第3章工艺流程设计课件.ppt

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1、章工艺流程设计节生产方法和工艺流程的选择,1、生产方法选择：即工艺路线的选择，选择技术先进，经济合理的工艺路线其依据是：（1）原料来源、种类和性质（2）产品质量和规格（3）生产规模（4）技术水平（5）厂址自然环境（6）经济合理性(7)环境保护,2、工艺流程的设计原则（1）保证产品质量符合国家标准。（2）采用成熟、先进技术和设备。（3）减少三废排放，完善治理措施，消除环境污染。（4）确保安全生产，完善安全技术及劳动保护措施。（5）采用机械化和自动化，实现稳产高产。（6）考虑投资资金筹措及投资回收期,第二节 工艺流程的设计步骤,1、工艺流程设计的步骤 1）、生产工艺流程示意图 这个阶段是定性表明原

2、料转变成产品的路线和顺序、应用过程及设备。生产工艺流程示意图一般由物料流程、图例、标题栏三部分组成可以用简单设备流程图表示或文字示意图表示。一般在编制设计方案时，生产方法和生产规模确定后就可以考虑设计并绘制生产工艺流程示意图。在物料衡算前，应了解经过哪些单元操作和确定何种操作方式。一般工艺流程部分为五个重要部分，即：原料预处理、发酵过程、产物的后处理（分离纯化）、三废处理、配套工程。,（1）、原料处理过程 主反应确定之后，根据反应特点，必须对原料提出要求，纯度、温度、压力、加料方式等。其它操作方式就是化工单元操作。如：预热、冷却（传热）、汽化、干燥、粉碎筛分、提纯精制、混合、配制、压缩等，以上

3、操作不是一台机器设备简单完成的。（2）、发酵过程 根据发酵过程的特点、产品的要求、物料特性、基本工艺条件来决定采用发酵罐类型和决定连续还是间歇性操作。采用间歇操作量，发酵过程是否需加热或冷却，发酵罐上的装置应当考虑。,（3）产物的后处理（分离纯化）：产品的后处理 经过分离净化后的产品 ，有些是下一工序的原料有些可作商品，还有须后处理，如沉淀、离心、超滤、喷雾干燥、造粒、包装、或者压滤、灌装、计量、贮存、输送。这些过程都需要有一定的工艺设计装置、工艺操作。（4）三废处理：确定“三废”排出物的处理措施排放的废气、变废为宝，加以回收，无法回收应妥善处理。排放前必须达到排放标准。因此，设计中必须研究治

4、理方案和流程。做到“三废”治理与环保工程。“三废”治理工艺与生产工艺同时设计、同时施工、同时投产运行。（5）确定公用工程的配套措施 生产中必须使用的工艺用水（包括作为原料的软水、冷却水、溶剂用水等）、蒸汽（原料用汽、加热用汽、动力用汽及其他用汽等）、压缩空气、氮气等以及冷冻、真空都 是工艺中要考虑的配套设施。还要考虑生产用电、上下水、空调、采暖通气都是必须密切配合。,啤酒生产工艺流程,2）工艺流程草图 是由物料流程、图例、设备一览表以及必要的文字说明所组成，一般指初步设计阶段的草图。有了工艺流程示意图就可以进行物料衡算、能量衡算以及部分设备计算，然后才可以进行生产工艺流程草图的设计及绘制。待设

5、备设计全部完成后，再修改和补充工艺流程草图。制图要求及绘图步骤：由专门章节介绍。,3）工艺流程图：由流程草图和设备设计进行车间布置，根据车间布置图再来修改工艺流程草图，最后得出工艺流程图。（1）工艺流程的绘制必须与物料衡算、能量衡算、设备设计计算以及车间布置设计等交叉进行。（2）从事工艺设计是一项复杂而细致工作，必须全面综合考虑。（3）工艺流程图编入正式设计文件，供上级部门审批及施工使用。,氨基酸发酵生产工艺流程,图2-5 氨基酸发酵生产法1.原菌种，2.一级种子培养，3.卡氏罐 ，4.，5.灭菌器，6.种子罐 ，7，pH调节剂 8发酵罐 9灭菌器 10培养基 11配制槽 12离心分离机，13

6、离子交换柱 14结晶槽 15晶体分离器 16干燥器 17氨基酸成品,工艺流程示意图 这个阶段是定性表明原料转变成产品的路线和顺序、应用过程及设备。生产工艺流程草图一般由物料流程、图例、标题栏三部分组成可以用简单设备流程图表示或文字示意图表示。工艺流程草图有了工艺流程示意图就可以进行物料衡算、能量衡算以及部分设备计算，然后才可以进行生产工艺流程草图的设计及绘制。待设备设计全部完成后，再修改和补充工艺流程草图。是由物料流程、图例、设备一览表以及必要的文字说明所组成，一般指初步设计阶段的草图。工艺流程图：由工艺流程草图和设备设计进行车间布置，根据车间布置图再来修改工艺流程草图，最后得出工艺流程图。工

7、艺流程图编入正式设计文件，供上级部门审批及施工使用。,按工艺技术成熟程度：生产工艺流程设计、试验工艺流程设计,作用,工艺流程设计： 确定原料路线、技术路线的基础上进行，整个工艺设计的中心。 认真仔细，反复推敲，技术先进可靠、经济合理可行,任务,1、确定由原料成品的各生产过程及顺序： 说明生产过程中物料、能量发生的变化及流向，应用的生物反应、化工过程、设备2、绘制工艺流程图,工艺流程图:通过图解、必要的文字说明将原料变成产品(包括污染物治理)的全部过程表示出来的图纸,内容,1.确定工艺流程的组成2.确定载能介质的技术规格和流向 发酵生产：常用的载能介质有水、水蒸气、冷冻盐水、空气(真空或压缩)等

8、，技术规格、流向可用文字和箭头直接表示在图纸中。3.确定操作条件和控制方法 发酵主要工艺参数：温度、压力、浓度、流量、流速和pH值等。工艺流程设计中，确定需控制的工艺参数、检测点、显示仪表和控制方法,4确定安全技术措施 可能存在的安全问题，确定相应预防、应急措施：报警装置、安全阀、安全水封、放空管、溢流管、防静电装置等。 特别注意：开车、停车、停水、停电等非正常运转情况下可能存在的各种安全问题5绘制不同深度的工艺流程图 初步设计、施工图设计 初步设计：工艺流程框图、工艺流程示意图、物料流程图和带控制点的工艺流程图 施工图设计：带控制点的工艺流程图,基本程序,整个工艺设计中最先开始，随着工艺及其

9、他专业设计的展开，通常需局部修改，几乎是最后完成 生产工艺流程的设计经历： 生产工艺流程示意图 生产工艺流程草图 生产工艺流程图,1工艺路线的选择（确定生产方法）2确定工艺流程的组成、顺序3工艺流程框图 方框、文字、箭头等形式，定性表示出由原料变成产品的路线和顺序，绘制工艺流程框图4工艺流程示意图 框图基础上，分析主要工艺设备，以图例、箭头、文字说明定性表示由原料产品路线和顺序，绘制工艺流程示意图,5物料流程图 物料、能量衡算；绘制物料流程图，定性定量6带控制点的工艺流程图（初步设计） 设备、管道的工艺计算及仪表自控设计，带控制点的工艺流程图，设备一览表7带控制点的工艺流程图（施工阶段） 设备

10、、管道、阀门、仪表等修改、完善、进一步的说明。绘制带控制点的工艺流程图,（一）生产方法的选择和工艺流程的设计原则,1、生产方法的选择,生产工艺流程设计是整个工艺设计的基础，工艺流程图是指导施工的重要图纸 生产方法（工艺路线的选择）是发酵工厂设计的关键步骤,选择依据,原料来源、种类和性质 产品质量、规格 生产规模 技术水平 建厂地区的自然环境 经济合理性,2、工艺流程的设计原则,保证产品质量符合国家标准，外销产品必须满足销售地区的质量要求 尽量采用成熟的、先进的技术和设备：提高原料利用率、劳动生产率，降低水、电、汽及其他能量消耗，降低生产成本，工厂建成后能迅速投产，短期内达到设计生产能力和产品质

11、量要求，生产稳定、安全、可靠,尽量减少三废排放量，完善的三废治理措施，以减少或消除对环境的污染，并做好三废的回收和综合利用。 确保安全生产，以保证人身和设备的安全。 生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产、高产 提高设备利用率,（二）设计步骤,1、生产工艺流程示意图,物料恒算前进行，最简单的一种定性图纸作用：定性表明原料变成产品的路线和顺序，以及应用的过程及设备，包括全部的单元操作和单元反应 可用简单的设备流程图、文字示意图表达,2、工艺流程草图,组成：物料流程、图例、设备一览表、必要的文字说明初步设计阶段的草图。示意图物料恒算设备设计（计量和贮存设备等容积型设备的尺寸和台数）专业设备和通用

12、设备设计选型（包括水电汽计算）所有设备,硝基氯苯制备的物料流程图,1）制图要求,应表示出厂房各层楼面的标高 设备示意图，设备尺寸大小应适当相称且大致形似，并标明其流程号 画出设备的物料及水、汽、真空、压缩空气、冷冻剂等管线和流动方向，以及管线上的主要阀门及管路附件如过滤器、疏水器等,画出必要的计量器具和控制仪表，如流量计、压力表、温度计等。 必要的文字注释，如废水的下水道，废料、废气及半成品、副产品的去向等。 附注图例，并按国家规定画出图签、图框。制图比例大致按1：100进行绘制，如设备过小或过大时则可采用1：50或1：200。（也可不按比例）,2）绘图步骤,左至右展开画出 把各层楼面的地面线

13、用双细线绘出，注上标高。 根据设备所处的相对高度，自左至右用细实线画出各设备的外形轮廓有一定间距。 物料管线用粗实线画出，用箭头标明流向,水、汽、真空、压缩空气等动力管线用细实线绘出，并标出流向。 画出设备和管道上主要附件、计量和控制仪器以及阀门等。 标注设备流程号和辅助线。 必要的文字说明,3、工艺流程图的设计,工艺流程草图设计车间布置设计某些设备的空间位置不合适修改和完善反复多次确认设计合理无误绘制生产工艺流程图,（三） 带控制点的工艺流程,表示全部工艺设备、物料管道、阀门、设备附件、工艺和自控仪表的图例、符号等的一种工艺流程图（工艺控制流程图） 设计文件的必须的附件,1、基本要求,1）表

14、示出生产过程的全部工艺设备（设备图例、位号和名称）2）表示出生产过程的全部工艺物料和载能介质的名称、技术规格及流向3）表示出全部物料管道和各种辅助管道(如水、冷冻盐水、蒸汽、压缩空气及真空等管道)的代号、材质、管径及保温情况,4）表示出生产过程中的全部工艺阀门以及阻火器、视镜、管道过滤器、疏水器等附件，但无需绘出法兰、弯头、三通等一般管件。5）表示出生产过程中的全部仪表和控制方案，包括仪表的控制参数、功能、位号以及检测点和控制回路等,2、图面内容,1）图形2）标注3）图例4）标题栏,3、表示方法,1）比例与图幅：原则：一个主项（车间、工序）一张流程图，复杂的可拆分为数张（一张图）。比例：1:1

15、00，1:200，1:50；也可不按比例，标题栏不用注明。图幅：标准图纸加长,2）设备的画法,（1）图形：设备按比例细线（b/3）画出主要轮廓（2）相对位置：按高低绘出（3）相同系统,3）设备标注,（1）标注内容：位号和名称；位号在整个车间不能重复（2）标注方式：放在图形的上、下方，排成一行。同一高度，两个以上设备图形按相对位置放在另一设备下方或用引出线引出，注在空白处,4）管道的表示方法,应画出所有的工艺物料和辅助物料的管道初设简单；施工图复杂；,（1）管道画法,a.线形规定： 工艺管道：粗实线（b=0.9mm） 辅助管道：中实线（b=0.6mm） 仪表管：细（虚）实线（b=0.3mm）,b

16、.交叉与转弯： 交叉 转弯,特别注意：管道应画直线不要画斜线！,c.放气口、排液口和液封口,不同图号,d.管道来向和去向：,相同图号,（2）管道标注,a.尺寸用公称直径b.物料代号:管道系统图形符号管道c.管道序号：工艺流程顺序编写d.管道等级e.流向：GB6567-86规定 英文名称的第一字母,f.其他尺寸：工艺对某些管道有一定要求，要标注，液封管长度，安装坡度等,异径管（接头）有时要标注两端管径。 如：70/50 或Dg70/50,5）管件与阀门的表示,管道应用细实线画出全部阀门和部分管件（盲板，大小头、阻火器等），连接管件不画,6）仪表控制点的表示,相关的管道上大致按安装位置用代号、符号表示 a.参量代号 b.功能代号 c.仪表控制点符号 d.调节阀的符号：其图形符号用细实线绘制，由执行机构和阀体组成,7）地面和楼面：地面线用细实线，也可不画,8）图例和索引：简单在右上角，复杂单独列表,