化工设计复习资料

1、1，根据项目性质分类，化工设计的种类和特点：(1) 新建项目设计 新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品的设计。 这类设计 往往由开发研究单位提供基础设计， 然后由工程研究部门根据建厂地区的实际 情况作出工程设计。(2) 重复建设项目设计 由于市场需要，有些产品需要再建生产装置， 由于新建厂的具体条件与原厂不同， 即算是产品的规模、规格及工艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。(3) 已有装置的改造设计 一些老的生产装置其产品质量和产量均不能满足客户要求，或者由于技术原因， 原材料和能量消耗过高而缺乏竞争能力， 必须对老装置进行改造， 其中包括去掉 影响产品产量和质量的“瓶

2、颈”， 优化生产过程操作控制， 以及提高能量的综合 利用率和局部的工艺或设备改造更新等。 这类设计往往由生产企业的设计部门进 行。2，扩大初步设计的工作程序和对应的成品：3，化工车间工艺设计内容：(1) 生产方法和工艺流程的确定 (2) 工艺流程设计 (3) 物料衡算 (4) 能量衡算 (5) 工艺设备的设计和选型 (6) 车间布置设计 (7) 化工管道设计 (8) 非工艺设 计基础数据 (9) 编制设计文件：包括编制设计说明书、附图和附表。 4，化工过程开发程序的设计类型，性质，内容和概念：(1) 概念设计应用研究进行到一定阶段， 从工程角度， 参照常规工程设计方法和步骤， 按未来 工业生产

3、装置规模进行的一种假想设计。工作内容 : 根据研究提供的概念和数据，确定流程和工艺条件及主要设备的形式 和材质，三废处理措施等，最终得出基建投资和产品成本等主要技术经济指标。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。（2）中试设计又称中试装置设计工作内容：与工程设计基本相同，但规模小，一般不出管道、仪表、管架等安装 图。目的：验证基础研究得到的规律； 考察从小试到中试的放大效应； 进行一些没有 条件在实验室进行的研究。（ 3）基础设计 基础设计一般在研究内容全部完成，并通过鉴定后进行。 基础设计是一个完整的技术软件， 是新技术开发的最终成果， 是工程设计的依据。 基础设

4、计的内容包括生产装置的一切技术要点，工程设计单位是根据基础设计， 结合建厂地区的具体条件由工程设计单位作出完整的设计。 目的：总结整个技术开发阶段的研究成果；作为工程设计的依据。（4）工程设计 工程设计是根据基础设计， 结合建厂地区的具体条件由工程设计单位作出完整的 设计。根据工程的重要性、 技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定， 工程 设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。5，可行性研究作用 性质 任务： 作用：可行性研究是以拟建项目进行全面分析及多方面比较， 对其是否应该建设 及如何建设作出论证和评价； 为企业和上级机关投资决策和编制、 审批设计任务 书提供可靠的依据。任务：是

5、根据国民经济长期规划的要求， 对化工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。性质：6，生产方法和工艺流程选择的原则 和步骤： 原则：（1）先进性：是指化工过程中技术上的先进性和经济上的合理可行。具体 包括基建投资、 产品成本、 消耗定额和劳动生产率等方面的内容， 应选择物料损 耗小、循环量少，能量消耗少和回收利用好的生产方法 。（ 2）可靠性： 是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。如果所选择的 生产方法和采用的技术不成熟， 就会影响工厂正常生产， 甚至不能投产， 造成极 大的浪费。因此，对于尚在试验阶段的新技术、新工艺、新设备应慎重对待。要

6、 防止只考虑新的一面， 而忽视不成熟、 不稳妥的一面。 应坚持一切经过试验的原 则，不允许把未来的生产厂当作试验工厂来进行设计。（3）合理性： 应结合我国的国情，从实际情况出发，考虑各种问题，即宏观上的 合理性。步骤：（1）资料搜集与项目调研 这是确定生产方法和选择工艺流程的准备阶 段。包括技术路线特点、工艺参数、原材料和公用工程单耗、产品质量、三废治 理以及各种技术路线的发展情况与动向等技术经济资料。 （2）生产设备类型与制 造厂商调研 对各种生产方法中所用的设备， 分清国内已有定型产品的、 需要进 口的及国内需重新设计制造的三种类型， 并对设计制造单位的技术力量、 加工条 件、材料供应及设

7、计、制造的进度加以了解 。（3）对调研结果进行全面分析对 比 几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势； 产品的质量情况； 生产能 力及产品规格； 原材料、能量消耗情况； 建设费用及产品成本； 三废的产生 及治理情况；其他特殊情况。7，工艺流程设计的任务和基本方法： 任务：（1）确定生产流程中全部生产过程的具体内容、顺序和组合方式，达到由 原料制得所需产品的目的； （2）绘制工艺流程图， 要求以图解的形式表示生产过 程中，当原料经过各个单元操作过程制得产品时， 物料和能量发生的变化及其流 向，以及采用了哪些化工过程和设备， 再进一步通过图解形式表示出化工管道流 程和计量控制流程。方法：在工艺流

8、程设计中， 可能会产生若干种方案， 常用方案比较的方法来确定 哪种方案最优。 一个优秀的工程设计只有在多种方案的比较中才能产生。 进行方 案比较首先要明确判据， 工程上常用的判据有产物收率、 原材料单耗、能量单耗、 产品成本、工程投资等。此外，也要考虑环保、安全、占地面积等因素。进行方 案比较的基本前提是保持原始信息不变。 这里应强调指出， 过程的操作参数如温 度、压力、流速、流量等原始信息，设计者是不能变更的。8，工艺流程图的种类（1）工艺流程草图 工艺流程草图又称方案流程图或流程示意图， 是用来表达整个工厂或车间生产流 程的图样。 是一种示意性的从左至右的展开图。 它是设计开始时供工艺方案

9、讨论 常用的流程图， 是工艺流程图设计的依据。 它只是定性地标出由原料转化成产品 的变化、流向顺序以及生产中采用的各种化工单元及设备。（2）工艺物料流程图 工艺物料流程图是在物料衡算和热量衡算完成后绘制， 是以图形与表格相结合的 形式来反映物料衡算和热量衡算的结果。 它是初步设计阶段的设计成品。 是最重 要、最本质、最基础的图纸。（3）带控制点的工艺流程图 带控制点的工艺流程图是一个工程项目工程设计的一个指导性文件， 也是各专业 开展设计的依据之一。 带控制点的工艺流程图应画出所有工艺设备、 工艺物料管 线、辅助物料管线、主要阀门，以及工艺参数 （ 温度、压力、流量、液位、物料 组成、浓度等

10、） 的测量点，并表示出自动控制的方案。它是初步设计阶段的设计 成品。（4）管道仪表流程图管道仪表流程图 (PI 图) 又称施工流程图是借助统一规定的图形符号和文字代 号，用图示的方法把建立化工工艺装置所需的全部设备、 仪表、管道及主要管件， 按其各自的功能， 为满足工艺要求和安全、 经济目的而组合起来， 以起到描述工 艺装置结构和功能的作用。它是施工图设计阶段的主要成品之一。9，工艺流程图： 把各个生产单元按照一定的目的要求，有机地组合在一起，形 成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来10，在第 13 主项内，第 10段管径为 300mm，管道等级为 A1 的工艺气体保温铸 铁管道。11,

11、 泵和换热管的典型控制方案 : (一)泵类的自控方案1. 离心泵离心泵的流量调节一般是采用出口节流的方法，如图 2-7(a) 。也可以使用旁 路调节方法 ( 见图 2-7(b) ，旁路调节耗费能量，其优点是调节阀的尺寸比直 接节流的小。(a) 控制泵的出口阀门开度(二)换热器的自控方案改变物料旁路流量(b) 控制泵的出口旁路(a) 改变被控物料流量 (b)12，化工设备的分类和对应的工艺设计：(1)标准设备或定型设备 是成批系列生产的设备， 可现成购买。 标准设备有产品目录或手册样本， 有各种 型号，有不同生产厂家。工艺设计的任务：是根据生产需要，计算并选择某种型号，以便订货。（ 2） 非标准

12、设备或非定型设备需专门设计和特殊设备。 非标准设备也是化工厂生产中大量存在的设备， 它是化 工厂生产的一种特色。非标准设备工艺设计任务：就是根据工艺要求，通过工艺计算提出、材料、尺寸 和其他一些具体要求。再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂进行制造。 在设计非标准设备时，应尽量采用已经标准化的图纸。13，化工设备的基本结构特点和化工设备图的表达特点基本特点： . 基本形体以回转体为主. 各部结构尺寸大小相差悬殊. 壳体上开孔和管口多. 广泛采用标准化零部件. 采用焊接结构多. 对材料有特殊要求. 防泄漏安全结构要求高表达特点： . 视图配置灵活 设备的主体结构表达： 立式设备一般为主、 俯

13、视 图；卧式设备一般为主、左 （右） 视图； 在明确表示物体的前提下，使视图数量 为最少；避免使用虚线表示物体的轮廓及棱线，避免重复 ；结构形状简单，易 于表达的零件，其零件图可直接画在装配图中适当位置。. 需注意细部结构的表达;局部放大图 （也称“节点详图” ） ：表达细部结构时，可画成局部视图、剖视 或剖面等形式。 放大比例可按规定比例， 也可不按比例作适当放大， 但都要标注 清楚; 夸大画法：对于折流板、管板、壳体壁厚、垫片及各种管壁厚，在按总体比 例缩小。难以表达其厚度，可作适当的夸大画出。. 断开和分层画法：对于过高或过长的化工设备，如塔、换热器及储罐等，为 了采用较大的比例清楚地表

14、达设备结构和合理地使用图幅， 常使用断开画法， 即 用双点划线将设备中重复出现的结构或相同结构断开，使图形缩短，简化作图。. 多次旋转的表达方法：管口、开口及其它附件，为了在主视图上表达它们的结构形状及位置高度，使用多次旋转的表达方法。. 管口方位的表达方法：用管口方位图来表达设备的各管口及其它附件如地脚 螺栓等的分布的情况，并注写管口方位见图号××管口方位图。. 简化画法使用多：接管法兰；标准化零部件；外购部件；液面计；有规律分 布的重复结构. 化工设备表面镀涂层或衬里的画法：薄涂层 ；薄衬层；厚涂层；厚衬层. 部分设备和零件不需单独绘制图样：14, 露天布置的优点及适宜

15、设备：优点：（ 1）可以节约建筑面积，节省基建投资。 （2）节约土地，减少土建施工工 程量，加快基建速度。（3）对有火灾危险性的爆炸设备，露天布置可以降低厂房 耐火等级，降低厂房造价。 （4）有利于化工生产的防火，防爆，防毒（对毒性较 大或剧毒的化工生产除外） （ 5）对厂房的扩建 改建具有较大的灵活性。 缺点：操作条件差，自控要求高，受大气影响等。设备：大型贮罐（液体原料储罐、成品储罐） ；塔设备（精馏塔、吸收塔、凉水 塔）换热器（喷淋式换热器） ；气柜等设备。室内布置设备：往复泵、空压机、冷冻机等机械传动设备以及结晶器、釜式反应 器等易受气温影响的设备。15，车间设备布置的要求（ 一 ）

16、满足生产工艺要求：1、设备排列顺序：按照工艺流程的顺序进行布置；保证水平方向和垂直方向的 连续性；避免物料的交叉往返；充分利用厂房的垂直空间布置设备。2、设备排列方法：根据厂房宽度和设备尺寸确定。宽度不超过 9m的车间：一边 为设备，另一边作为操作位置和通道等。3、操作间距：考虑相应的操作位置和运输通道；考虑堆放一定数量的原料、半 成品、成品和包装材料所需的面积和空间。4、安全距离： 设备与设备之间；设备与建筑物之间 安全距离的大小：设备的种类和大小；设备上连接管线的多少、管径的大小；检 修的频繁程度（ 二） 满足安装和检修要求 ： 考虑设备按装、检修所需的空间和面积；要考虑设 备能顺利进出车

17、间； 对楼上设备要考虑设置吊装孔； 考虑设备检修、 拆卸以及运 送物料所需的起重运输设备。（ 三 ） 满足土建要求： 笨重设备和会产生很大振动的设备应设置在底层； 布置设备 应避开建筑物的柱子和主梁； 设备不应布置在建筑物的沉降缝和伸缩缝； 设备不 应布置在楼梯、大门和窗前。（ 四 ） 满足安全、卫生和环保要求： a ，采光：使操作人员位于设备和窗之间，背 光操作，特别高大的设备要避免靠窗布置。 b，通风：首先考虑如何有效地增强 自然对流通风其次是机械送风和排风。 c，防火防爆： 凡属火灾危险性的甲 乙类 厂房，必须采取相应的防火防爆措施。 d，环境保护：考虑相应的环保措施，以免对环境造成污染

18、。16，管架按其作用分类及各自的特点：（1） 固定支架： 用在管道上不允许有任何位移的地方。 它除支撑管道的重量外， 还承受管道的水平作用力。 如在热力管线的各个补偿器之间设置固定支架， 可以 分配各补偿器分担的补偿量， 并且两个固定支架之间必须安装补偿器， 否则这段 管子将会因热胀冷缩而损坏。 在设备管口附近设置固定支架， 可减少设备管口的 受力。（3） 导向支架：用于允许轴向位移而不允许横向位移的地 端和铸铁阀的两侧。（4） 弹簧吊架：当管道有垂直位移时 , 例如热力管线的水 管处，以及沿楼板下面铺设的管道 , 均可采用弹簧吊架 直位移时仍然可以提供必要的支吊力 17，管道的连接方式：（2）滑动支架：滑动支架只起支撑作用，允许管道在平面上有一定的位移。 方，如型补偿器的两平管段或垂直管到顶部弯 。弹簧有弹性，当管道垂18，管道轴测图及其内容