常州工程学院化工0915班酸性染料生产工艺的设计的设计指导书讲述文档格式.docx

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（1）设计目的论证

（2）文献评述

（3）所选生产方法的反应原理、最佳工艺条件等

（4）原材料及产品的主要物化性质

三、设计原始依据资料

根据本行业发展的需求，以及国际市场的需求，经江苏省常州市政府有关部门的批准，新建厂的厂址拟选在江苏省常州市溧阳开发区。

新建厂的主要原料，经上级主管部门的批准，一部分向国内厂商购买，另一部分由本厂合成，可以节省经费，并且能够做到产品统一规格。

1.产品：

弱酸性黑NB—G染料

2.产量：

5万吨/年

3.动力供应：

本地区电网供电

4.工作制度：

三班制,每年生产300天

四、方案选择

1、结构式：

合成C．I．酸性黑234染料的合成工艺条件见下表。

工序

I偶合

II偶合

III偶合

时间（h）

10

2

温度（℃）

8-10

6-10

12-15

PH值

3-4

9-10

该产品已工业化生产，染料应用性能良好，经使用各项技术指标达到了国外同类产品水平，满足了用户需求。

五、设计工作中面临的技术难点和拟采取的解决方法

加大我国酸性染料的技术革新，开拓下游产品研发和应用力度是当前我国酸性染料发展的必然趋势。

当前国内酸性染料产品供过于求，且酸性染料的应用消费仍主要局限于传统领域。

要扭转这种形势，加大酸性染料产品的技术革新，推动酸性下游产品的研发和应用，促进消费增长，提升我国酸性染料在国际市场中的竞争地位，无疑是最好的解决途径。

为此行业要加大宣传力度，从阻燃、环保和节约能源的角度呼吁立法，推进先进酸性染料产品尽快进入国际市场市场。

持续提升技术水平，目前国内酸性染料生产技术还存在一定的缺陷，尤其是在高技术酸性染料和生产“三废”治理等环节上还有待提高和改进。

同时国内酸性染料产业规模偏小，成本高，在当前煤、电、油、气等原料高涨的情况下，企业利润空间已被挤压至最小，迫切需要采用先进的生产技术，扩大生产规模，降低成本，提高产品竞争力和企业效益。

由于酸性染料生产存在污水排放量大等严重的环境问题，本设计从尽量减少污水的排放量和节省原材料及能源消耗等，从而做到尽可能的去降低成本，使得本设计在技术上处于我国酸性染料的领先水平。

六、工艺流程设计

七、工艺流程设计参数

原料厂外运输损失率%0.1

原料厂内运输损失率%0.1

产品厂里储运损失率%0.1

产率%99.7

第二部分　设计中文字叙述部分具体要求

设计说明书内容大致包括：

（1）绪论；

（2）生产工艺流程的说明；

（3）设备设计与选型；

（4）原材料消耗综合表；

（5）能量消耗综合表；

（6）“三废”排放及说明；

（7）车间人员表；

（8）劳动保护及安全技术。

还有附录

（1）设备一览表；

（2）带控制点工艺流程图；

（3）设备布置图；

（4）设备结构图；

（5）物料衡算图。

下面对设计说明书中的各项内容进行详细论述。

1．绪论

主要包括

（1）设计任务；

（2）设计方法；

（3）设计深度；

（4）本次设计的目的意义；

（5）其它必要说明的问题。

2．生产工艺流程说明：

包括

（1）产品和半成品的特性和规格；

产品分子式或结构式；

分子量；

物理化学性质；

规格或技术条件等。

（2）原料特性和规格，同上。

（3）化学反应原理和生产步骤。

（4）流程叙述。

要求说明下列各点：

物料的来龙去脉；

主要设备特性的描述；

工艺操作条件；

加料量及出料量；

每批产量或单位时间产量等。

（5）生产控制一览表。

（6）生产每吨产品消耗原料表。

（7）生产每吨产品所排放的“三废”表。

3．设备设计与选型

本项主要列出设备设计内容及其结果、各种设备的型号、规格、套数等。

4．车间人员表

此项学生设计时困难较大，但必须作出大致的估算。

5．劳动保护和安全技术

劳动安全应说明以下各点：

（1）、化合物的物化性质、毒性和空气中最大允许浓度；

（2）、汽、电等应注意事项；

（3）、特殊保护措施；

（4）、一般防护措施；

防火安全：

（1）、化合物的着火、爆炸性能（闪点、爆炸极限等）；

（2）、厂房火灾危害性的等级；

（3）、防火、防爆技术措施；

（4）、一般措施。

第三部分　设计计算书的内容

设计说明书中要包含重要的一部分内容即设计计算书。

设计计算书应包括下面内容：

（1）设计依据；

（2）物料衡算；

（3）热量衡算；

（4）设备工艺计算；

（5）附属设备的选型或计算；

（6）参考资料。

一．物料衡算的作用、方法和步骤

在工艺设计过程中，物料衡算对于控制生产过程有着重要的指导意义，在实际生产中，物料衡算可以揭示物料的浪费和反常现象，从而帮助我们出改进措施，提高效率，减少“三废”排放量。

物料衡算确定原料产品的定量关系。

由此定出原料与辅料的消耗，为操作制定科学的指标。

物料衡算也是能量衡算、设备工艺计算的基础。

通物料衡算可以算出各工段所处理的物料量，就可以定出和生产过程中各设备台数、容量、主要工艺尺寸。

所以物料衡算是化工工艺计算的重要部分，首先应该进行的部分。

物料衡算的具体方步骤为：

（1）说明问题；

（2）列出已知数据；

（3）给出系统的流程；

（4）确定系统的边界；

（5）建立系统参数基准；

（6）写出组份的物料衡算式；

（7）写出总的物料衡算式；

（8）解方程组；

（9）用另一个物质的质量衡算来核算；

（10）整理校核计算结果：

将计算整理清楚，列成表格；

（11）绘制物料流程图：

这种图能清楚地表示物料在流程或设备中的化结果。

二．热量衡算的作用、方法和步骤：

热量衡算的依据是能量守恒定律，即输入设备操作的热能等于操作及出的热能。

热量衡算的主要任务为：

（1）计算加热剂或冷却剂的用量，为公用工程设计提供依据。

（2）计算设备传递热量，为改进设备和设备设计提供依据。

（3）通过热量衡算分析研究工艺设计和生产操作过程中热量利用是否经济合理，以提高热利用率。

在化工工艺设计中热量衡算的基本程序是以物料衡算为基础进行单元设备的热负荷计算，然后进行全系统的热平衡计算，分析系统的热量利用程度，尽量做到热量的经济合理利用。

若发现原设计中能量利用不尽合理，要考虑改进工艺或设备，重新进行计算，直至热量利用较为经济合理为止。

热量衡算的具体步骤是：

（1）写出热量衡算式；

（2）查出有关数据；

（3）选取基准温度；

（4）解方程；

（5）整理计算数据并列出热量衡算表。

三．设备的工艺计算及选型

设备工艺设计与选型的目的是决定车间内所有设备的台数，型式和主要尺寸，为车间布置设计以及施工非工艺项目（如仪表、土建、给排水等）设计提供足够的依据。

设备的工艺设计可以在物料衡算的基础上进行。

设备的工艺设计一般可分为两阶段进行。

第一阶段在物料衡算结束后进行粗略的设计，为绘制工艺流程草图作准备。

它主要包括：

（1）计量和贮存设备的容积计算；

（2）某些定型设备和标准设备的选定；

（3）某些非定型设备的型式、台数和主要尺寸等。

第二阶段的设备可在流程草图设计中交错进行，着重解决工艺过程中设备上的一些技术问题。

如过滤面积、传热面积、干燥面积、蒸馏塔板数以及各种设备的主要尺寸。

至此，所有工艺设备的台数、型式、主要尺寸都可以确定。

设备设计结束后，应列出设备一览表，作为设计说明书的组成部分。

设备设计的基本内容包括定型设备的选择、非定型设备的工艺计算等。

定型设备的选择应考虑以下几点：

（1）首先根据设计项目规定的生产能力和生产周期考虑使用设备的台数。

如用单台或多台，台数确定后，凡运转设备要按其负苛的规定的工艺条件进行选型。

如真空泵应根据抽气量和真空度要求选型。

静止设备则要计算其主要参数。

如传热面积和蒸发面积等。

再结合工艺条件进行选型。

选型可参照国际标准图集或有关手册和生产厂家的生产目录、说明书等。

（2）在选用这类设备时，应考虑这种设备的供应困难。

（3）对于定型的设备经常遇到二个问题：

一是往往不能选到完全对口的设备。

这时可按偏高的选用。

二是要考虑工厂的发展情况，选用设备适用于近期发展。

（4）从设备的工艺条件考虑，有些设备（如受压容器等）也应从偏高一个等级选用。

例如工艺上要求使用0.6MP的锅炉才能满足要求。

有关化工设备设计方法及设计技术在各种“化工过程及设备“书籍、文献、手册可以查到，些处可以查到，此处不作特别的介绍。

第四部分　图纸设计

1、生产工艺流程图

生产工艺流程图包括以下几个方面：

（1）物料的来龙去脉，厂房各层及地平线标高。

地平线均要求用细双实线画出，标高条用米为单位。

（2）设备示意图

除有标准画法处，其余均画出设备的外形、设备外形尺寸须按比例画出，比例一般为1:

50,1:

100。

（3）设备流程号

流程号一般包括段号，设备位号等。

详见“化工制图“有关章节。

（4）物料及动力管线，流向箭头。

（5）管线上的主要阀门。

（6）必要的设备和管道附件，如阻火器，管道过滤器，疏水器等。

（7）必要的计量控制仪表，如转子流量计，玻璃计量管，压力表等。

（8）必要的文字注释。

物料流程图画法是自左至右展开。

步骤如下：

（1）将设备示意图按厂房中布置的高低位置用细线条画出，而平面位置采用由左至右展开。

设备之间留有一定的间距。

（2）将物料流程管线用粗线条画出，并画上流向箭头。

（3）将辅助管线用的细线条画出，并画上流向箭关．

（4）画上设备及管道上的必要附件。

（5）标上设备流程号。

（6）最后加上注必要的文字注释，如图例等。

2、设备平面布置图

设备平面布置图内容包括：

（1）厂房建筑平面，包括厂房边墙轮廓线，窗户位置，门位置，楼梯位置，柱网（间距和编号），各层相对标高，地坑位置等；

（2）设备外形尺寸俯视图以流程号；

（3）设备定位尺寸线；

（4）操作平台等辅助设施示意图及主要尺寸；

（5）地坑位置尺寸

（6）辅助用房的位置，内部设备的示意和尺寸；

（7）方位标。

平面布置图比例一般采用１：

５０或１：

１００。

设备的流程号必须与流程图的流程号完全相同对应。

平面布置要涉及到设备的排列技术，涉及到通风、采光、照明、运输、安全等方面的知识要求，设计时可参考一些有关参考资料。

３．主要设备装配图

按国家标准机械制