化工工艺设计

1、管道及仪表流程图（PID）：与工艺过程相关的信息包括：全部设备、仪表、控制连锁方案、管道、阀门及管件、开停车管道、特殊操作要求、安装要求、布置要求、安全要求等。工艺设计包提交的内容：1.1设计基础 1、工艺装置的组成和工艺特性 2、生产规模 3、年操作小时 4、原料、催化剂和化学品规格 5、工艺工程规格和用量 6、产品规格 7、原料和化学品、催化剂的消耗和单耗值 8、技术保证指标 9、废物（三废）的性质、排放量和建议的处理方法 10、安全卫生1.2工艺说明 1、工艺原理 2、主要工艺参数 3、工艺流程说明1.3工艺流程图 PFD，表示工艺生产所有的主要设备（包括名称、位号）、关键阀门、流量、温

2、度、压力、热负荷以及控制方案。1.4物料平衡和能量平衡 根据计算结果列出物流表，应包括流程中每股物料组成、状态、流量、相对密度、黏度、温度和压力等。1.5管道及仪表流程图1.6工艺设备表 列出主要工艺设备名称、数量和规格。1.7主要工艺设备的工艺规格书1.8自动控制和仪表 1、初步的仪表一览表、PLC开关量输入、输出点，DCS开关量输入输出点 2、初步仪表回路规格 3、工艺控制和连锁系统包括报警系统和连锁系统的参数 4、仪表系统说明1.9管道设计1.10电气设计1.11泄放阀和安全阀1.12分析手册1.13工艺操作手册PIO设计需要的资料：1、 项目资料：开工报告、工程设计基础数据、工程设计计

3、划进度表2、 工艺资料：工艺包、工艺系统专业计算所需物料量、物性数据和操作条件、技术风险备忘录3、 自控资料、：工艺控制方案、塔器、容器、换热器、特殊设备和工业炉等各类设备上的仪表接口、成套设备的限定供货范围、配合工艺系统专业完成各版PID的有关仪表部分的工作。4、 设备布置图5、 管道材料规格资料6、 设备资料7、 机泵资料8、 环保资料管道及仪表流程图的管道编号的内容包括图纸编号、设备位号、仪表位号、管道编号、特殊管件编号等。需要编号的管道：1、在PID上表示的全部工艺管道，包括支管道和辅助管道。2、在PID上表示的全部公用工程管道，包括环保、热力、给排水、冷冻、暖风等专业的管道。3、放空

4、、放净阀后的放空、放净管道。4、设备管口接有阀门、盲板、丝堵或仪表，可以把所有管口合编一个号。管道号的组成：管道特性表内容说明：1、 管道号，不同介质按顺序填写2、 尺寸，填写公称直径、公制或英制单位均都可以。3、 管道等级，由系统工程师根据管道等级表填写，必要时可和材料工程师商量确定。4、 介质名称，填写介质的化学名称，如乙烯、聚丙烯、汽油等。5、 介质状态，系指气体、气相、液体、气/固混合物等。6、 管道起讫位置，填写管道起始点，起点的设备位号、管线号或装置界区。7、 流程图号和网号，填写该两项内容可方便查找该管线的位置。8、 温度、压力，分为操作条件和设计条件下两种情况。9、 试压介质，

5、通常情况下试压介质为水，当管道的设计压力小于或等于0.6Mpa时，也可采用气体作为试压介质，但应采取有效的安全措施。10、 清洗介质，通常情况下采用水、空气、蒸汽进行吹扫或清洗；根据需要可以进行化学清洗；润滑、密封及控制油管道，应在机械及管道酸洗合格后、系统试运行前进行油清洗。11、 管道类别，按SH3501-2002石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范中规定填写。12、 绝热，H-保温、C-保冷、P-防烫、D-防结露、E-电伴热、S-蒸汽伴热、W-热水伴热、O-热油伴热、J-夹套伴热、N-隔声。设计压力：1、 压力分表压和绝压，分别在单位后加G或A表示。不加说明时，通常指表压。2、

6、最大工作压力，容器在正常工况下，容器顶部可能达到的最大压力。3、 泵（压缩机）的关闭压力，系指泵（压缩机）在出口流泪受限时的最高排出压力。4、 安全阀开启压力，安全阀阀瓣开始升起，介质连续排出的瞬时，安全阀进口处的静压力。5、 最高压力，用以确定容器设计压力的基准压力，它是由容器最大工作压力加上工艺流程中系统的附加条件后，在容器顶部可能达到的压力。6、 设计压力，系指设定的容器顶部的最高压力，其值不低于最高压力。7、 最高（最低）工作温度，系指容器在正常工作过程中，元件金属可能出现的最高（最低）金属温度。8、 设计温度，容器在正常情况下设定的元件的金属温度，其值应根据设备的最高（最低）工作温度

7、和相应的规范计算确定。设计压力设计规范：1、 符合下列条件之一的按GB150钢制压力容器确定：0.1Mpa（G）设计压力35Mpa（G）真空度大于2kPa（200mmH2O）2、 符合下列条件之一的按GB/T4735钢制焊接常压容器确定：设计压力低于0.1Mpa（G）真空度小于或等于2kPa（200mmH2O）3、 设计压力大于35Mpa（G）的应按相关规范确定。设备设计压力的确定原则：见下表管道及仪表流程图基本单元典型设计泵叶片式离心泵轴流泵旋涡泵容积式往复式柱塞泵活塞泵隔膜泵回转式齿轮泵螺杆泵其他类型泵离心泵的典型设计：1、 泵的进出口应设置切断阀，一般采用闸阀。阀门直径一般与管道直径相同

8、。2、 泵体和泵的进出口管道上需设置装有阀门排气和排净管，DN50以上的止回阀亦可考虑在阀盖上钻孔安装放净阀，排放物接至合适的排放系统。3、 泵的进出口管道尺寸一般应比泵管口大一级或更大。4、 泵吸入口应设置过滤器。5、 泵出口应安装止回阀。6、 泵出口必须至少设有压力表。7、 介质在泵入口处可能发生汽化时，应在泵入口和入口切断阀之间设置平衡管并安装切断阀。平衡管通向吸入侧容器或就近排入相应的排气管道，并且不能形成袋形。8、 泵如有可能在低于泵的最小流量下长期运转时，应设最小流量管。在最小流量管上应设置限流孔板和截止阀。9、 用于输送200以上介质的泵，并设有备用泵的，宜设置带限流孔板的暖泵管

9、道。10、 高扬程泵的出口切断阀前后应设置旁通管道。往复泵的典型设计：1、 与离心泵相比，往复泵出口可不设止回阀。2、 往复泵的出口管与出口切断阀之间应设置安全阀。安全阀的排出管可接入吸入过滤器的下游或接入吸入容器。容器的管道及仪表流程图设计容器的PID图设计要点：1、 容器顶部与底部一般设有放空阀与放净阀，容器底部附近应设有带阀门的公用工程接口。阀门应直接与容器管口相接。2、 容器的物料入口管口处不一定设有切断阀。一般情况下只在容器的液相出口处设置切断阀，则容器出口处可不设切断阀。与容器相接的公用工程管道靠近容器管口处应设有切断阀。容器与连接管道之间的切断阀应尽量直接安装在容器管口。3、 容

10、器上的现场液位计、液位变送器、液位报警器或压力表的接管等，可根据具体情况设置在容器的气相与液相相连接的立管上。4、 容器需设置安全阀时，可将安全阀设置在容器顶部气相部分或气相管道上。5、 容器对安装标高有具体要求时，应标出最低标高。塔设备的管道及仪表流程图设计：蒸馏塔的典型设计要点：1、 设有多个进料口的塔，每个进料口均应设置切断阀。2、 塔顶馏出线一般不设置切断阀。3、 塔顶和中段回流管线上在塔入口处不宜再设置切断阀。4、 塔顶若设置安全阀，安全阀设置在塔顶或塔顶气相馏出管道上。5、 根据工艺过程要求，向塔顶馏出管道注入与操作介质不同的添加剂时，其接管上应设置止回阀和切断阀。6、 塔的安装应

11、满足一定的高度要求。7、 塔进料管上设置流量控制阀，切断阀之前设置取样阀。8、 塔釜设置就地液位计，按需设置液位控制计，塔顶和塔釜需设置温度和压力检测点。9、 按需在塔中部设置温度、压力检测点和取样点。温度计管口设在塔板上的液相区，温度计套管应与液体接触。压力计管口设在塔板下的气相区。再沸器的典型设计要点：1、 再沸器与塔釜的连接管道应尽量短，升气管不允许有袋形。2、 再沸器与塔釜的连接管道上一般不设置阀门。3、 立式热虹吸式再沸器列管束上端管板位置一般与塔釜正常液位相平。4、 卧式再沸器常有两个出口，管道最好对称布置。5、 再沸器壳层设置排气阀和排净阀。下部循环管道最低处设置排净阀，加热蒸汽

12、进气管切断阀上游设置安全阀。6、 再沸器的蒸汽入口管上设置调节阀，控制蒸汽流量。7、 釜式再沸器上直接安装液位计和自控液位计，调节再沸器液位和釜液泵流量。8、 蒸汽加热管上设压力检测点，再沸器升气管上设温度检测点。冷凝器和回流罐的典型设计要点：1、 升气管无袋形。冷凝液管道无袋形，有坡度要求，坡向回流罐。2、 冷却水上下水管均设有切断阀时，冷却下水管切断阀上游设安全阀。3、 冷却水上水管最低处设排净阀，冷却水下水管最高处设排气阀放空。4、 回流罐冷凝液出口管的管口设破涡流器。5、 冷凝器、回流罐应有排净阀、排气阀。6、 重力回流式回流罐有高度要求，使其能够克服管道阻力回流至塔内。7、 重力回流

13、式回流罐的回流管设有液封，液封管的排浸管设排净阀，排净至塔内。8、 冷凝器升气管和冷凝液管设温度检测点。9、 回流罐上安装现场液位计和自控液位计，用回流罐液位控制回流或馏出量。储罐的管道及仪表流程图设计要点：1、 常压罐顶部应设呼吸阀和阻火器、真空阀或其他相应措施，浮顶罐不需设置呼吸阀。2、 大型常压储罐常设有泡沫消防系统。3、 大型立式常压储罐底部应设一集水井，由集水井向外排水。4、 大型储罐在水压试验过程中会有较大沉降，故与其相接的管线宜采用柔性管连接。5、 大型球罐应设两个安全阀组。6、 根据储存物料性质，球罐应设消防喷淋系统及夏季喷淋系统。换热器的管道及仪表流程图设计要点：1、 换热器

14、应采用逆流换热流程，冷流一般下进上出，热流一般上进下出。2、 无相变的换热系统，串联换热器宜采用重叠式布置，但叠放不应超过3个换热器。3、 进入并联换热器，冷却器和冷凝器的管线应采用对称布置形式。4、 一般情况下，有相变的介质走壳程；温度压力高的介质、制冷剂或低温冷媒、易结垢和腐蚀性的介质走管程。5、 换热器工艺侧一般不设切断阀。6、 换热器的非工艺侧，在进出换热器处常设切断阀。7、 冷介质的进出口均有切断阀时，应在冷介质出口管切断阀上游设置安全阀。8、 换热器冷却水出口侧应设温度检测。空冷器的管道及仪表流程图设计要点：1、 空冷器的入口介质为两相流时，入口管道采用对称形式的布置。2、 空冷器

15、的管口少于四个，可采用同程式布置进出口管线。当管口多余6个时，每六个管口一个联箱。3、 分配管的截面积为与其连接的支管截面积之和的1.5倍左右。4、 空冷器进出口管线一般不设切断阀。5、 空冷器出口管道应设温度检测点。加热炉的管道及仪表流程图设计要点：1、 加热炉的物料进出口管道应对称布置，且不应有大的压力损失，主管必须有足够大的截面。2、 为使流量均匀分布，除了对称布置外，可在各分、集合管及支管上设控制用阀门及计量设施。3、 加热炉过热蒸汽放空管道上应设置消声器。4、 炉管需要注入水或蒸汽时，应在水或蒸汽的引入线上设置切断阀和止回阀，并在两阀中间设一检查阀，以免物料倒入水或蒸汽系统。5、 在

16、加热炉的入口管线上应安装排气阀，在出口管线上应设放净阀。6、 在加热炉的对流段和辐射段，通常装有一DN50的灭火蒸汽接头。压缩机的管道及仪表流程图设计要点：1、 压缩机的进出口管道均应设置切断阀。抽空气的往复式压缩机进口管不设切断阀。2、 压缩机入口管与切断阀之间设过滤器。3、 往复式压缩机吸入口和排出口应设缓冲罐。4、 压缩机各段吸入口前应设凝液分离罐。5、 汽轮机驱动的压缩机，汽轮机的蒸汽入口管上应设切断阀和过滤器。6、 汽轮机外壳底部应设连续排水的疏水器。7、 背压式汽轮机乏汽管道上设切断阀。8、 凝汽式汽轮机乏汽管道上设安全阀，安全阀上常设在冷凝器上。袋式过滤器除尘系统的典型设计要点：

17、1、 调节袋式过滤器放空气体量来控制料仓与流化床之间的压差，以保证料仓向流化床进料顺畅。2、 袋式过滤器进出口之间设置压力、压差检测，压力值可采用就地显示或控制室显示。3、 间断通氮气对袋式过滤器进行吹扫。4、 袋式过滤器与料仓之间的粉体管道宜垂直敷设。5、 在含尘气体管道宜堵塞处，设置连续吹扫用惰性气体管道及转子流量计、切断阀。6、 长距离输送粉料的管道上设置惰性气体吹扫管道及切断阀，以便定期吹扫。7、 粉料及含尘气体管道上安装球阀、插板阀等。8、 料仓在压力下操作，其顶部设置安全阀或爆破片。其他： 1、管道分界 2、控制阀组 3、两相流管道 4、锁与铅封 5、保温 6、伴热 7、加套管 8

18、、取样安全阀的选型：排放不可压缩流体（如水和油等液体）时，应选用微启式安全阀；排放可压缩流体（如蒸汽和其他气体）时，应选用全启式安全阀。管道布置和设计特种设备安全监察条例明确规定：压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或等于0.1Mpa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易燃、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。装置（车间）内管道设计的依据：1、 管道仪表流程图和公用工程系统流程图。2、 工程设计规范、规定及管路等级表。3、 设备简图、询价图及定型设备样本或详细安装图。4、 设备平、

19、立面布置图，设备基础图和支架图。5、 仪表变送器位置图及电气、仪表的电缆槽架条件。6、 设备一览表。7、 建（构）筑物平、立面图（条件版）。8、 仪表条件图（或数据表）。9、 相关专业的条件。10、 管道界区条件表。装置（车间）内管道设计的要求：1、 符合PID以及工艺对配管的要求。2、 进出装置的管道应与外管道连接相吻合。3、 孔板、流量计、压力表、温度计及变送器等仪表在管道上安装位置应符合工艺要求，并注上具体位置尺寸。4、 管道与装置内的电缆、照明灯分区行走。5、 管道不挡吊车轨及不穿吊装孔，不穿防爆墙。6、 管道应沿墙、柱、梁敷设，并应避开门窗。7、 管道布置应保证安全生产和满足操作、维

20、修方便及人货道路畅通。8、 操作阀高度以8001500mm为妥。9、 取样阀的位置高度应在1000mm左右，压力表、温度计设置在1600mm左右为妥。10、 管道布置应整齐美观，横平竖直，纵横错开，成组成排布置。管道设计的一般原则：1、 管道应成列平行敷设，尽量走直线少拐弯，少交叉以减少管架的数量，节省管架材料并做到整齐美观便于施工。2、 设备间的管道连接，应尽可能的短而直，尤其用合金钢的管道和工艺要求压降小的管道，如泵的进口管道、加热炉的出口管道、真空管道等。3、 当管道改变标高或走向时，尽量做到“步步高”或“步步低”，避免管道形成积聚气体的“气袋”或积聚液体的“液袋”和“盲肠”，如不可避免

21、，应与高点设放空阀，低点设放净阀。4、 不得在人行通道和机泵上方设置法兰，以免法兰渗漏。输送腐蚀介质的管道上的法兰应设安全防护罩。5、 易燃易爆介质的管道不得敷设在生活间、楼梯间和走廊等处。6、 管道布置不应挡门、窗，应避免通过电动机、配电盘、仪表盘的上空，管道布置不应妨碍吊车工作。7、 气体或蒸汽管道应从主管上部引出支管，以减少冷凝液的携带，管道要有坡度，以免管内或设备内积液。8、 由于管法兰处易泄漏，故管道除与法兰连接的设备、阀门、特殊管件连接处必须采用法兰连接外，其他的均应采用对焊连接。9、 不保温、不保冷的常温管道一般不设管托。管托高度应能满足保温、保冷后，有50mm外露的要求。10、

22、采用成型无缝管件（弯头、异径管、三通）时，不宜直接与平焊法兰焊接。其间要加一段直管，长度不小于其公称直径，最小不低于100mm。管道布置图的绘制：1、 图幅一般采用A0，比较简单的也可采用A1或A2.2、 比例为1：25、1：30、1：50，也可用1：100.3、 管道布置图中标高、坐标以米为单位，其他尺寸以毫米为单位，只注数字，不注单位。4、 尺寸线始末应标绘箭头，或打杠。尺寸一般写在尺寸线的上方中间，并且平行于尺寸线。5、 在平面布置图的右上角应绘制一个与设备布置图设计方向一致的方向标。6、 每张管道布置图均应独立编号，一套图纸用同一个编号。管道平立面布置图的绘制方法：1、 对于多层建筑物

23、，管道平面布置图应分层绘制，在平面图下注明EL+×. ××平面图。2、 管道平面布置图按比例用细实线绘出建筑物柱梁、楼板、门、窗、楼梯、管沟等。根据设备布置图画出设备、操作台、安装孔、吊车梁等，画出电缆桥架、电缆沟、仪表管缆等外形尺寸并标出底面标高，标注建筑物的轴线号、轴线间的尺寸，标注底面、楼面、平台面、吊车梁底面的标高以及生活间和辅助间的组成。3、 按设备布置标注设备的定位尺寸。按设备图标注设备管口或机泵及其他机械设备的管口定位尺寸并给定管口符号。按比例画出卧式设备的支撑底座，应标注固定支座的位置及基础的大小，立式容器还应标出裙座、人孔的位置及标记符号。4、

24、根据PID图及公用系统流程图和主管布置图对每台设备作逐根管道的绘制。先绘制物料管，后绘制公用系统管。在平面图上将有关管件（弯头、三通、阻火器、视镜、过滤器）及阀门或阀组按比例及图例作合理的配管设计。5、 管道平面布置图是指导绘制立面和轴测图的，必须精心设计。应考虑管道支架的固定方式，操作阀组设置形式（水平、垂直及操作方位）。管道上的检测元件在图上用10mm圆表示。圆内按PID图检测元件的符号和编号书写，用细实线将检测元件与圆连接。设计时还要考虑管道穿操作台和楼板是否碰梁，管道有否碰撞门、窗、照明灯的可能，对设备检修孔的进出和传动部件的维修有否影响，尤其对吊车通道有否挡道，对电缆槽、仪表管缆有否影响。管道平面图上应将主管位置示出，各支管引出处也应标注，安装定位尺寸与轴测图尺寸应一致，管道平面图上应标注每根管道的支吊架位置，并注上定位尺寸。6、 管道公称直径DN300mm的管道、弯头、三通用粗单实线绘