化学工程论文格式规范:反应流程图的绘制与关键参数标注

反应流程图绘制规范

基础要求

• 符号标准化：

  • 使用国际通用的化工流程图符号（如ISO 10628或美国化学工程师学会AIChE标准）。
  • 典型符号示例：
    • 反应器：圆柱形（连续反应器）或搅拌釜形（间歇反应器）
    • 换热器：波纹线（管壳式）或平行线（板式）
    • 泵：圆形带箭头
    • 阀门：直角符号（截止阀）或T型（三通阀）
    • 分离器：倒三角形（蒸馏塔）或矩形（过滤器）

• 流程方向：

  • 物料流向从左至右或从上至下,避免交叉线。
  • 循环流线用弧形箭头表示,并标注循环比或流量。

• 层次划分：

  • 主流程线（粗实线，宽度1.5-2mm）
  • 辅助流线（细实线，宽度0.5-1mm）
  • 仪表控制线（虚线，宽度0.3mm）

设备标注

• 设备编号：

  • 采用“R-101”（反应器）、“E-102”（换热器）等格式,编号需与论文正文一致。
  • 编号位置：设备符号右上角或下方。

• 设备名称：

  在设备符号旁标注中文名称（如“精馏塔T-201”）,字体为宋体五号。

管道标注

• 物料标识：

  • 管道上方标注物料名称（如“原料气”），下方标注流量（如“1000 kg/h”）和温度/压力（如“25℃, 1.2 MPa”）。
  • 不同相态需注明（如“液相L”、“气相V”）。

• 管道编号：

  采用“PW-101”（工艺水）或“CW-202”（冷却水）格式，编号与P&ID图一致。

关键参数标注规范

操作条件标注

• 温度与压力：

  • 反应器入口/出口标注温度（如“T_in=150℃, T_out=200℃”）和压力（如“P=2.5 MPa”）。
  • 换热器标注热端/冷端温度（如“T_hot=300℃, T_cold=80℃”）。

• 停留时间与空速：

  连续反应器需标注停留时间（如“τ=2 h”）或体积空速（如“SV=5 h⁻¹”）。

物料平衡参数

• 组成标注：

  • 进料/出料流股标注摩尔分数或质量分数（如“x_A=0.8, x_B=0.2”）。
  • 关键组分需突出显示（如催化剂、抑制剂）。

• 转化率与选择性：

  反应器出口标注单程转化率（如“X=95%”）和选择性（如“S=90%”）。

能量参数

• 热负荷：
  • 换热器标注热负荷（如“Q=500 kW”）。
  • 反应器标注反应热（如“ΔH_r=-200 kJ/mol”）。

绘图工具与格式要求

推荐软件

• 专业工具：Aspen Plus（流程模拟）、AutoCAD（工程制图）、ChemDraw（化学结构）。
• 通用工具：Visio、Lucidchart、PowerPoint（需保持比例一致）。

文件格式

• 矢量图：保存为PDF、EPS或SVG格式（避免像素化）。
• 位图：分辨率≥300 dpi（适用于插入Word的JPG/PNG）。

论文插入规范

• 尺寸：单栏图宽度≤8 cm，双栏图宽度≤17 cm，图下方居中标注“图X 反应流程示意图”,字体为宋体五号。
• 图例：右侧或下方附图例说明符号含义。

示例流程图（文字描述）

[原料罐] → [泵P-101] → [预热器E-101] (T=120℃, P=1.5MPa) 
→ [固定床反应器R-101] (T=250℃, P=1.2MPa, τ=3h) 
→ [冷却器E-102] (T_out=40℃) → [气液分离器V-101] 
→ [产品罐] (x_A=0.92, X=98%)

常见错误与修正

1. 符号混淆：

   • 错误：用矩形表示反应器。
   • 修正：反应器必须用专用符号（如圆柱形）。

2. 参数缺失：

   • 错误：未标注反应温度。
   • 修正：在反应器入口/出口补充温度数据。

3. 单位不规范：

   • 错误：压力标注为“25 kg/cm²”。
   • 修正：统一为国际单位“2.45 MPa”。

参考文献规范

• 引用标准时需注明版本号，

  ISO 10628-1:2014, Flow diagrams for process plants — General rules.

• 引用软件手册时需包含版本，

  Aspen Technology, Inc. (2021). Aspen Plus User Guide, Version 12.1.

通过遵循上述规范，可确保反应流程图的专业性、可读性和学术严谨性，同时提升论文评审效率,建议结合具体期刊要求进行微调。