工艺流程设计的最终产品以图形形式（形象与具体）表现出来——工艺流程图，它反映了化工生产从原料到产品的整个过程，包括物质和能量的变化，物料的流动，生产中所经历的过程，以及所用到的设备和仪器。
工艺流程图概括了整个生产过程，同一种化工产品可以用不同的原料、不同的生产路线来生产，即使采用相同的原料，也可以采用不同的生产路线，同一生产路线也可以采用不同的工艺流程。
选择生产路线也就是选择生产方法，这是决定设计好坏的关键。如果一个产品的生产方法只有一种，则不必选择；如果有几种不同的生产方法，则应逐一进行分析研究，通过各方面比较，选定最佳的生产方法，作为下一步工艺设计的依据。
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选择生产方法和工艺流程的原则
可靠性：
流程是否顺畅，生产是否安全，工艺是否稳定，消耗定额、生产能力、产品质量、废弃物排放量是否符合预定指标。
适用性：
适应特定环境、资源和技术接受能力
技术合理性：
技术的生命周期：投资期、成长期、成熟期、衰退期。所选技术应处于成长期。
先进性：
为了技术先进、经济可行，应选择物料损失少、循环量小、能耗低、回收利用好的生产方法。
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原料路线选择
一个工业项目的产品可以由几种原材料获得，遇到的首要问题就是选择哪种原材料。
（1）可靠性：在其使用寿命期间必须保证充足、稳定的原材料来源。
比如说如果是矿物原料的话，就要看它的储量、品位、开采量等。
任何使用加工原材料和部件作为原材料的工业项目，最好与供应商达成协议，以确保供应的可靠性。
（2）经济效益：原材料价格是产品成本的重要因素。即要详细分析各种原材料对单位成本的影响。
原材料的价格受其供求变化的影响很大，必须根据供求关系预测未来的价格。
（3）合理性。这主要指资源综合利用是否合理。
例如合理使用煤炭、石油、天然气作为主要起始原料：选择原料路线时，化工行业适当增加煤炭使用比例；合理用煤代油，节约石油消耗等。
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工艺技术路线选择
采用某种原材料生产某种产品可能有多种生产方法，每种生产方法采用的生产设备、生产工具和工艺制造工序均不同，即有不同的工艺技术路线。
每种工艺技术路线的投资费用和日常运行成本也不同，对几种不同的工艺技术路线进行技术经济比较，选择最适宜的一条予以采用，称为工艺技术路线选择，简称技术路线选择。
工艺设计内容
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化工工艺一般工艺流程：
1. 确定整个流程的组成
确定工艺过程中各生产工序的具体内容、顺序和组合是工艺设计的基本任务，可以用设备和物料流的位置关系来表示。
合成氨生产工艺
己内酰胺生产工艺
2.确定每个流程或工序的组成
需要用多少台、哪些设备来完成这个生产过程，各个设备之间应该怎样连接，明确各设备的作用和它的主要工艺参数。
例如：合成氨工艺中的转化工段
确定载能介质的技术规格和流向
常用的载能介质：水、水蒸气、冷冻盐水、空气（真空或压缩）。
3.确定运行条件和控制方向
确定整个生产过程或每台设备的每个不同部分要达到和维持的操作条件。
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1. 反应堆运行参数的确定
（1）温度
（2）组成
（3）压力
1.反应速度
b.反应物料的相状态（如七相烃化、液相烃化）
c.后续分离要求（希望经过水冷后产生气液两相）
（4）反应转化率
a. 准确度与所需反应时间的关系
b. 各转化率下的产品分布
c.反应系统及分离系统设备价格
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2.蒸馏塔工艺参数的确定
（1）塔压力（实质是塔顶、塔釜温度的选择问题）
a.尽量避免真空操作（增大真空泵及塔径）
b.若能采用普通冷却水在常压下冷却则不宜采用加压冷却水。
c.当压力大于1.6MPa时，需比较采用低压冷冻还是高压冷却。
（2）回流比
a.对于昂贵的公共工程，取常规R/Rmin（1.11~1.24）范围的下限。
b.若可利用回收的冷却或热量，则取常规R/Rmin的上限。
c.对于高纯度的精密蒸馏，应采用较大的R/Rmin值（因为如果常规的R/Rmin较小，塔板数将急剧增加）
（3）产品纯度及回收率
产品纯度的正确选择具有重大的经济意义。
4.确定控制计划
为了保证各生产工序、各设备的运行状态，实现各生产工序、各设备之间的正确衔接包装技术与设计 需要什么基础，必须确定正确的控制方案、选择合适的控制仪表。
a.离心泵的流量控制
b.液位控制
c. 两种液相的界面控制（液-液分离）
d.塔压调节
5.确定安全技术措施
设置相应的预防和应急措施，如阻火器、报警装置、爆破片、安全阀、安全水封、放空管、溢流管、排水装置、防静电装置、防雷装置、事故储存罐等。
（6）合理使用原材料和能源；
计算确定各生产工序的效率，以取得整个装置的最佳总产量。同时合理进行能源回收和综合利用，降低能耗，确定水、电、蒸汽、燃料的消耗量
（七）制定“三废”治理方案；
全过程排放的“三废”要尽量综合利用，暂时无法回收利用的要妥善处理。
化工工艺设计任务和步骤
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1.工艺流程图设计任务
工艺流程设计和车间布局设计是确定整个车间（装置）基本面貌的关键步骤，对设备设计、管道设计等单项设计也起着决定性的作用。
工艺设计的主要任务包括两个方面：
一、确定生产过程中各生产工序的具体内容、顺序和组合，以达到由原材料制成所需产品的目的；
二是绘制工艺流程图，要求用示意图表示原料经过各个单元操作生成产品过程中物质和能量的变化和流动情况，以及所采用的化工过程和设备，再进一步用示意图表示化工管道流程和计量控制过程。
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确定工艺路线的步骤
1. 收集信息并进行研究
根据建设项目的产品方案和生产规模，有计划、有针对性地收集国内外同类生产装置的有关资料，包括技术路线特点、工艺参数、原料及公用工程单耗、产品质量、三废处理等技术经济资料，各类技术路线的发展状况及趋势。
要掌握国内外化工技术和经济方面的资料，仅靠设计人员自己收集是不够的，还应取得技术情报部门的配合，有时甚至要向咨询部门请教。
收集设计信息的原则和步骤
（1）信息完整性
只有全面、完整的数据才能反映客观事物发生的全过程，才能用于设计。
（2）信息准确性
正确的数据必须具有可重复性，能够反映客观事物的本质规律，才能用于设计。
（3）信息的适用性
科学技术都是以条件为基础的，在收集数据的时候，必须严格注意数据的适用条件。
（4）信息的适当性
资料年代的差异会造成技术上的差异，在整理、分析资料时，要注意资料的适宜性，不要一味追求先进性，而要综合考虑整个设计的技术水平和建设项目的总投资。
2确定方案并实施设备
设备是完成生产过程的重要条件，是确定工艺和工艺流程时必须涉及的因素，因此必须引起足够的重视。
①确定生产线数量
大型装置与同样生产能力的几家小型装置相比，优点：节省建设投资，占用空间少，自动化程度高；缺点：辅助设备昂贵，多数没有备用设备，出现故障时只好停机；
如果将单条生产线的大型装置与同样生产能力的两条生产线的小型装置进行比较，当开工率高时，大型装置经济效益较好；若开工率不足或生产负荷变动频繁，特别是频繁更换几个牌号的产品时，则采用两条生产线的小型装置经济效益较好。
因此，对于较大的生产规模，需要仔细分析比较，决定是否实施规模化生产。
②确定操作方法
尽量采用连续操作方式。有时也采用间歇与连续相结合的操作方式。有些工艺采用间歇操作更为有利，如用蒸馏釜处理蒸馏塔釜中的高沸点残液。
③确定主要生产工序
首先把握整个过程的核心——反应过程，并从其出发，逐步建立相应的生产流程。
即原料→预处理过程→反应过程→产品后处理。
④确定辅助工序
降低能耗，提高能量利用率的过程，如反应热、势能、静压能的利用等。
废物处理过程。
为稳定生产而建立的流程（例如缓冲、中间存储）。
⑤合理确定操作条件
例如高压反应工艺，在原料储罐与反应器之间需设置升压工序及相应的压缩机，在反应器与产品之间需设置减压工序及相应的设备。
例如，反应器内的操作温度及允许波动范围一旦确定，就需要相应设置加热或传热设施和手段(如夹套内的冷却管道等)，同时建立温度自动调节的控制系统。
⑥考虑工艺灵活性和设备设计
即整个工艺设计必须考虑综合生产能力的弹性：必须考虑全年生产的不平衡性、各工序之间所选设备的操作周期及其不平衡性、生产管理、外界条件等因素可能引起的负荷波动等，通过研究和参与生产实践，确定适当的弹性范围。
设备冗余的考虑：原则上负荷不应超过或低于设计负荷，尽量使各设备容量一致，避免因设备容量不均衡造成浪费。
在考虑整个装置的灵活性及各设备的冗余度后，即可进行设备选型与设计计算。
⑦确定控制系统
应根据工艺的连接方式、实施工艺的操作方法等来确定控制系统。
需要考虑正常生产、开车、停车和维护所需的各工序的连接方式，另外还需增设漏接管道、阀门、过滤和密封系统以及取样、排水、排空和连接设施，逐步完善控制系统。
注：此过程先与自动控制专业人员共同商定控制级别，然后设计整个过程的控制系统、仪表系统，画出流程图，并完成PID。
⑧逐步完善和简化设计流程
需要从各方面逐步完善和简化：考虑到开机、停机、事故处理等问题，需要设置事故储罐，增加备用设备，方便必要时切换；有时还需要在聚合设备中设置自动添加终止剂的装置。
尽量简化对蒸汽冷却系统的要求，尽量采用单一系统。当装置本身需要使用几种不同压力的蒸汽时，对蒸汽压力的要求应尽量简化或统一。
尽量减少物质循环，尽可能采用新技术，提高单程转化率，简化工序等。
3 综合分析比较
应尽量从实际出发，提出更多的工艺设计方案，然后进行全面的综合比较，找出最佳方案作为工艺设计的结果。
工艺设计方法
首先要看所要确定的生产方法是目前生产或已经运行的成熟工艺，还是有待开发的新工艺。前者是可以借鉴但需要部分改进或部分采用新技术、新工艺的问题；后者需要进行概念设计，进行新技术开发。
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1.关注反应过程，通过方案比较进行决策
（1）固定电抗器：
选用反应器的类型、采用连续操作还是间歇操作，是根据反应过程的特点、产品要求、物料性质和基本工艺条件等决定的。
有些产品不宜采用连续操作，例如当同一生产装置生产多个品种或牌号的产品时，采用间歇操作更为方便。
无论物料反应过程需要外界能量供应还是热量排除，都必须在反应装置中增加适当的措施。
如果反应需要在催化剂存在下进行，则必须考虑催化反应的方式和催化剂的选择。
一般而言，确定主要反应过程的设备往往有文献资料可供参考，或有中试结果，已有的工业设备可以借鉴，因此并不复杂。
（2）原料预处理工艺设计
根据反应的特点，需要对原料的纯度、温度、压力、加料方式等提出要求，以保证反应过程的实现。
原料预处理工序：
固体：粉碎、溶解---目数、浓度、纯度
液体：配制、混合---浓度、均匀度
气体：配比、压缩---浓缩、输送
原料预处理工艺可能涉及到破碎、筛分、制备、混合、压缩、净化等单元操作，这些操作主要根据原料的性质和处理方式选择不同的设备进行组合，因此设计的工艺流程也有所不同。
（3）设计产品后处理
根据反应原料的特性、产品质量要求以及反应过程的特点，实际反应过程可能出现以下几种情况：
① 除了得到目标产物之外，由于副反应的存在，也会有副产物的生成。
②由于反应时间等条件限制或反应平衡的限制，为了使反应尽可能的完全，存在过量组分。
③原料中含有的杂质往往不是反应所必须的，在原料预处理时没有完全除去，因此在反应过程中会带入到产品中，或者杂质参与反应生成无用甚至有害的物质。
④对产物聚集状态的要求也增加了后处理工序。有的反应过程是多相的，最终产物是固体。
因此，用于产品净化与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、蒸馏、萃取
气液分离---吸收
产品分离涉及的单元过程：
过滤、离心、蒸发、蒸馏、萃取、吸收等单元操作过程。这些单元操作过程也应根据分离产品的特性进行设计。
产品精炼：
产品经过进一步纯化，满足产品的质量要求。
液体——蒸馏、浓缩、结晶
固体——再结晶
气体——吸收
产品精制涉及的单元过程：
蒸馏、浓缩、结晶、重结晶等单元操作过程。这些单元操作过程也应根据产品的质量要求进行设计。
（4）设计产品后处理
精制后的产品还需经过干燥、包装、贮存、运输等工序才能成为最终产品。
固体——干燥、包装
液体——灌装
气体——填充
储存、运输和包装过程涉及的单元操作有：
干燥、计量、包装等工序应根据产品的特点进行设计。
（5）设计未反应原料的回收或利用以及副产物的处理
由于反应尚未完全，剩余组分在产品加工过程中分离出来，一般应回收回到反应设备中继续参与反应。
确定“三废”排放治理措施
生产过程中，对必须排放的各种废气、废液、废渣，应尽量综合利用，变废为宝，循环利用，不能回收利用的要妥善处理，若“三废”中含有害物质，应达到排放标准后才能排放。
因此在化工开发和工程设计中，必须研究设计处理方案和工艺，确保“三废”处理与环保项目、“三废”处理工艺与主要产品工艺同时设计、同时建设、同时投入生产。根据国家有关规定，不解决污染问题，不允许投入生产。
（7）确定公共工程配套措施
生产过程中必须使用的工艺用水（包括原料软水、冷却水、溶剂水及洗涤水等）、蒸汽（原料蒸汽、加热蒸汽、动力蒸汽及其它蒸汽等）、压缩空气、氮气等，以及制冷、真空等，都是工艺过程中需要考虑的配套设施。
至于生产用电、给排水、空调采暖通风等，也应与其他专业密切配合。
（8）确定运行条件和控制方案
一个完整的工艺设计，除了要确定工艺流程外，还应确定生产后的操作条件，这也是设计的要求。
这些条件包括整个过程中的物料流量（进料量）、成分、各单元设备的温度和压力等，并提出控制方案（与仪控专业人员密切配合），确保稳定生产出合格的产品。
（九）制定可靠的安全生产措施
在工艺设计中，要考虑到开车停车、长期运行及维护过程中可能存在的各种不安全因素。根据生产过程中的物料性质和生产特点，在工艺流程和设备中，除设备材质、结构等安全措施外，还应在工艺流程的适当位置设置事故罐、安全阀、放空管、安全水封、防爆板、水塞等，确保安全生产。
（10）保温防腐设计
这是工艺设计的最后一项任务，也是施工安装的最后一步。
在此过程中，管道和设备是否需要保温和防腐，应根据介质的温度、特性、状态和周围环境条件确定。
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2. 通过比较选项做出决定
在工业生产中，一个工艺过程往往可以通过多种方式实现。例如，液固混合物的分离可以通过离心、沉降、压缩、真空过滤等方法实现；湿固体的干燥可以通过气流、双锥、滚筒、箱体、沸腾等干燥方法实现。这些也需要因地制宜地进行方案比较，选择最佳工程方案。
优秀的工程设计需要通过多种方案的比较才能产生。方案比较首先要明确评判标准，工程中常用的标准有产品产量、原料单耗、能量单耗、产品成本、工程投资等，此外还要考虑环保、安全、占地面积等因素。
方案比选的基本前提是保持原始信息不变包装技术与设计 需要什么基础，工艺操作参数如温度、压力、流量、流速等原始信息是设计者无法改变的，设计者只能采用各种工程手段和方法，保证工艺规定的操作参数的实现。
