《化工设计》精品课程 过程中,可能存在哪些不安全因素进行认真分析,再遵照国家的各项有关规定,结合以往的 经验教训,制订出切实可靠的安全措施,例如设置安全阀、阻火器和事故贮槽等。 、工艺流程设计方法 首先要看所选定的生产方法是正在生产或曾经运行过的成熟工艺还是待开发的新工艺 前者是可以参考借鉴而需要局部改进或局部采用新技术新工艺的问题。后者须针对新开发技 术,在设计上称为概念设计。不论哪种情况一般都是将一个工艺流程分为四个重要部分,即 原料预处理过程、反应过程、产物的后处理(分离净化)和三废的处理过程。一般的工作方 法如下。 1)以反应过程为中心。根据反应过程的特点、产品要求、物料特性、基本工艺条件来决 定采用反应器类型及决定采用连续操作,还是间歇性操作。有些产品不适合连续化操作,如 同一生产装置生产多品种或多牌号产品时,用间歇操作,更为方便。另外,物料反应过程是 否需外供能量或移出热量,都要在反应装置上增加相应的适当措施。如果反应需要在催化剂 存在下进行,就须考虑催化反应的方式和催化剂的选择。一般说确定主反应过程的装置,往 往都有文献、资料可供参考,或有中试结果。现有工业化装置可以借鉴、参考,因此并不复 如多()原料预处理过程。在主反应装置已经确定之后,根据反应特点,必然对原料提出要求, 度、温度、压力以及加料方式等。这就应根据需要采取预热(冷)、汽化、干燥、粉碎 筛分、提纯精制、混合、配制、压缩等措施。这些操作过程就需要相应的化工单元操作,加 以组合。通常不是一台两台设备或简单过程完成的。原料预处理的化工操作过程是根据原料 性质、处理方法而选取不同的装置及不同的输送方式,从而可能设计出不同的流程。 (3)产物的后处理。根据反应原料的特性和产品的质量要求,以及反应过程的特点,实际 反应过程可能会出现下列情况。 ①除了获得目的产物外,由于存在副反应,还生成了副产物。例如烃类裂解制取乙烯的 裂解炉出口,产物是非常复杂的多组分的混合物,就需进一步处理 ②由于反应时间等条件的限制或受反应平衡的限制,以及为使反应尽可能完全而有过剩 组分。反应结果其转化率并非百分之百,因而产物中必然有剩余的未反应的原料。例如用氢 和氮合成氨的过程,通过合成塔后,会有80%以上的氮氢气未参与反应。又如氨和二氧化碳 合成尿素的过程,加入的氨是过剩的,而且反应后对二氧化碳来说其转化率也不过60%一70 %。因此,必然有剩余的反应物与产物混在一起,就需要进行分离,循环利用 ③原料中含有的杂质往往不是反应需要的,在原料的预处理中并未除净,因而在反应中 将会带入产物中,或者杂质参与反应而生成无用且有害的物质。例如合成氨的原料气制造中 如采用煤的蒸气转化制取,由于煤中含有硫化物,则产品原料气中将会有硫化氢等有害气体, 在送入下一工序时必须进行脱硫 ④产物的集聚状态要求,也增加了后处理过程。某些反应过程是多相的,而最终产物是 固态的。例如氨碱法制造纯碱过程,主要反应是在炭化塔中进行,过程是气、液、固多相的 从炭化塔取出的产物是固液混合物,为获取固体产物,须有过滤分离装置。又如前述尿素生 ,从尿素合成塔取出产物为混合溶液,为获取固体尿素,需要经一系列分解、蒸发浓缩 和结晶的相变过程 除上述原因外,还有其他各种各样原因,相应地要采用各种不同措施进行处理。因此用 于产物的净化、分离的化工单元操作过程,往往是整个工艺过程中最复杂、最关键的部分 有时是制约整个工艺生产能否进行的关键环节,即保证产品质量的极为重要的步骤。因此 如何安排每一个分离净化的设备或装置以及操作步骤,它们之间如何连通,有否达到预期的 净化效果和能力等,都是必须认真考虑的。 (4)产品的后处理。经过前述分离净化后达到合格的目的产品,有些是下一工序的原料ȩࡆጕ䃮䃑Ȫ㇮ৱ䄮⼻ 4 䖛⿟Ёˈৃ㛑ᄬ೼ાѯϡᅝܼ಴㋴䖯㸠䅸ⳳߚᵤˈݡ䙉✻೑ᆊⱘ৘乍᳝݇㾘ᅮˈ㒧ড়ҹᕔⱘ 㒣偠ᬭ䆁ˈࠊ䅶ߛߎᅲৃ䴴ⱘᅝܼ᥾ᮑˈ՟བ䆒㕂ᅝܼ䯔ǃ䰏☿఼੠џᬙ䌂ῑㄝDŽ ѠǃᎹ㡎⌕⿟䆒䅵ᮍ⊩ 佪ܜ㽕ⳟ᠔䗝ᅮⱘ⫳ѻᮍ⊩ᰃℷ೼⫳ѻ៪᳒㒣䖤㸠䖛ⱘ៤❳Ꮉ㡎䖬ᰃᕙᓔথⱘᮄᎹ㡎DŽ ࠡ㗙ᰃৃҹখ㗗׳䡈㗠䳔㽕ሔ䚼ᬍ䖯៪ሔ䚼䞛⫼ᮄᡔᴃᮄᎹ㡎ⱘ䯂乬DŽৢ㗙乏䩜ᇍᮄᓔথᡔ ᴃˈ೼䆒䅵Ϟ⿄Ўὖᗉ䆒䅵DŽϡ䆎ા⾡ᚙމϔ㠀䛑ᰃᇚϔϾᎹ㡎⌕⿟ߚЎಯϾ䞡㽕䚼ߚेˈ ॳ᭭乘໘⧚䖛⿟ǃডᑨ䖛⿟ǃѻ⠽ⱘৢ໘⧚˄ߚ行࣪ޔ੠˅ϝᑳⱘ໘⧚䖛⿟DŽϔ㠀ⱘᎹ԰ᮍ ⊩བϟDŽ (1)ҹডᑨ䖛⿟ЎЁᖗDŽḍ᥂ডᑨ䖛⿟ⱘ⡍⚍ǃѻક㽕∖ǃ⠽᭭⡍ᗻǃ෎ᴀᎹ㡎ᴵӊᴹއ ᅮ䞛⫼ডᑨ఼㉏ൟঞއᅮ䞛⫼䖲㓁᪡԰ˈ䖬ᰃ䯈ℛᗻ᪡԰DŽ᳝ѯѻકϡ䗖ড়䖲㓁࣪᪡԰ˈབ ৠϔ⫳ѻ㺙㕂⫳ѻ໮ક⾡៪໮⠠োѻકᯊˈ⫼䯈ℛ᪡԰ˈ᳈Ўᮍ֓DŽ঺໪ˈ⠽᭭ডᑨ䖛⿟ᰃ ৺䳔໪կ㛑䞣៪⿏ߎ⛁䞣ˈ䛑㽕೼ডᑨ㺙㕂Ϟ๲ࡴⳌᑨⱘ䗖ᔧ᥾ᮑDŽབᵰডᑨ䳔㽕೼࣪ڀࠖ ᄬ೼ϟ䖯㸠ˈህ乏㗗㰥࣪ڀডᑨⱘᮍᓣ੠࣪ڀࠖⱘ䗝ᢽDŽϔ㠀䇈⹂ᅮЏডᑨ䖛⿟ⱘ㺙㕂ˈᕔ ᕔ䛑᳝᭛⤂ǃ䌘᭭ৃկখ㗗ˈ៪᳝Ё䆩㒧ᵰDŽ⦄᳝ᎹϮ࣪㺙㕂ৃҹ׳䡈ǃখ㗗ˈ಴ℸᑊϡ໡ ᴖDŽ (2)ॳ᭭乘໘⧚䖛⿟DŽ೼Џডᑨ㺙㕂Ꮖ㒣⹂ᅮПৢˈḍ᥂ডᑨ⡍⚍ˈᖙ✊ᇍॳ᭭ᦤߎ㽕∖ˈ བ㒃ᑺǃ⏽ᑺǃय़࡯ҹঞࡴ᭭ᮍᓣㄝDŽ䖭ህᑨḍ᥂䳔㽕䞛প乘⛁˄ދ˅ǃ≑࣪ǃᑆ➹ǃ㉝⹢ ㄯߚǃᦤ㒃㊒ࠊǃ⏋ড়ǃ䜡ࠊǃय़㓽ㄝ᥾ᮑDŽ䖭ѯ᪡԰䖛⿟ህ䳔㽕Ⳍᑨⱘ࣪Ꮉऩܗ᪡԰ˈࡴ ҹ㒘ড়DŽ䗮ᐌϡᰃϔৄϸৄ䆒໛៪ㅔऩ䖛⿟ᅠ៤ⱘDŽॳ᭭乘໘⧚ⱘ࣪Ꮉ᪡԰䖛⿟ᰃḍ᥂ॳ᭭ ᗻ䋼ǃ໘⧚ᮍ⊩㗠䗝পϡৠⱘ㺙㕂ঞϡৠⱘ䕧䗕ᮍᓣˈҢ㗠ৃ㛑䆒䅵ߎϡৠⱘ⌕⿟DŽ (3)ѻ⠽ⱘৢ໘⧚DŽḍ᥂ডᑨॳ᭭ⱘ⡍ᗻ੠ѻકⱘ䋼䞣㽕∖ˈҹঞডᑨ䖛⿟ⱘ⡍⚍ˈᅲ䰙 ডᑨ䖛⿟ৃ㛑Ӯߎ⦃ϟ߫ᚙމDŽ ķ䰸њ㦋ᕫⳂⱘѻ⠽໪ˈ⬅Ѣᄬ೼ࡃডᑨˈ䖬⫳៤њࡃѻ⠽DŽ՟བ⚗㉏㺖㾷ࠊপЭ⛃ⱘ 㺖㾷♝ߎষˈѻ⠽ᰃ䴲ᐌ໡ᴖⱘ໮㒘ߚⱘ⏋ড়⠽ˈህ䳔䖯ϔℹ໘⧚DŽ ĸ⬅Ѣডᑨᯊ䯈ㄝᴵӊⱘ䰤ࠊ៪ফডᑨᑇ㸵ⱘ䰤ࠊˈҹঞЎՓডᑨሑৃ㛑ᅠܼ㗠᳝䖛࠽ 㒘ߚDŽডᑨ㒧ᵰ݊䕀࣪⥛ᑊ䴲ⱒߚПⱒˈ಴㗠ѻ⠽Ёᖙ✊᳝࠽ԭⱘ᳾ডᑨⱘॳ᭭DŽ՟བ⫼⇶ ੠∂ড়៤⇼ⱘ䖛⿟ˈ䗮䖛ড়៤ศৢˈӮ᳝80%ҹϞⱘ∂⇶⇨᳾খϢডᑨDŽজབ⇼੠Ѡ⇻࣪⺇ ড়៤ሓ㋴ⱘ䖛⿟ˈࡴܹⱘ⇼ᰃ䖛࠽ⱘˈ㗠ϨডᑨৢᇍѠ⇻࣪⺇ᴹ䇈݊䕀࣪⥛гϡ䖛60ˁϔ70 ˁDŽ಴ℸˈᖙ✊᳝࠽ԭⱘডᑨ⠽Ϣѻ⠽⏋೼ϔ䍋ˈህ䳔㽕䖯㸠ߚˈ行ᕾ⦃߽⫼DŽ Ĺॳ᭭Ё৿᳝ⱘᴖ䋼ᕔᕔϡᰃডᑨ䳔㽕ⱘˈ೼ॳ᭭ⱘ乘໘⧚Ёᑊ᳾䰸ޔ಴ˈ㗠೼ডᑨЁ ᇚӮᏺܹѻ⠽Ёˈ៪㗙ᴖ䋼খϢডᑨ㗠⫳៤᮴⫼Ϩ᳝ᆇⱘ⠽䋼DŽ՟བড়៤⇼ⱘॳ᭭⇨ࠊ䗴Ёˈ བ䞛⫼✸ⱘ㪌⇨䕀ࠊ࣪পˈ⬅Ѣ✸Ё৿᳝⸿࣪⠽ˈ߭ѻકॳ᭭⇨ЁᇚӮ᳝⸿࣪⇶ㄝ᳝ᆇ⇨ԧˈ ೼䗕ܹϟϔᎹᑣᯊᖙ乏䖯㸠㜅⸿DŽ ĺѻ⠽ⱘ䲚㘮⢊ᗕ㽕∖ˈг๲ࡴњৢ໘⧚䖛⿟DŽᶤѯডᑨ䖛⿟ᰃ໮Ⳍⱘˈ㗠᳔㒜ѻ⠽ᰃ ೎ᗕⱘDŽ՟བ⇼⺅⊩ࠊ䗴㒃⺅䖛⿟ˈЏ㽕ডᑨᰃ೼⚁࣪ศЁ䖯㸠ˈ䖛⿟ᰃ⇨ǃ⎆ǃ೎໮ⳌⱘDŽ Ң⚁࣪ศপߎⱘѻ⠽ᰃ೎⎆⏋ড়⠽ˈЎ㦋প೎ԧѻ⠽ˈ乏᳝䖛Ⓒߚ行㺙㕂DŽজབࠡ䗄ሓ㋴⫳ ѻЁˈҢሓ㋴ড়៤ศপߎѻ⠽Ў⏋ড়⒊⎆ˈЎ㦋প೎ԧሓ㋴ˈ䳔㽕㒣ϔ㋏߫ߚ㾷ǃ㪌থ⌧㓽 ੠㒧᱊ⱘⳌব䖛⿟DŽ 䰸Ϟ䗄ॳ಴໪ˈ䖬᳝݊Ҫ৘⾡৘ḋॳ಴ˈⳌᑨഄ㽕䞛⫼৘⾡ϡৠ᥾ᮑ䖯㸠໘⧚DŽ಴ℸ⫼ Ѣѻ⠽ⱘ࣪ޔǃߚ行ⱘ࣪Ꮉऩܗ᪡԰䖛⿟ˈᕔᕔᰃᭈϾᎹ㡎䖛⿟Ё᳔໡ᴖǃ᳔݇䬂ⱘ䚼ߚˈ ᳝ᯊᰃࠊ㑺ᭈϾᎹ㡎⫳ѻ㛑৺䖯㸠ⱘ݇䬂⦃㡖ˈेֱ䆕ѻક䋼䞣ⱘᵕЎ䞡㽕ⱘℹ偸DŽ಴ℸˈ བԩᅝᥦ↣ϔϾߚ行࣪ޔⱘ䆒໛៪㺙㕂ҹঞ᪡԰ℹ偸ˈᅗӀП䯈བԩ䖲䗮ˈ᳝৺䖒ࠄ乘ᳳⱘ ࣪ޔᬜᵰ੠㛑࡯ㄝˈ䛑ᰃᖙ乏䅸ⳳ㗗㰥ⱘDŽ (4) ѻકⱘৢ໘⧚DŽ㒣䖛ࠡ䗄ߚ行࣪ޔৢ䖒ࠄড়ḐⱘⳂⱘѻકˈ᳝ѯᰃϟϔᎹᑣⱘॳ᭭ˈ