工艺流程设计方法

首先要看所确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但需要局部改进或局部采用新技术、新工艺的问题;后者须针对新技术开发进行概念设计。

◆ ◆ ◆

1、以反应过程为核心,以方案比较作决定

(1)定反应器:

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。

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,因此并不复杂。

(2) 设计原料预处理过程

根据反应特点,必然对原料提出要求,如纯度、温度、压力以及加料方式等,以保证反应过程的实现。

原料预处理过程:

固体:粉碎、溶解---目数、浓度、纯度

液体:配制、混合---浓度、均一

气体:配比、压缩---浓度、输送

原料预处理过程可以牵涉到:粉碎、筛分、配制、混合、压缩、提纯等单元操作。这些操作过程主要根据原料的性质及处理方法选择不同的装置进行组合。因此,设计的工艺流程就有所不同。

(3)设计产物的后处理过程

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。

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。

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。

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。

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。

产品分离包括:

固液分离---过滤、离心

液液分离---蒸发、精馏、萃取

气液分离---吸收

产品分离牵涉到的单元过程:

过滤、离心、蒸发、精馏、萃取、吸收等单元操作过程。这些单元操作过程,同样应根据被分离产物的特征,设计与之相适应的单元过程。

产品精制:

对产物进一步纯化,以满足产品的质量要求。

液体---精馏、浓缩、结晶

固体---重结晶

气体---吸收

产品精制牵涉到的单元过程:

精馏、浓缩、结晶、重结晶等单元操作过程。这些单元操作过程,同样应根据产品的质量要求,设计与之相适应的单元过程。

(4)设计产品的后处理过程

经精制后的产物,成为最终的产品还需要干燥、包装、储运等过程。

固体---干燥、包装

液体---灌装

气体---灌装

储运包装过程牵涉到的单元操作过程有:

干燥、计量、包装等过程,应根据产品的特性进行设计工艺过程。

(5)设计未反应原料的循环或利用以及副产物的处理

由于反应不是全部,剩余组分在产物处理中被分离出来,一般应循环回到反应设备中继续参与反应。

(6)确定“三废”排出物的处理措施

在生产过程中,不得不排放的各种废气、废液和废渣,应尽量综合利用,变废为宝,加以回收。无法回收的应妥善处理。“三废”中如含有有害物质,在排放前应该达到排放标准。

因此在化工开发和工程设计中必须研究和设计治理方案和流程,要做到“三废”治理与环境保护工程、“三废”治理工艺与主产品工艺同时设计、同时施工,而且同时投产运行。按照国家有关规定,如果污染问题不解决,是不允许投产的。

(7) 确定公用工程的配套措施

在生产工艺流程中必须使用的工艺用水(包括作为原料的软水、冷却水、溶剂用水以及洗涤用水等)、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。

至于生产用电、上下水、空调、采暖通气都是应与其他专业密切配合的。

(8) 确定操作条件和控制方案

一个完善的工艺设计除了工艺流程等以外,还应把投产后的操作条件确定下来,这也是设计要求。

这些条件包括整个流程中各个单元设备的物料流量(投料量)、组成、温度压力等,并且提出控制方案(与仪表控制专业密切配合)以确保能稳定地生产出合格产品来。

(9) 制定切实可靠的安全生产措施

在工艺设计中要考虑到开停车、长期运转和检修过程中可能存在各种不安全因素,根据生产过程中物料性质和生产特点,在工艺流程和装置中,除设备材质和结构的安全措施外,在流程中应在适宜部位上设置事故槽、安全阀、放空管、安全水封、防爆板、阻水栓等以保证安全生产。

(10) 保温、防腐的设计

这是在工艺流程设计中的最后一项工作,也是施工安装时最后一道工序。

流程中应根据介质的温度、特性和状态以及周围环境状况决定管道和设备是否需要保温和防腐。

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【京津冀协同发展 天津电力交出精彩答卷】“合闸成功!”1月12日19:40,随着国网天津城南公司项目负责人焦秋良的应答声,国家会展中心110千伏变电站送电成功。

  国家会展中心110千伏专用变电站工程,也是服务京津冀协同发展、承接北京非首都功能疏解的标志性工程。从一片空地到到双电源、双环网,国网天津电力只用了不到3个月的时间就建成了会展中心的高可靠性配电网,同时在国网天津电力专属服务团队的支撑下,用户专用站也提前20天送电。会展中心建设负责人李洪磊对记者介绍说:“变电站的建设速度比计划高出一倍,这就给会展中心6月24日举办绿色智能建筑首展提供了更多准备时间。电力服务绝对到位!”

  国家确立京津冀协同发展战略以来,国网天津电力以高度的政治站位,主动服务党和国家工作大局,多措并举,以钉钉子精神持续推动各项建设任务在津落地,优质高效地为京津冀协同发展接通“动力电”。

  电网“大动脉”,建强主网架

  电网作为国民经济发展的“大动脉”,在京津冀协同发展中的重要性不言而喻。以2018年启动的“1001工程”为标志,国网天津电力连续三年三次促成国家电网公司与天津市签订战略合作协议,累计投资643亿元,不断为京津冀电网“强筋壮骨”。

  国网天津建设公司前期管理技术马志,这两年一直和京津冀电网重要建设项目“捆”在一起。1月15日,当记者采访他时,马志正在年底要开工的大港500千伏站工地跑初设。他说:“看到一个个京津冀电网工程在我们手里建起来,心里有说不出的成就感!”

  同样有成就感的还有工程项目经理王罡。“292天建成一座变电站,比同类项目至少缩短工期5个月,创下天津地区500千伏变电站工程周期最短的记录。” 王罡口中的变电工程就是2019年10月29日投产的渠阳500千伏变电站。该站投运后既完善了天津北部地区电网结构,又为京津冀电网提供了网架重要节点支撑。

  2018年以来,国网天津电力在已经投运的1000千伏特高压海河变电站基础上,建成北京房山-天津南蔡、天津吴庄-静海、正德等500千伏输变电工程和双青-吴庄500千伏线路工程,截止2020年底,主网建设方面累计新增变电容量2133万千伏安,输电线路2978公里,强筋壮骨、跨越发展,确保京津冀特高压能够“受得进、送得出、落得下”,进一步夯实了京津冀协同发展的电网根基。

  服务新能源,助力“新基建”

  “截止截至去年底,天津地区‘十三五’充电桩布局建设工作全面完成,天津新能源汽车充电设施建设走在了全国前列。”国网电动汽车服务(天津)有限公司建设运营部赵迎春日前向记者介绍。

  1月7日,在凛冽的寒风中,在津门湖、武清高铁站、天津站分别以生态型、枢纽型、实用性为功能定位的三处充换电示范站建设,拉开了2021年天津电力服务新能源、助力“新基建”电力项目建设的序幕。

  在国家电网公司与天津市政府签署的《推进新型基础设施建设,打造能源革命先锋城市战略合作框架协议》中。依据京津冀协同发展战略,明确提出“支持电动汽车充电设施建设,加快新型基础设施项目配套电网工程建设”,国网天津电力将充电桩建设运营、村村通公交纳入政府规划统筹推进实施。目前,天津市累计建成公交充电站110座,村村通客运站20座,为天津市近3500辆公交车提供充电服务,每日可服务市民约120万人次。建成了“0.9、3、5”(中心区0.9千米、市区3千米、郊区5千米)充电服务圈,并率先在国内实现新能源公交车全覆盖。将电动汽车充电网络建设融入京津冀协同发展,优化天津市高速公路服务区配套服务功能,过境的京沪、津蓟、荣乌、长深等13条高速公路建设充电站43座,充电桩191台,实现充电设施全覆盖,形成了“京津冀相邻城市1.5小时交通圈”,做到了“需求延伸到哪里,网络就覆盖到哪里”,在推动区域交通一体化,织密“轨道上的京津冀”提供了“动力电”。

  “到2020年底,国网天津电力累计建成充电站1040座、充电桩8303个。届时,京津冀的交通出行会更便捷、更绿色。” 赵迎春说。

  实施 “煤改电”,抬头见蓝天

  “以前,一到冬天就得烧煤取暖,屋里到处都是煤烟味。现在,家里用电取暖,既干净又安全,这生活一点也不比城里差。” 武清区大孟庄镇杨店村村民杨瑞环开心地说起“煤改电”带给生活的改变。窗外寒流滚滚,室内却暖暖如春。

  按照国家大气污染防治规划,国网天津电力把“煤改电”工程融入京津冀协同发展大局,助力京津冀打赢“蓝天保卫战”。作为“无煤区”改造试点的武清区在2017年年底就先期完成了12.98万户居民的“煤改电”。针对北方农村平房多、户型大、居住集中等特点,国网天津电力还创新提出蓄热式电锅炉集中供暖,形成了北方地区清洁取暖“天津模式”。目前,天津共新增电采暖面积2716多万平米,年直接减少燃煤消耗约39.32万吨,拉动清洁取暖比重提升4.3个百分点。截止截至目前,天津共有47.19万“煤改电”用户享受到清洁能源带来的便利。有关部门数据统计数字显示,截至去年11月,天津市PM2.5平均浓度为48微克/立方米,同比下降4%,实现了温暖与蓝天并存。

  与此同时,国网天津电力实施电能替代项目2399个,替代电量107.92亿千瓦时,减少燃煤消耗431.68万吨,减排二氧化碳1075.96万吨。积极推广综合能源服务,与49个国家级、省级园区签订绿色能源智慧园区建设合作协议,为新宇彩板等70家企业提供整体用能方案,降低用能成本20%以上,助力城市能耗“双控”。还建立能源主管部门、电网企业、发电企业三方协同机制,多措并举服务京津冀清洁能源消纳。截至2020年底,天津电网清洁能源总装机容量达到248.63万千瓦,较2019年增长22.32%。2020年清洁能源发电量同比增长15.92%。

  “真金”加“白银”,营商环境优

  京津中关村科技城,是天津市深度融入京津冀协同发展重大国家战略、承接北京非首都功能疏解的重要载体。去年12月30日,110千伏中关村变电站并网投运,开始向京津中关村科技城供电。“动力电”成为优化京津冀营商环境的“真金”。

  据了解,从2018年,国网天津电力率先完成一般工商业降电价任务,出台“电十条”,高、低压用户办电环节分别压减50%和67%,小微企业办电享受“免审批”全国最优政策。全面推行小微企业“三零”、大中企业“三省”服务,保障了国安盟固利新能源、北京燃气集团南港LNG等项目早用电早投产。“‘电十条’这一举措为我们节省了5000余万元的成本。”作为国家会展中心(天津)的投资建设方,天津海河金岸投资建设开发有限公司负责人高兴地告诉记者。据悉,在国务院第五次大督查中,天津市用电报装指标排名全国第四。“电十条”成为优化京津冀营商环境的“白银”。

  截止截至目前,中国电信京津冀大数据基地、腾讯IDC数据中心滨海—中关村科技园、京津合作示范区等一批服务京津冀协同发展战略的重大标志性工程也在紧张进行中。

  大道之行,责任担当。

  国网天津电力将进一步凝聚“六个力量”,发挥“大国重器”和“顶梁柱”的作用,在“十四五”的征途中,在服务京津冀协同发展的大路上,坚决做到顶得上、顶得住。https://t.cn/A65ZzCSP


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