dāng)釜內(nèi)物料較多時(shí)，溫度滯后比較嚴(yán)峻；當(dāng)物料溫度不均時(shí)還會(huì)造成局部過冷或過熱。常用于對(duì)溫度限制要求不高的場(chǎng)合。反應(yīng)溫度和冷卻劑流量串接（級(jí)）限制方案該方案以冷卻劑流量為副參數(shù)，可剛好有效地反映冷卻劑流量和壓力變更的干擾，但不能反映冷卻劑溫度變更的干擾。反應(yīng)溫度和夾套溫度串接（級(jí)）限制方案以?shī)A套溫度為副參數(shù),不僅可反映冷卻劑方面的干擾,而且對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的干擾也有確定的反映。（2）進(jìn)料流量限制兩種原料配比的限制方案（五）帶限制點(diǎn)的工藝流程圖2,4-二氯甲苯生產(chǎn)過程工業(yè)生產(chǎn)方法是以三氯化銻為催化劑，以對(duì)氯甲苯和氯氣為原料，經(jīng)反應(yīng)、分別等工序而制得。氯化液中含有目標(biāo)產(chǎn)物2,4-二氯甲苯(5262%)，含有未反應(yīng)的對(duì)氯甲苯以及確定量的3,4-二氯甲苯(6～10%)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)精餾分別即可獲得2,4-二氯甲苯。生產(chǎn)過程分為反應(yīng)和分別兩個(gè)工段生產(chǎn)工藝流程框圖帶限制點(diǎn)的工藝流程圖分別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︼@示和記錄(包括現(xiàn)場(chǎng)指示儀表及限制室計(jì)算機(jī)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和記錄等。限制回路有：循環(huán)泵的流量限制、全凝器熱介質(zhì)的出口溫度限制、回流比的限制、緩沖罐的真空度限制等。思索題1、精餾塔為何種操作方式，為什么？2、塔頂冷凝器結(jié)構(gòu)形式。3、為何接受限制回流量限制精餾塔塔頂產(chǎn)品組成，而非通過限制塔頂溫度限制之？可否設(shè)計(jì)一自控系統(tǒng)通過限制溫度來限制塔頂產(chǎn)品純度。4、精餾塔為何接受填料塔而不接受板式塔？此塔和一般精餾塔相比有何不同？5、此流程管道編號(hào)是怎樣編的？6、此裝置接受機(jī)械泵抽真空，為何不接受蒸汽噴射泵抽真空？阻火器允許氣體通過但不允許火焰或爆炸波通過的火焰阻斷器。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。(1)礫石阻火器(2)管道防爆水紋阻火器(3)管道散熱放空阻火器爆破片爆破片是壓力容器、管道的重要平安裝置。它能在規(guī)定的溫度和壓力下爆破，泄放壓力，保障人民生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)的平安。

爆破片平安裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、靈敏、精確、無泄漏、泄放實(shí)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。能夠在粘稠、高溫、低溫、腐蝕的環(huán)境下牢靠地工作，還是超高壓容器的志向平安裝置。

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。當(dāng)因物料易堵塞、腐蝕等緣由而不能安裝平安閥時(shí)可用爆破片替代平安閥。反拱型爆破片

爆破片的凸面受壓，爆破壓力由材質(zhì)厚度和拱徑確定。系統(tǒng)一旦過壓，爆破片會(huì)反向拱起，并沿預(yù)先設(shè)定的刻痕完全打開。正拱型爆破片爆破片的凹面受壓，爆破片承受拉伸張力。爆破片的爆破壓力由材質(zhì)的拉伸張力確定。平安閥平安閥用在鍋爐、

壓力容器等受壓設(shè)備上作為超壓愛惜裝置.當(dāng)被愛惜設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力異樣上升達(dá)到規(guī)定值時(shí),閥門自動(dòng)開啟,繼而全量排放,以防止壓力接著上升,當(dāng)壓力降低到另一規(guī)定值時(shí),自動(dòng)關(guān)閉.

平安閥示意圖平安水封水封式平安裝置依靠水封裝置水封管中的水柱高度產(chǎn)生的壓力和裝置工作壓力相平衡的平安裝置。這種平安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(chǎng)合。

溢流管當(dāng)泵由底層向高層設(shè)備輸送物料時(shí)，為避開物料過滿造成緊急或物料損失，可接受溢流管使多余物料流回儲(chǔ)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)置視鏡以便于底層操作者推斷物料是否已滿。作業(yè)1、說明名詞：風(fēng)向頻率、可行性探討報(bào)告、設(shè)計(jì)任務(wù)書、兩階段設(shè)計(jì)、等高線、主導(dǎo)風(fēng)向、風(fēng)玫瑰圖、地理測(cè)量坐標(biāo)系、建筑施工坐標(biāo)系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(jìn)行，試設(shè)計(jì)混酸配制過程的工藝流程圖。要求：（1）設(shè)計(jì)范圍從原料貯罐起先到混合釜出料；（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)；（3）部分圖例如附圖所示。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(hào)作業(yè)1.簡(jiǎn)述帶限制點(diǎn)的工藝流程圖和工藝流程框圖的區(qū)分有哪些。2.對(duì)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)大于冷流體的溫升(t2-t1)，試設(shè)計(jì)一適宜的自控方案來限制熱流體的出口溫度，并講明