《化学工艺流程》课件.ppt
化学工艺流程
课程概述课程目标掌握化工流程设计原理主要内容工艺流程图类型及应用学习方法
化学工艺流程的定义工艺流程概念原料转化为产品的全过程系统表达核心价值指导生产、优化工艺、确保安全
化学工艺流程的基本组成原料准备预处理确保质量反应过程核心化学转化分离纯化提高产品纯度产品处理包装与储存
化学工艺流程图的类型总工艺流程图全局视角，展示整体生产路线工艺原则流程图展示物料流动和处理步骤工艺管道仪表流程图详细工程图，含设备和控制系统
总工艺流程图1定义和用途全厂物料走向概览2主要特点简洁清晰，无繁琐细节3绘制要点粗实线表示物料流，虚线表示能量流
总工艺流程图示例1原油预处理单元脱盐、蒸馏初步分离2转化装置催化裂化提高轻质油收率3产品精制单元脱硫、加氢处理提高品质
工艺原则流程图123定义和用途展示工艺单元间物料和能量流向区别特点比总图详细，含主要设备主要组成设备简图、物料线、基本工艺参数
工艺原则流程图示例原料预处理纯化丙烯和甲醇，除去杂质催化氧化丙烯转化为丙烯醛酯化反应丙烯醛与甲醇生成丙烯酸甲酯产品精制蒸馏提纯，提高产品品质
工艺管道仪表流程图(PID)定义与重要性最详细工程图，工程建设核心依据基本内容所有设备、管道、仪表和控制系统应用范围详细工程设计、施工和运行维护
PID图的主要组成部分设备符号反应器、塔器、换热器标准图形管道符号不同流体的管线类型标识仪表与阀门控制元件和测量点标准符号
PID图示例分析综合了解掌握整体工艺逻辑识别关键设备确认主要工艺单元功能分析控制系统理解自动化控制逻辑检查安全措施确认安全联锁和保护系统
化学工艺流程设计原则安全性本质安全，杜绝事故隐患经济性最优投资回报，成本效益平衡可靠性稳定运行，减少故障停车环保性最小环境影响，可持续发展
原料选择和准备选择标准纯度、可得性、价格预处理方法过滤、干燥、破碎纯化技术蒸馏、吸附、萃取
反应器选择批次反应器间歇生产，适合小规模半批次反应器运行灵活，适合中等产量连续反应器高产能，稳定质量选择依据产量、反应特性、投资预算
反应条件优化温度控制影响产率，压力调节改变平衡，催化剂降低活化能，反应时间决定转化率
分离技术概述30%蒸馏技术化工分离中最常用方法25%萃取工艺针对特定组分高效分离20%结晶应用固体产品高纯度制备15%膜分离新兴节能环保技术
蒸馏技术深入探讨板式塔填料塔分子蒸馏精馏塔
萃取技术详解液-液萃取溶质在两相间分配连续萃取器混合-澄清器固-液萃取从固体中提取有效成分索氏提取器逆流萃取装置萃取剂选择基于分配系数和选择性极性溶剂非极性溶剂
结晶技术应用结晶原理溶解度差异导致固体析出结晶设备搅拌结晶器、冷却结晶器工艺控制温度梯度、搅拌速度、种晶添加产品特性晶体大小、形状、纯度控制
膜分离技术前沿超滤技术分离大分子物质，保留胶体反渗透海水淡化，高纯水制备气体分离膜氢气纯化，CO?捕获
产品纯化和精制1高纯度产品99.99%纯度特种化学品2精馏工艺多级蒸馏，高效分离近沸点物质3重结晶技术溶解再结晶，提高固体产品纯度4吸附纯化活性炭、分子筛选择性吸附杂质
干燥技术干燥方法选择物料特性决定能耗考量产品质量要求干燥设备类型喷雾干燥器流化床干燥器转筒干燥器关键工艺参数气体温度停留时间湿度控制
储存和包装储存要求温度、湿度、防光、惰性气体保护包装材料适应产品特性，防腐蚀，防泄漏包装工艺自动灌装，密封，标签，码垛
化学工艺流程的安全设计本质安全设计最小化危险物料，降低操作条件安全联锁系统参数超限自动响应，防止级联故障紧急停车程序快速安全关闭，最小化事故影响事故预防危险与可操作性分析，安全阀设置
环境保护措施废气处理脱硫脱硝，VOCs吸附催化氧化废水处理物化处理，生物降解，高级氧化固废管理减量化，资源化，无害化处置
能源节约与回收
工艺流程优化方法瓶颈分析找出限制产能的关键环节参数优化调整温度、压力、浓度等关键变量设备改进提高设备效率，降低能耗控制系统升级实现精确控制，提高产品一致性
自动化控制系统DCS系统分布式控制，集中管理PLC应用可编程逻辑控制器高级过程控制模型预测控制，自适应控制实时监控参数可视化，报警系统
工艺模拟软件应用AspenPlus热力学计算，流程设计HYSYS应用动态模拟，过程优化优化案例能耗降低15%，产量提高8%
化学工艺流程案例研究：合成氨生产1原料预处理天然气脱硫，制氢2氮气提取空气分离，纯氮制备3合成反应高温高压催化合成4产品分离冷却液化，纯化储存
化学工艺流程案例研究：乙烯生产原料预处理石脑油脱硫，预热裂解反应800℃高温快速裂解急冷压缩停止反应，高压分离精馏纯化多塔系统逐级分离
化学工艺流程案例研究：聚乙烯生产单体纯化乙烯精制，催化剂活化聚合反应高压法或齐格勒法产物处理挤出造粒，添加助剂产品包装分级分类，防潮包装
化学工艺流程案例研究：硫酸生