做好这几步，轻松搞定工艺包
做好这几步，轻松搞定工艺包
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精细化工、工艺技术、三废、农药、涂料 、等行业学习！
一谈到工艺包很多人的第一反应就是涉及多个专业领域，内容繁多。其实简单的说工艺包就是工艺操作的具体且详细的说明，主要包括工艺流程、工艺基础数据、工艺操作参数、关键的工艺计算、工艺设备等数据包。
工艺包设计是工程设计的基本环节之一，工程设计主要包括项目建议书、可行性研究报告、工艺包设计、基础工程设计、详细工程设计、采购、施工、开车、项目验收等环节，工艺包设计为项目实施阶段的基础性文件，对后续工作的进展起到至关重要的作用。
俗话说“万事开头难”，做好下面几步，轻松搞定工艺包！
1 物性数据整理
1.1 物性数据获取方法
熟悉流程模拟软件（如：Aspen/Pro2）的人都知道，在软件内嵌入了许多关于物性数据的数据包，一些常规物质的物性参数均可从软件中获取，操作步骤也非常简单。并且根据物质的不同特性，软件中有不同的物性计算方法集，当然同一种物质也可用不同的物性计算方法集来计算，得出的物性参数会有所区别，精确度也不一样。如下图1所示为Aspen模拟软件进行物性分析的工作界面：
图1 Aspen模拟软件进行物性分析工作界面
除此之外，还可以查阅专业手册、文献期刊等。常用的手册有《化学工程手册》、《化工物性手册》等。
1.2 物性数据内容
系统中所涉及物质的物性数据的整理收集是后续质量、动量、能量计算的基础，所以工艺包设计需要的物性数据有：
(1) 基本物性数据，如沸点、熔点、凝固点、临界参数等；
(2) 温度相关热力学物性，主要为汽化热等；
(3) 温度相关的传递物性，主要为黏度等；
(4)MSDS 数据和火灾危险性；
(5) 相平衡数据，尤其是要确认需要分离的混合物系中是否存在共沸体系等等。
1.3 物性数据重要性
获取物性数据是工艺包设计的第一步，将数据整理成物料特性表，为后续技术方案的制定、设备设计温度与设计压力的确定、安全区域的划分、防爆等级的划分等工作的开展奠定了基础。
2 物料衡算
在做工艺包之前，设计单位手里已经有了关于整个工艺的数据包（由研究院或其他研究单位提供），这个数据包里通常包括了反应发生的温度、压力、反应物及产物组成。
而物料衡算要做的工作就是利用反应过程的基本原理，分析反应过程，梳理技术路线，将反应拆分成几个操作单元。然后用流程模拟软件简单的把流程通一遍。之所以采用流程模拟软件进行物料衡算而不是手算是因为模拟软件可以直接导出流程图和物料衡算表，为后期的补充、添加和修改提供很多便利。
此时的流程图上可能只有几个涉及反应的主要设备，其他设备会随着其他平衡的计算和流程的优化不断补充进来。如下图2所示，
图2 物料流程图
3 热量衡算
物料平衡完成后，主要工艺关键控制点的组成、温度、压力都已经确定了，此时就需要根据控制点的工艺参数选择合适的公用工程并计算出用量。热量衡算的步骤为：
(1) 考虑初步确定的工艺温度是否合理，即能否在此温度下选择合适的公用工程。
(2) 将所选的公用工程汇总出表格，分析是否为常用工质，选择是否合理，一般推荐在一个项目中使用的工质尽可能少。
(3) 能量优化，分析整个过程的换热物流，结合换热网络优化和夹点分析等工具对系统中的能量进行综合利用，以达到节能的目的。如下图3所示为某一工艺流程的换热网络图：
图3 换热网络图
(1) 经过前三步的分析与优化后，形成关于公用工程种类、规格、用量的统计表格。此时热量衡算就完成了。
4 动量衡算
动量衡算简单的说就是压力衡算，是为了保证物流能顺利流动。动量的损失主要来自于设备、管路、管件的压降，而损失的动量一般靠泵或者压缩机来补偿。而这些设备的通常又是用电来做驱动力的。所以动量衡算的最终目的就是为泵、压缩机这类设备的选型提供依据，同时为后期核算运行成本时提供所需数据。
认真、扎实的做完上述四步之后，对工艺包的设计就有了坚实的基础。后续设计过程中所有跟工艺有关的数据都可以在PFD图上找出来，也就是把数据包完全转化成了工艺包设计的一部分。之后的工作只需按章办事即可。
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