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工藝流程設(shè)計的內(nèi)容

發(fā)布時間：

2024-06-21 10:04

一確定工藝流程的組成

確定流程中各生產(chǎn)過程的具體內(nèi)容、順序和組合方式，是工藝流程設(shè)計的基本任務(wù)。可用設(shè)備之間的位置關(guān)系和物料流向來表示。

已內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝

二確定各個過程或工序的組成

1、確定設(shè)備的組成

應(yīng)采用多少和由哪些設(shè)備來完成這一生產(chǎn)過程，以及各種設(shè)備之間應(yīng)如何連接，明確每臺設(shè)備的作用和主要工藝參數(shù)。

例如：合成氨工藝中的變換工段

2、確定載能介質(zhì)的技術(shù)規(guī)格和流向

常用的載能介質(zhì)：水、水蒸汽、冷凍鹽水、空氣(真空或壓縮)。

三確定操作條件和控制方向

確定整個生產(chǎn)工序或每臺設(shè)備的各個不同部位要達(dá)到和保持的操作條件。

1、反應(yīng)器操作參數(shù)的確定

1）溫度

a 可逆反應(yīng)的平衡(吸熱或放熱)

采用二段反應(yīng)，溫度序列為先低后高

b 考慮反應(yīng)的選擇性(按主付反應(yīng)活化能的大小)

如:

如果E1為主反應(yīng)的活化能，且E1>E2則高溫有利于主反應(yīng)

c 溫度的限制條件(材質(zhì)和催化劑的要求)

2）組成

a 某一反應(yīng)物要求很高的轉(zhuǎn)化率

例如CO+C12→COC1(光氣)二異氰酸酯的原料要求不含氯，C12的轉(zhuǎn)化率100%，采取CO過量

b 產(chǎn)物與反應(yīng)物分離困難

如: C6H6(苯)+H2→C6H12(環(huán)己烷)

C6H6:Tb-353.1kC6H12:Tb=353.9k

苯與環(huán)己烷很難分離，因此采取氫氣過量，苯完全反應(yīng)

c 反應(yīng)的濃度效應(yīng)(濃度對主付反應(yīng)速率的影響)

d 分離循環(huán)費用

3) 壓力

a 反應(yīng)速度；

b 反應(yīng)物料的相態(tài)（如七項烴化和液相烴化）；

c 后續(xù)分離要求（希望水冷后就產(chǎn)生氣液兩相）。

4）反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率

a 準(zhǔn)化率和所需反應(yīng)時間的關(guān)系；

b 各種轉(zhuǎn)化率下的產(chǎn)品分布；

c 反應(yīng)系統(tǒng)和分離系統(tǒng)的設(shè)備價格。

2、精餾塔工藝參數(shù)的確定

1) 塔壓(實質(zhì)上是塔頂塔釜溫度選取的問題）

a 盡量避免真空操作（增加真空泵和塔徑）；

b 常壓下能用普通冷卻水冷卻，就不宜采取加壓；

c 對于＞1.6MPa時，究竟采用低壓冷凍還是高壓冷卻，需要做方案比較；

d 塔壓調(diào)節(jié)。

2）回流比

a 對于價格高昂的公用工程，取常規(guī)R/Rmin (1.11~1.24)的范圍低限。

b 若回收的冷量或熱量可利用，取常規(guī)R/Rmin的高限。

c 對于產(chǎn)品純度極高的精密精餾，取較大R/Rmin值（因為取常規(guī)R/Rmin較小，塔板數(shù)會急劇增加）

3）產(chǎn)品純度和回收率

正確選擇產(chǎn)品的純度有重大的經(jīng)濟(jì)意義。

四確定控制方案

確保各生產(chǎn)工序和每臺設(shè)備本身的操作條件，及實現(xiàn)各生產(chǎn)過程之間、各設(shè)備之間的正確聯(lián)系，需要確定正確控制方案，選用合適的控制儀表。

1、離心泵的流量控制

在選擇合適的流量控制方案時，需要考慮泵系統(tǒng)的整體效率、能耗水平以及實際應(yīng)用場景。例如，出口閥開度調(diào)節(jié)和旁路閥調(diào)節(jié)雖然簡單易行，但會增加管路壓力損失，降低泵系統(tǒng)效率。調(diào)整葉輪直徑和調(diào)速控制則對系統(tǒng)效率影響較小，尤其是調(diào)速控制，基本不影響系統(tǒng)效率，且能有效減少能耗。變頻控制柜調(diào)節(jié)則是目前最有效、效率最高的流量調(diào)節(jié)方法。

離心泵的流量控制

2、塔的液位控制

塔的液位控制系統(tǒng)是確保塔內(nèi)液體達(dá)到預(yù)期水平的關(guān)鍵部分，它涉及到液位的動態(tài)控制、控制系統(tǒng)的建模、PLC控制、PID算法、傳感器和調(diào)節(jié)閥等一系列的知識。液位控制系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮到系統(tǒng)的控制精度、調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量等控制品質(zhì)的要求。

塔的液位控制

3、液液分離界面液位控制

液液分離界面液位控制是一種常見的工業(yè)過程控制技術(shù)，主要應(yīng)用于化工、石油、制藥等行業(yè)。這種控制系統(tǒng)的目的是維持兩種不同密度液體之間的界面穩(wěn)定，以便于分離或者混合。由于液位變化可能受到溫度、壓力、物料性質(zhì)等多種因素的影響，因此液位控制系統(tǒng)需要能夠適應(yīng)這些變化，保證生產(chǎn)過程的連續(xù)性和產(chǎn)品質(zhì)量。

液液分離界面液位控制通常涉及到液位傳感器、控制器和執(zhí)行器三個主要部分。液位傳感器負(fù)責(zé)實時監(jiān)測液位高度，控制器根據(jù)設(shè)定的液位目標(biāo)和實際液位之間的差異來計算控制信號，執(zhí)行器則根據(jù)控制器的指令調(diào)整液位，例如通過閥門控制液體的流入流出。