化工设计第一章化工厂设计的内容与程序资料.ppt

,化工设计 Design of Chemical Engineering,陈声宗主编，化工设计，化学工业出版社，第三版丁浩，化工工艺设计，上海科技出版社倪进方主编，化学过程设计，化学工业出版社 赵国方编著，化工工艺设计概论，原子能出版社,教材及主要参考书,课程主要内容:,化工厂设计的内容与程序（第1章）工艺流程设计（第2章）物料衡算与能量衡算（第3章）设备的工艺设计及化工设备图（第4章）车间布置设计（第5章）管道布置设计（第6章）非工艺专业（第7章）工程设计概算及技术经济（第8章）毕业设计（第9章）毕业设计实例（第10章）,工程的含义：将作为原料的自然产物或农作物制成生活资料和生产资料的过程，称为工业制造过程，而研究工业制造过程的学科称为工程学。化学工程：运用化学的方法或手段来研究工业制造过程，同时研究此制造（生产）过程的共同规律、摸索最佳的工艺条件、解决规模放大和大型化生产中出现的诸多工程技术问题的学科。,化工设计概论,化工设计概论,化工过程的基本结构（1）原料的储存（2）原料的预处理（3）进行化学反应的过程（或其他化工过程）（4）进行分离的过程（5）产品的提纯（6）产品的储存及包装化工企业的基本组成（1）主体工艺过程（2）公用工程设施（3）辅助工程设施,化工设计的主要内容(1)化工总体设计 厂址选择、总图设计、总工艺设计、非工艺 设计、设计说明书及概（预）算书等。(2)化工工艺设计 生产方法选择、工艺流程设计、工艺计算、设 备设计与选型、设备布置、管道设计、对非工 艺设计提条件、设计说明书及概（预）算书。(3)非工艺设计 机械工程、土建工程、供排水工程、供配电 工程、供热供汽工程、仪表及自动 化、分析 及卫生工程等。,化工设计概论,化工设计概论,化工设计的组织分工,各专业人员 项目负责人 工艺设计者 公用工程设计者 工程施工,作化工设计须具备的知识,工艺方面的知识工程方面的知识设计方面的知识,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计是由不同专业组成的，以工艺 专业为主体的设计。化工设计涉及的专业有：设备、土建、给排水、总图运输、采暖通风、电气和仪表专业。各专业之间既有密切联系，又有不同任务 和分工。,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-1 化工设计的分类,1.新建项目设计 新产品、新工艺或新技术的产品设计开发研究单位+工程研究部门2.重复建设项目设计 工程设计部门3.已有装置的改造设计 生产企业的设计部门,一、根据项目性质分类,第一章 化工厂设计的内容与程序,二、根据化工过程开发程序分类,1-1 化工设计的分类,图1-1 化工新技术开发的工作框图,第一章 化工厂设计的内容与程序,(1)概念设计定义 以过程研究中间结果为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计。目的 判断研究的工艺条件是否合理 数据是否充分 提出改进方向内容 包括过程合成、分析和优化、得到最佳工艺条件、给出物料流程图；确定流程和工艺条件以及主要设备的型式和材质；确定三废处理方案，最终得出基建投资和产品成本等主要技术经济指标。概念设计的作用是暴露和提出过程研究中存在的问题。,1-1 化工设计的分类,(2)中试设计任务 1.验证基础研究得到的规律；2.考察从小试到中试的放大规律；3.进行在实验室无法进行的研究项目。中试装置设计应注意事项：1.在满足下列条件下，应尽量小：a.能满足试验任务；b.设备、仪表、管件选型容易。,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-1 化工设计的分类,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-1 化工设计的分类,(3)基础设计 基础设计是新技术开发的最终成果，是工程设计的依据。工程设计单位根据基础设计，结合建厂地区的具体条件即可作出完整的工程设计。,2.应选在同类生产装置的老厂内。3.力求避免全流程试验。4.中试装置形式上不一定与工业装置完全相同，但能反映工业装置的特点和规律。,中试装置设计应注意事项：,（4）工程设计初步设计 根据设计任务书，对设计对象进行全面研究，寻求技术上可行、经济上合理、符合环保要求的设计方案。,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-1 化工设计的分类,扩大初步设计 根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之明确、细化。,施工图设计 包括施工图纸、必要的文字说明及工程预算书。根据已批准的扩大初步设计，结合建厂地区条件，在满足安全、进度及控制投资等前提下开展施工图设计。,工程设计可分为：,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-1 化工设计的分类,（1）一段设计：技术比较简单、规模较小的工厂或车间的设计。（2）两段设计：+一般技术比较成熟的大中型工厂或车间的设计。（3）三段设计：+针对重要的大型企业设计和较复杂的技术设计。,开发成果，资源条件产品需求发展规划,项目建议书,主管部门进行筛选,可行性报告,主管部门进行评价,编写设计任务书（并经主管部门认可）,扩大初步设计，提出总概算,主管部门进行评价,施工图设计，提出预算,组织施工，制定开车方案,投料试车，考核验收,终止,终止,终止,否,否,否,1-2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-2 化工厂设计的工作程序,一、项目建议书 1.项目建设的目的和意义；2.产品需求初步预测；3.产品方案和拟建规模；4.工艺技术方案（原料路线、生产方法和技术来源）；5.资源、主要原材料、燃料和动力的供应；6.建厂条件和厂址初步方案；7.公用工程和辅助设施初步方案；8.环境保护；9.工厂组织和劳动定员估算；10.项目实施规划设想；11.投资估算和资金筹措设想；12.经济效益和社会效益的初步估算。13.结论与建议,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-2 化工厂设计的工作程序,二、可行性研究,可行性研究的目的是对拟建设项目作出论证和评价，为投资决策和编制、审批设计任务提供可靠的依据。可行性研究的任务是对拟建设项目的技术路线、工艺过程工程条件和经济效益及社会效益进行深入细致的调查研究。,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-2 化工厂设计的工作程序,三、编制设计任务书,1.项目设计的目的和依据；2.生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；3.矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、运输、供水等协作条件；4.资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；5.厂址与占地面积和城市规划的关系；6.防空、防震等的要求；7.建设工期与进度计划；8.投资控制数；9.劳动定员及组织管理制度；10.经济效益、资金来源、投资回收年限。,四、扩大初步设计,设计任务书,工艺路线与生产方法的确定,物料衡算,能量衡算,设备工艺计算及选型号,工艺流程图设计,车间布置设计,概算,编写设计说明书,工艺流程方框图,物料平衡图,原料用量、消耗定额及三废排放表,能量消耗综合表,设备一览表,非定型设备条件表,带控制点工艺流程图,车间平面及立面布置图,概算书、投资额及材料表,扩大初步设计说明书,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-2 化工厂设计的工作程序,五、施工图设计施工图设计的任务 根据扩大初步设计审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问题，并以它作为施工单位编制施工组织设计、编制施工预算和进行施工的依据。施工图设计的内容 在扩大初步设计的基础上，完善流程图设计和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。其中包括工艺专业方面的内容及非工艺专业方面的内容。,施工图设计的内容,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-2 化工厂设计的工作程序,工艺专业方面的主要内容包括：工艺图纸目录、工艺流程图、设备布置图、设备一览表、非定型设备制造图、设备安装图、管道布置图、管架管件图、设备管口方位图、设备和管路保温及防腐设计等；非工艺专业内容有：土建施工图、供水、供电、给排水、自控仪表线路安装图等。,1-2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,六、设计代表工作,1.参加基本建设的现场施工和安装；2.建成后的试车运转工作；3.试车成功后，做工程总结，积累经验，以利于设计质量的不断提高。,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-3 化工车间工艺设计的程序及设计内容,一、设计准备工作二、方案设计（工艺流程设计）三、化工计算（物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算）四、车间布置设计五、配管工程设计六、提供设计条件（非工艺专业的设计条件）七、编制概算书及设计文件 概算书：初步设计阶段编制的车间投资的大概计算。设计文件：设计说明书、附图（流程图、布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。,国家和行业的基本设计政策和规范,第一章 化工厂设计的内容与程序,1、化工企业总图运输设计规范 HG/T 2064919982、工矿企业总平面设计规范 GB 5018719933、石油化工工艺装置布置设计通则 SH3011-20004、石油化工给水排水管道设计图例 SH 3089-19985、石油化工管道器材标准（合订本1996年）SH 3401-34106、石油化工管道布置设计通则 SH3012-20007、石油化工企业给水排水系统设计规范 SH3015-2003,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-4 设计文件,一、初步设计文件,（一）设计依据（1）文件，如计划任务书以及其他批文等。（2）技术资料，如中试试验报告、调查报告等。（二）设计指导思想和设计原则（1）设计所遵循的具体方针政策和指导思想。（2）总括各专业的设计原则，如工艺路线的选择、设备的 选型和材质选用、自控水平等原则。（三）产品方案 产品名称和性质；产品质量规格；产品规模（吨年）；副产品数量（吨年）；产品包装方式。,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-4 设计文件,一、初步设计文件,（四）生产方法和工艺流程(1)生产方法。扼要说明设计所采用的原料路线和工艺路线。(2)化学反应方程式。写出方程式，注明化学反应名称、主 要操作条件。(3)工艺流程工艺划分简图，用方块图表示。带控制点工艺流程图和 流程简述。带控制点工艺流程图应表示出全部工艺设备、物料管线、阀件、设备的辅助管路以及工艺和自控仪表图 例、符号。,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-4 设计文件,一、初步设计文件,（五）车间（装置）组成和生产制度(1)车间（装置）组成。(2)生产制度，年工作日、操作班制，间歇或连续生产。（六）原料、中间产品的主要技术规格(1)原料、辅助原料的主要技术规格。(2）中间产品及成品的主要技术规格。,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-4 设计文件,一、初步设计文件,（七）工艺计算1.物料计算。2.主要工艺设备的选型、化工计算和材料选择。3.一般工艺设备以表格形式分类表示计算和选择结果。工艺设备一览表按非定型工艺设备和定型工艺设备两类 编制。4.工艺用的水、蒸汽、冷冻用量。5.分批操作的设备要排列工艺操作时间表和动力负荷曲线。,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-4 设计文件,（八）主要原料、动力消耗定额及消耗量（九）生产控制分析（十）仪表和自动控制（方案体现在流程图上，设备列表）（十一）技术保安、防火及工业卫生（十二）车间布置（车间布置说明及设备平面图与剖面图）（十三）公用工程（水、电、蒸汽等）（十四）“三废”治理及综合利用（十五）车间维修（人员、设备）（十六）土建（设计说明、图、表）（十七）车间装置定员（十八）概算,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-4 设计文件,（十九）技术经济 1.投资 2.产品成本（二十）存在问题及建议（二十一）扩大初步设计中必要的附表及附图附表：工艺设备一览表、自控仪表一览表、公用工程设备材料表附图：带控制点工艺流程图、车间布置图（平面图及剖面 图）、关键设备总图、建筑平面、立面、剖面图。,一、初步设计文件,第一章 化工厂设计的内容与程序,1-4 设计文件,二、施工图设计文件,(1)工艺设计说明(2)设备布置设计说明(3)管道布置设计说明(4)绝热、隔声设计说明(5)防腐设计说明,复习思考题,1.化工设计的种类有哪些？2.化工工艺设计包括哪些内容？3.（扩大）初步设计的程序及内容是什么？4.试述（扩大）初步设计文件的内容。,第一章 化工厂设计的内容与程序,