工藝設計范文

導語：如何才能寫好一篇工藝設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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醫療工藝設計，被定義為“對醫院內部醫療活動過程及程序的策劃”，包括醫療系統構成、功能、醫療工藝流程及相關工藝條件、技術指標、參數等。

本期特別策劃，邀請業內資深專家從醫療工藝設計現狀、趨勢以及重要內容進行解讀，使醫院管理者們對其有更清晰的認識。

醫療工藝設計，啟程中……

工藝設計是前期策劃的重要內容

在美國，醫院前期策劃的整個過程非常復雜，一個500㎡的醫院項目，其前期策劃對于醫療顧問來說需要1～1.5年的時間。前期策劃的重要工作是工藝設計，可以說，前期策劃的很多工作都是為工藝設計服務的。

前期策劃的流程之所以如此復雜，其出發點是要設計師廣泛地了解相關的項目、條件，準確界定項目，進行相關的檢測，對服務進行相關的評估，還要對整個醫院所提供的服務項目以及在市場上所發揮的作用進行詳細分析。

醫院非常關注相關患者的留存率，以及為患者提供的相關服務的狀況。這些服務都要進行進一步細化，因為通過這一系列相關方面的工作可以幫助醫院吸引更多的客戶。在前期策劃的流程中，設計師必須要對醫院提供的服務有非常清晰和詳細的了解。

接下來，要進一步確定在項目實施過程當中應該實現的目標，要進一步了解哪些相關團隊會在醫院規劃當中融入進來。相關的團隊人員包括非常廣泛的相關利益者，在美國，我們稱之為利益相關者，他們在整個醫院規劃和設計過程當中發揮著非常重要的作用。這些相關的團隊成員可以是醫護人員，也可以是醫院的管理者、部門領導，還可以是董事，等等。同時，我們也要制訂相應的時間計劃，對整個醫院的容量以及所承接患者的數量進行觀察。

之后進行權衡，是建造一個全新的醫院，還是應參照舊的醫院進行改造。設計師只有通過各個方面的綜合考量才能決定究竟設計成什么樣的醫院，最后也要考慮到醫院能效方面的問題，對醫院的管理和運營過程提供一系列有效的建議，幫助醫院管理者完善運營、提高能效。

在整個前期策劃的過程中，所有醫院的相關團隊和所有建筑設計團隊要共同合作，進行一系列公開的討論。院方也要告訴第三方，醫院服務未來的發展方向如何，在設備方面有哪些規劃和要求，運營方面有哪些要求。設計師需要把各個科室相關醫生和負責人融入到公開的討論中，讓他們切實地告訴院方，他們所希望的部門未來的發展定位。這種開放性的討論是事關各個層面、各個領域的全面的討論，不管是護理人員、醫生、支持團隊，還是管理團隊，都可以融入到整個討論過程當中，這樣可以幫助院方制訂一個很好的規劃，之后彼此還要制訂一系列相關的標準和原則。

設計師要讓所有的相關人士了解到空間方面的相關指標，記錄下來各方所提出的相關意見和見解，要設計一個整體模型。設計師應介紹醫院的各個分區、各個部門的運營狀況和未來發展狀況。這樣，在早期的設計過程當中就可以找到并且界定一個清晰的目標。

有時候設計師將有效的技術和工藝融入到整個策劃過程當中，例如使用模型、計算機進行模擬，將展現給院方整個工藝在未來的運營狀況，比如，急診室的空間、重癥監護室里的床位、實施手術的空間等等是否足夠？這些都是在前期策劃過程中應予考慮的。

工藝設計分為3個階段

醫院工藝設計分為三個階段，即所謂的“三段論”：工藝規劃設計、工藝方案設計和工藝條件設計。這3方面不是建筑設計，仍然是前期策劃，具體研究的內容是三級流程，一級流程確定各個科室之間的關系，二級流程確定科室內房間之間的關系，三級流程則是到房間內研究醫療行為（見示意圖）。

*第一階段：工藝規劃設計

它首先做學科規劃，根據醫院所在區域的具體情況，計算出當地門診量需求和住院量需求等指標，然后與醫院管理者一起商討市場份額，進而計算出這所醫院將來會有多少門診量和住院量。根據需求，確定科室情況及床位數。同時在這個階段也研究一級流程，確定各科室之間的關系，還要對流線進行大概的分析，如醫患流線、物流、護理半徑等，也是在這個階段完成的。

*第二階段：工藝方案設計

當各個學科的規模確定以后，根據每個學科的規模，先制定一份清單。以中心手術室為例，清單中將所有的房間一一列出，不僅僅是手術間，還包括百級、前級、萬級手術間的面積和合計面積，還有其他輔助的空間，如辦公室、更衣間等等（見中心手術室功能單元清單表）。有了用房清單以后，下一步研究房間關系，各個房間的位置關系及房型。因為美國的醫院與中國的醫院流程不一樣，美國醫院的流程是患者不動醫生動，而中國醫院則是醫生不動，患者卻是走來走去。不同的就醫模式就決定了不同的房型。這個階段可以完成設計任務書的編寫，待設計師介入項目后，醫療工藝顧問與設計師一起研究用房清單，但是他們不做建筑設計，而是做流程設計，他們會為建筑師畫圖提供足夠的信息。

*第三階段：工藝條件設計

這主要針對的是房間內部，確定每個房間內部需要哪些設備、應該有哪些配套設施。

中國醫院建筑工藝設計的現狀

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關鍵詞：化工工藝；安全設計；危險因素；解決對策

在現階段的化工工藝設計過程中，對于化工工藝設計過程中的安全性越來越重視，在實踐中要對相關工藝安全設計存在的危險因素進行系統的分析，對其存在的問題進行探究，進而提出具有一定實踐意義的解決對策。

1化工工藝設計的主要類別

1.1概念設計

所謂的概念設計就是通過模擬具體的工業生產設備狀況開展實施的一種技術手段。概念設計一般會在設計過程中開展并實施，其主要目的就是要提升整體的工藝條件以及相關生產路線的合理性。

1.2中試設計

中試內容與相關任務主要就是對小試中已經確立的相關條件以及工藝路線進行系統的檢查，對于具體的產品進行系統的考核，了解其主要性能，對于具體的工藝系統的持續性以及可靠性進行探究，進而收集到相關工藝需求的數據，這些內容與系列內容可以作為整個檢驗部分，也可以對其進行部分的檢驗，具體操作要根據實際情況開展。

1.3初步設計

初步設計就是基于相關化工項目設計中的初始階段進行優化，其主要成果為總概算書以及初步設計的說明書。主要是對相關化工工藝的設計的技術與經濟進行計算。

1.4施工圖設計

主要就是根據相關審批意見，將初步設計過程的具體設計計劃與原則進行確定，在實踐中要基具體的操作要求，明確具體的布置以及施工方式，明確具體的方法，解決各種初步設計問題。

2化工工藝設計中的安全問題與對策

化工工藝設計中主要存在的安全問題就是在生產過程中存在的各種安全隱患以及一些可以造成安全損失的不穩定要素。對此要提升對整個化工工藝設計的重視，加強對其危險意識的重視，通過科學的方式與手段，對其進行系統的控制，避免各種安全隱患問題的出現，在操作過程中，要盡可能的應用一些具有一定安全性的工藝技術與手段，要避免危險產品的應用，同時，在化工工藝設計中要采取與其相匹配的安全措施。

2.1化工工藝相關物料中存在的安全問題與控制對策

化工工藝在生產過程中要使用不同的原材料與半成品，這些物料應用中都是通過各種不同狀態存在的，主要可以分為氣態、液態以及固態三種形式。在相關物質具備特定的物質與化學性質與特定的狀態之下，才可以判定其是否具有危害。因此，要對一些具有一定危害特征的物質進行詳細的分析，對其具體狀態進行了解與掌握，進而了解此種物質的穩定性與化學反應，對其毒性進行識別，通過科學的分析與評價，在一定程度上降低各種危險問題發生。

2.2化工工藝設計路線存在的安全問題與控制對策

化工工藝設計中的一種反應會對多種不同的工藝路線產生影響，對此在相關設計過程中，要對其進行綜合考量，選擇較為合適的生產路線，要盡可能的將各種危害降低到最小。工藝設計要對相關物料以及生產條件與設施等因素進行綜合考量，要盡可能的使用一些危害相對較低的物料。同時要通過各種全新的設施與技術手段，降低廢氣、廢水以及廢渣的總排放量，要在合理范圍之內對其進行回收時候，提升資源的最大利用率，進而避免對環境造成過度的污染。

2.3化工工藝設計中反應設備存在的安全問題與控制對策

化工反應是產品生產過程中最為關鍵的內容，在實踐中主要就是通過各種化學反應獲得一定的產物，整個過程在操作過程中存在著諸多的安全性問題，如果不足夠的重視，會導致各種安全事物問題的產生，對此在進行相關反應設備的設計與選擇過中要進行科學的設計與分析，避免各種問題的出現。在相關化工設計中存在著各種不同種類的化學反應，這也就直接給安全控制與管理問題帶來了一定的挑戰。同時，在化工反應過程中也存在一定的反應失控危機，也就是說提升對相關反應物的整體反應速度與熱效應的控制，是十分重要的。

3結束語

在化工工藝設計過程中，要嚴格執行相關法律政策，保障操作的標準性，提升整個工藝設計的安全性，加強重視，對設計方案中的漏洞與缺點進行完善，在根本上避免各種事故與問題的產生。熟練掌握相關設計與生產過程中存在的各種安全隱患，保障化工工藝的整體安全性。

作者:孟佳 單位:眾一阿美科福斯特惠勒工程有限公司寧夏分公司

參考文獻

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【關鍵詞】 22英支紗線；生產；配臺

1 原棉選配的目的

保持生產和成紗質量的相對穩定；合理的使用原棉；節約原棉和降低成本。

2 生產的工藝及設計

當生產普梳中號紗時，棉卷定量為：390～420g/m；牽伸范圍為：14717～15849，總牽伸倍數可偏大調控。

初步預分配各工序的牽伸倍數：E細 =27 E粗=6 E二并=8.4 E頭并=7.7 E梳=96；E總=27×6×8.4/8×7.7/8×96=15717

2.1細紗工序

（1）細紗定量：細紗號數=583／22=26.5tex，細紗干定量=紗號/10(1+Wk%)=2.44g/100m

( 2 )細紗牽伸倍數（齒輪選擇：Z7= 45 Z8=64 Z9=32）

總牽伸倍數E總=E前×E后，E總=28.22；后區牽伸倍數 E=1.357；實際牽伸倍數= E總×η=28.22×0.963=27.18

（3）細紗捻系數：捻度Tt (捻/10m)=73086= 65 捻系數=捻度×=331

2.2粗紗工序

（1）粗紗定量：粗紗號數=細紗牽伸倍數×細紗號數=720tex粗紗干定量= =6.64g/10m

（2）粗紗牽伸倍數（齒輪選擇： Z7=43 ； Z8=31）；總牽伸倍數：E總=4.388×=6.08，E1= =4.34，E2= 1.003，E3=0.0325×Z7=1.40；實際牽伸倍數=E總×η=6.08×0.99=6.03

（3）粗紗捻系數：粗紗捻度：Tt(捻/10cm)=3.5 捻系數=捻度×=93

（4）軸向卷繞密度r1（ r／10cm）：r1=0.9508×Z3／Z4=3.09 （齒輪選擇：Z3 =78；Z4=24）

2.3 二道并條工序

（1）熟條定量：熟條號數=粗紗牽伸倍數×粗紗號數=4341.6tex；熟條干定量= =20.00. g/5m

（2）二道并條牽伸倍數（齒輪選擇：Z1=51；Z2=90； 79；Z3=57）；總牽伸倍數：E總=378.19×Z2／（Z1×Z3）=8.56；E實=E總×η=8.56×0.985=8.43

2.4 頭道并條工序

（1）半熟條定量：半熟條號數=二并牽伸倍數×熟條號數/8=4575tex；半熟條干定量= =21.07g/5m

（2）頭道并條牽伸倍數（齒輪選擇： Z1=55；Z2=90； =80；Z3=57）；總牽伸倍數 E總=378.19×Z2／（Z1×Z3）=7.84；E實=E總×η=7.84×0.985=7.72

2.5 梳棉工序

（1）生條定量：生條號數=頭道并條牽伸倍數×半熟條號數/8=7.72×4575/8=4415 tex；生條干定量= =20.35g/5m

（2）牽伸倍數（齒輪選擇：Z1=16；Z2=20）；總牽伸倍數E總=29490/（Z1×Z2）=92.16；E實=E總×η=92×1.04=95.68

（3）棉卷定量：棉卷定量=生條號數×疏棉牽伸倍數=423g/m；各工序的總牽伸倍數=喂入棉層定量/細紗號數=15962倍

3 配臺計算（任務要求干重產率=200 kg/時/(1+Wk%)=184.33 kg/時）

3.1 細沙：前羅拉線速度（m/min）=3.14×371×25=29.1235

細紗機單錠產率（kg/錠時）=前羅拉線速度×（捻縮率）×細紗干定量=0.0383

細紗機單機產率（kg/臺時）=細紗機單錠產率×錠數=15.5

臺數=要求產率/細紗機單機產率=11.89=12臺

3.2 粗紗

前羅拉線速度（m/min）=21.72

粗紗機單錠產率（kg/錠時）=前羅拉線速度×粗干紗定量=0.865

粗紗機單機產率（kg/臺時）=粗紗機單錠產率×錠數 =114.22 臺數=要求產率/粗紗機單機產率=1.61=2臺

3.3并條

（1）末并

集束羅拉轉速n1(r/min)=1420×Dm/D1=645

集束羅拉輸出速度v1(m/min)= ∏n1d =81.01

并條機單眼產率（kg/眼時）=集束羅拉輸出速度v1×熟條干定量=19.44

并條機單機產率（kg/臺時）=并條機單眼產率×眼數=38.88

臺數=要求產率/并條機單機產率=4.74=5臺

（2）頭并

集束羅拉轉速n1(r/min)=1420×Dm/D1=645

集束羅拉輸出速度v1(m/min)= ∏n1d =81.01

并條機單眼產率（kg/眼時）=集束羅拉輸出速度v1 ×半熟條干定量=20.48

并條機單機產率（kg/臺時）=并條機單眼產率×眼數=20.48×2=40.96

臺數=要求產率/并條機單機產率=4.50=5臺

3.4 疏棉

道夫線速度（m/min）=56.72

道夫至小壓輥張力牽伸=Z3×Z4=1.43

梳棉機單機產率（kg/臺時）=道夫線速度×生條定量×道夫至小壓輥張力牽伸=19.81

臺數=要求產率/梳棉機單機產率=9.30=10臺

3.5檢驗計算：實際綜合產率（干重）=單機產率×臺數

疏棉產率=19.81kg/臺時×10臺=198.1 kg/時

頭并產率=40.96 kg/臺時×5臺=204.8 kg/時

二并產率=38.88 kg/臺時×5臺=194.4 kg/時

粗砂產率=114.22kg/臺時×2臺=228.44 kg/時

細沙產率=15.5kg/臺時×12臺=186 kg/時

3.6為保證生產的連續性與穩定性（不考慮機器停臺與產品消耗率），要求前道工序的產率要大于后道工序的產率，現對配臺數調整如下：

疏棉產率=19.81kg/臺時×13臺=257.53 kg/時

頭并產率=40.96 kg/臺時×6臺=245.76 kg/時

二并產率=38.88 kg/臺時×6臺=233.28kg/時

粗砂產率=114.22kg/臺時×2臺=228.44 kg/時

細沙產率=15.5kg/臺時×12臺=186 kg/時

綜上所述，以200kg/小時的產率生產22英支的純棉紗線的配臺情況如下：

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關鍵詞：化工；工藝設計；安全；設備安裝；管道

Abstract: the chemical process is designed according to the chemical process and chemical reaction, is the core of the chemical process design, chemical process design, help to ensure the safety of personnel and equipment in the production process, reduce the loss that causes because of security issues. This paper first analyzes the present situation of chemical process design, and then in detail from four aspects discusses the key points of chemical process design.

Key words: chemical industry; Process design; Safety; Equipment installation; pipeline

中圖分類號：TQ08文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

化工工藝設計的現狀

化工工藝往往會由于化學工業的資本密集性以及工藝失敗可能造成的巨大物資上的損失，導致在變革過程中遇到非常大的阻力，影響到化工工藝的發展。通過分析化學品生產成本的構成，我們能夠得出基本建設的投資以及原材料占總成本的主要份額。由于裝置往往需要多年運轉，并且費用較大，在化工工藝設計中將許多已經有五十年使用期的裝置進行改造，擴大裝置的能力，解決薄弱環節所需要的費用比一套新建的裝置要便宜很多。

按照這個趨勢進行分析，在2020所銷售的工藝設備產品大約有四分之三是由1999年就運轉的裝置生產出來的，可是由于這些老舊的生產裝置不具備新時代的環保要求，所以必須對其進行減少污染、擴大產能的改造，改善裝備的性能有助于綠色生產，對可持續發展也有重要作用。

化工工藝設計的要點

（一）明確化工工藝設計的分類

化工工藝設計分為概念設計、中試設計、基礎設計、初步設計和施工圖設計。

1、概念設計

概念設計是一種假象設計，只是為了檢驗生產的條件和方式是否合理，同時確定化工工藝設計的數據，確定小試補充的內同和中試規模以及目的。

中試設計

中試設計主要是為了檢驗小試中確定的工藝條件和方式是否合理、是否可靠，同時試制產品的使用性能是否過關等。中試設計的內容和業務可以檢驗全部或者是不分，要視具體情況而定。

基礎設計

基礎設計是技術開發階段的最終研究成果，是為了提供建設生產設備的所有技術要點。

初步設計

初步設計是精細化工程設計的開始，初步設計產生初步設計說明書和總概算書，是根據基礎設計的成果和設計要求對工程在技術和經濟上進行總體研究和計算的具體方案。初步設計的成果要滿足項目審查和施工要求，還要能達到項目招標要求，能夠獲得建廠投資。

施工圖設計

施工圖設計是根據上級部門對初步設計的審批，根據建筑要求和設備要求，將設計原則和設計方案具化為工藝布置和施工方法，并明確化，解決初步設計中出現或是待定的全部問題。

（二）化工工藝設計中的安全設計要點

在工藝設計中，安全問題就是指生產中潛在的事故隱患因素。因此，在設計的過程中，一定要提高工作人員的安全意識以及危險的識別意識，將隱患消滅于萌芽之中，并且能夠盡量避免對危險設備或者危險物品的使用，只有這樣，才能保證工藝安全高效運轉。

物料安全

化工工藝在生產過程中的原材料、中間產品與副產品以及產品和貯存中的物質都是以不同的狀態而存在的，這些物質都具有特殊的物化性質，在一定狀態下可造成危害。因此，要了解和掌握對這些物質的危險特性，而且要養成對其穩定性與化學反應以及毒性等相關的識別意識，進而能夠做出有效的評價與分析，預防危害的發生。

2、工藝路線的安全問題

往往在一種反應中通常會涉及到幾條工藝路線，因此，在設計的的過程中應該選用危害最低或者更安全的。在這個過程中，對于生產的條件以及物料都要進行充分的考慮，選用無害或者低危險的物料；在新型技術以及新設備的選用過程中要注意其三廢的排放量，并且盡量實行循環利用，降低污染。適當的降低生產過程中對生產條件的苛刻要求，以此來緩解劇烈反應。

3、反應裝置方面的安全問題

化工反應是生產的核心，在化工反映的過程中也存在著很多與安全性相關的問題，有些問題甚至會造成生產事故，因此，在反應裝置的設計與選用的過程中，要具備充分的科學性與合理性，并且應該經過嚴密的計算。由于化學反應的種類繁多，所以在安全控制方面也存在著較大難度。在工藝設計中采用減少進料量、控制加熱速度、加大冷卻能力的方法或者采用多級反應等相關措施。反應器在運行的過程中，可能會由于容器的超壓而出現損壞或者變形，因此，必須在容器上安裝壓力釋放裝置。

4、管道方面的安全問題

通常情況下，管道輸送的物料一般都屬于易燃、易爆甚至腐蝕性與毒性較強的物品，若是管道出現泄漏，各種毒害物質漏出，極易對環境造成污染，并且造成生產過程中的安全隱患。因此，在管道的設計中，要對于管道的材質選擇、應力分析以及布置方式等容易引發管道泄漏的因素進行從分的考慮，尤其是注意管道連接處和拐彎處彎頭的材料和管徑選擇，同時室內或者室外，管道都必須盡量靠地連接。

5、電氣設計方面的安全問題

電氣設計中，應結合工藝的要求，按照工作環境是否屬于爆炸和火災危險環境、危險程度和危險物質狀態的不同，采取相應的措施，防止由于電氣設備、電氣線路設計不當引起爆炸事故。

整體園區設計中的安全問題

針對我國現階段化工園區的特點和現有監管能力嚴重滯后的現實，應當設立統一的安全監管和危機管理部門，創建完整的區域性安全生產標準化監管模式，構建政府主導、社會中介機構、企業一體化的綜合管理體系。三方連帶責任追究機制和化工園區相關安全技術標準都亟待完善，最大限度地把園區安全風險控制在可接受的范圍內。

我國化工園區建設的安全生產整體實施科學化、可視化、網絡化的解決方案，全流程、全方位支撐突發事件的綜合應對，引領安全生產從被動應付型向主動保障型戰略轉變。建設全過程、全方位、空間立體的企業安全生產系統，可以有效提高化工園區安全生產水平。

（三）設備安裝設計的要點

如果在工程設計中不夠重視設備安裝設計，或是在設備安裝設計工作上不夠細心、缺少經驗，就會造成不必要的返工等問題，減緩施工的進度同時降低施工的質量，這是大量的施工實踐告訴我們的經驗。

化工工藝設計中包含著設備安裝設計，但是它往往被工藝設計人員所忽略。實際上，設備安裝設計的內容很重要，我們必須重視它在整個工程設計中發揮的作用。

設備安裝設計包括車間設備布置、設備支架和操作臺設計、設備保溫和刷漆、設備安裝檢修和吊裝位置的設計、設備安裝施工說明五個方面。在設備安裝設計中，我們必須充分考慮設備安裝檢修的問題。例如，在設備布置時，應當充分考慮水平運輸主干線的凈距，以保證所有設備都能運送至主干線。

總之，設備安裝設計是化工工藝中不可忽視的重要內容，只有重視設備安裝設計，才能保證工藝設計是一個完善的設計，如果忽視設備安裝設計，就會給生產操作、裝置維修帶來嚴重的后果，甚至會產生安全生產問題。

（四）化工工藝設計中應體現的設計理念

1、要能體現降低能耗

盡管在實際的設計生產中，很多人把能源成本當作生產總成本之中的一個重要部分，但是這種想法是錯誤的。將基建投資高和能量消耗大這兩個問題解決，能有效的提高生產效益，降低生產成本，減低能效和與之相關的投資課題一般來說頗為有效，比如在許多大型的分離裝置上運用超臨界流體。通過對當前資料和實際應用的研究可以看出，一些系統能源費用比很多常用的技術要低，比如恒沸蒸餾以及蒸餾的獲取。降低能耗是工藝設計與研究需要重視的一部分。

2、要能體現降低基本建設投資

由于化學工藝屬于密集型產業，如果沒有化學研究上的重大成果讓主要的產品生產工藝得到提升和完善，那么一般來說，要改進以及提高化學工藝設計就需要通過解決瓶頸問題、改造現有裝置、擴大產能的方式的來解決，這些方式可以有效地減少在基本建設上的投資。

3、要能體現改善環境行為

根據社會各界相關人士的研究得出，回收利用、減少污染源、終端處理等手段能夠解決污染的問題。從化學工藝過程上要達到減少環境污染的摸底就需要重視兩個設計戰略上的問題：第一個是在2020年之前再多數裝置上擴大和升級現有裝置；第二個是在終端處理的應用上可能會出現多數機遇。而在工藝過程自身的基礎上改進裝置也有以下幾種方式：

（1）提高分離效率和產品轉化率達到降低損失的目的，并且減少廢料處理費來提高收益；

（2）提高化學反應效率；

（3）運用HEN分析法減少用水量，縮小裝置的規模。在工藝過程的設計中進行水資源再次利用，將廢水量降到最低。

結語

綜上，化工工藝設計是化工生產的重要環節，關系到安全生產和連續生產，做好化工工藝各個環節的設計，發現問題，解決問題，有助于進一步提高化工企業的生產效益。

參考文獻

[1]姚慧.化工工藝設計中的安全問題及控制[J].企業技術開發，2012.10.

[2]高金吉，王峰，張雪，等.化工生產人工誤操作危險與可操作性分析研究[J].中國工程科學，2008.8.

[3]梁穎，張冰.石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計研究[J].中國石油和化工標準與質量，

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本文介紹了工藝制造信息（工藝孔、角度線、余量線）相關數據標準設計過程和模塊操作方法，達到對制造數據快速設計。

【關鍵詞】銷釘孔 耳片 角度 余量

引言

由于零件設計還沒有完全建立面向制造的設計理念，沒有應用面向制造與裝配的設計技術，設計模型到生產車間后，必須由生產車間的相應部門進行大量的工藝轉化，形成制造數據集，才能開展工裝的設計、制造等工藝工作。為了適應現代航空制造技術的快速發展，推廣數字化技術的應用，以及加速新型號研制的生產準備進程，通過對CATIA V5二次開發，使制造數據設計過程可實現標準化和模塊化設計，達到了對制造數據快速設計的要求。在此基礎上，將工藝數模的快速標準設計方法進行整理推廣，期望推動工藝數模的設計手段快速發展。

1.現狀分析

零件加工過程中需要在制造數據集上增加一些成形的工藝孔、定位孔、裝配孔、及加工工藝余量、化銑工藝余量等，對于這部分工作，目前的設計方法主要通過CATIA自身攜帶的基本功能來完成，該過程需要生成大量的中間參考信息以及進行繁瑣的中間操作，效率及其低下，不利于完成快速設計，延長了飛機生產準備周期。在CATIA二次開發中，增加了快速設計功能，應用快速設計功能進行工藝數模設計，不僅縮短了數模設計時間，同時規范了各項工藝數據的添加，方便了后期的更改與維護。3.設計過程簡介

3.1 銷釘孔設計

3.1.1 不帶輪廓線的銷釘孔

拾取零件內型面和將要添加銷釘孔的邊界，參數設置完后點擊“生成預覽”。如果銷釘孔在零件體上可以通過點擊“另一側”按鈕使點回到體外，同時“生成預覽” 按鈕變為“另一端” 可以點擊它使銷釘孔定位在邊界另一端起的30%處，調整好位置后點確定，在結構樹上可生成的工藝信息。

3.3.1 三維余量工藝設計

點擊“ ”彈出對話框，可生成均勻余量及不均勻余量。生成均勻余量線時拾取相關信息。生成非均勻余量線時，余量類型選擇“單方添加非均勻余量”并拾取相關零件信息。

3.3.2 下料工藝余量

下料工藝余量操作是為了保證生成鈑金件二維展開視圖時，在二維圖上自動將三維余量信息轉化到二維圖的相應位置，并在二維圖上添加余量標注。將鈑金件展開，點擊“ ”彈出對話框，添加均勻余量拾取元素。拾取邊界兩端頂點，自動生成方向參考點，生成單向余量線，點擊“預覽”并確定。4.結論

工藝數模的設計是數字化生產過程中生產手段進步的象征，它將零件加工過程中的工藝需求體現在三維數模中。標準模塊化設計的直接好處就是數據源的規范性，可讀性強，便于數據的更改及技術跟蹤，同時大幅度縮短制造數據的設計周期，進而可大幅度縮短生產準備周期，節約生產成本，提高效率，創造更高的效益。

參考文獻

[1]范玉青.現代飛機制造技術[M].北京：航空航天大學出版社，2001.

篇6

【關鍵詞】平房倉；工藝；設計

一、概述

在糧庫建設的各種倉型中,平房倉作為一種投資省、施工周期短、適應性強的倉型而被廣泛地采用。平房倉具有跨度大、堆糧高、單倉倉容量大、儲存管理集中、設備利用率高,保糧措施簡單等優點。同時也存在著占地面積大,清倉困難等不足。據有關資料,在我國建國后歷次的糧庫建設中,平房倉的倉容量約占全國建倉總倉容量的80% ，目前平房倉仍不失為一種經濟實用的倉型。

二、平房倉工藝設計

工藝設計內容應包括：輸送工藝流程、設備選用、機械通風、熏蒸系統等。根據糧食品質、種類、儲存時間及氣候等條件選擇合理的通風、熏蒸方式和熏蒸劑。儲糧時間超過6個月的平房倉內應設機械通風、熏蒸系統。糧食進出倉作業宜采取防塵措施，改善作業環境。選用的設備應具有安全可靠、高效低耗、破碎率低、操作方便等性能，符合環保、衛生要求。散裝倉宜選用移動式設備，應根據倉容量、接卸設施的作業時間等條件確定設備的生產能力。在糧庫建設中,平房倉的一般多用于儲備倉。平房倉按其結構形式的不同,可分為折線形屋架平房倉、門式鋼架平房倉、彩板剛架屋蓋平房倉、拱板平房倉。各種結構形式的平房倉按其跨度的不同分為21、24、27、30米, 長度分為60、54、48、42、36米,但無論何種形式和跨度的平房倉,其工藝作業基本相同。平房倉的工藝設計要滿足“四散”儲糧技術,確保儲備糧的推陳儲新、吞吐自如、快速集散的要求。由于糧食收購任務往往在幾個月內完成,任務大、時間緊,所以平房倉工藝流程的設計是否簡捷、合理,送機械設備是否配置適宜,在整個糧食轉運過程中就顯得十分重要。設計時應根據建庫規模,糧食接收及發放等具體情況確定工藝流程,糧食進出庫作業方式;根據倉容量配備糧庫所需的各種設備型號、產量和數量。

三、平房倉工藝流程

主要包括糧食進倉、出倉、倒倉、清倉、清理、打包、補倉等作業工序。糧食由汽車運入糧庫后經計量、取樣、清理、入倉儲存;出倉時通過扒谷機、輸送取樣、計量裝車發放。通常采用以下的工藝流程進行糧食入倉及出倉作業。進倉:汽車來糧汽車衡移動式皮帶機移動式清理篩移動式皮帶機移動式轉向膠帶輸送機入倉。出倉:扒谷機移動式皮帶機移動式打包機移動式皮帶機裝車發放。雖然平房倉的工藝作業流程較簡單,但由于其作業面積大,輸送距離長,一般需要采用移動式輸送設備相互搭接組成輸送線才能實現機械化作業。一旦其中一臺設備需要進行移位,與其相接的所有設備均需隨之移動,因此作業過程中設備的頻繁移動給進倉和出倉作業帶來了很大的不便。為此,提高平房倉進、出倉散糧的機械化程度,提高儲糧效益,是當前迫切需要解決的任務。為此,在部分糧庫的工藝設計中,采用了吸糧機和其它的移動式輸送設備相結合的作業方式,來進行平房倉的進、出糧作業,其工藝流程如下:進倉:汽車來糧移動式吸糧機(負壓)移動式皮帶機移動式清理篩轉向皮帶機入倉。出倉:倉內糧食移動式吸糧機(負壓)移動式皮帶機移動式打包機裝車發放。由于吸糧機的吸口位置可在3～20米之間的距離內隨意調整,可減少設備的移動次數,進糧時將吸口直接插入汽車(或火車) 上卸糧,解決了人工作業時效率低、速度慢以及作業環境惡劣等問題。出倉時將吸糧機的吸嘴直接插入糧堆內,后續設備基本固定不動或移動次數很少,且可將糧倉內的任何角落都清理干凈,作業環境清潔、無粉塵飛揚,還解決地上籠的存在給其它進倉作業設備在倉內作業時帶來的困難,吸糧機還可進行補倉、清倉等作業,一機多功能, 有效地提高了工作效率。不同的設備組合,其進、出倉作業的方式、速度、難易程度各不相同，因而裝倉、出倉的效率也不一樣。

四、糧食進出倉作業方式

平房倉的進出倉工藝系統, 包括平房倉進、出糧作業及完成進、出糧作業所需的基本設備。

1.糧食進倉:散糧運至倉門外由移動式膠帶輸送機輸送入倉堆高, 局部用移動式裝倉從倉房窗口處補糧, 人工扒平。

2.糧食出倉:將倉門擋糧板處出糧口的手動閘門打開,自流部分糧食,由移動式膠帶輸送機裝車發放,待擋糧板移開后,由移動式扒谷機、移動式膠帶輸送機作業,把糧食輸送出倉外,散糧發放時直接裝汽車,由汽車衡計量出庫。需包裝發放時,經移動式打包機和膠帶輸送機聯合作業, 裝汽車發放。

3.輸送工藝應滿足下列要求：

作業線應連貫，每組設備生產能力應匹配；糧食進出倉作業應設置輸送、取樣、計量、清理等設備。需包裝發放時應配置打包設備；糧食入倉作業過程中應減少糧食的自動分級；擋糧板應設置出糧孔，出糧孔位置應滿足與之銜接設備的進料要求。包裝倉輸送工藝應根據其功能、作業線運輸距離等因素確定合理的工藝流程。應根據進出倉作業要求、時間、包裝袋尺寸等條件確定設備數量。

4.包裝倉輸送工藝設備可按下列要求選配：

進出倉可配置移動式包糧膠帶輸送機、平板車、電瓶車、叉車、碼垛機等設備；碼頭中轉庫宜設起重機配合作業。起重機作業能力應與運輸設備能力匹配；糧食加工廠成品包裝倉應根據打包車間位置合理設置固定設備，設備作業能力應與打包車間設備的生產能力匹配。

5.通風：散裝倉糧堆機械通風系統宜按通風降溫要求設計，應通風均勻，操作管理方便。通風道形式可采用地槽或地上籠，風道宜對稱布置、簡捷，單廒間內風道型式應統一。進風口應與通風機等設備對接方便，并應滿足保溫、氣密、防腐蝕、防潮等要求。進風口蓋板應拆裝方便。應設有安全可靠的風量調節裝置，風量調節裝置可按空倉調節要求設計。各支風道應設有檢測孔?？諝夥峙淦鏖_孔率應大于25%，孔眼尺寸以不漏糧為限。風道各接口處應采取有效措施防止糧食漏入通風道。金屬構件應進行防腐、防銹處理。倉內通風道必須能承受設計裝糧高度的糧食壓力。地槽空氣分配器、蓋板必須能承受進出倉機械設備的最大荷載。

6.散裝倉機械通風主要參數選擇。

根據風量和風壓選擇通風機，其工作點應在通風機高效區中間段。糧面上方空間換氣應根據儲糧要求、氣候條件等合理選擇作業方式。采用機械通風時，通風設備應保證糧面上方空間通風換氣次數不小于每小時4次。

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（四川大學化學工程學院，四川 成都 610065）

【摘　要】根據Schlessinger法制備LiAlH4的工藝原理及其物料性質，設計了工藝路線，確定了主要技術參數，在此基礎上進行了設備選型，并通過試驗驗證該工藝路線可行，設備安全可靠，產品品位達到了98%以上，產品可在多種領域得到廣泛應用。

關鍵詞 Schlessinger法；LiAlH4；制備；工藝；設計

0　引言

LiAlH4以其優良的還原性能在醫藥、香料、農藥、染料等行業中廣泛應用，并在其它精細有機合成中用做還原劑。隨著空間技術發展和宇宙探索的需要，作為運載火箭的固體燃料，由于其燃值高，占用體積小，倍受青睞。目前世界上主要有以下四種生產工藝：

1）施萊興格（Schlesinger）法

將高純粉狀氫化鋰加入到反應器中，在乙醚存在下，加入氯化鋁和少量LiAlH4引發劑到反應器進行反應，生成LiAlH4溶解在乙醚中，過濾除去氯化鋰沉淀，過濾得到清液經蒸發至干的白色結晶狀LiAlH4，經真空干燥得產品。蒸發出來的乙醚可回收利用。

2）循環利用氯化鋰法

1982年，申泮文、張允什等人利用金屬還原氫化的方法生產LiH，將LiAlH4生產的副產物LiCl循環使用，大大降低了LiAlH4的生產成本，這個循環法的反應如下：

金屬還原氫化反應

首先利用金屬還原氫化方法，用LiCl代替金屬鋰，與金屬Na和H2氣在（500～600）℃直接進行還原氫化反應，得到LiH和NaCl的混合物。

合成LiAlH4

將還原氫化產物——LiH和NaCl混合物直接與無水AlCl3在乙醚中合成LiAlH4。

3）溶劑、催化劑法

此法用金屬鋰和氫氣作為主要原料，以（Ⅰ+Ⅱ）作催化劑（其中Ⅰ可以是奈、1-甲基奈、2-甲基奈、2，7-二甲基奈、2，3-二甲基奈、1，6-二甲基奈、聯奈、蒽；Ⅱ可以是四氧化鈦或四氧化釩），其重量比Ⅰ：Ⅱ：鋰=32：0.77：3.5，使用四氫呋喃作溶劑，于常溫常壓下合成氫化鋰，后者在乙醚、苯或甲苯溶液內與無水AlCl3反應制備LiAlH4。

4）可溶性鋁鹽、鋰鹽原料法

此法以可溶性鋁鹽、鋰鹽為原料，在水溶液中加入沉淀劑，使Al3+，Li+共沉淀；沉淀物經干燥高溫分解得其氧化物；該氧化物經加氫還原得鋁鋰混合單質，將混合單質在常溫常壓條件下進行氫化得LiAlH4。

不論是以上哪種生產方法，在生產過程中都涉及到高溫、易燃、易爆等方面的問題。在生產過程中，工藝參數的控制要求十分嚴格、技術含量較高、環境條件要求很高、安全風險很大。因此，世界上生產該產品的企業非常有限，而我國生產LiAlH4的方法采用的是Schlessinger法。生產單位很少，一年中的生產時間較短，產量很有限。

1　工藝原理

合成LiAlH4采用施萊興格（Schlesinger，美國）法：令氫化鋰同無水三氯化鋁在乙醚中反應，反應方程式如下：

4LiH+AlCl3LiAlH4+3LiCl+77.9kcal/mol （3）

2　主要物料性質及質量指標

該反應過程中所用原料主要有LiH、AlCl3、LiAlH4引發劑、乙醚、高純氬氣等，以下是各主要物料質量技術標準及指標。

2.1　LiH的物化性質及質量指標

LiH是一種白色半透明結晶塊狀物或粉末，立方晶體。工業品常微帶藍灰色，密度0.78g/cm3，熔點688.7℃，沸點在950℃以上?？扇苡谝颐?。常溫下在干燥空氣中能穩定存在，高溫則分解為氫和鋰。塊狀者較粉狀者穩定。粉狀者與潮濕空氣接觸能著火，遇水分解生成氫氧化鋰和氫氣，在乙醚中與氯化鋁反應生成LiAlH4。是有機合成反應中的重要還原劑。

2.2　AlCl3的物化性質

AlCl3為白色至淡黃色結晶粉末，分子量為133.34 ，相對密度為2.44（25℃），熔點190℃（0.25MPa），升華溫度為177.8℃，易溶于水、乙醇、氯仿、四氯化碳、乙醚。微溶于苯，吸水性強，極易潮解，露置空氣中易吸收水分并水解產生氯化氫，遇水后會發生熱而引起爆炸，有很強的腐蝕性。

2.3　乙醚的物性

乙醚（分子式：C2H5OC2H5），無色易揮發的流動液體，易燃，有芳香氣味。具有吸濕性，味甜。沸點34.5℃，凝固點-116.3℃。相對密度0.7145（20℃）。蒸氣壓（20℃）58.9283kPa。乙醚是一種有毒物質，長久呼吸乙醚氣體能使呼吸器官受到刺激，發炎，記憶力減弱，產生頹傷情緒等。燃燒時產生毒物，可使人昏迷，甚至死亡，空氣中最高容許濃度1200mg/L。乙醚為一級易燃品，爆炸極限1.85%～36.5%（-45～+13℃），極易燃燒，遇明火即爆炸，能生成爆炸性過氧化物，與過氯酸或氯作用也發生爆炸。

2.4　LiAlH4的性質

LiAlH4是一種白色或灰白色多孔的微晶性粉末，相對密度為0.917，125℃分解，易溶于乙醚，市售有LiAlH4固體、LiAlH4的乙醚溶液（1.0mol/L）等，常溫下在干空氣中能穩定存在，在潮濕空氣中劇烈水解，釋放出大量的氫氣并引起燃燒。是一個非常重要的還原劑，通常在室溫就能進行，在有機合成中應用極廣。但毒性較大，遇水和醇發生劇烈反應，一般需在無水乙醚和四氫呋喃等惰性溶劑中使用。

3　工藝流程的設計

3.1　關鍵技術問題的解決

采用Schlessinger法生產LiAlH4，根據反應原料的相關性質，關鍵是要解決易燃易爆問題，為此，我們在設計中主要從以下幾方面進行考慮。

3.1.1　反應散熱問題的解決

該反應是放熱反應，在反應過程中考慮到其安全性，對反應的散熱進行了設計。主要從以下幾方面進行考慮：LiH與AlCl3反應所釋放出的反應熱，該熱量若不及時帶走，會引起爆炸；AlCl3溶解于乙醚所產生的溶解熱；AlCl3與乙醚中的水分反應會產生反應熱。該熱量會促使乙醚溫度上升并且揮發，從而引起AlCl3溶解效果減弱，大大影響反應效率；為此，對反應器、手套箱、蒸發器等設備進行冷卻設計以滿足其工藝要求。

3.1.2　系統水分問題的解決

由于LiAlH4遇水會發生劇烈反應，甚至爆炸，所以反應過程中需嚴格控制原料中的水分，對用來溶解AlCl3的乙醚中的水分就必須嚴格控制。乙醚原料中水分含量約為3%，必須進行除水后才可使用，經過多種除水方法試驗，得知乙醚經4A分子篩除水后水分含量可降至200ppm以下，可滿足試驗要求。采用4A分子篩是一種干燥劑，溶于強酸或強堿，不溶于水和有機溶劑。有效孔徑為0.42nm，能吸附H2O、He、Ne、O2、N2、H2等。對含水量低、溫度高、流量大的氣體和液體均有很高的干燥能力。

3.1.3　LiAlH4產品與乙醚分離問題的解決

為獲得LiAlH4產品，必須將LiAlH4與乙醚分離。由于乙醚的沸點比較低，為34.5℃。因此，我們采用了旋轉蒸發器對乙醚進行蒸發，將旋轉蒸發器水浴鍋的溫度控制在40～45℃時，可滿足工藝要求。

3.2　工藝過程的設計

在解決以上關鍵技術問題的前提下，設計工藝過程：將乙醚經4A分子篩除水后加入手套箱中的反應器及AlCl3溶解器中，向反應器中緩慢地加入LiH，直到全部溶解。在手套箱中將AlCl3粉末研磨后加入溶解器中溶解，溶解后緩慢地加入反應器中，一邊加入一邊進行攪拌；再將少許引發劑LiAlH4（2～3g）緩慢加入反應器中，并進行攪拌直至完全溶解，停止攪拌靜置約24h，在反應器底部有白色沉淀物出現。用真空抽濾器過濾反應器中的溶液，反復過濾幾次；將濾液加入旋轉蒸發器中進行蒸發結晶，可獲得LiAlH4產品。試驗中必須加強通風和反應設備降溫。工藝流程圖如圖1所示。

4　主要設備設計計算及選型

4.1　反應器的設計及選型

該反應是一放熱反應，考慮到反應過程中必須冷卻，選擇BC-S212系列雙層玻璃反應器，有以下幾個特點：可用普通自來水作為冷卻劑接入夾層玻璃之間，以迅速散熱；電子變頻調速器，電機無火花；PTFE下出料截止閥，毫無泄露；結構合理，反應器內絕無攪拌死角，確保反應充分。

主要參數為，反應器的容積：10L、電機功率：120W。加熱溫度為：室溫～250℃。額定轉速：50～600rpm（可調），額定轉矩為：～1.2N·m。

4.2　制冷設備設計

該反應過程中所產生的熱量計算如下：

4.2.1　LiAlH4合成反應生成熱的計算

LiH與AlCl3在乙醚中反應生成LiAlH4時，會放出化學反應熱，根據化學反應式可以計算出生產100g LiAlH4所釋放出的熱量為Q1，

其反應方程式如下：

4LiH+AlCl3LiAlH4+3LiCl+77.9kcal/mol

38 　 77.9

100 　 Q1

故有：Q1=77.9×100/38=205（kcal）

4.2.2　AlCl3溶解于乙醚產生的溶解熱

AlCl3溶解在乙醚中時AlCl3將與乙醚結合成AlCl3·2Eto，據相關資料表明，會形成以下結構：

AlCl3與乙醚在結合的過程中伴隨著熱量的產生，從相關資料上查知，該部分熱量大約為15.07 kcal/mol。因此可以計算出356.7gAlCl3溶解于乙醚中產生的熱量為Q2：

因此，有Q2=15.07×356.7/133.5=40.27（kcal）

4.2.3　乙醚中的水分與AlCl3反應釋放出熱量的計算

設計中對乙醚中水分含量嚴格控制在200ppm以下。本次試驗按照每生產100gLiAlH4計算乙醚總量，所用乙醚總量為1933.7ml，其中所含水分質量為m。

因此，有m=ρ·V·C=0.7135×1933.7×200/1000000=0.276（g）

乙醚中的水與AlCl3進行化學反應，在反應過程中放熱。其化學反應方程式如下：

AlCl3 +3H2O Al（OH） 3 +3 HCl+303.24 kcal/mol

3×18 303.24

0.276 Q3

因此，有Q3＝303.24×0.276/（3×18）＝1.55（kcal）

4.2.4　合成過程中總熱量的計算

根據以上計算可知：合成反應所釋放的總熱量由三部分組成，即：LiH與AlCl3反應所釋放的熱量Q1；AlCl3溶解于乙醚中時所產生的溶解熱Q2；乙醚中的水分與AlCl3反應釋放出的熱量Q3。

因此，在反應過程中，設總熱量為Q：

Q=Q1+Q2+Q3=205+40.27+1.55=246.82（kcal）

4.2.5　單位時間內制冷量的初步計算

根據以上的計算，可以初步計算出進行合成反應和溶液配制所需要的制冷量q。該值將作為選擇制冷設備的重要參考值。

q＝Q/t，反應時間為17～21 h

故有：q＝Q/t＝246.82/（17～21）＝11.75～14.5（kcal/h）

4.2.6　制冷設備技術參數的確定

根據工藝過程中所涉及冷卻量的初步計算，可初步確定制冷設備的性能參數。為確保所選設備性能滿足試驗要求，假設反應熱在瞬間產生。因此，初步確定制冷參數如下：

（1）設備制冷介質：水；

（2）冷卻水進口溫度：≤10℃；

（3）冷卻水出口溫度：≤15℃；

（4）冷卻水流量：m（kg/h）。

4.3　蒸發器的設計

為獲得LiAlH4產品，必須將LiAlH4與乙醚分離。由于乙醚的沸點比較低，為34.5℃。采用水浴法對乙醚進行蒸發，選擇帶有雙收集瓶的旋轉蒸發器，配有立式冷凝器，采用特殊全PTFE復合閥，可任意控制氣液流，可連續工作。帶進口變頻無級調速；加熱浴鍋可手動或電動升降，可精確設定其加熱溫度。蒸發乙醚所需總熱量Q的計算：

1）乙醚體積總量為：V=1933.7mL

乙醚質量為m，m＝ρ·V＝0.7135×1933.7 ＝1379.7（g）

乙醚物質的量為n，n＝m/M＝1379.7/74＝18.64（mol）

2）乙醚蒸發熱為Q1，乙醚的蒸發潛熱為：Qevp＝26.02（kJ/mol）

Q1＝Qevp·n＝26.02×18.64＝485.01（kJ）

3）乙醚升溫所吸收的熱量為Q2，其中C=2.29KJ/kg·℃

4）乙醚蒸發所需總熱量為Q

Q=Q1+Q2=（485.01+77.4）÷4.18=134.5（kcal）

5）蒸發乙醚的加熱功率為N

若設上述乙醚在2小時內全部蒸發完成，則所需蒸發設備的加熱功率為N，

N＝W/t＝134.5/0.86/2＝78.2（W）≈0.08（kW）

所以，蒸發器功率至少應大于0.08kW

5　試驗驗證

通過多次試驗，采用該工藝所制備的LiAlH4達到以下標準，試驗結果見表1所示：

由上表我們可以看出，該產品品位達到了98.2%，雜質含量均滿足標準。

6　結論

綜上所述，通過對LiAlH4制備工藝技術的設計，本文所設計的工藝路線安全可行，生成的LiAlH4品位達到98%以上，滿足質量指標要求，此工藝可投入于生產實踐。

參考文獻

［1］陸振東.化工工藝設計手冊[M].北京：化學工業出版社，1996.

［2］張嫦，周小麗.精細化工工藝原理與技術[M].成都：四川科學技術出版社，2005.

［3］劉光啟，馬連湘，劉杰.化學化工物性數據手冊：有機卷[M].北京：化學工業出版社，2002.

篇8

隨著生產時間延長，氣井排水采氣難度加劇，積液水淹井逐漸增多。對于同井場只有1口單井的水淹氣井，氣舉車沒有充足的氣源供給而不能作業。在集氣站有充足的氣源供給，可以通過注醇管線進行氣舉，但單井氣舉導致氣舉車超壓。通過理論計算多口氣井注醇管線流量及摩阻，對氣舉車排氣端氣體進行分流，一方面控制氣舉車排氣壓力，另一方面保證單井分流氣量達到攜液要求。利用該方法對4口井開展現場試驗，能夠很好地控制排氣壓力，不會導致氣舉車超壓，能夠有效舉出井內積液，達到氣舉施工的目的。研究成果對大牛地氣田提高氣井穩產及氣田中后期開發有著重要的指導意義。

關鍵詞：

氣井水淹；排水采氣；氣舉設計

大牛地氣田自2003年投產開發至今，已經建成年產40億m3的中型氣田。由于部分單井生產時間長，油壓小于4．5MPa的氣井占80％，產量低于1萬m3的氣井占83％，低壓低產直井比例高。主要排水工藝是泡沫排水工藝，56．5％氣井不能同時滿足臨界攜泡流量和舉升壓力要求，積液減產甚至水淹嚴重。針對積液嚴重及水淹井，難以依靠氣井自身能量來恢復生產，需要補充外部能量。國內外采取的措施主要為氣舉［1］，使用最多的為液氮氣舉，該工藝單次施工成本高，其次是氣舉車氣舉［2］。由于大牛地氣田氣井管線特征限制，氣舉車氣舉單井受到氣源供給及超壓限制。針對這類技術難題，結合氣舉施工工藝原理及目前氣舉工藝研究成果，進行理論計算分析，完善氣舉車配置，開展多井聯合氣舉工藝研究，為氣舉車氣舉在大牛地氣田應用提出了新的方法，確保了積液水淹氣井平穩生產，延長了生產期。

1多井聯合氣舉理論分析

1．1工藝原理多井聯合氣舉是使用車載壓縮機把低壓天然氣壓縮后向多個井內打入高壓氣體，補充氣井地層能量，在達到降壓分流作用的同時，提高氣井瞬時流量，達到帶液目的。

1．2多井聯合氣舉設計

1．2．1階段劃分根據現場多井聯合氣舉流程，考慮到施工進度及壓力變化規律，將多井聯合氣舉整個過程劃分為4個階段，如圖2所示。1）注醇管線置換階段。氣舉流程應用的是單井注醇管線，因此氣舉開始后，首先是對單井注醇管線進行置換，這個過程氣井油套壓、流量不變。2）套管充壓階段。注醇管線置換完畢之后，天然氣進入氣井油套環空，這個過程氣井套壓出現上升，油壓、流量不變或者波動（環空積液緩慢進入油管）。3）積液完全進入油管階段。氣舉位置到達油管鞋位置，環空積液完全進入油管，此時套壓達到最大值，油管流體密度達到最大，油壓及流量都降至最低（站內降壓帶液最好時機）。4）穩定階段。積液完全進入油管后，壓力流量穩定。穩定階段生產30min后，氣井無異常，可停止氣舉并做好氣井穩產。

1．2．2氣舉參數設計氣舉過程中的參數涉及到氣舉時排氣壓力的控制，單井注氣量的確定以及氣舉持續時間的長短，保證氣舉過程中，單井能夠達到舉升壓力并且瞬時流量能夠到達臨界攜液流量要求，最終將井筒積液全部排出，氣井恢復正常生產的狀態。1）排氣壓力控制［4］。根據氣舉車排氣壓力設計以及單井注醇管線承壓能力，要求最大排氣壓力不超過23MPa。因此，根據整個流程壓力損失及氣舉所需最大壓力，即可確定排氣壓力。2）注氣量控制［5］。為排出油套環空以及油管內積液，天然氣最終要充填整個油管及油套環空，計算時可用氣舉后壓力體積減去原有體積，考慮天然氣損失以及實際氣舉過程中的氣竄現象，天然氣用量取為理論用量的1．2倍。

2多井聯合氣舉現場試驗

2．1選井及參數設計根據多井聯合氣舉要求，選取了同一座集氣站4口積液井（如表1），所選氣井受井內積液影響，無法完成配產，自身攜液能力弱，需站內泡排并定期進行降壓帶液維持生產。依據多井聯合氣舉參數設計方法，進行4口井排氣壓力、注氣量以及氣舉時間設計，由于注醇管線尺寸小，計算出注醇管線壓力損失在6．75～8．68MPa，需要排氣壓力最高為14．89MPa。具體數據如表2。

2．2現場試驗及效果分析氣舉過程中氣舉井的壓力變化如圖3～6所示。連接好流程后，10：40加載開始氣舉，為4口氣井同時氣舉（D66－197、D66－33，D66－25和D23－4），2h內排氣壓力保持在11MPa，單井套壓增長緩慢?？紤]到加快氣舉速度，關閉D66－197井的球閥，12∶30—13∶20排氣壓力增速加快，D23－4井套壓增加到12MPa，油壓、進站壓力略降、站內有出液跡象，倒進放空流程，D23－4出液連續；12∶30—15∶00排氣壓力先升高再降低，并趨于穩定。D23－4井出液1．9m3后進站壓力回升。15∶00將D23－4井倒進生產，關閉D23－4井的球閥，打開D66－197井的球閥，此時氣舉3口井（D66－197、D66－33，D66－25）。15∶00—15∶30排氣壓力增加緩慢，15∶30關閉D66－197井的球閥，排氣壓力快速升高后穩定在15MPa，D66－33井油套壓差增大，積液進入油管，排液0．32m3。D66－25井油套壓、進站壓力突降，開始出液，排液0．3m3。此后氣舉車持續循環30min后停機。對選取的4口井開展多井聯合氣舉，由于氣舉期間排氣壓力增長緩慢，同時氣舉井為2～3口，開展氣舉的3口井均為積液減產井，本次舉出積液2．75m3，有效率100％，氣舉后穩產井4口，穩產率100％，增產氣量1200m3／d。如表3所示。

3結論

1）多井聯合氣舉階段劃分為4個階段，氣舉過程中要時刻關注每口氣井壓力及氣舉車排氣壓力變化，調整同時氣舉井數。2）滿足多井聯合氣舉條件為：一是滿足氣舉車排氣壓力要求，即在氣舉過程中不能夠超壓（氣舉車排氣壓力小于23MPa）；二是要氣舉單井的流量均滿足臨界攜液流量的要求。3）按照設計要求進行4口井現場試驗，能夠很好地控制排氣壓力，不會導致氣舉車超壓。對于不能夠正常生產的積液井，能夠有效舉出井內積液。4）建議對氣舉井安裝壓力數據遠傳系統，保證能夠更精確地監測氣舉過程中單井壓力數據變化，提前做出判斷分析，保證氣舉施工順利開展。

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篇9

綠茶片的生產對茶葉資源高效開發利用意義重大，針對綠茶片加工技術關鍵控制點，采用蒸汽殺青機，轉子破碎，優化分篩揀梗環節，明確生產工藝流程、裝備配置和工藝參數，實現了全程連續化作業，成品茶制率達到5.5~6.5，經濟效益和示范帶動作用顯著。

關鍵詞：

綠茶片；工藝設計；初步應用

近年來，茶飲消費快速增長，綠茶片的生產，以棄老茶鮮葉、碎末茶為原料，主要用于袋茶原料、食品添加、飲料萃取、天然防腐劑、美容化工等領域，既促進了茶葉深加工、延長了產業鏈，又提高了茶葉附加值，使茶葉不光可喝，還可吃、可用，對實現茶葉資源高效開發利用，增加茶農收入具有重要意義。針對綠茶片加工技術關鍵控制點，采用蒸汽殺青機，轉子破碎，細化分篩揀梗環節等技術，優化綠茶片加工裝備配置和工藝流程，實現了全程連續化作業，提升了產品質量和加工效率，收到了非常好的經濟效益和示范帶動作用。

1生產工藝流程及主要加工裝備

1.1工藝流程

攤青殺青脫水冷卻揉切連續烘干粉碎分篩風選揀梗補火稱重包裝。

2主要工藝參數

2.1攤青

采摘的鮮葉要及時攤放，厚度均勻，以便散發青氣、水分，避免陽光直照。

2.2殺青脫水

要求上葉均勻，上葉量、殺青速度、殺青葉脫水程度可視情況進行調整，溫度200~300℃，殺青過程20s左右，熱風爐余熱熱風脫水，整個殺青脫水過程1.0~1.2min，達到殺青葉葉張完整，成朵成個，失重約20％，葉表面干爽，色澤綠翠，無煙焦味，無青張紅葉。

2.3冷卻

調整殺青葉冷卻機速度，使殺青葉冷卻至室溫。

2.4揉切

要求最大限度地破壞葉細胞，使茶汁在沖泡時快速浸出，揉切完成后，要求葉組織破損率達到80%以上。

2.5連續烘干

溫度100~130℃，薄攤，時間每臺7~10min，共用時間35~50min，含水量5.5%~6.0%，發展香氣和緊固顆粒。

2.6粉碎

經打碎、切隔形成片狀碎茶，要求規格符合12~60目。

2.7篩分

篩分后分出篩號茶、頭子及末茶茶灰。

2.8風選

除去、毛筋、灰末及其他雜物。

2.9揀梗

揀出茶梗、片樸、毛筋及雜物,提高凈度。

2.10補火

溫度在80~90℃，時間5~10min，含水量達到4.0%~5.0%，用于發展香氣去掉粗老氣。

2.11勻對包裝

按照標準進行產品勻對，完成后稱重包裝，內套塑料袋裝箱,即成為綠碎茶的成品茶。

3初步應用

篇10

銅鎘渣提取精鎘通常采用的方法:浸出－粗鎘－精煉－精鎘。根據浸出劑的不同，浸出分為酸浸法［4］、氨浸法［5］、微生物浸礦法［6］等技術方法。氨浸法采用氨水及碳酸銨為浸出劑，浸出過程中鋅、銅、鎘等與氨形成穩定的氨配離子進入溶液，而鈣、鎂氧化物等雜質基本不溶解。少量的鐵和錳也可以低價氨配離子形態進入溶液。也有直接采用氯化氨來作為浸出劑，可以提高浸出速度和鋅、銅的浸出率。氨浸法和微生物浸礦法難以與現有銅鎘渣處理系統銜接［7，8］。酸浸法又分為常壓酸浸和加壓酸浸。酸浸法是將廢渣中鋅及其它一些金屬離子與硫酸反應，進入浸出液中，控制浸出過程的條件，從而將大部分鋅及低價態的鐵、錳雜質殘留在浸出液中，而大量的金屬雜質如高價態的鐵、錳及鈣、鎂等雜質留在浸出廢渣中排掉。然后對浸出液進行凈化除雜可得到較純凈的含鎘溶液。酸浸法的缺點是工藝流程長而復雜［9］，高溫高酸浸出勞動條件較差，不易操作。必須用大量的硫酸來浸取，以及要中和廢渣中所夾帶的堿性雜質。因此常導致硫酸的消耗較高，成本增大，而且易腐蝕設備。鎂、鐵、錳等雜質也會大量進入溶液中，對后續的除雜凈化工作帶來麻煩。而且，常壓酸浸出法各種沉鐵工藝難于控制，產出的鐵渣鐵品位低，且鐵渣量大，低鐵渣難于處理，其中的有價金屬難于回收。酸浸出法因浸出率高、浸出速度快、原理簡單，可綜合回收多種有價金屬，仍為目前最主要的工業生產方法［8］。由于本流程是為某大型鉛鋅冶煉廠配套，采用常壓酸浸法制取粗鎘。為了充分回收原料中的有價金屬，并預留考慮將來原料來源的復雜性，前端的濕法流程可適當拉長，分離提取鎘、銅、鈷、銦、銀等，盡可能產出附加值高的產品，以提高經濟效。銅鎘渣主要成分見表1。精鎘的工業化生產方法有電積法和蒸餾法［10］。電積法技術成熟，安全可靠，但存在電解效率低，電耗大，周期長，電解沉積物不穩定等缺陷，由于流程長，占地面積大，設備投資高，成本高，目前新建廠基本不采用電積法制鎘。由于粗鎘中常見的雜質銻、銅、砷、鉛、鉈、鋅、錫和鐵，這些元素的蒸汽壓都比鎘低、難于揮發，塔式蒸餾利用鎘與其它雜質的沸點差異，通過鎘氣化揮發提純鎘。通過控制精餾塔塔體組合中不同功能段的溫度使高沸點金屬在由蒸發盤、回流盤組成的塔體組合中不斷蒸發回流冷凝，最后由塔體下延部排出，而絕大部分低沸點金屬(鎘)在塔體組合內蒸發形成蒸氣由塔體頂盤排出［11］，而后進入冷凝器冷凝成以低沸點金屬為主成分的合金液體(精鎘液)，鑄錠為精鎘。粗鎘塔式蒸餾技術已發展完善，工藝簡單，設備占地面積小，熱效率高，可實現連續生產?？刂埔欢üに噮?，可直接產出精鎘，鉛、鋅及其它高沸點雜質金屬含量符合要求。本設計精鎘生產采用電熱特殊鋼塔式蒸餾工藝。

2工藝流程

設計采用的銅鎘渣制取精鎘工藝流程包括硫酸浸出，鋅粉一次置換，造液，鋅粉二次置換，壓團，粗煉，精煉等工序，其工藝流程如圖1所示。2.1浸出、一次置換、造液、二次置換凈化車間送來的銅鎘渣先通過加水漿化，根據原料鋅含量的變化，也可加入稀酸，洗去部分的鋅。漿化后的礦漿經泵泵入銅鎘渣浸出槽，加入廢電解液進行浸出。浸出液固比6∶1，浸出溫度70～90℃，浸出時間4～6h，始酸25～30g/L，終點pH值5.2。銅鎘渣浸出液經壓濾機壓濾，濾渣進浸出濾渣漿化槽水洗漿化后壓濾，濾渣即銅渣送銅冶煉;濾渣壓濾濾液儲存后返鋅凈化。浸出濾液存儲在浸出液貯槽，待溶液溫度在60℃以下時，再泵送到一次置換槽進行一次置換。一次置換加入1.2倍鋅粉，鋅粉粒度為0.149～0.125mm，酸度0.3～0.5g/L，置換時間60～90min。置換采用機械攪拌，置換后液含鎘0.1～0.2g/L。置換后液經壓濾后存儲于置換后液貯槽;濾渣堆存7～15d后，在潮濕的空氣中自然氧化，再送至造液槽中加入硫酸造液。造液溫度85～90℃，造液始酸400～500g/L，造液終了pH值5.2～5.4。操作周期5～6h，造液后液含鎘200～500g/L。造液后液壓濾去除造液渣，再與新鮮鎘棉、鋅粉在二次置換槽進行二次置換，二次置換始酸pH=4，加鋅粉，攪拌15～20min后，調溶液到中性pH值，再次加入鋅粉，攪拌20～30min。鎘二次置換后液經二次置換壓濾機后得到純鎘綿。二次置換壓濾機濾液也存儲于置換后液貯槽，待存儲一定的量后送除鎳鈷槽除鎳鈷，所得貧鎘液送鋅浸出。2.2火法精煉海綿鎘用壓團機壓團，團餅直徑Φ150。壓團后的鎘團，用氫氧化鈉作復蓋劑，經粗鎘電爐熔化，加入還原劑和氫氧化鈉，鎘團中含的鋅與苛性鈉生成堿渣，產出粗鎘。粗鎘可鑄成粗鎘錠或者直接從粗鎘電爐連續流進精餾塔。精餾爐，由粗鎘熔化爐、蒸發爐體、精餾塔體、出料管、冷凝器、精鎘鑄錠池等組成。鎘在精餾塔內加熱蒸發和冷凝回流交替進行，純鎘蒸汽以鎘氣態形式上升至爐頂經冷卻成液態，冷卻到一定溫度流入精鎘鍋，定期鑄成鎘錠。高沸點金屬經回流富集逐步下流，進入渣鍋，定期排出。精餾爐采用自動進料、自動出料，電阻式加熱，PID調節儀自動控溫。熔化爐入塔原料含鎘60%～65%左右。燃燒室溫度1120℃，下延部熔析溫度450℃。冷凝器精鎘含鎘95%～98%，含鉛0.0001%～0.0006%，含鋅2%～3%。精鎘蒸餾過程中，蒸餾溫度需嚴格控制，不得高于440℃，避免因蒸餾溫度過高將其它雜質蒸餾，造成蒸餾鎘所含雜質高，后序澆鑄的精鎘除雜困難。還需控制好冷凝器和密封圈冷卻回水溫度，回水溫度不宜過高，密封圈溫度應高于冷凝器溫度，便于最后蒸餾完畢清鍋，回水溫度以35～70℃為宜。蒸餾時間過長，過終點，其它雜質被蒸餾，影響蒸餾鎘的品位，造成精鎘除雜困難。蒸餾溫度在短時間內急劇上升為蒸餾過程的終點2.3問題與討論2.3.1浸出過程的控制由于酸浸處理過程，單質銅與稀硫酸不易發生反應(銅的電極電位在氫的電極電位之上)，金屬鋅、鎘較易與稀硫酸反應生成硫酸鹽。為將銅留在渣中，并盡可能地浸出鎘、鋅，可通過控制浸出pH值，分離銅等雜質。根據試驗情況，本設計通過儀表控制浸出過程的酸加入量，控制浸出終點pH值5.2，浸出渣含鋅7%，銅25%。實現對銅鎘渣進行選擇性浸出。2.3.2浸出渣漿化洗滌為盡可能控制鎘的分散，回收水溶鋅，提高鋅回收率及銅渣中銅品位。設計增加了對浸出渣漿化洗滌工序。根據試驗報道，酸性條件下可大量溶解鋅，是否采用加酸漿化洗鋅可待進一步的試驗，確定洗滌pH值。2.3.3海綿鎘選擇性富集由于一次置換前液含鋅高但含鎘低，鋅鎘比為(4～5)∶1，故一次置換所得到的海綿鎘不僅含鋅高，鎘品位較低，且還有部分其它雜質，不能滿足后續工序的需要。根據報道，當置換前液鋅含量在30～40g/L時，一次置換海綿鎘產品含鎘可達85%以上?？稍谏a中采用分段置換的工藝。首先置換一次置換前液中85%的鎘，液固分離后再置換剩余的鎘。第一段置換的鎘可直接送熔煉，第二段置換的鎘再送造液或返回浸出。

3主要技術經濟指標及設備選型

3.1主要技術經濟指標本項目建設投資總額約為700萬元(包括土建部分及流動資金)，設計精鎘(Cd99.99%)生產能力800t/a，處理銅鎘渣10000t/a。建成達產后年平均可實現利潤總額550萬元/a，經濟效益明顯。3.2主要處理設備設計所選用的主要處理設備見表3。

4污染控制

鎘具有很強的污染性和毒性，提鎘生產不僅需注意鎘對外界和周圍環境造成的污染，也須重視鎘在鋅冶煉廠區域內的污染，以及鎘生產車間內操作環境。4.1廢氣在銅鎘渣濕法提取的生產過程中，各反應槽內的溶液保持有一定的溫度，反應過程中散發出酸霧、水蒸汽和粉塵等有害物質。特別是鋅粉置換過程會產生砷蒸汽，對操作工人健康是很大的威脅?；鸱üば蛑性趯＞d鎘進行熔化鑄錠時，為了防止鎘的氧化和揮發，在熔融鎘的表面上雖然有堿液覆蓋，但難免逸出鎘蒸汽，造成車間內的低空污染。該設計在浸出槽、置換槽上設置排氣筒;在熔鑄爐出鎘口設置集煙罩;使用大風量排煙風機，將濕法廢氣排氣管與火法煙氣收集管相連，廢氣統一由熔鑄爐噴淋式水膜脫硫除塵器處理。由于熔鑄爐煙塵帶堿粒，與濕法系統共用除塵系統，可降低堿耗。系統處理風量為75000m3/h，進入廢氣處理系統的煙塵濃度為800mg/m3，酸霧濃度600mg/m3。水膜脫硫除塵器處理效率為98%，處理后廢氣中粉塵濃度約為1.2mg/m3，可實現達標排放。4.2廢水含鎘污水外排將導致嚴重的污染事故。該設計在全車間設置250mm高的圍堰，將車間內的污水與外界隔離。車間的污水經自流收集、混合后返回浸出，洗水、貧鎘液、車間污水均在系統內循環，不外排。多次循環后的高濃度污水及事故排水采用石灰中和處理工藝處理。通過石灰乳和鐵、鋁鹽法中和沉淀處理后，去鋅、砷、鎘等重金屬，使污水排放滿足《污水綜合排放標準》(GB8978－2002)一級標準。4.3廢渣鎘回收濕法流程產生的銅渣、鎳鈷渣等作為副產品，送綜合回收。濕式收塵的底泥返回浸出工序?；鸱鞒坍a生的堿渣、底渣含有大量的堿、鋅，可根據成分返回鋅系統配料或送廢水處理站做中和劑。全流程無需要堆存的廢渣。

5結語