化工工藝流程設計任務和步驟

（一）工藝流程圖的設計任務

流程設計的主要任務包括兩個方面：

一是確定生產流程中全部生產過程的具體內容、順序和組合方式，達到由原料制得所需產品的目的；

二是繪制工藝流程圖，要求以圖解的形式表示生產過程中，當原料經過各個單元操作過程制得產品時，物料和能量發生的變化及其流向，以及采用了哪些化工過程和設備，再進一步通過圖解形式表示出化工管道流程和計量控制流程。

（二）工藝路線確定的步驟

1搜集資料，調查研究

要根據建設項目的產品方案及生產規模，有計劃、有目的地搜集國內外同類型生產廠的有關資料，包括技術路線特點、工藝參數、原材料和公用工程單耗、產品質量、三廢治理以及各種技術路線的發展情況與動向等技術經濟資料。

掌握國內外化工技術經濟的資料，僅靠設計人員自己搜集是不夠的，還應取得技術信息部門的配合，有時還要向咨詢部門提出咨詢。

搜集設計資料的原則和步驟

（1）資料的完整性    

  全面的、完整的資料數據能夠反映客觀事物的全過程，才能用于設計。

（2）資料的正確性  

    正確的資料數據具有再現性，能反映客觀事物的本質規律，才能用于設計。

（3）資料的適用性  

    科學技術都是有條件依據的，搜集資料要嚴格注意資料的適用條件。

（4）資料的恰當性   

   資料年代的差異會造成技術上的不同，在整理、分析資料時應注意資料恰當性，不可盲目一味追求先進性，要綜合考慮整個設計的技術水平與建設項目的投資總額。

2確定方案，落實設備

設備是完成生產過程的重要條件，是確定技術與工藝流程的時必然要涉及到的因素，因此要足夠重視。

①確定生產線數目

大型裝置與相同生產能力的數個小型裝置相比優點：節約建設投資，占地少，自動化程度高等；缺點：附屬設備貴，大都無備用設備，出故障只好停車；

若以單生產線的大型裝置與生產能力相同的雙生產線小型裝置相比，開工率高時，則大型裝置的經濟效益好。假如開工率不足或生產負荷常變化，尤其是幾種牌號的產品經常換產時，則雙線小裝置的經濟效益好。

因此對于生產規模較大，涉及到是否實施大型化時需仔細分析比較。

②確定操作方式

盡量采用連續化操作方式。有時也采用間歇與連續聯合操作化方式。有些過程采用間歇操作反而更有利些，如用蒸餾釜處理精餾塔塔釜的高沸點殘液。

③確定主要生產過程

先抓住全流程的核心---反應過程,從它入手來逐步建立與之相應的生產過程。

即原料→預處理過程→反應過程→產物后處理。

④確定輔助過程

降低能耗，提高能量利用率的過程。如反應熱、位能、靜壓能等的利用。

三廢處理過程。

為穩定生產而設立的過程(如緩沖、中間貯存)。

⑤合理確定操作條件

如高壓反應過程，要求在原料貯罐到反應器間必須設立升壓過程和相應的壓縮機，而在反應器到產品間必須設立減壓過程和相應的設備。

又如確定了反應器內的操作溫度和允許波動范圍，就要相應地設立供熱或移熱設施及手段(如夾套內泠管等)，同時建立自動調劑溫度的控制系統。

⑥考慮流程的彈性和進行設備設計

即全流程設計要考慮綜合生產能力的彈性:應估計全年生產的不均衡性,各過程間所選設備的操作周期及其不均衡性,還要考慮因生產管理和外部條件等因素可能產生負荷的波動,這些均通過調研和參加生產實踐來確定彈性的適宜幅度。

對設備的余度的考慮:原則上既不超過又不少于設計負荷,并且盡可能使各臺設備的能力一致,以避免由于設備能力不平衡而造成浪費。

在考慮了全裝置的彈性和各設備的余度以后,就可進行設備選型和設計計算了。

⑦確定控制系統

要根據各過程間是如何連接的、各過程又靠什么操作手段來實現的等等來確定它們的控制系統。

要考慮正常生產、開停車和檢修所需的各個過程的連接方法,此外還要增補遺漏的管線、閥門、過濾密封系統,以及采樣、放凈、排空、連通設施,逐步完善控制系統。

注意:在這個過程中，與自控專業共同商定控制水平,進而設計全流程的控制系統和儀表系統,畫在流程圖上，完成PID。

⑧逐步完善和簡化所設計的流程

要從各方面著手來逐步完善和簡化：考慮到開停車和事故處理等問題，因而設置事故貯槽，增加備用設備以利于必要時可以切換使用。有時需設置自動往聚合設備內加終止劑的裝置。

盡量簡化對水汽泠凍系統的要求，盡可能采用單一系統。當裝置本身需要用到幾種不同壓力的蒸汽時，應當盡可能簡化或統一對蒸汽壓力的要求。

盡量減少物料循環量，在切實可行的基礎上采用新技術，提高單程轉化率以及簡化流程等等。

3全面分析，對比比較

應當盡量從實際可能出發，多搞一些流程設計方案，然后進行全面的綜合比較，從中找出最優的方案作為流程設計的成果。