毕业论文化工工艺设备计算

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随着全球经济的发展和现代工业的日新月异，人们对工业生产设备的自动化水平、对自动化产品的综合功能及可靠性、对新产品的上市速度、对根据客户和市场要求修改配方的灵活性均提出了更高的要求。在这样的大环境下，批量(Batch)控制管理软件作为一个十分重要的产品，在越来越多的工业控制过程(尤其是精细化工、制药和食品行业)中得到了广泛的应用。本文以Invensys集团旗下的美国Foxboro公司的I/ABatch软件在国内某一精细化工厂的生产装置上的应用为例，介绍了该控制管理软件的全貌及其应用要点。纵观Foxboro的I/ABatch发展历史，可以追溯到1969年首个冗余批量控制器的发布。早在上世纪90年代前，伴随着不同的DCS系统发展阶段，Foxboro的批量控制软件也分别经历了LargeScaleBatch、EasyBatch、BatchPlantManager、R-Batch4个不同时期。一直到1992年，基于Unix平台并和I/A系统集成在一起的Foxbatch才诞生，被称为核心。1996年开始，著名的工业软件公司Wonderware开始为Foxbatch编写具有更友好客户界面的批量软件。该软件基于WindowsNT平台，可以和工厂管理软件集成在一起使用，亦可以同时被Foxboro公司I/A系统外的其他控制系统使用。1998年，Foxbatch正式更名为I/ABatch，之后分别经历了、等，直到现在被广泛运用于WindowsXP平台上的I/。I/ABatch是一套具有很大灵活性的批量生产管理软件，是针对生产过程中的建模和实现批量生产的自动化控制而设计的，完全符合标准，具有模块化的特点。用I/ABatch软件，用户可以很方便地1引言2I/ABatch的发展回顾及主要特点创建配方，用批量离线组态环境模拟新配方的运行过程，查询到有关产品的历史数据，并得到一些产品物料汇总信息。可以说它是一个“成品化”的批量控制引擎，如果和I/ADCS系统联合使用，还有参数自动连接生成、便于组态集成等特点。3精细化工装置的工艺流程及控制要求I/ABatch具有十分广阔的应用范围，小到一个最简单的加料混合过程，大到十几条批量生产线几十个反应釜的生产过程，均可以用这套软件来组态实现。以某精细化工装置为例，共有两条生产线并行生产两种相关联的化工产品A和B。由于该化工产品具有很强的季节性，在连续生产两三个月后要清洗设备，重新更换原料(包括调整原料比)，生产另两种相关产品C和D。其中前两者的基本工艺过程是一致的。整套装置有两个进料贮槽、两个反应釜、两个成品槽，有模拟量输入100点、模拟量输出50点、数字量输入200点、数字量输出250点。从同时投入生产的两条生产线来看，在A线进入到该线反应釜初始阶段前，必须检查B线是否已经正常完成KOH的进料，并且反应釜内的压力、温度达到了工艺工程师预定的值。每条生产线的每一生产步骤中都有很严格的反应条件检测，一旦有连锁发生，工艺会要求控制程序根据不同的连锁原因转入到不同的子步骤中去，直到连锁条件完全解除，继续该条生

一．啤酒工厂设计(重点为糖化，发酵车间)基础数据： 生产规模： 50，000吨／年(或100，000吨／年)产品规格： 12度(或10度)淡色啤酒生产天数： 300天／年原料配比： 麦芽：大米=70：30原料利用率： 98％麦芽水分： 6％； 大米水分： 12％无水麦芽浸出率78％； 无水大米浸出率：90％啤酒损失率(对热麦汁)： 冷却损失：7％；发酵损失：％； 过滤损失：％：装瓶损失：2％； 总损失： 12％糖化次数： 生产旺季(150天) 8次／天生产淡季(150天) 4次／天工艺指标： 由具体指导老师下达。设计内容： 1．根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。2．工艺计算：全厂的物料衡算；糖化车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算)；水用量的计算；发酵车间耗冷量计算。3．糖化车间、发酵车间设备的选型计算：包括设备的 容量，数量，主要的外形尺寸。4．选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。设计要求： 1．根据以上设计内容，书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》P．254车间初步设计说明书的编写要求书写)。2．完成图纸两张(1号图纸)：全厂工艺流程图(初步设计阶段)，重点单体设备总装图。二、酒精工厂设计(重点为蒸煮糖化车间)基础数据：生产规模： 20，000吨／年（50，000吨／年）产品规格： 国标食用酒精生产方法： 以薯干为原料，双酶糖化，连续蒸煮，间歇发酵；三塔蒸馏副产品： 次级酒精(成品酒精的3％)杂醇油(成品酒精的％)原料： 薯干(含淀粉68％，水分12％)酶用量： 高温一淀粉酶(20，000U／m1)：10 U／g原料糖化酶(100，000U／m1)：150 U／g原料(糖化醪)300 U／g原料(酒母醪)硫酸铵用量： 7kg／吨酒精硫酸用量： 5kg／吨酒精蒸煮醪粉料加水比： 1：发酵成熟醪酒精含量：11％(V)酒母醪接种量： 糖化醪的10％(V)酒母醪的组成： 65％为液化蒸煮醪，35％为糖化剂与水发酵罐酒精捕集器用水：发酵成熟醪5％发酵罐洗罐用水：发酵成熟醪的2％生产过程淀粉总损失率： 9％蒸馏效率： 98％全年生产天数： 320天(其他工艺指标由具体指导老师下达。)设计内容：1．根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料及工艺参数，进行生产方法的选择与比较，工艺流程与工艺条件的确定和论证。2.工艺计算：全厂的物料衡算；连续蒸煮及蒸馏蒸汽耗 量的计算；蒸馏车间水用量的衡算。3.蒸煮糖化车间(或蒸馏车间)的生产设备选型计算：包括设备的选型，容量，数量及主要的外形尺寸。4.选择一重点设备进行单体设备的详细化工设计与计算设计要求：1.根据以上设计内容书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》车间初步设计说明书的编写要求书写)。2.完成二张图纸(1号图纸)蒸煮糖化车间(或蒸馏车间)工艺流程图；重点单体设备总装图。发酵工厂设计 ——————————————————————————————三、味精工厂设计(重点为发酵车间)基础数据：生产规模： 1万吨／年(或2万吨／年)生产规格： 纯度为99％的味精生产方法： 以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵，低温浓缩、等电提取生产天数： 300天／年 倒罐率： ％发酵周期：40-42小时 生产周期：48-50小时种子发酵周期：8-10小时种子生产周期：12-16小时发酵醪初糖浓度： 15％(W／V)流加糖浓度：45％(W／V)发酵谷氨酸产率： 10％ 糖酸转化率： 56％淀粉糖转化率： 98％ 谷氨酸提取收率： 92％味精对谷氨酸的精制收率：112％原料淀粉含量：86％ 发酵罐接种量： 10％发酵罐填充系数： 75％发酵培养基(W/V)： 水解糖：15％，糖蜜：％，玉米浆：，MgS04 ％，KCl．％，Na2HP04：，尿素：4％，消泡剂：％种子培养基(W/V)： 水解糖：％，糖蜜：2％，玉米浆：l %，MgS04 ％，K2HP04：％，尿素：％，消泡剂：、％设计内容：1．根据设计任务查阅有关文献，收集必要的技术资料与工艺数据，进行生产方法的选择比较，生产工艺流程与工艺条件的确定与论证。2．工艺计算：全厂的物料衡算；发酵车间的热量蘅算（蒸汽耗量的计算)；无菌空气耗量的计算。3．发酵车间(包括糖液连消)生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要外形尺寸)。4．选择一重点设备进行单体设备的详细化工设计与计算。设计要求：1．根据以上设计内容，书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》车间初步设计说明书的编写要求书写)。2．完成图纸两张(一号图纸)，发酵车间工艺流程图(包括糖液连消)，重点单体设备总装图。四、酶制剂工厂设计(重点糖化酶车间)基础数据：生产规模：1000M3／年(或3000 M3／年)产品规格：食品级液体糖化酶(50,000U／m1)生产天数：180天(其他时间生产其他酶)罐发酵单位：25,000U／ml 提取总收率：82％发酵罐装料系数：85％ 生产周期：8天发酵培养基： 玉米淀粉：22％； 豆饼粉：4％；玉米浆： 1％；(NH4)2S04：％；NaHP04：O：1％；接种量： 10%种子培养基： (培养周期4-6天)麦芽糊精： 4％；玉米浆：1％；(NH4)2S04：％ KHP04：％设计内容： 1．根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数，进行生产方法的选择比较，工艺流程与工艺条件确定的论证。2．工艺计算：全厂的物料衡算，发酵车间的热量衡算，无菌空气用量的计算。3.糖化酶生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要的外形尺寸)。4．选择一重点设备进行单体设备的详细的化工计算与设计。设计要求： 1．根据以上设计内容书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》P．254车间初步设计说明书的编写要求书写)。2．完成图纸二张(1号图纸)：全厂工艺流程图(初步设计阶段)：重点单体设备总装图。