化工设计第一节

1、化工设计、化工厂设计、化工过程设计、化工工艺设计四个名词之间的联化工设计、化工厂设计、化工过程设计、化工工艺设计四个名词之间的联系与区别系与区别 化工设计是泛称，在不同场合可分别指称化工厂设计、化工过程设计、化工工艺设计，其内涵最广，但意义不明确。Chemical Design英文中没有如此名词！化工厂设计化工过程设计（核心）化工厂房建筑、结构设计总图设计，.等非工艺部分设计化工工艺设计（核心）公用工程设计、外管设计，等化工过程设计是针对化工工艺设计的深入、配套与完善。化工过程设计是针对化工工艺设计的深入、配套与完善。二、如何从一个化学反应变成一个工艺流程？化工生产一般是一个含有化学反应、混合

2、物分离、能量交换的连续生产过程。其中的核心是化学反应。因为化学反应必然和混合物分离、能量交换和流体输送有关系。例：CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O反应条件：有催化剂，强酸（一般采用硫酸）。可逆反应，反应平衡常数4，即在等物质量的情况下反应，66%的乙酸转化为乙酸乙酯。反应温度：对反应平衡常数几乎无影响，但对反应速度有影响。温度升高，反应速度加快。根据这些条件，如何来设计工艺过程？H2SO41.确定反应形式：气相、液相？根据反应速度，温度高，反应快？气相的可能性？液相的条件下，温度最高是沸腾状态。由于催化剂的存在，腐蚀问题突出，如何解决？（材质；结构；）确定反应

3、温度范围。100 -110。2.进行产物分离转化率66%，则必须进行产物分离。而混合物的分离依据什么？依据混合物中各组分不同的性质：沸点/挥发度/溶解度/颗粒度/重度分离过程是一种由无序变有序过程，必须加入能量。产品(组成不同的物流） 分离剂 (物质或能量) 原料物流（一股或几股）分离装置3.考虑能量的交换无论是能量分离剂还是质量分离剂，都有能量的输入输出。能量传递 换热设备的设计和选型。注意：在工艺流程中，能量的变化并不改变物质的量，所以在物料衡算中不出现换热设备。 4.注意过程的循环 反应产物与未反应原料或副产物分离后的去向,形成了过程的循环。有了过程的循环，增加了过程计算的难度。反应混合

4、分离原 料产品未反应原料一个化工生产过程的若干个过程阶段中间缓冲罐预处理第一步反应分离中间半成品第一工艺过程阶段中间缓冲罐预处理最终反应分离成品第n工艺过程阶段原料小 结：操作步骤：(1) 在塔釜中加入酸醇比为2 1(摩尔比)的酸醇混合液,加入一定量催化剂(浓硫酸)和带水剂。25 3()33250 202Al OC HCCH CHOCH COOC H .223325CatCHCHCH COOHCH COOC H乙醇直接脱氢一步法制乙酸乙酯23/32323222Cu CR OCH CH OHCH COOCH CHH 反应混合分离原 料产品未反应原料三、如何将工艺过程从概念变成现实？(工艺到工厂）

5、化工厂：工艺设计和非工艺设计 化工工艺设计 2. 总图运输设计 3. 土建设计 公用工程（供电，供热，供排水，采暖通风）设计 5. 自动控制设计 6. 机修，电修等辅助车间设计 7. 外管设计1. 8. 工程概算与预算拟上项目买方价格承受能力供方价格替代品竞争现有企业间市场竞争潜在市场对手市场分析必需考虑的五个主要因素例：生产能力日产100t的设备，其设备投资并非为日产能力50t的设备投资的两倍，而是（100/50）0.6=1.516倍。所以，单台设备或单条生产线的生产能力越大，分摊到单位产品的投资费用就越低，单位产品分摊的固定折旧和维修费用越低，同时，操作人员和管理人员也不必按生产能力扩大的

6、倍数增加。常见的几种市场分析的形式和存在的问题开拓潜在市场开拓潜在市场过去和现在过去和现在 最常见最常见填补缺口填补缺口替代进口替代进口国外企业和国外企业和国内沿海企国内沿海企业常用业常用高起点、大规模高起点、大规模上热点项目，减上热点项目，减少开拓市场成本少开拓市场成本首家引进国外技术首家引进国外技术补缺型补缺型挤占型挤占型开拓型开拓型承担开拓新承担开拓新市场的风险市场的风险 （二）产品价格的分析：（二）产品价格的分析： 1. 国内、外产品价格的现状。国内、外产品价格的现状。 2.产品价格的稳定性及变化趋势预测。产品价格的稳定性及变化趋势预测。 3.产品内销、外销或替代进口价格确定原则和意见

7、。产品内销、外销或替代进口价格确定原则和意见。交通便利充足水源（水温2532）在居民区下风向，江河下游场地可由伸缩性（有多余空间）有适当洼地堆放或填埋废渣防震，地形地貌等厂址靠近原料供应地区或销售区选址不当的案例松花江水污染事件松花江水污染事件起 因2005年11月13日下午1时45分吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故事故产生的主要污染物为苯、苯胺和硝基苯等有机物。事故区域排出的污水主要通过吉化公司东10号线进入松花江；超标的污染物主要是硝基苯和苯，属于重大环境污染事件。 硝基苯 是无色至淡黄色油状液体，具苦杏仁气味，易燃，微溶于水。硝基苯一旦污染水源，就会引起水质严重恶化。硝基苯是剧毒性物质，通

8、过呼吸道、消化道和皮肤侵入人体，主要作用于血液、肝及中枢神经系统，可使血红蛋白变为高铁血红蛋白，失去运输氧的能力，引起缺氧和皮肤黏膜青紫。 专家估计大约有专家估计大约有100100吨左右吨左右苯类污染物进入松花江水体。苯类污染物进入松花江水体。 硝基苯超标40倍污染水团长约80千米，按现在水流速度，大约需要40小时经哈尔滨市。迫使哈尔滨市停止供水，造成严重水荒。大城市的饮用水源大城市的饮用水源?化工厂的合理布局化工厂的合理布局?全民的环保意识全民的环保意识?环保单位的职责环保单位的职责?城市环境的脆弱性城市环境的脆弱性? （二）节能措施综述： 1. 主要工艺流程采用节能新技术、新工艺情况。 2

9、. 说明所选择的机电产品是否符合节能原则。 3. 余热、余压、放散可燃气体回收利用措施。 4. 炉窑、热力管网系统采用的保温措施。 5. 工业锅炉采用热电联产措施。 环环保保工工程程综合利用或回收方案的比较。综合利用或回收方案的比较。“三废三废”处理技术与措施方案的技术可行性和处理技术与措施方案的技术可行性和经济合理性论述。经济合理性论述。生产原料路线、工艺技术路线、综合利用和生产原料路线、工艺技术路线、综合利用和环保技术是否符合清洁生产的要求。环保技术是否符合清洁生产的要求。环境保护与综环境保护与综合利用合利用环境保护费用环境保护费用环境保护设施和投资估算环境保护设施和投资估算(万元万元)明

10、细表，占明细表，占工程建设投资的比例工程建设投资的比例(%)。预计达到的效果，全厂预计达到的效果，全厂“三废三废”设计排放状况。设计排放状况。注：老厂改、扩建和技术改造项目应与原有生产系统结合，论述环境影响状况注：老厂改、扩建和技术改造项目应与原有生产系统结合，论述环境影响状况。 （二）消防： 1.工程的消防环境现状。 2.工程的火灾危险性类别，民用建筑类别。 3.消防设施和措施。 4.消防设施投资，占工程建设投资的比例(%)。 注：老厂改建、扩建和技术改造项目应与原有生产系统结合，论述劳动安全的情况。 十、项目实施规划建设周期内拟分几个阶段进行。建设周期内拟分几个阶段进行。建设周期总时间：应按设计定额建设周期总时间：应按设计定额和工程定额确定合理的时间周期。和工程定额确定合理的时间周期。各阶段实施进度规划。各阶段实施进度规划。项目实施规划进度表或实施规划项目实施规划进度表或实施规划网络图。网络图。 十一、投资估算和资金筹措十一、投资估算和资金筹措 （一）投资估算：（一）投资估算： 1. 1. 建设投资估算：建设投资估算： （1）投资估算编制的依据和说明。 （2）单项工程的投资估算。 （3）建设投资估算：包括固定资产费用、无形资产费用、递延资产费用及预备费。估算包括： 静态部分静态部分是指