制药工程 第二篇 车间工艺设计(大字).ppt

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1、第二篇车间工艺设计绪论工艺流程设计物料衡算能量衡算车间布置设计非工艺设计基础绪论一、工程设计的程序二、工程设计的参加对象三、车间工艺设计一、工程设计的程序（一）前期准备工作1、项目建议书2、可行性研究报告3、设计任务书（二）设计工作1、初步设计2、施工图设计二、工程设计的参加对象项目负责人工艺专业组化学工程组化工机械组自控仪表组动力专业组计算机组工程设计电工专业组土建专业组通风采光组管道防腐蚀组给、排水组三、车间工艺设计（一）车间工艺设计的内容工艺流程设计物料衡算能量衡算设备工艺设计及选型车间布置设计管道设计非工艺部分设计经济概算（

2、二）车间工艺设计的成果设计说明书带控制点的工艺流程图车间设备布置图管道布置图设备一览表（三）设计所需资料生产工艺路线及方法物料衡算资料热量衡算资料设备工艺设计资料非工艺设计资料第四章工艺流程设计一、工艺流程设计的任务二、带控制点的工艺流程图（PID）三、工艺流程设计的步骤及方法一、工艺流程设计的任务确定化工过程及设备确定换热介质确定生产控制方法确定安全技术措施编写工艺操作规程二、带控制点的工艺流程图（PID）（pipingandinstrumentdiagram）PID是工艺流程设计的成果。PID的画法（见教材P150-162）。P

3、ID所表达的内容：1、用图的形式表示生产过程中所用到的化工过程和设备；2、用图的形式表示生产过程中所用到的阀门和管件；3、用图的形式表示生产过程中所用到的测量控制仪表；4、用图的形式表示物料、热量流向变化情况。1、进行工程分析，选择合适的化工过程及设备；2、绘制工艺流程图；3、(进行工艺设计计算)；4、绘制带控制点的工艺流程图（PID）。三、工艺流程设计的步骤及方法化工过程及设备的选择论证原则：经济合理，技术先进，操作安全，因地制宜（绿色环保）。几点注意：1、要熟悉各类设备的性能特征；2、操作方式；3、设备平衡；4、物料的回收和套用

4、5、提高能量利用率；6、安全措施；7、三废处理；8、流体输送。第五章物料衡算第一节概述第二节物理过程的物料衡算第三节化学过程的物料衡算第一节概述一、物料衡算的要求计算出进入和离开每只设备的各种物质的数量和含量。二、物料衡算的目的物料衡算结果是其它工艺设计计算（例如能量衡算、设备工艺设计等）、三废治理以及经济概算的依据。三、物料衡算模型总物质平衡：进入系统的物质量=离开系统的物质量+系统内积累的物质量组分j平衡：进入系统的j物质量+系统内反应生成的j物质量=离开系统的j物质量+系统内反应消耗的j物质量+系统内积累的j物质量四、物料衡算

5、步骤1、确定计算范围，画出物料衡算示意图；2、收集并确定物料计算所需数据资料；3、确定计算基准：对于间歇操作，以批或天为基准；对于连续操作，以单位时间（天、小时）为基准；4、进行自由度分析，确定能够顺利进行物料衡算；5、列出物料衡算数学模型（公式）及有关计算公式，求解计算；6、将计算结果以图或表的形式表示（见教材P153）。第二节物理过程的物料衡算一、物料衡算模型的数学表达二、自由度分析三、一个单元系统的物料衡算四、多单元系统的物料衡算一、物料衡算模型的数学表达关于物料衡算方程中的变量两类变量流量变量：F（质量流量变量）、N（摩尔流

6、量变量）浓度变量：W（质量分率）、X（分子分数）对于一股含有S个组分的物流来说，总共有（S+1）个变量，但只有S个变量是独立的，即1个流量变量+（S－1）个浓度变量！系统总的独立变量数目=所有进、出物流的独立变量数目之和关于物料衡算方程的相溶性方程相溶性的定义：在一组方程内，若将某些变量按同一比例放大或缩小，仍能满足原方程组，则称该方程组对这些变量是相溶的。物料衡算方程对流量变量是相溶的。关于物料衡算的计算基数在物料衡算中，如果没有任何一股物流的流量数值，可以指定某一股物流的流量数值作为计算基数。二、自由度分析系统自由度=系统独立变

7、量数目－系统独立物料平衡方程数目－系统独立变量赋值数目－系统附加关系方程数目如果系统自由度为零，表明未知变量数目正好等于方程数目，有解；如果系统自由度大于零，表明未知变量数目大于方程数目，条件不够；如果系统自由度小于零，表明未知变量数目小于方程数目，条件过多。关于附加关系方程相平衡浓度关系—液-液、液-固、气（汽）-液等饱和溶解度关系流量之间的比例关系部分回收关系其它关于独立变量赋值应符合有关原材料、中间体、产品的质量标准；应符合有关工艺要求；有些变量不能随意赋值，如相平衡时的浓度变量；对于一股含有S个组分的物流来说，赋值数目不能超

8、过S，并且浓度变量赋值数目不能超过（S－1）。自由度分析的关键合理地选择附加关系，合理地赋值，使自由度为零。三、一个单元系统的物料衡算举例例5-1（教材P168）解：★自由度分析：系统独立变量数目=8（物流1=2，物流2=1，物流3=