化工设计基本知识介绍洛阳石化工程公司

1、化工设计基本知识介绍洛阳石化工程公司目目 录录 1、前言、前言 2、工程设计阶段的划分、工程设计阶段的划分 3、工艺设计人员在各阶段的角色、工艺设计人员在各阶段的角色 4、开展设计工作的基础、开展设计工作的基础 5、标准、规范知识简介、标准、规范知识简介 前前 言言 全国从事工程勘察设计的工程设计单位全国从事工程勘察设计的工程设计单位1600多家多家（具有乙级以上设计资质的），从业的工程技术（具有乙级以上设计资质的），从业的工程技术人员有人员有80多万。多万。 其中从事石油化工勘察设计的单位其中从事石油化工勘察设计的单位300多家，从业多家，从业人员人员10万多，其中从事工艺设计的工程技术人员

2、万多，其中从事工艺设计的工程技术人员有有12000多人，他们大多数都毕业于各类大学的多人，他们大多数都毕业于各类大学的化工（化学工程）专业。化工（化学工程）专业。前前 言言 大学生经过几年大学的基础知识、专业基础知识大学生经过几年大学的基础知识、专业基础知识的学习，实习和实践训练，初步具备了一定的分的学习，实习和实践训练，初步具备了一定的分析问题和解决问题的基本技能，为走上新的工作析问题和解决问题的基本技能，为走上新的工作岗位，胜任所从事的工作奠定了基础。岗位，胜任所从事的工作奠定了基础。 对于从事工程设计工作的工程技术人员首先要了对于从事工程设计工作的工程技术人员首先要了解从事的工作特性、工

3、作程序、工作内容、工作解从事的工作特性、工作程序、工作内容、工作方式、如何开展有效的工作等，为顺利适应新的方式、如何开展有效的工作等，为顺利适应新的工作做好准备。工作做好准备。前前 言言 参加工程设计的工程技术人员尽管分为不同的专参加工程设计的工程技术人员尽管分为不同的专业，但都是以一个个具体的工程项目为载体开展业，但都是以一个个具体的工程项目为载体开展工程设计工作的。工程设计工作的。 一个工程项目的实施要经过若干过程，各个过程一个工程项目的实施要经过若干过程，各个过程要完成的工作内容、复杂程度、历时长短，与国要完成的工作内容、复杂程度、历时长短，与国家产业政策、项目大小、投资体制、环境保护要

4、家产业政策、项目大小、投资体制、环境保护要求等都密切相关。虽然项目之间存在着较大差异，求等都密切相关。虽然项目之间存在着较大差异，但几乎所有的项目都要经历几乎相近的阶段。但几乎所有的项目都要经历几乎相近的阶段。前前 言言 不同的行业和不同的工程设计单位，内部的组织不同的行业和不同的工程设计单位，内部的组织架构差别较大，专业设置和工作分工差别也较大，架构差别较大，专业设置和工作分工差别也较大，但对于具有甲级资质的石油化工设计单位来说，但对于具有甲级资质的石油化工设计单位来说，工艺（工艺及系统）、管道、设备、仪表、建筑工艺（工艺及系统）、管道、设备、仪表、建筑等基本工程设计专业是必备的，等基本工程

5、设计专业是必备的， 有的单位专业有的单位专业分工较粗，有的分工很细，可多达分工较粗，有的分工很细，可多达30个专业。个专业。 考虑到化工学院毕业生在工程设计单位大多从事考虑到化工学院毕业生在工程设计单位大多从事工艺专业的工作，这里以工艺专业的工作内容为工艺专业的工作，这里以工艺专业的工作内容为主线介绍一些设计过程的基本知识。主线介绍一些设计过程的基本知识。 1、前言、前言 2、工程设计阶段的划分、工程设计阶段的划分 3、工艺设计人员在各阶段的角色、工艺设计人员在各阶段的角色 4、开展设计工作的基础、开展设计工作的基础 5、标准、规范知识简介、标准、规范知识简介 工程设计阶段的划分工程设计阶段的

6、划分 工程设计阶段一般主要分为：工艺包设计、基础工程设计阶段一般主要分为：工艺包设计、基础设计、详细设计三个阶段。设计、详细设计三个阶段。 此外还有此外还有 设计前期：项目建议书、项目可行性研究（项目设计前期：项目建议书、项目可行性研究（项目申请报告）申请报告） 概念设计概念设计 新技术新技术 总体设计总体设计 对大型全厂而言，三套以上装置（项对大型全厂而言，三套以上装置（项目）的大型工厂才做总体设计。目）的大型工厂才做总体设计。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 工艺包设计阶段工艺包设计阶段 工艺包是一个专门的技术术语，特指包含一个化工艺包是一个专门的技术术语，特指包含一个化工产品的生产技

7、术的全部技术文件，这些文件通工产品的生产技术的全部技术文件，这些文件通常包含以下内容：常包含以下内容： 用什么原料生产该产品；生产原理是什么；主要用什么原料生产该产品；生产原理是什么；主要操作条件；生产该产品包含那些生产单元；采用操作条件；生产该产品包含那些生产单元；采用什么设备；采用什么控制方案；生产该产品的原什么设备；采用什么控制方案；生产该产品的原料、辅助材料、公用物料的消耗量是多少等。料、辅助材料、公用物料的消耗量是多少等。 工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 工艺包设计的依据是：工艺包设计的依据是： 项目建议书或已经获得批准的可行性研究报告；项目建议书或已经获得批准的可行性研究报告

8、； 技术转让或引进合同；技术转让或引进合同； 设计基础资料（含当地的地质及自然条件）；设计基础资料（含当地的地质及自然条件）； 相关会议纪要；相关会议纪要； 新开发技术的技术鉴定书（国内技术）新开发技术的技术鉴定书（国内技术）; 总体设计；总体设计； 其他依据的重要文件。其他依据的重要文件。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 工艺包设计的主要任务是：工艺包设计的主要任务是： 编制编制PFD图；图； 完成工艺物料平衡计算；完成工艺物料平衡计算； 编制工艺设备数据表（主要是技术规格要求、负编制工艺设备数据表（主要是技术规格要求、负荷等）；荷等）； 编制公用物料的设计原则和平衡图；编制公用物料的设

9、计原则和平衡图； 确定确定HSE设计原则；设计原则； 排放物的治理原则；排放物的治理原则； -等。等。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 工艺包设计的内容：工艺包设计的内容： 设计范围：说明工艺包所包含的范围和生产规设计范围：说明工艺包所包含的范围和生产规模（以及对应的年操作时数）模（以及对应的年操作时数） 设计基础：工艺对原材料、催化剂、化学品以设计基础：工艺对原材料、催化剂、化学品以及公用工程的规格要求；成品的规格；生产能力及公用工程的规格要求；成品的规格；生产能力（收率、转化率）；消耗定额；三废排放量及规（收率、转化率）；消耗定额；三废排放量及规格；生产定员；工程保证指标；需要说明的安

10、全格；生产定员；工程保证指标；需要说明的安全生产要求等。生产要求等。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 工艺说明：按工艺流程的顺序，详细说明生工艺说明：按工艺流程的顺序，详细说明生产过程（包含的反应过程及反应机理、操作条件、产过程（包含的反应过程及反应机理、操作条件、主要设备特点、控制方案、工艺所需的物料性质主要设备特点、控制方案、工艺所需的物料性质以及一些特殊需要说明的事项）。以及一些特殊需要说明的事项）。 物料平衡及热量平衡计算结果：包含负荷的波物料平衡及热量平衡计算结果：包含负荷的波动及主要工况的典型的全流程物料平衡，作为工动及主要工况的典型的全流程物料平衡，作为工程设计的主要依据。程

11、设计的主要依据。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 PFD图：包括工艺生产的所有主要设备（位号、图：包括工艺生产的所有主要设备（位号、名称）、特殊阀件、物流数据（流量、组成、温名称）、特殊阀件、物流数据（流量、组成、温度、压力等）以及控制连锁方案。度、压力等）以及控制连锁方案。 设备表：设备表： 主要填写设备位号、名称，介质名称，主要填写设备位号、名称，介质名称，操作温度、压力、技术规格、材质等。操作温度、压力、技术规格、材质等。 主要设备规格书：包括主要机械设备规格书和主要设备规格书：包括主要机械设备规格书和主要仪表规格书。主要仪表规格书。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 主要设备按容

12、器（含塔器、反应器）、换热器、主要设备按容器（含塔器、反应器）、换热器、工业炉、机泵、机械等分类逐台列表。工业炉、机泵、机械等分类逐台列表。 容器容器位号、名称、台数、介质特性、操作条位号、名称、台数、介质特性、操作条件、工艺设计和机械设计条件、规格尺寸和最低件、工艺设计和机械设计条件、规格尺寸和最低标高要求、主要接口规格和管口表、内件要求、标高要求、主要接口规格和管口表、内件要求、正常和最高正常和最高/最低液位、主要部件的材质及腐蚀裕最低液位、主要部件的材质及腐蚀裕度、关键的设计要求等。度、关键的设计要求等。 换热器换热器(工业炉工业炉)位号、名称、台数、介质特位号、名称、台数、介质特性、操

13、作条件、热负荷、设计条件、型式、换热性、操作条件、热负荷、设计条件、型式、换热面积、主要部件的结构和材质要求等。面积、主要部件的结构和材质要求等。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 转动机械转动机械位号、名称、台数、介质特性、操位号、名称、台数、介质特性、操作条件、设计条件、机械和材料规格、驱动形式、作条件、设计条件、机械和材料规格、驱动形式、对性能曲线的要求等。对性能曲线的要求等。 主要仪表规格书包括：名称、编号、工艺参数、主要仪表规格书包括：名称、编号、工艺参数、型式或主要规格等型式或主要规格等工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 P&ID初版：管路尺寸、材料等级、伴管、阀门、初

14、版：管路尺寸、材料等级、伴管、阀门、保温等级、安全阀系统、管路编号、仪表和控制保温等级、安全阀系统、管路编号、仪表和控制回路等。回路等。 配管规格书：包括介质、工艺条件、设计条件、配管规格书：包括介质、工艺条件、设计条件、管路尺寸、管路等级、保温等。管路尺寸、管路等级、保温等。 初步布置图：主要设备布置和占地面积。初步布置图：主要设备布置和占地面积。 工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 特殊管道材料等级特殊管道材料等级 生产操作和安全规程的要领（操作指南）生产操作和安全规程的要领（操作指南） 特殊要求的化验要领（分析化验手册）特殊要求的化验要领（分析化验手册） 特殊要求的检修要领特殊要求的检

15、修要领 界区条件表界区条件表工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 概念设计：概念设计： 对新开发的技术，一般在形成工艺包之前先完成对新开发的技术，一般在形成工艺包之前先完成一版概念设计，其目的是对技术初步进行一次全一版概念设计，其目的是对技术初步进行一次全流程的评价。流程的评价。 概念设计一般是由技术开发单位完成，也可委托概念设计一般是由技术开发单位完成，也可委托有经验的工程设计单位完成。有经验的工程设计单位完成。 工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 概念设计一般包括如下内容：概念设计一般包括如下内容： 前言（技术开发背景、历程等）前言（技术开发背景、历程等） 新技术开发内容和主要技术指标；

16、新技术开发内容和主要技术指标； 产品方案；产品方案； 生产方法及工艺流程简述；生产方法及工艺流程简述； 主要原材料规格及消耗定额；主要原材料规格及消耗定额； 设备概况；设备概况； 投资估算；投资估算； 结论。结论。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 基础设计阶段（初步设计）基础设计阶段（初步设计） 基础设计的任务是根据批准的工艺包和设计任务基础设计的任务是根据批准的工艺包和设计任务书，确定全厂性设计原则、设计标准、设计方案书，确定全厂性设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题，编制出基础设计文件和总概算。和重大技术问题，编制出基础设计文件和总概算。建设单位将批准的基础设计和总概算作为确定项

17、建设单位将批准的基础设计和总概算作为确定项目的投资额，编制投资计划，组织主要设备订货，目的投资额，编制投资计划，组织主要设备订货，进行施工准备、开展详细设计（施工图设计）的进行施工准备、开展详细设计（施工图设计）的依据。依据。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 基础设计是化工设计一个非常重要的设计阶段，基础设计是化工设计一个非常重要的设计阶段，他是由工艺包转换成工程设计的重要环节。他是由工艺包转换成工程设计的重要环节。 在该阶段，化工工艺工程师和系统工程师要认真在该阶段，化工工艺工程师和系统工程师要认真消化工艺包的文件和图纸，在消化工艺包的文件和图纸，在P&ID上加入为实现上加入为实

18、现工业生产所必备的全部管道和管件，再为自控、工业生产所必备的全部管道和管件，再为自控、设备、机械、给排水、环保、管道、暖通、概算设备、机械、给排水、环保、管道、暖通、概算等专业提出设计条件，并把这些专业返回的条件等专业提出设计条件，并把这些专业返回的条件补充到补充到P&ID图上和相应的设计文件中。图上和相应的设计文件中。 基础设计阶段工作内容主要介绍基础设计阶段工作内容主要介绍PID的设计。的设计。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 在该阶段初期，工艺工程师和系统工程师在该阶段初期，工艺工程师和系统工程师 的大量的大量工作是向其他专业（主要是自控、设备、机械）工作是向其他专业（主要是

19、自控、设备、机械）提交设计条件，要提好设计条件就要求他们必须提交设计条件，要提好设计条件就要求他们必须具备扎实的基础知识和一定得经验。具备扎实的基础知识和一定得经验。 这个阶段完成的主要设计文件有：工艺设计基础、这个阶段完成的主要设计文件有：工艺设计基础、工艺说明、界区条件表、工艺流程图（工艺说明、界区条件表、工艺流程图（PFD）、）、工艺设备表、工艺管道和仪表流程图（工艺设备表、工艺管道和仪表流程图（P&ID）、）、公用物料流程图（公用物料流程图（UFD）、公用物料管道和仪表）、公用物料管道和仪表流程图（流程图（UID）、管道表。）、管道表。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 P&

20、amp;ID和和U&ID图是该阶段完成的最重要设计文件图是该阶段完成的最重要设计文件之一，是工厂安装设计的依据。之一，是工厂安装设计的依据。 一套完整的一套完整的P&ID和和U&ID图要能清楚地表示出设图要能清楚地表示出设备、配管、仪表等方面的内容和数据，满足工艺备、配管、仪表等方面的内容和数据，满足工艺流程对工厂管道设计的一切要求，大到整个生产流程对工厂管道设计的一切要求，大到整个生产过程中的所有设备、管道，小到每一个法兰和阀过程中的所有设备、管道，小到每一个法兰和阀门，都要在这两张图上表示清楚。门，都要在这两张图上表示清楚。 工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 在

21、在P&ID图上，设备、配管和仪表需标出的内容：图上，设备、配管和仪表需标出的内容： 设备设备 位号和名称位号和名称 有多台设备并联时，在有多台设备并联时，在PFD上只上只画出一台，在画出一台，在PID上都要画出，包括备用设备。上都要画出，包括备用设备。 成套设备成套设备 （如锅炉、压缩机组等）（如锅炉、压缩机组等） 要用细点要用细点划线画出成套供应的范围，在此范围内的所有附划线画出成套供应的范围，在此范围内的所有附属设备位号后缀属设备位号后缀X，以表示这部分设备随主机供，以表示这部分设备随主机供货，不需另外采购。货，不需另外采购。 工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 设备规格设备规格

22、 PID图上应注明设备的主要规格和图上应注明设备的主要规格和参数，如泵的流量和扬程，换热器的面积或热负参数，如泵的流量和扬程，换热器的面积或热负荷，容器的直径和高度等。荷，容器的直径和高度等。PFD图上标注的是操图上标注的是操作数据，作数据，PID图上标注的是设备规格和设计值。图上标注的是设备规格和设计值。 接管和连接方式接管和连接方式 管口尺寸、法兰面型式和法管口尺寸、法兰面型式和法兰压力等级都要注出。（这些接口若不一致，须兰压力等级都要注出。（这些接口若不一致，须在管口处注出）在管口处注出） 零部件零部件 与管口相邻的塔盘、塔盘和塔的其他与管口相邻的塔盘、塔盘和塔的其他内件（挡板、堰、分配

23、器等）要标出。内件（挡板、堰、分配器等）要标出。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 标高标高 对安装高度有要求的设备须标出设备要对安装高度有要求的设备须标出设备要求的最低标高；塔或立式容器须标出自地面到其求的最低标高；塔或立式容器须标出自地面到其下切线的实际距离或标高；对卧式容器须标出其下切线的实际距离或标高；对卧式容器须标出其底部标高或到地面的实际距离。底部标高或到地面的实际距离。 驱动装置驱动装置 标出驱动机类型、功率标出驱动机类型、功率 泄放条件泄放条件 容器、塔、换热器、管道等设备的容器、塔、换热器、管道等设备的放空、放净去向。（泄放位置、泄放量、泄放方放空、放净去向。（泄放位置、泄

24、放量、泄放方式、泄放去向）式、泄放去向）工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 配管配管 管道规格管道规格 所有工艺、公用工程管道都要注明所有工艺、公用工程管道都要注明管径、管道号、管道等级和介质去向。管径、管道号、管道等级和介质去向。 间断使用的管道间断使用的管道 要注明要注明“开车开车”、“停车停车”等。等。 阀件阀件 除仪表阀门以外的所有阀门都要标出，除仪表阀门以外的所有阀门都要标出，并用图例标出阀门的型式。正常运行时常闭的阀并用图例标出阀门的型式。正常运行时常闭的阀门或需要保证开启或关闭的阀门要注明门或需要保证开启或关闭的阀门要注明“常闭常闭”、“铅封开铅封开”、“铅封闭铅封闭”、“锁开

25、锁开”、“锁闭锁闭”等字样。等字样。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 管道的衔接管道的衔接 管道进出管道进出PID图中，图中的箭头接图中，图中的箭头接到哪一张图及相接的设备名称、位号要交代清楚。到哪一张图及相接的设备名称、位号要交代清楚。 两相流管道两相流管道 因容易产生因容易产生“塞流塞流”造成管道振造成管道振动，要特别标注。动，要特别标注。 管口管口 开车、停车、试车用的吹扫口、放空口、开车、停车、试车用的吹扫口、放空口、放净口、冲洗口、灭火蒸汽口等要标清楚。放净口、冲洗口、灭火蒸汽口等要标清楚。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 伴热管伴热管 蒸汽伴热、电伴热、夹套及保温管要蒸汽伴

26、热、电伴热、夹套及保温管要标清楚。（保温材料和保温厚度可查管道表）标清楚。（保温材料和保温厚度可查管道表） 管件管件 如补偿器、软管、过滤器、盲板、疏水如补偿器、软管、过滤器、盲板、疏水器、可拆卸短管、非标管件要标出。器、可拆卸短管、非标管件要标出。 取样点取样点 标出取样位置、要否冷却器、接管尺标出取样位置、要否冷却器、接管尺寸寸 特殊要求特殊要求 坡度、液封、要否对称布置等坡度、液封、要否对称布置等工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 仪表及仪表配管仪表及仪表配管 在线仪表在线仪表 流量计、调节阀等在线仪表的接口流量计、调节阀等在线仪表的接口尺寸与管道尺寸不一致时要注明尺寸。尺寸与管道尺寸

27、不一致时要注明尺寸。 调节阀调节阀 调节阀及其旁通阀要注明尺寸，并标调节阀及其旁通阀要注明尺寸，并标明开启方式（气开或气闭，是否可以手动等）明开启方式（气开或气闭，是否可以手动等） 安全阀安全阀 要注明连接尺寸、阀孔面积和定压值。要注明连接尺寸、阀孔面积和定压值。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 仪表编号仪表编号 仪表编号和气动、电动讯号的连接仪表编号和气动、电动讯号的连接要标明要标明 连锁及讯号连锁及讯号 要标清楚连锁及声、光讯号要标清楚连锁及声、光讯号 冲洗与吹扫冲洗与吹扫 成套设备成套设备 注明范围，其内的仪表标号后缀注明范围，其内的仪表标号后缀X工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分

28、 PID图的设计是在工艺流程完全确定后才开始的，图的设计是在工艺流程完全确定后才开始的，否则会造成较大返工。他是一个从无到有，不断否则会造成较大返工。他是一个从无到有，不断完善的过程，随着工作的深入和相关专业的深度完善的过程，随着工作的深入和相关专业的深度参与而逐步完善的。参与而逐步完善的。 PID图的设计一般要经过初步条件版、内部审核图的设计一般要经过初步条件版、内部审核版、供建设单位批准版、设计版、施工版和竣工版、供建设单位批准版、设计版、施工版和竣工版几个版次后才最终完成的。版几个版次后才最终完成的。 PID的设计版是各专业开展详细设计的依据。的设计版是各专业开展详细设计的依据。工程设计

29、阶段的划分工程设计阶段的划分 基础设计的另一个主要内容是对涉及公众利益的基础设计的另一个主要内容是对涉及公众利益的环保、劳动安全卫生、消防、节能等设计编写专环保、劳动安全卫生、消防、节能等设计编写专篇，提供政府部门审查。篇，提供政府部门审查。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 基础设计的深度要满足以下要求：基础设计的深度要满足以下要求： 设计方案比选和确定；设计方案比选和确定； 主要设备材料订货；主要设备材料订货； 土地征用；土地征用； 基建投资控制；基建投资控制； 施工图设计编制；施工图设计编制； 施工准备和生产准备。施工准备和生产准备。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 总体设计总体设

30、计 对于大型联合企业，往往有多套装置（或多个建对于大型联合企业，往往有多套装置（或多个建设项目）组成，为了解决若干项目（装置）建设设项目）组成，为了解决若干项目（装置）建设的总体部署和重大原则问题，达到优化工厂总平的总体部署和重大原则问题，达到优化工厂总平面布置，优化辅助生产设施，优化系统工程的设面布置，优化辅助生产设施，优化系统工程的设计方案，控制工程规模，确定工程设计标准、设计方案，控制工程规模，确定工程设计标准、设计原则和技术条件，为开展设计创造条件，实现计原则和技术条件，为开展设计创造条件，实现对建设项目总定员、总占地、总投资的控制，通对建设项目总定员、总占地、总投资的控制，通常在开展

31、基础设计之前先进行总体设计。常在开展基础设计之前先进行总体设计。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 总体设计的主要任务是：一定、二平衡、三统一、总体设计的主要任务是：一定、二平衡、三统一、 四协调、五确定四协调、五确定一一 定：定： 确定设计主项及设计分工确定设计主项及设计分工二平衡：确定工厂的物料平衡；二平衡：确定工厂的物料平衡； 确定燃料和能量平衡。确定燃料和能量平衡。三统一：统一设计指导思想；三统一：统一设计指导思想； 统一原始资料、设计基础数据、技术标准；统一原始资料、设计基础数据、技术标准； 统一公用工程设计原则和参数。统一公用工程设计原则和参数。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划

32、分四协调：协调工艺与公用工程参数；四协调：协调工艺与公用工程参数； 协调设计内容、深度、规范、规定；协调设计内容、深度、规范、规定； 协调环境保护原则；协调环境保护原则； 协调生活及辅助设施规模。协调生活及辅助设施规模。五确定：确定总体工艺流程图；五确定：确定总体工艺流程图； 确定总平面布置；确定总平面布置； 确定总定员数；确定总定员数； 确定总进度；确定总进度； 确定总投资估算。确定总投资估算。工程设计阶段的划分工程设计阶段的划分 详细设计阶段（施工图设计阶段）详细设计阶段（施工图设计阶段） 该阶段主要设计任务是完成能满足工程施工建设该阶段主要设计任务是完成能满足工程施工建设的工程图为主，工

33、艺专业在该阶段的相对工作量的工程图为主，工艺专业在该阶段的相对工作量较少，主要是根据制造厂返回的各种设备资料，较少，主要是根据制造厂返回的各种设备资料，完善相应的设计文件。完善相应的设计文件。 制定开车方案，开车准备。制定开车方案，开车准备。 操作人员培训。操作人员培训。 1、前言、前言 2、工程设计阶段的划分、工程设计阶段的划分 3、工艺设计人员在各阶段的主要工作、工艺设计人员在各阶段的主要工作 4、开展设计工作的基础、开展设计工作的基础 5、标准、规范知识简介、标准、规范知识简介 工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 工艺设计人员在石油化工（化工）设计过程中承工艺设

34、计人员在石油化工（化工）设计过程中承担着重要的角色，负责装置的工艺方案比选，工担着重要的角色，负责装置的工艺方案比选，工艺流程设计，模拟计算，设备计算、比较选型等，艺流程设计，模拟计算，设备计算、比较选型等，同时负责向其他设计专业提出设计委托，根据相同时负责向其他设计专业提出设计委托，根据相关专业的设计资料（以及供应商提供的设备资料）关专业的设计资料（以及供应商提供的设备资料）完善工艺设计。完善工艺设计。 在不同的设计阶段，工艺专业人员的工作任务不在不同的设计阶段，工艺专业人员的工作任务不同，侧重点也不同。同，侧重点也不同。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 设计前期

35、阶段：设计前期阶段： 根据工作安排，参加项目建议书、项目可行性研根据工作安排，参加项目建议书、项目可行性研究报告的编制工作；项目报价书、投标设计技术究报告的编制工作；项目报价书、投标设计技术文件的编写；工艺研究、工艺方案比选等；引进文件的编写；工艺研究、工艺方案比选等；引进技术谈判、合同技术附件准备；对大型联合装置技术谈判、合同技术附件准备；对大型联合装置的总体规划设计等。的总体规划设计等。 其中一些工作主要是和业主一起完成，或配合业其中一些工作主要是和业主一起完成，或配合业主完成。主完成。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 工艺包设计阶段工艺包设计阶段 该阶段工艺工

36、程师的工作量最大。在该阶段主要该阶段工艺工程师的工作量最大。在该阶段主要完成以下工作：完成以下工作： 确定设计基础确定设计基础 采用的工艺技术路线及其依据（设计能力、采用的工艺技术路线及其依据（设计能力、年操作时数、设计弹性等）；年操作时数、设计弹性等）； 界区条件（原材料、辅助材料以及公用物料界区条件（原材料、辅助材料以及公用物料等）；等）； 设计所有的原材料、辅助材料、催化剂、化学设计所有的原材料、辅助材料、催化剂、化学品的数量及规格要求；品的数量及规格要求； 工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 产品、中间产品、副产品的量及规格要求；产品、中间产品、副产品的量及规

37、格要求； 产品方案及产品性能；产品方案及产品性能； 公用物料的各项规格要求；公用物料的各项规格要求； 各种物料的消耗定额；各种物料的消耗定额； 工艺过程排出物（气、液、固）的排放源、排工艺过程排出物（气、液、固）的排放源、排放方式、排放数量及其组成；放方式、排放数量及其组成； HSE； 工艺操作定员等。工艺操作定员等。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 物料衡算、热量衡算物料衡算、热量衡算 对全流程进行衡算；对全流程进行衡算； 必要的方案比较、选择。必要的方案比较、选择。 衡算时要考虑适当的操作弹性（包括全流程的操衡算时要考虑适当的操作弹性（包括全流程的操作弹性和某些

38、主要单元或设备的操作弹性），一作弹性和某些主要单元或设备的操作弹性），一般要完成基准工况、最大工况和最小工况三种工般要完成基准工况、最大工况和最小工况三种工况下的物料衡算和热量衡算。况下的物料衡算和热量衡算。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 绘制绘制PFD图、图、UFD图图 在物料衡算和热量衡算的基础上绘制在物料衡算和热量衡算的基础上绘制PFD图，图图，图中应表示出工艺生产过程中的主要设备、主要工中应表示出工艺生产过程中的主要设备、主要工艺物流、主要操作参数、重要控制方案、换热设艺物流、主要操作参数、重要控制方案、换热设备的热负荷、主要阀门等。备的热负荷、主要阀门等

39、。 此阶段的此阶段的UFD图主要绘制与工艺过程密切相关公图主要绘制与工艺过程密切相关公用工程物料流程图。用工程物料流程图。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 编制物料平衡表编制物料平衡表 标出主要物流的流量、组成、温度、压力以及重标出主要物流的流量、组成、温度、压力以及重要的物理性质（如密度、粘度）等数据。要的物理性质（如密度、粘度）等数据。 编写工艺说明编写工艺说明 按流程顺序详细说明生产过程，应包括有关的化按流程顺序详细说明生产过程，应包括有关的化学反应及其机理、操作条件、主要设备及其特点、学反应及其机理、操作条件、主要设备及其特点、重要的控制方案等。重要的控制方

40、案等。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 主要设备的工艺计算主要设备的工艺计算 反应器、塔器、容器的工艺计算、换热器的热负反应器、塔器、容器的工艺计算、换热器的热负荷计算等。荷计算等。 编制工艺设备数据表编制工艺设备数据表 在设备专业人员协助下编制工艺设备数据表和反在设备专业人员协助下编制工艺设备数据表和反应器、搅拌器、容器的工艺设备数据表；应器、搅拌器、容器的工艺设备数据表； 编制机械、泵及其他特殊设备工艺数据表。编制机械、泵及其他特殊设备工艺数据表。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 向仪表专业提委托资料向仪表专业提委托资料 向仪表专业提

41、出主要控制及连锁方案的初步要求，向仪表专业提出主要控制及连锁方案的初步要求，工艺介质的物性及操作参数等，以便仪表专业开工艺介质的物性及操作参数等，以便仪表专业开展设计工作。展设计工作。 向电气专业提委托资料向电气专业提委托资料 向电气专业提出工艺介质的有关物性数据、操作向电气专业提出工艺介质的有关物性数据、操作参数等，以便电气专业编制危险区域划分图；此参数等，以便电气专业编制危险区域划分图；此外还需提出工艺对电气系统的要求，如电机自启外还需提出工艺对电气系统的要求，如电机自启动的要求等。动的要求等。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 绘制并向总图、配管、电气等专业提供

42、建议的绘制并向总图、配管、电气等专业提供建议的工艺设备布置图。工艺设备布置图。 向配管专业（材料专业）提委托资料向配管专业（材料专业）提委托资料 向配管材料专业提出工艺管道使用条件表，提供向配管材料专业提出工艺管道使用条件表，提供工艺介质的特性（易燃、易爆、有毒、腐蚀、渗工艺介质的特性（易燃、易爆、有毒、腐蚀、渗透、溶解性、粘滞性、浆液等），操作参数（最透、溶解性、粘滞性、浆液等），操作参数（最高和最低温度、最高压力或真空度等）等条件，高和最低温度、最高压力或真空度等）等条件，以便材料专业编制特殊管道材料等级表。以便材料专业编制特殊管道材料等级表。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各

43、阶段的主要工作 向分析化验专业提出分析化验条件表向分析化验专业提出分析化验条件表 编写生产操作和安全规程指南（要领）编写生产操作和安全规程指南（要领） 编制物性数据手册编制物性数据手册 收集整理与工艺有关的可研报告及专利文件等收集整理与工艺有关的可研报告及专利文件等工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 基础工程设计阶段基础工程设计阶段 基础工程设计是以工艺包文件和根据工艺包设计基础工程设计是以工艺包文件和根据工艺包设计联络会议或审核会议纪要对有关文件进行必要的联络会议或审核会议纪要对有关文件进行必要的调整和修改为依据进行的设计工作。对于工艺专调整和修改为依据进行的设计工

44、作。对于工艺专业设计人员来说，该阶段的主要工作是：业设计人员来说，该阶段的主要工作是：工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 完成完成PID及及UID图的设计，以保证其符合工艺图的设计，以保证其符合工艺要求，特别要注意装置安全操作、开停车、事故要求，特别要注意装置安全操作、开停车、事故处理等措施的设计；处理等措施的设计； 检查配管专业完成的设备布置图，主要检查设检查配管专业完成的设备布置图，主要检查设备布置能否满足安全、操作方便、物料走向合理、备布置能否满足安全、操作方便、物料走向合理、节省投资等要求；节省投资等要求； 完成塔板数据表、填料数据表、换热器数据表、完成塔板数

45、据表、填料数据表、换热器数据表、反应器数据表、容器数据表以及其他工艺数据表。反应器数据表、容器数据表以及其他工艺数据表。 工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 确定取样点条件（相对位置），提交分析专业；确定取样点条件（相对位置），提交分析专业； 确认制造厂提供的工艺设备初期资料和最终资确认制造厂提供的工艺设备初期资料和最终资料；料； 确认其他专业反馈需要工艺专业确认的内容。确认其他专业反馈需要工艺专业确认的内容。 根据需要编写根据需要编写操作指南操作指南、分析化验手册等、分析化验手册等工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 详细工程设计阶段详细工程

46、设计阶段 对供货厂商提供的关键设备、机泵等最终图对供货厂商提供的关键设备、机泵等最终图纸资料进行核查，以确保其能满足工艺要求；纸资料进行核查，以确保其能满足工艺要求； 检查检查PID及及UID图、设备布置图以及有特殊要图、设备布置图以及有特殊要求的配管图等详细工程设计图纸、文件资料等，求的配管图等详细工程设计图纸、文件资料等，应满足装置开车、停车、正常操作、事故处理等应满足装置开车、停车、正常操作、事故处理等各方面的要求；各方面的要求；工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 参与模型设计或三维设计的会审；参与模型设计或三维设计的会审； 根据需要，协助专利商和生产厂编制操作

47、手册；根据需要，协助专利商和生产厂编制操作手册； 制定开车方案，做好开车准备。制定开车方案，做好开车准备。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工作 试车与考核阶段试车与考核阶段 参加装置的试车与考核，负责工艺方面的工作；参加装置的试车与考核，负责工艺方面的工作； 收集、整理现场操作数据及装置运行数据，了收集、整理现场操作数据及装置运行数据，了解试车、运行及考核过程中出现的问题，以便改解试车、运行及考核过程中出现的问题，以便改进工艺技术和工程设计；进工艺技术和工程设计； 参加编写运行及考核报告。参加编写运行及考核报告。工艺设计人员在各阶段的主要工作工艺设计人员在各阶段的主要工

48、作 项目竣工验收阶段项目竣工验收阶段 编写工艺设计总结（在装置设计完成后或者在编写工艺设计总结（在装置设计完成后或者在装置通过性能考核验收后进行）；装置通过性能考核验收后进行）； 设计回访（在装置长周期稳定运转后，最好进设计回访（在装置长周期稳定运转后，最好进行回访，了解装置运转情况及存在问题，以便今行回访，了解装置运转情况及存在问题，以便今后改进，回访完成后，要编写回访报告）。后改进，回访完成后，要编写回访报告）。 1、前言、前言 2、工程设计阶段的划分、工程设计阶段的划分 3、工艺设计人员在各阶段的角色、工艺设计人员在各阶段的角色 4、开展设计工作的基础、开展设计工作的基础 5、标准、规范

49、知识简介、标准、规范知识简介 开展设计工作的基础开展设计工作的基础 在签订项目合同时，在合同的技术附件中都要有在签订项目合同时，在合同的技术附件中都要有详细的清单要求业主（建设单位）提供设计基础详细的清单要求业主（建设单位）提供设计基础数据，这些数据是项目开展设计工作的依据，工数据，这些数据是项目开展设计工作的依据，工程项目只能在这些数据的基础上进行设计和建设。程项目只能在这些数据的基础上进行设计和建设。 设计基础数据至少要包括：现场的气象和地质条设计基础数据至少要包括：现场的气象和地质条件、原料和产品的规格要求、可提供的公用工程件、原料和产品的规格要求、可提供的公用工程种类及规格、三废处理要

50、求（以及当地的环保特种类及规格、三废处理要求（以及当地的环保特殊要求）等，业主指定使用的规范和标准等。殊要求）等，业主指定使用的规范和标准等。开展设计工作的基础开展设计工作的基础 设计基础数据必须由业主单位的项目建设负责人设计基础数据必须由业主单位的项目建设负责人签名认可。随后如有修改，也必须要求业主以正签名认可。随后如有修改，也必须要求业主以正式书面通知形式发布。式书面通知形式发布。 这些设计基础数据是对整个项目的，一般由业主这些设计基础数据是对整个项目的，一般由业主提供给设计单位的项目经理，项目经理向有关设提供给设计单位的项目经理，项目经理向有关设计人员发布实施。计人员发布实施。开展设计工

51、作的基础开展设计工作的基础 对工艺专业人员来说，至少应得到以下数据才有对工艺专业人员来说，至少应得到以下数据才有条件开展设计工作：条件开展设计工作： 所采用的工艺技术路线（如有多条技术路线，所采用的工艺技术路线（如有多条技术路线，在开展设计前必须经过比选确定采用的具体技术在开展设计前必须经过比选确定采用的具体技术路线，该工作一般由业主完成，也可由设计单位路线，该工作一般由业主完成，也可由设计单位帮助业主完成）；帮助业主完成）； 装置的年设计生产能力、年操作时数、操作装置的年设计生产能力、年操作时数、操作弹性；弹性；开展设计工作的基础开展设计工作的基础 装置设计生产能力是指整个装置的处理能力，不

52、装置设计生产能力是指整个装置的处理能力，不是装置每台设备的生产能力。这是最重要的基础是装置每台设备的生产能力。这是最重要的基础数据之一，它直接影响到装置的经济水平和建设数据之一，它直接影响到装置的经济水平和建设投资。投资。 装置的生产能力一般有业主或专利商确定。装置的生产能力一般有业主或专利商确定。 装置生产能力的单位常用万吨装置生产能力的单位常用万吨/年表示。年表示。 装置年操作时数：连续生产的石油化工装置一般装置年操作时数：连续生产的石油化工装置一般为为8000小时。小时。开展设计工作的基础开展设计工作的基础 设计工况：设计工况： 由于设计时采用的原料条件往往和投产后的实际由于设计时采用的

53、原料条件往往和投产后的实际原料有差别，为适应原料波动，业主应给出设计原料有差别，为适应原料波动，业主应给出设计的基准工况，这一基准工况就是设计工况。的基准工况，这一基准工况就是设计工况。 为预测装置对原料变化的适应性，也可考虑为预测装置对原料变化的适应性，也可考虑23种工况对设计进行复核，但每种工况一般只给出种工况对设计进行复核，但每种工况一般只给出工艺模拟计算数据结果。工艺模拟计算数据结果。 操作弹性：负荷波动范围，一般为操作弹性：负荷波动范围，一般为70%-110%。 开展设计工作的基础开展设计工作的基础 原材料、辅助材料、催化剂、化学品的规格要原材料、辅助材料、催化剂、化学品的规格要求及

54、界区条件；求及界区条件； 产品、中间产品及副产品的规格（产品牌号、产品、中间产品及副产品的规格（产品牌号、规格、性能等）要求；规格、性能等）要求； 产品方案和产品性能；产品方案和产品性能； 公用物料的规格要求及界区条件等；公用物料的规格要求及界区条件等；开展设计工作的基础开展设计工作的基础 公用工程的内容主要指蒸汽、水、电信、燃料、公用工程的内容主要指蒸汽、水、电信、燃料、气体等基本条件，这些条件绝大部分可从业主处气体等基本条件，这些条件绝大部分可从业主处获得，有些条件也可从其他专业获得。获得，有些条件也可从其他专业获得。 这些公用工程系统主要提供界区条件，如界区接这些公用工程系统主要提供界区

55、条件，如界区接管点的水力条件（位置、温度、压力、流速等）、管点的水力条件（位置、温度、压力、流速等）、设计条件（温度、压力、减压阀给定值等）、蒸设计条件（温度、压力、减压阀给定值等）、蒸汽凝结水的处理方式、水质要求等。汽凝结水的处理方式、水质要求等。 开展设计工作的基础开展设计工作的基础 原材料、辅助材料、催化剂、化学品、工艺过原材料、辅助材料、催化剂、化学品、工艺过程中公用物料的消耗定额及副产品产出定额（预程中公用物料的消耗定额及副产品产出定额（预期值）；期值）； 工艺过程排出物（气体、液体、固体）排放源、工艺过程排出物（气体、液体、固体）排放源、排放数量及其组成、排放方式（连续、间歇）等。

56、排放数量及其组成、排放方式（连续、间歇）等。开展设计工作的基础开展设计工作的基础 三废的排放内容是设计污水处理场、废弃物焚烧三废的排放内容是设计污水处理场、废弃物焚烧场（填埋场）、火炬的主要设计依据。场（填埋场）、火炬的主要设计依据。 对于向大气直接排放的物料要严格按有关规范标对于向大气直接排放的物料要严格按有关规范标准严格控制排放物的浓度和排放高度，要准确提准严格控制排放物的浓度和排放高度，要准确提供排放物的排放量和组成。供排放物的排放量和组成。开展设计工作的基础开展设计工作的基础 工艺工程师的主要工艺设计工作：工艺工程师的主要工艺设计工作： 流程模拟计算流程模拟计算 即完成物料平衡计算和能

57、量平即完成物料平衡计算和能量平衡计算；提出衡计算；提出PFD。 物料衡算就是根据质量守恒定律来确定原料和产物料衡算就是根据质量守恒定律来确定原料和产品之间的定量关系，计算出原料和辅助材料的用品之间的定量关系，计算出原料和辅助材料的用量、各种产品、中间产品、副产品的产量和规格、量、各种产品、中间产品、副产品的产量和规格、三废排放量。三废排放量。 开展设计工作的基础开展设计工作的基础 物料衡算是进行工艺设计和设备设计的基础，在物料衡算是进行工艺设计和设备设计的基础，在完成物料衡算的基础上才能进行能量衡算，从而完成物料衡算的基础上才能进行能量衡算，从而进行工艺方案的比选，非定型设备的工艺计算，进行工

58、艺方案的比选，非定型设备的工艺计算，指导定型设备和仪表的选型，工艺管路的计算，指导定型设备和仪表的选型，工艺管路的计算，完成完成PFD和和PID图的设计。图的设计。 物料衡算可以是总物料衡算，也可是针对某组分物料衡算可以是总物料衡算，也可是针对某组分进行单独衡算，可在全装置范围进行衡算，也可进行单独衡算，可在全装置范围进行衡算，也可分段衡算或单设备衡算。分段衡算或单设备衡算。开展设计工作的基础开展设计工作的基础 对于现有装置，通过物料衡算可以分析实际生产对于现有装置，通过物料衡算可以分析实际生产过程的完善程度，从而找出相应的改进措施，改过程的完善程度，从而找出相应的改进措施，改进现有流程或操作

59、来达到提高目标产品收率、减进现有流程或操作来达到提高目标产品收率、减少副产品、减少三废排放的目的。少副产品、减少三废排放的目的。开展设计工作的基础开展设计工作的基础 能量衡算是化工设计的另一项主要工作内容，它能量衡算是化工设计的另一项主要工作内容，它是在物料衡算基础上进行的。是在物料衡算基础上进行的。 能量衡算是依据能量守恒定律定量的表示出工艺能量衡算是依据能量守恒定律定量的表示出工艺过程的能量变化，确定需要加入或可利用的能量，过程的能量变化，确定需要加入或可利用的能量，进而确定加热介质或冷却介质的用量，泵、压缩进而确定加热介质或冷却介质的用量，泵、压缩机等机械设备的功率，以及换热设备的尺寸。

60、机等机械设备的功率，以及换热设备的尺寸。 通过整个工艺过程的能量衡算可以得到过程的能通过整个工艺过程的能量衡算可以得到过程的能耗指标，分析过程的能量利用是否合理，以便采耗指标，分析过程的能量利用是否合理，以便采取节能降耗措施，提高能量利用率。取节能降耗措施，提高能量利用率。开展设计工作的基础开展设计工作的基础 完成工艺设备数据表完成工艺设备数据表 该表是系统、设备、机械等专业设计的基础。该表是系统、设备、机械等专业设计的基础。 工艺设备数据表按设备类型分为反应器数据表、工艺设备数据表按设备类型分为反应器数据表、塔器（板式塔、填料塔等）数据表、容器数据表、塔器（板式塔、填料塔等）数据表、容器数据表、换热器数据表、机泵数据表、工业炉数据表等。换热器数据表、机泵数