工艺包process package) 是一个专用的技术名词,特指某个化工产品生产技术方面的全部技术文件的总和,化工工艺技术成果的文件表达,是工艺技术对工程设计、采购、建设和生产操作要求的体现,是一个化工厂工艺的核心技术文件,是基础工程设计的主要依据,由化工工艺、工艺系统、分析化验、自控、材料(需要时)、安全卫生(需要时)、环保(需要时)等专业共同完成该化工产品的工艺包设计工作。
工艺包的来源主要是专利商、科研院所、大专院校、掌握生产技术关键的人或单位。具备下列条件之一者,可以进行工艺包设计:本公司已经熟练掌握并成为公司技术专有的化工产品;与科研单位、生产单位共同开发的新工艺、新技术、新产品,已具备工艺包设计所需的各项要求;用户专有技术并提供相近规模的工程设计文件或现有运行的生产装置可供设计参考;无专利权或专利有效期已过的成熟工艺技术。
工艺包是具有知识产权的产品,它浓缩了化工装置的主要工艺技术。科研机构将其试验成果编制成工艺包,成为一个可商业化的产品走向市场,既保护了科研机构自身的知识产权,又有利于推广技术,因而是目前国际上的通行做法。
a.工艺装置的组成和工艺特性说明本工艺装置由哪些工艺单元组成,与其他工程的联系及协作关系,工艺过程的主要特性,如多相聚合反应、萃取、减压精馏、干燥等工艺过程。 b.生产规模说明本工艺装置的设计规模,主要产品产量,中间产品产量,原料处理量(万吨/年,或t/h)。
c年操作小时说明本工艺装置年操作时数;生产方式(连续、间歇)。
d.原料、催化剂和化学品规格说明本工艺装置对原料、催化剂、化学品的规格要求,分析方法,来源及送入界区的方式,如连续输送,间歇输送、管道输送或桶装。
e.公用工程规格和用量说明本工艺装置需要的主要公用工程规格和数量。
f、产品规格说明本工艺装置的产品和副产品(必要时包括中间产品的详细规格和分析方法),产品、副产品送出界区的条件(温度、压力)和输送方式。
h.技术保证指标说明本工艺装置的技术保证值和期望值,如反应的转化率、选择性,原料、催化化学品的单耗,催化剂寿命,产品和主要副产品规格。
i.废物(三废)的性质、排放量和建议的处理方法说明本工艺装置的生产方案,生产工艺特点,废物的排放量及处理方法。
j.安全卫生 说明本工艺装置危险因素分析、火灾爆炸的危险和毒性物质危险等。
a.工艺原理说明本工艺的反应原理,列出主反应及主要副反应的化学方程式,并说明控制反应速率和副反应产生的主要因素。如反应温度、反应压力、原料浓度配比、空速、催化剂选择、原料中杂质对反应和催化剂的影响。
b.主要工艺参数说明本工艺的主要操作参数,包括反应、精馏、萃取、传热等主要单元的主要操作参数。有反应的工艺还应列出反应初期和末期的操作参数。
c.工艺流程说明按不同工段的管道及仪表流程图,详细叙述工艺流程。说明原料、中间产品、副产品、产品的去向,进出界区的方式及储存方法;说明主要操作条件,如温度、压力、流量、主要物料配比等;主要控制方案;若为间歇操作,还需说明操作周期和一次(批)的加料量。
技术保证值和期望值、如反应的转化、选择性。原料、催化剂、化学品的单耗,催化剂寿命,产品和主要副产品规格。③工艺流程图 (process flowsheet diagram,简称PFD)概念表示工艺生产所有的主要设备(包括名称、位号),关键阀门、流量、温度、压力、热负荷以 控制方案。
完成生产装置全过程的物料和能量平衡后,如有必要应考虑负荷的波动及各工况的变化。根据计算结果列出物流表,应包括流程中每股物料组成、状态、流量、相对密度、黏度、温度和压力等。通常这些物流表可由工艺流程模拟计算得到。
工艺包的管道及仪表流程图(P&ID)从工艺角度来看,已全部表示了工艺过程的设备、机械、驱动设备(具体类型、规格可以在工程设计时确定),包括相应设备备台;还应表示出工艺过程正常操作、开停车、特殊操作(如再生、烧焦、切换等)等所需的全部管道的管子尺寸、管子材质、阀门类型、保温等;标示出工艺取样分析点;标示出全部的检测、指示和控制功能仪表;对工程设计有特殊要求的需要在P&ID上加以标识注明,如管道的坡向、不可有袋形、两相流管道须固定、最小距离、液封高度,必要时还需要给出保证工艺要求的节点详图。
应该指出:涉及工程设计的内容,如管道等级、管道详细标注、仪表控制的详细标注、压缩机系统的公用工程管线、界区阀门设置、公用工程P&ID的深化,膨胀节、波纹管的设置等,工艺包 P&ID的相应内容是初步的,有时可以没有。需待工程设计深化。
按设备类别分类编制工艺规格书,即数据表,如反应器、塔、换热器、储槽、压缩机、泵、工业炉等。应列出工艺设计和操作参数,材质要求。静设备类应附设备草图,动设备类应提出传动机械要求,其深度应满足进行基础工程设计的要求。典型的设备数据见表1.1、表1.2,泵及压缩机设备数据样表参见《化工工艺设计手册》第四版(化学工业出版社)。⑧自动控制和仪表
初步的仪表一览表、PLC开关量输人、输出点,DCS开关量输人、输出点。
c.工艺控制和联锁系统包括报警系统和联锁系统的参数。
a.初步的管道一览 列出工艺装置主要工艺管道的介质名称、代号,工艺操作条件,管道走向,管路尺寸,管道等级,保温等,详见表1.3管道特性表。
b.初步的管道材料等级列出工艺装置主要工艺和公用工程管道、阀门、管件材料的选用等级表。
C.初步的设备布置图该设备的布置图为工艺专利技术拥有者根据其工程经验和工艺技术要求提出的建议性设备布置,在工程设计时可根据具体总图布置、装置情况作适当调整,但其中工艺技术要求内容必须满足。
包括电气设计概况、单线图、危险区域划分图和初步的电动机表等。
b.为控制装置操作的分析要求、采样点、分析方法、分析频率和控制指标。
从工艺包的内容来看,它基本达到了工艺初步设计的深度,各个工程公司、设计院基本从接手工艺包开始,做项目工程的设计。