第03章化工工艺流程图

ChemicalProcessDesignInstituteofChemicalEngineeringProcessDiagram工艺流程图设计的基本步骤1.作工艺流程草图或示意图（方框图）2.作工艺物料流程图（物料衡算图）PFD3.作带控制点的工艺流程图PIDIntroductiontoChemicalProcessDesign“Gotafewproblemsgoingfromlab-scaleuptofull-scalecommercial”MetericTankMixedAcidWasteAcidNitricAcidSulfuricAcidMEquipmentDescriptionC-101FeedAirCompressorE-101ReactorPreheaterE-102CondenserE-103ReboilerE-104CondenserE-105ReboilerE-106CondenserP-101A/BWaterPumpP-102A/BRefluxPumpP-103A/BRefluxPumpR-101PackedBedReactorT-101AcroleinAbsorberT-102WaterDistillationTowerT-103PropyleneDistillationTowerT-104AcroleinDistillationTowerV-101RefluxVesselV-102RefluxVesselV-103RefluxVessel5SteamPropylenelpsDowthermAPropyleneAcroleinToWasteTreatmentToInclneratorAir634127810DeionizedWater11lps13DeionizedWater1291514lpslpslpslps17lpslps18201721Propylene(Stream2),steam(Stream4),andcompressedair(Stream6)aremixedandheatedto150ºC.Theresultantstream(Stream8)issenttoacatalyticpackedbedreactorwherepropyleneandoxygenreacttoformacrolein.Thereactoreffluentisquicklyquenchedto50ºCwithdeionizedwater(Stream13)toavoidfurtherhomogeneousoxidationreactions.Stream12isthensenttoanabsorber,T-101,whereitisscrubbedwithwaterandacroleinisrecoveredinthebottoms(Stream15).Theoffgas,Stream14,issenttoanincineratorforcombustion.Stream15isthendistilledinT-102toseparateacroleinandpropylenefromwaterandacrylicacid.Thebottoms(Stream16)consistingofwastewaterandacrylicacidaresenttowastetreatment.Thedistillate(Stream17)issenttoT-103wherepropyleneisseparatedfromacroleinandtheremainingwaterinthesystem.ThedistillatefromT-103,contains98.4%propylene.Thepossibilityofrecyclingthisstreamcanbeinvestigated.Thebottoms(Stream19)isthensenttoT-104whereacroleinisseparatedfromwater.Stream21issenttowastetreatment,andthedistillate(Stream20)consistsof98%pureacrolein.初步设计（PreliminaryDesign）施工图设计DetailedDesignM01V02V03P01P02P03R01R02E01V02P01M01V03P02R01E01P03R02环己酮肟中间槽环己酮肟进料泵混合器环己酮肟溶解槽循环泵反应器冷却器循环泵熟化反应器V02P01M01V03P02R01E01P03R02环己酮肟中间槽环己酮肟进料泵混合器环己酮肟溶解槽循环泵反应器冷却器循环泵熟化反应器正己烷蒸汽P-03FICLICTICFICP-01P-02CWE01R02R01V03V02CWR07060102050304M0107正己烷正己烷蒸汽环己酮肟酸团R03阀组第五章化工工艺流程设计5.1概述5.2工艺方案流程图5.3物料流程图5.4带控制点的工艺流程图第五章化工工艺流程设计一.工艺流程设计的目的和任务目的：用图解形式来表达整个生产工艺过程任务：（1）确定生产工艺流程中各个过程的具体内容、顺序和组织形式。（2）绘制工艺流程图。5.1概述工艺流程图是用来表达化工生产工艺流程的设计文件工艺流程图方案流程图物料流程图施工流程图（带控制点的工艺流程图）这几种图由于要求不同，其内容和表达的重点也不一致，但彼此之间却有着密切的联系。在工艺路线选定后，进行概念性设计时完成，不编入设计文件在初步设计阶段，完成物料衡算时绘制在方案流程图的基础上绘制的内容较为详细的一种工艺流程图作用：表达物料从原料到成品或半成品的工艺过程，及所使用的设备和机器。用于设计开始时的工艺方案的讨论，也可作为施工流程图的设计基础。内容：①设备——用示意图表示生产过程中所使用的机器、设备；用文字、字母、数字注写设备的名称和位号。②工艺流程——用工艺流程线及文字表达物料由原料到成品或半成品的工艺流程。5.2方案流程图5.2.1方案流程图的作用及内容5.2方案流程图设备设备位号工艺流程线用文字表明流程情况某物料残液蒸馏处理的工艺方案流程图5.2方案流程图5.2.2方案流程图的画法按照工艺流程的顺序，把设备和工艺流程线自左至右地展开画在一个平面上，并加以必要的标注和说明。设备画法设备位号及名称的注写工艺流程线的画法用细实线画出设备的大概轮廓和示意图，一般不按比例，但应保持它们的相对大小。V0408A真空受槽车间或工段号设备分类号设备序号相同设备的序号设备名称用粗实线来绘制主要物料的工艺流程线，用箭头标明物料的流向，并在流程线的起始和终了位置注明物料的名称、来源或去向。a）管道相连b）管道交叉填料塔板式塔喷洒塔釜式换热器套管式换热器浮头式列管换热器5.3物料流程图物料流程图是在方案流程图的基础上，用图形与表格相结合的形式，反映设计中物料衡算和热量衡算结果的图样。在方案流程图上增加以下内容：在设备位号及名称的下方加注设备特性数据或参数。如：换热设备的换热面积；塔设备的直径、高度；贮罐的容积；机器的型号等。在流程的起始处以及使物料产生变化的设备后，列表注明物料变化前后其组分的名称、流量（kg/h）、摩尔分数（%）等参数及各项的总和，实际书写项目依具体情况而定。表格线和指引线都用细实线绘制。5.3物料流程图（PFD）物料变化前后设备特性数据或参数5.4带控制点的工艺流程图施工流程图的内容：设备示意图：带接管口的设备示意图，注写设备位号及名称；管道流程线：带阀门等管件和仪表控制点（测温、测压、测流量及分析点等）的管道流程线，注写管道代号；对阀门等管件和仪表控制点的图例符号的说明；标题栏。带控制点的工艺流程图也称施工流程图，是在方案流程图的基础上绘制的内容较为详尽的一种工艺流程图。是设计、绘制设备布置图和管道布置图的基础，又是施工安装和生产操作时的主要参考依据。在施工流程图中应把生产中涉及的所有设备、管道、阀门以及各种仪表控制点等都画出。设备示意图管道流程线设备位号管道代号阀门仪表5.4带控制点的工艺流程图5.4.1设备的画法与标注在施工流程图中，设备的画法与方案流程图基本相同。与方案流程图不同的是：对于两个或两个以上的相同设备一般应全部画出。施工流程图中每个工艺设备都应编写设备位号并注写设备名称。与方案流程图中的设备位号应该保持一致。当一个系统中包括两个或两个以上完全相同的局部系统时，可以只画出一个系统的流程，其他系统用双点画线的方框表示，在框内注明系统名称及其编号。5.4带控制点的工艺流程图细实线0.15～0.3mm中粗线0.5～0.7mm粗实线0.9～1.2mm喷淋管伴热（冷）管道同心异径管管线宽度与其相接的新管线宽度相同原有管线柔性管气动信号线翅片管电动信号线仪表管道管道隔热层引线、设备、管件、阀门、仪表等图例夹套管其他物料管道电伴热管道主要物料管道名称图例名称图例5.4.2管道流程线的画法及标注5.4带控制点的工艺流程图管道流程线要用水平和垂直线表示，注意避免穿过设备或使管道交叉，在不可避免时，则将其中一管道断开一段，管道转弯处一般画成直角。(a)管道相连(b)管道交叉管道流程线上应用箭头表示物料的流向。图中的管道与其他图纸有关时，应将其端点绘制在图的左方或右方，并用空心箭头标出物料的流向（进或出），在空心箭头内注明与其相关图纸的图号或序号，在其上方注明来或去的设备位号或管道号或仪表位号。进出5.4带控制点的工艺流程图施工流程图中的每条管道都要标注管道代号。横向管道的管道代号注写在管道线的上方;竖向管道则注写在管道线左侧，字头向左。工段号按工程规定填写，采用两位数字，从01开始，至99为止管段序号工段号物料代号VE0401——32×5.5B管路外径壁厚管道材料代号管段序号采用两位数字，从01开始，至99为止，相同类别的物料在同一主项内以流向先后为序，顺序编号隔热或隔音的功能管路的使用温度范围管道等级代号CW0401——32×5.5A1A—C6管道尺寸一般标注公称通径，以mm为单位，注数字，不注单位5.4带控制点的工艺流程图5.4.3阀门等管件的画法与标注管道上的管道附件有阀门、管接头、异径管接头、弯头、三通、四通、法兰、盲板等。这些管件可以使管道改换方向、变化口径，可以连通和分流以及调节和切换管道中的流体。截止阀闸阀球阀直流截止阀螺纹管帽管端盲板管帽法兰连接管端法兰(盖)鹤管三通截止阀三通球阀四通球阀四通旋塞阀5.4带控制点的工艺流程图5.4.3阀门等管件的画法与标注在施工流程图中，管道附件用细实线按规定的符号在相应处画出。阀门图形符号尺寸一般为长为6mm，宽为3mm或长为8mm，宽为4mm。为了安装和检修等目的所加的法兰、螺纹连接件等也应在施工流程图中画出。管道上的阀门、管件要按需要进行标注。当它们的公称直径同所在管道通径不同时，要注出它们的尺寸。当阀门两端的管道等级不同时，应标出管道等级的分界线，阀门的等级应满足高等级管的要求。对于异径管标注大端公称通径乘以小端公称通径。测量点5.4带控制点的工艺流程图5.4.4仪表控制点的画法与标注在施工流程图上要画出所有与工艺有关的检测仪表、调节控制系统、分析取样点和取样阀（组）。仪表控制点用符号表示，并从其安装位置引出。符号包括图形符号和字母代号，它们组合起来表达仪表功能、被测变量、测量方法。仪表的图形符号检测、显示、控制等仪表的图形符号是一个细实线圆圈，其直径约为10mm。圈外用一条细实线指向工艺管线或设备轮廓线上的检测点。就地仪表盘面后安装仪表集中仪表盘面安装仪表集中仪表盘面后安装仪表嵌在管道内就地仪表盘面安装仪表就地安装仪表备注图形符号安装位置备注图形符号安装位置仪表安装位置的图形符号仪表位号仪表位号的组成被测变量字母代号功能字母代号PRC—301序号工段代号仪表位号的标注方式就地安装的压力指示仪表集中仪表盘面安装的压力记录控制仪表PRC301PI