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1、上章回顧上章回顧n思考：思考：可行性研究報告與設(shè)計任務(wù)書的區(qū)別？可行性研究報告與設(shè)計任務(wù)書的區(qū)別？第三章第三章工藝路線工藝路線n3.1工藝路線和工藝流程的選擇工藝路線和工藝流程的選擇 n3.2工藝路線的確定工藝路線的確定n3.3工藝流程的概念設(shè)計工藝流程的概念設(shè)計工藝路線工藝路線通常指生產(chǎn)方法。通常指生產(chǎn)方法?？捎貌煌稀⒉煌a(chǎn)方法、不同工藝流程生產(chǎn)同一產(chǎn)品?？捎貌煌稀⒉煌a(chǎn)方法、不同工藝流程生產(chǎn)同一產(chǎn)品?；ぴO(shè)計中遇到的大多數(shù)是已有工藝路線的工藝流程設(shè)計?；ぴO(shè)計中遇到的大多數(shù)是已有工藝路線的工藝流程設(shè)計。3.1工藝路線和工藝流程的選擇工藝路線和工藝流程的選擇工藝流程工藝流程按照物

2、料加工順序?qū)⑽锪限D(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)按照物料加工順序?qū)⑽锪限D(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換所需的功能單元有機組合起來，則構(gòu)成工藝流程。換所需的功能單元有機組合起來，則構(gòu)成工藝流程。一、工藝路線和工藝流程的選擇原則一、工藝路線和工藝流程的選擇原則3.1工藝路線和工藝流程的選擇工藝路線和工藝流程的選擇1.先進(jìn)性先進(jìn)性指技術(shù)上先進(jìn)和經(jīng)濟上合理可行，具體包括基建投資、產(chǎn)指技術(shù)上先進(jìn)和經(jīng)濟上合理可行，具體包括基建投資、產(chǎn)品成本、消耗定額和勞動生產(chǎn)率等方面內(nèi)容，應(yīng)選擇物料損耗品成本、消耗定額和勞動生產(chǎn)率等方面內(nèi)容，應(yīng)選擇物料損耗小、循環(huán)量少、能耗少和回收利用好的生產(chǎn)方法。小、循環(huán)量少、能耗少和回收利用好的生產(chǎn)方法。2.可靠性可靠性

3、指所選擇的生產(chǎn)方法和工藝流程是否成熟可靠。對于尚在指所選擇的生產(chǎn)方法和工藝流程是否成熟可靠。對于尚在試驗階段的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備應(yīng)慎重對待。試驗階段的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備應(yīng)慎重對待。3.結(jié)合國情結(jié)合國情中國是發(fā)展中國家中國是發(fā)展中國家(1)消費水平及各種化工產(chǎn)品的消費趨勢；消費水平及各種化工產(chǎn)品的消費趨勢；(2)化工機械設(shè)備及電氣儀表的制造能力；化工機械設(shè)備及電氣儀表的制造能力；(3)化工原材料及設(shè)備所用金屬材料供應(yīng)情況；化工原材料及設(shè)備所用金屬材料供應(yīng)情況；(4)中國環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定和三廢排放情況；中國環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定和三廢排放情況；(5)勞動就業(yè)與化工生產(chǎn)自動化水平的關(guān)系；勞動就

4、業(yè)與化工生產(chǎn)自動化水平的關(guān)系；(6)資金籌措與外匯貯備情況。資金籌措與外匯貯備情況。在生產(chǎn)方法和工藝流程論證中需全面衡量，綜合考慮三項原則在生產(chǎn)方法和工藝流程論證中需全面衡量，綜合考慮三項原則 一、工藝路線和工藝流程的選擇原則一、工藝路線和工藝流程的選擇原則1.搜集資料，調(diào)查研究搜集資料，調(diào)查研究搜集國內(nèi)外同類生產(chǎn)廠的相關(guān)資料：搜集國內(nèi)外同類生產(chǎn)廠的相關(guān)資料：n工藝路線特點、工藝參數(shù)、投資情況、生產(chǎn)運營情況；工藝路線特點、工藝參數(shù)、投資情況、生產(chǎn)運營情況；n設(shè)備制造的難易程度及維修保養(yǎng)要求；設(shè)備制造的難易程度及維修保養(yǎng)要求；n原材料和公用工程單耗、產(chǎn)品質(zhì)量、三廢治理；原材料和公用工程單耗、產(chǎn)品

5、質(zhì)量、三廢治理；n安全和勞動保護(hù)措施；安全和勞動保護(hù)措施；n各種工藝路線的發(fā)展情況與動向等。各種工藝路線的發(fā)展情況與動向等。二、工藝路線和工藝流程確定的步驟二、工藝路線和工藝流程確定的步驟2.落實設(shè)備落實設(shè)備二、工藝路線和工藝流程確定的步驟二、工藝路線和工藝流程確定的步驟設(shè)備類型設(shè)備類型國內(nèi)已有定型產(chǎn)品國內(nèi)已有定型產(chǎn)品需進(jìn)口設(shè)備需進(jìn)口設(shè)備需重新設(shè)計制造需重新設(shè)計制造設(shè)計制造單位設(shè)計制造單位技術(shù)力量技術(shù)力量加工條件加工條件材料供應(yīng)材料供應(yīng)設(shè)計、制造進(jìn)度設(shè)計、制造進(jìn)度3.全面分析對比全面分析對比幾種工藝路線在國內(nèi)外采用的情況及發(fā)展趨勢；幾種工藝路線在國內(nèi)外采用的情況及發(fā)展趨勢；產(chǎn)品的質(zhì)量情況；產(chǎn)品

6、的質(zhì)量情況；生產(chǎn)能力及產(chǎn)品規(guī)格；生產(chǎn)能力及產(chǎn)品規(guī)格；原材料、能量消耗情況；原材料、能量消耗情況；建設(shè)費用及產(chǎn)品成本；建設(shè)費用及產(chǎn)品成本；三廢的產(chǎn)生及治理情況；三廢的產(chǎn)生及治理情況；其他特殊情況。其他特殊情況。二、工藝路線和工藝流程確定的步驟二、工藝路線和工藝流程確定的步驟3.1工藝路線和工藝流程的選擇工藝路線和工藝流程的選擇n n目的目的目的目的：以圖的形式反映化工生產(chǎn)從原料到產(chǎn)品的過程，概括：以圖的形式反映化工生產(chǎn)從原料到產(chǎn)品的過程，概括：以圖的形式反映化工生產(chǎn)從原料到產(chǎn)品的過程，概括：以圖的形式反映化工生產(chǎn)從原料到產(chǎn)品的過程，概括了整個生產(chǎn)過程的全貌。了整個生產(chǎn)過程的全貌。了整個生產(chǎn)過程的

7、全貌。了整個生產(chǎn)過程的全貌。n意義意義：是設(shè)計的核心，工藝流程設(shè)計決定了整個建設(shè)的先進(jìn)：是設(shè)計的核心，工藝流程設(shè)計決定了整個建設(shè)的先進(jìn)性、合理性、總投資等。性、合理性、總投資等。三、工藝流程設(shè)計三、工藝流程設(shè)計n協(xié)作協(xié)作：工藝流程設(shè)計涉及到工藝計算、設(shè)備選型及設(shè)計、設(shè)：工藝流程設(shè)計涉及到工藝計算、設(shè)備選型及設(shè)計、設(shè)備布置等，流程圖確定后其他非工藝專業(yè)才能開始工作，而備布置等，流程圖確定后其他非工藝專業(yè)才能開始工作，而非工藝專業(yè)設(shè)計中的變化又會影響到流程圖。非工藝專業(yè)設(shè)計中的變化又會影響到流程圖。工藝流程設(shè)計工藝流程設(shè)計開始最早而結(jié)束最晚。開始最早而結(jié)束最晚。n任務(wù)任務(wù)：工藝流程設(shè)計應(yīng)解決以下問

8、題：工藝流程設(shè)計應(yīng)解決以下問題（1 1）確定采用多少工序構(gòu)成生產(chǎn)全過程，各工序間如何連接確定采用多少工序構(gòu)成生產(chǎn)全過程，各工序間如何連接（2）各工序具體任務(wù)）各工序具體任務(wù)（3）由什么設(shè)備來完成該工序任務(wù)，設(shè)備操作條件）由什么設(shè)備來完成該工序任務(wù)，設(shè)備操作條件（4）控制方案，選擇儀表）控制方案，選擇儀表（5）公用工程及配套措施）公用工程及配套措施（6）三廢治理方案）三廢治理方案（7）安全生產(chǎn)措施）安全生產(chǎn)措施（8）不同階段流程圖）不同階段流程圖三、工藝流程設(shè)計三、工藝流程設(shè)計3.2工藝路線的確定工藝路線的確定工藝流程組成：工藝流程組成：n原料預(yù)處理、反應(yīng)、分離原料預(yù)處理、反應(yīng)、分離n公用工程公

9、用工程（循環(huán)水、電、蒸汽、真空、壓縮空氣）（循環(huán)水、電、蒸汽、真空、壓縮空氣）n三廢治理三廢治理（符合排污標(biāo)準(zhǔn)）（符合排污標(biāo)準(zhǔn)）重點部分重點部分輔輔助助部部分分n3.2.1原料路線選擇原料路線選擇n3.2.2反應(yīng)路線選擇反應(yīng)路線選擇n3.2.3分離路線選擇分離路線選擇3.2工藝路線的確定工藝路線的確定3.2.1原料路線選擇原料路線選擇 考慮問題：考慮問題：n不同原料路線的主副產(chǎn)品能否滿足需要不同原料路線的主副產(chǎn)品能否滿足需要n原料的當(dāng)?shù)刭Y源原料的當(dāng)?shù)刭Y源n原料運輸原料運輸n不同原料路線的工藝流程不同原料路線的工藝流程n不同原料路線的反應(yīng)條件、收率不同原料路線的反應(yīng)條件、收率n原料路線的不同將導(dǎo)

10、致不同的工藝流程、不同的化工設(shè)備、原料路線的不同將導(dǎo)致不同的工藝流程、不同的化工設(shè)備、不同的操作條件、不同的分離方案、不同的自控條件、不不同的操作條件、不同的分離方案、不同的自控條件、不同的安全條件、不同的三廢治理方案、不同的公用工程方同的安全條件、不同的三廢治理方案、不同的公用工程方案，也就是影響到項目的技術(shù)方案和投資、成本、利潤、案，也就是影響到項目的技術(shù)方案和投資、成本、利潤、生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)，對經(jīng)濟效益、社會效益均有影響。生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)，對經(jīng)濟效益、社會效益均有影響。例例題題n合成一氯甲烷，要求純度合成一氯甲烷，要求純度99.2%，水分，水分99.2%，水分，水分1000ppm，

11、因此對產(chǎn)物必須分離凈化。，因此對產(chǎn)物必須分離凈化。n首先分析產(chǎn)物成分。首先分析產(chǎn)物成分。n然后依據(jù)分離經(jīng)驗原則，然后依據(jù)分離經(jīng)驗原則，確定分離成分的順序。確定分離成分的順序。n根據(jù)產(chǎn)物物理化學(xué)性質(zhì)（尤其注意沸點、熔點等物根據(jù)產(chǎn)物物理化學(xué)性質(zhì)（尤其注意沸點、熔點等物理性質(zhì)），確定理性質(zhì)），確定分離方案分離方案。n依據(jù)所學(xué)化工知識，確定分離的依據(jù)所學(xué)化工知識，確定分離的單元操作和分離設(shè)單元操作和分離設(shè)備。備。產(chǎn)物成分：產(chǎn)物成分：n反應(yīng)釜中有目的產(chǎn)物反應(yīng)釜中有目的產(chǎn)物CH3Cln未反應(yīng)的原料未反應(yīng)的原料CH3OH、HCln副產(chǎn)物副產(chǎn)物H2O、CH3OCH3n催化劑催化劑ZnCl2水溶液水溶液分離順序

12、：分離順序：催化劑催化劑ZnCl2水溶液可循環(huán)使用，應(yīng)首先將其他成水溶液可循環(huán)使用，應(yīng)首先將其他成分與催化劑分離分與催化劑分離其余成分中，其余成分中，CH3OH是原料應(yīng)盡早回收利用是原料應(yīng)盡早回收利用其余成分中，其余成分中，HCl是酸性氣體應(yīng)盡早除去是酸性氣體應(yīng)盡早除去其余成分中，其余成分中，H2O應(yīng)在最后處理應(yīng)在最后處理分離方案分離方案催化劑催化劑ZnCl2水溶液與其他成分的分離水溶液與其他成分的分離n分析：以上成分中，分析：以上成分中，CH3Cl、CH3OH、HCl、H2O、CH3OCH3沸點較低，升溫可蒸出反應(yīng)釜中，沸點較低，升溫可蒸出反應(yīng)釜中，ZnCl2是無機鹽，可留在釜中。是無機鹽，

13、可留在釜中。n結(jié)論：加熱蒸發(fā)，將其余成分結(jié)論：加熱蒸發(fā)，將其余成分CH3Cl、CH3OH、HCl、H2O、CH3OCH3蒸出反應(yīng)釜。蒸出反應(yīng)釜。n注意：注意：ZnCl2水溶液應(yīng)保持一定濃度，水分蒸出不水溶液應(yīng)保持一定濃度，水分蒸出不可太多。可太多。n單元操作設(shè)備：單元操作設(shè)備：帶夾套的反應(yīng)釜帶夾套的反應(yīng)釜蒸出產(chǎn)物中蒸出產(chǎn)物中CH3OH的分離與回收利用的分離與回收利用n分析：升溫蒸出反應(yīng)釜的產(chǎn)物有分析：升溫蒸出反應(yīng)釜的產(chǎn)物有HCl(tb=84.8)、CH3OCH3(tb=24.9)、CH3Cl(tb=24.2)、CH3OH(tb=68)、H2O(tb=100)n可以看出可以看出CH3Cl與與CH

14、3OH、H2O有較大沸點差，產(chǎn)物蒸出有較大沸點差，產(chǎn)物蒸出后再采用降溫冷凝的方法，可將后再采用降溫冷凝的方法，可將CH3OH、H2O冷凝后分離冷凝后分離出。出。n結(jié)論：降溫冷凝，將高沸點的結(jié)論：降溫冷凝，將高沸點的CH3OH、H2O冷凝后分離，冷凝后分離，其余低沸點成分繼續(xù)保持氣相。其余低沸點成分繼續(xù)保持氣相。n注意：注意：CH3OH是原料，冷凝后可直接返回反應(yīng)釜中，是原料，冷凝后可直接返回反應(yīng)釜中，H2O為保證催化劑濃度也可直接返回反應(yīng)釜中，較少中間操作和為保證催化劑濃度也可直接返回反應(yīng)釜中，較少中間操作和設(shè)備。而且冷凝器的冷卻劑溫度在循環(huán)水的范圍內(nèi)，對于節(jié)設(shè)備。而且冷凝器的冷卻劑溫度在循環(huán)

15、水的范圍內(nèi)，對于節(jié)能較為合理。能較為合理。n單元操作設(shè)備：單元操作設(shè)備：冷凝器冷凝器蒸出產(chǎn)物中酸性氣體蒸出產(chǎn)物中酸性氣體HCl的去除的去除n分析：剩余產(chǎn)物為分析：剩余產(chǎn)物為CH3Cl、HCl、CH3OCH3、CH3OH(少許少許)、H2O(少許少許)，HCl的去除可考慮采用的去除可考慮采用吸收操作。吸收操作。n吸收分為水吸收和堿液吸收，用水吸收可生成副產(chǎn)物吸收分為水吸收和堿液吸收，用水吸收可生成副產(chǎn)物鹽酸稀溶液自用或賣掉，同時水吸收時也將剩余的鹽酸稀溶液自用或賣掉，同時水吸收時也將剩余的CH3OH吸收干凈。堿液吸收可完全去除吸收干凈。堿液吸收可完全去除HCl。n結(jié)論：采用吸收操作分離結(jié)論：采用

16、吸收操作分離HCln注意：水吸收會將新成分水帶入其余產(chǎn)物中，但因為注意：水吸收會將新成分水帶入其余產(chǎn)物中，但因為原成分中就有水，再帶入新成分水無影響。原成分中就有水，再帶入新成分水無影響。n單元操作設(shè)備：單元操作設(shè)備：水吸收塔串連堿吸收塔水吸收塔串連堿吸收塔蒸出產(chǎn)物中蒸出產(chǎn)物中H2O應(yīng)在最后處理應(yīng)在最后處理n分析：剩余產(chǎn)物為分析：剩余產(chǎn)物為CH3Cl、CH3OCH3、H2O(少少許許)，H2O應(yīng)在最后處理，應(yīng)先將應(yīng)在最后處理，應(yīng)先將CH3OCH3去除，去除，將目的產(chǎn)物將目的產(chǎn)物CH3Cl與與H2O留下。根據(jù)留下。根據(jù)CH3OCH3性質(zhì)可考慮用濃硫酸吸收，同時濃硫酸吸收時性質(zhì)可考慮用濃硫酸吸收，

17、同時濃硫酸吸收時也將吸收部分也將吸收部分H2O。n結(jié)論：采用濃硫酸吸收分離結(jié)論：采用濃硫酸吸收分離CH3OCH3n單元操作設(shè)備：單元操作設(shè)備：常壓吸收塔常壓吸收塔蒸出產(chǎn)物中蒸出產(chǎn)物中H2O的去除的去除n分析：剩余產(chǎn)物為分析：剩余產(chǎn)物為CH3Cl、H2O，水的去除可以，水的去除可以考慮各種方法，如使用干燥劑固體考慮各種方法，如使用干燥劑固體NaOH、無水、無水CaCl2、硅膠、分子篩，采用氣固相吸附分離不、硅膠、分子篩，采用氣固相吸附分離不會有新成分帶入產(chǎn)物中，或采用冷凍干燥等，會有新成分帶入產(chǎn)物中，或采用冷凍干燥等，這樣可得到產(chǎn)品這樣可得到產(chǎn)品CH3Cl。n結(jié)論：氣固相吸附分離結(jié)論：氣固相吸附

18、分離H2On單元操作設(shè)備：單元操作設(shè)備：串連吸附塔串連吸附塔 化工產(chǎn)品生產(chǎn)的化工產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)方案技術(shù)方案或或工藝路線工藝路線的確定，主要的確定，主要考慮的因素有：考慮的因素有：（1）技術(shù)上可行；）技術(shù)上可行；（2）經(jīng)濟上合理；）經(jīng)濟上合理；（3）原料的純度及來源；）原料的純度及來源；（4）公用工程中的水源及電力供應(yīng)；）公用工程中的水源及電力供應(yīng)；（5）環(huán)境保護(hù)；）環(huán)境保護(hù)；（6）安全生產(chǎn)；）安全生產(chǎn)；（7）國家有關(guān)的政策及法規(guī)。）國家有關(guān)的政策及法規(guī)。n若以上各因素中任意一項未達(dá)規(guī)定要求，均可否決若以上各因素中任意一項未達(dá)規(guī)定要求，均可否決此項目的建設(shè)，因此對每一因素均要仔細(xì)進(jìn)行評審，此項目

19、的建設(shè)，因此對每一因素均要仔細(xì)進(jìn)行評審，以免造成重大損失，這是建設(shè)單位及設(shè)計單位必須以免造成重大損失，這是建設(shè)單位及設(shè)計單位必須慎重考慮的。慎重考慮的。n根據(jù)以上原則確立工藝路線，再進(jìn)行工藝流程設(shè)計。根據(jù)以上原則確立工藝路線，再進(jìn)行工藝流程設(shè)計。n工藝流程設(shè)計是工藝流程設(shè)計是逐步深化逐步深化的過程，先由框圖，逐步的過程，先由框圖，逐步完成工業(yè)生產(chǎn)的實際流程圖。完成工業(yè)生產(chǎn)的實際流程圖。n在確立了工藝路線之后，就可以委托設(shè)計部門進(jìn)行在確立了工藝路線之后，就可以委托設(shè)計部門進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計。3.3工藝流程的概念設(shè)計工藝流程的概念設(shè)計 n工藝流程設(shè)計一般是圍繞反應(yīng)進(jìn)行的，反應(yīng)之工藝流程設(shè)計一般是圍繞反

20、應(yīng)進(jìn)行的，反應(yīng)之前需要原料儲存、預(yù)處理，反應(yīng)之后需要產(chǎn)前需要原料儲存、預(yù)處理，反應(yīng)之后需要產(chǎn)物分離、精制，一般流程設(shè)計可因此分為物分離、精制，一般流程設(shè)計可因此分為三三大塊，六個單元大塊，六個單元組成。組成。n原料原料原料儲存原料儲存原料預(yù)處理原料預(yù)處理反應(yīng)反應(yīng)分離分離精制精制儲存包裝儲存包裝產(chǎn)品產(chǎn)品n三廢治理和公用工程（水、電、氣、冷凍）的三廢治理和公用工程（水、電、氣、冷凍）的配套。配套。3.3工藝流程的概念設(shè)計工藝流程的概念設(shè)計n3.3.1工藝路線流程化工藝路線流程化n3.3.2工藝流程的進(jìn)一步豐富和完善工藝流程的進(jìn)一步豐富和完善n3.3.3工藝流程的簡化工藝流程的簡化n3.3.4工藝流

21、程草圖工藝流程草圖3.3.1工藝路線流程化工藝路線流程化 n任務(wù)任務(wù)：將上述三大塊進(jìn)行詳細(xì)研究，確定各步所需單元：將上述三大塊進(jìn)行詳細(xì)研究，確定各步所需單元操作，單元操作的具體設(shè)備，以保證產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，操作，單元操作的具體設(shè)備，以保證產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，這樣就將工藝過程具體化了，稱為工藝路線的流程化，這樣就將工藝過程具體化了，稱為工藝路線的流程化，這是概念設(shè)計的中心。這是概念設(shè)計的中心。n原料路線原料路線最終選擇為最終選擇為2：CH3OH+HClCH3Cl+H2On反應(yīng)路線反應(yīng)路線最終選擇為最終選擇為3：CH3OH(g)+HCl(g)(氣氣-液反應(yīng)，液反應(yīng)，135）n分離路線分離路線最終選擇

22、為：加熱蒸發(fā)、冷凝、水吸收、堿吸最終選擇為：加熱蒸發(fā)、冷凝、水吸收、堿吸收、濃硫酸吸收、吸附收、濃硫酸吸收、吸附1首先確定主反應(yīng)過程首先確定主反應(yīng)過程n n工藝流程設(shè)計一般是圍繞反應(yīng)進(jìn)行。工藝流程設(shè)計一般是圍繞反應(yīng)進(jìn)行。工藝流程設(shè)計一般是圍繞反應(yīng)進(jìn)行。工藝流程設(shè)計一般是圍繞反應(yīng)進(jìn)行。n n工藝流程設(shè)計應(yīng)確定兩個工藝流程設(shè)計應(yīng)確定兩個工藝流程設(shè)計應(yīng)確定兩個工藝流程設(shè)計應(yīng)確定兩個原則原則原則原則：生產(chǎn)方式生產(chǎn)方式生產(chǎn)方式生產(chǎn)方式 連續(xù)操作或間歇操作連續(xù)操作或間歇操作連續(xù)操作或間歇操作連續(xù)操作或間歇操作設(shè)備型式設(shè)備型式設(shè)備型式設(shè)備型式 確定單元操作的具體設(shè)備確定單元操作的具體設(shè)備確定單元操作的具體設(shè)

23、備確定單元操作的具體設(shè)備n n分析分析分析分析：CHClCHCl3 3是大宗化工產(chǎn)品，產(chǎn)量較大，采用連續(xù)生產(chǎn)方式。是大宗化工產(chǎn)品，產(chǎn)量較大，采用連續(xù)生產(chǎn)方式。是大宗化工產(chǎn)品，產(chǎn)量較大，采用連續(xù)生產(chǎn)方式。是大宗化工產(chǎn)品，產(chǎn)量較大，采用連續(xù)生產(chǎn)方式。注意：一個流程中可部分連續(xù)部分間歇。注意：一個流程中可部分連續(xù)部分間歇。注意：一個流程中可部分連續(xù)部分間歇。注意：一個流程中可部分連續(xù)部分間歇。n n氣液反應(yīng)可采用較為簡單的釜式反應(yīng)器（化工部有標(biāo)準(zhǔn)）；氣液反應(yīng)可采用較為簡單的釜式反應(yīng)器（化工部有標(biāo)準(zhǔn)）；氣液反應(yīng)可采用較為簡單的釜式反應(yīng)器（化工部有標(biāo)準(zhǔn)）；氣液反應(yīng)可采用較為簡單的釜式反應(yīng)器（化工部有標(biāo)準(zhǔn)

24、）；n n氣相進(jìn)料在液相中反應(yīng)，可采用鼓泡式反應(yīng)器，不需攪拌；氣相進(jìn)料在液相中反應(yīng)，可采用鼓泡式反應(yīng)器，不需攪拌；氣相進(jìn)料在液相中反應(yīng)，可采用鼓泡式反應(yīng)器，不需攪拌；氣相進(jìn)料在液相中反應(yīng)，可采用鼓泡式反應(yīng)器，不需攪拌；n n反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度135135，釜式反應(yīng)器應(yīng)帶夾套，加熱源可采用低壓蒸，釜式反應(yīng)器應(yīng)帶夾套，加熱源可采用低壓蒸，釜式反應(yīng)器應(yīng)帶夾套，加熱源可采用低壓蒸，釜式反應(yīng)器應(yīng)帶夾套，加熱源可采用低壓蒸汽；汽；汽；汽；n n反應(yīng)溫度不高、壓力不高，原料反應(yīng)溫度不高、壓力不高，原料反應(yīng)溫度不高、壓力不高，原料反應(yīng)溫度不高、壓力不高，原料HClHCl有腐蝕性，可采用搪玻璃有腐

25、蝕性，可采用搪玻璃有腐蝕性，可采用搪玻璃有腐蝕性，可采用搪玻璃釜式反應(yīng)器。釜式反應(yīng)器。釜式反應(yīng)器。釜式反應(yīng)器。2原料預(yù)處理原料預(yù)處理n主反應(yīng)確定后，必然對原料及加入方式提主反應(yīng)確定后，必然對原料及加入方式提出要求，如預(yù)熱、汽化、干燥、混合、計出要求，如預(yù)熱、汽化、干燥、混合、計量配比等，也需要相應(yīng)的單元操作和具體量配比等，也需要相應(yīng)的單元操作和具體設(shè)備，原料預(yù)處理是根據(jù)具體工藝選擇不設(shè)備，原料預(yù)處理是根據(jù)具體工藝選擇不同的流程、設(shè)備、生產(chǎn)方式等。同的流程、設(shè)備、生產(chǎn)方式等。分析：分析：n進(jìn)入反應(yīng)器的反應(yīng)原料進(jìn)入反應(yīng)器的反應(yīng)原料CH3OH、HCl均為氣體，而均為氣體，而買來的原料鹽酸溶液、甲醇均

26、為液體。因此要有相應(yīng)買來的原料鹽酸溶液、甲醇均為液體。因此要有相應(yīng)的的汽化裝置汽化裝置，甲醇可采用汽化器，汽化時可采用蒸汽，甲醇可采用汽化器，汽化時可采用蒸汽加熱。鹽酸溶液可采用加熱。鹽酸溶液可采用HCl汽提塔，采用蒸汽加熱。汽提塔，采用蒸汽加熱。n催化劑應(yīng)保持一定濃度。催化劑應(yīng)保持一定濃度。原料加入應(yīng)盡量不含水，甲醇不存在問題，原料純度原料加入應(yīng)盡量不含水，甲醇不存在問題，原料純度應(yīng)為應(yīng)為99；鹽酸溶液采用汽提塔產(chǎn)生；鹽酸溶液采用汽提塔產(chǎn)生HCl氣體，汽提氣體，汽提塔夾帶大量水，塔夾帶大量水，HCl氣體應(yīng)先除水再進(jìn)料，因此汽提氣體應(yīng)先除水再進(jìn)料，因此汽提塔后需設(shè)置一個干燥塔。塔后需設(shè)置一個干

27、燥塔。n反應(yīng)原料應(yīng)計量反應(yīng)原料應(yīng)計量。反應(yīng)中為保證某原料反應(yīng)完全，。反應(yīng)中為保證某原料反應(yīng)完全，一般會使一個原料過量，但應(yīng)有嚴(yán)格的比例。所以一般會使一個原料過量，但應(yīng)有嚴(yán)格的比例。所以應(yīng)有計量裝置，本項目進(jìn)料均為氣體，可采用質(zhì)量應(yīng)有計量裝置，本項目進(jìn)料均為氣體，可采用質(zhì)量流量計計量，原料比為流量計計量，原料比為CH3OH：HCl=1：11.05(mol)。n原料氣為混合氣進(jìn)入反應(yīng)釜，需設(shè)原料氣為混合氣進(jìn)入反應(yīng)釜，需設(shè)氣體混合器氣體混合器。n甲醇沸點較高，為防止加料過程冷凝，甲醇汽化甲醇沸點較高，為防止加料過程冷凝，甲醇汽化后的運輸?shù)妊b置應(yīng)后的運輸?shù)妊b置應(yīng)保溫保溫。工藝流程用框圖表示：工藝流程用

28、框圖表示：濃鹽酸濃鹽酸儲槽儲槽HCl汽提塔汽提塔干燥塔干燥塔氣柜氣柜計量計量甲醇甲醇儲槽儲槽計量槽計量槽汽化器汽化器計量計量噴嘴噴嘴混合器混合器反反應(yīng)應(yīng)釜釜3產(chǎn)物分離精制產(chǎn)物分離精制n工藝路線確定中，產(chǎn)物分離順序已大致確定，工藝路線確定中，產(chǎn)物分離順序已大致確定，但產(chǎn)物分離所用的單元操作和設(shè)備眾多，需但產(chǎn)物分離所用的單元操作和設(shè)備眾多，需要具體確定，這是工藝設(shè)計中較繁雜的工作，要具體確定，這是工藝設(shè)計中較繁雜的工作，需有豐富的知識和實踐經(jīng)驗。需有豐富的知識和實踐經(jīng)驗。n根據(jù)上面確定的分離方案，用框圖表示為根據(jù)上面確定的分離方案，用框圖表示為 水水堿液堿液濃硫酸濃硫酸冷凝器冷凝器水洗塔水洗塔堿洗

29、塔堿洗塔濃硫酸吸收塔濃硫酸吸收塔n分子篩塔分子篩塔硅膠塔硅膠塔固堿塔固堿塔反應(yīng)釜反應(yīng)釜n其中水洗塔產(chǎn)生的廢水，含有少量其中水洗塔產(chǎn)生的廢水，含有少量HCl和和CH3OH，作為廢水排放應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。作為廢水排放應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。水水堿液堿液濃硫酸濃硫酸冷凝器冷凝器水洗塔水洗塔堿洗塔堿洗塔濃硫酸吸收塔濃硫酸吸收塔固堿塔固堿塔硅膠塔硅膠塔分子篩塔分子篩塔含酸廢水含酸廢水廢堿液廢堿液反應(yīng)釜反應(yīng)釜中和池中和池稀釋池稀釋池排排放放產(chǎn)品產(chǎn)品鋼瓶鋼瓶冷凝器冷凝器壓縮機壓縮機n生產(chǎn)過程產(chǎn)生的三廢，在處理適應(yīng)綜合治理、三廢收集、處理、運輸中避生產(chǎn)過程產(chǎn)生的三廢，在處理適應(yīng)綜合治理、三廢收集、處理、運輸中避免造成二

30、次污染。本例中水洗塔的含酸廢水可與堿洗塔的廢堿液中和、稀免造成二次污染。本例中水洗塔的含酸廢水可與堿洗塔的廢堿液中和、稀釋，然后排放。釋，然后排放。4三廢治理三廢治理5公用工程配套公用工程配套n動力電、循環(huán)水、加熱系統(tǒng)（蒸汽、導(dǎo)熱動力電、循環(huán)水、加熱系統(tǒng)（蒸汽、導(dǎo)熱油、電加熱、融鹽、煙道氣）、壓縮空氣、油、電加熱、融鹽、煙道氣）、壓縮空氣、冷凍系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、氮氣等。冷凍系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、氮氣等。3.3.2工藝流程的進(jìn)一步豐富和完善工藝流程的進(jìn)一步豐富和完善n以上所作工作雖多，但工藝設(shè)備很以上所作工作雖多，但工藝設(shè)備很粗糙粗糙，還需加以充，還需加以充實、完善，在設(shè)計中以下問題還需考慮：實、完善，

31、在設(shè)計中以下問題還需考慮：物料輸送設(shè)備物料輸送設(shè)備：原料輸送進(jìn)廠區(qū)、設(shè)備中的輸送方式：原料輸送進(jìn)廠區(qū)、設(shè)備中的輸送方式，流程中物料中轉(zhuǎn)、儲存設(shè)備，廢水排放裝置；，流程中物料中轉(zhuǎn)、儲存設(shè)備，廢水排放裝置；溶劑和未反應(yīng)原料的回收流程溶劑和未反應(yīng)原料的回收流程：溶劑和未反應(yīng)的原料：溶劑和未反應(yīng)的原料（有些轉(zhuǎn)化率較低）有相應(yīng)的回收流程；（有些轉(zhuǎn)化率較低）有相應(yīng)的回收流程；節(jié)能降耗節(jié)能降耗：注意物料流向，可利用位差進(jìn)出料，注意：注意物料流向，可利用位差進(jìn)出料，注意熱能綜合利用。熱能綜合利用。操作彈性操作彈性：考慮設(shè)備的配套、時間平衡，使操作富：考慮設(shè)備的配套、時間平衡，使操作富有彈性；有彈性；三廢綜合治

32、理三廢綜合治理開、停車、事故處理等開、停車、事故處理等應(yīng)急措施應(yīng)急措施，分析取樣點設(shè)置，分析取樣點設(shè)置，防火防爆。防火防爆。生產(chǎn)控制方案生產(chǎn)控制方案：確定控制水平，全自動、半自動、：確定控制水平，全自動、半自動、手動等，具體控制措施。手動等，具體控制措施。3.3.2工藝流程的進(jìn)一步豐富和完善工藝流程的進(jìn)一步豐富和完善3.3.3工藝流程的簡化工藝流程的簡化n工藝流程概念設(shè)計完成后，需反復(fù)比較、計算、工藝流程概念設(shè)計完成后，需反復(fù)比較、計算、改進(jìn)，這最能體現(xiàn)設(shè)計者的能力和水平。將以改進(jìn)，這最能體現(xiàn)設(shè)計者的能力和水平。將以上流程進(jìn)一步簡化，可節(jié)省設(shè)備投資、管理維上流程進(jìn)一步簡化，可節(jié)省設(shè)備投資、管理

33、維修費用等，因此一般流程應(yīng)盡可能簡化。修費用等，因此一般流程應(yīng)盡可能簡化。以上流程中，產(chǎn)品分離精制有水洗、堿洗、濃硫酸干燥、硅膠、固以上流程中，產(chǎn)品分離精制有水洗、堿洗、濃硫酸干燥、硅膠、固堿、分子篩等方法，將以上繁雜工藝簡化很有意義。堿、分子篩等方法，將以上繁雜工藝簡化很有意義。將除水流程改為冷凍除水將除水流程改為冷凍除水+分子篩，可滿足除水、分子篩，可滿足除水、CH3OH、CH3OCH3的工藝條件，簡化干燥過程。的工藝條件，簡化干燥過程。將堿洗除去將堿洗除去HCl改為冷凍堿洗，即可完全去除改為冷凍堿洗，即可完全去除HCl又可與冷凍除水并又可與冷凍除水并為一個操作，節(jié)省設(shè)備。為一個操作，節(jié)省設(shè)備。水水冷凝器冷凝器水洗塔水洗塔冷凍堿洗塔冷凍堿洗塔分子篩分子篩壓縮機壓縮機冷凝器冷凝器鋼瓶鋼瓶產(chǎn)品產(chǎn)品廢水廢水反應(yīng)釜反應(yīng)釜n為控制水洗塔的含酸廢水量，可設(shè)計一個帶再沸器的為控制水洗塔的含酸廢水量，