工艺设计程序和基础知识

1、工艺设计程序和基础知识第1页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三工艺工作程序和基础知识一、设计过程中的程序文件公司程序文件工艺工作手册二、化工工艺工作流程：设计过程第2页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三标准：国家、公司相关的标准国家法律法规文件产品标准产品入门标准（能耗、安全、环保、节水）环境和职业安全控制成达公司标准：程序文件文件和记录的控制程序项目文件管理规定技术档案管理规定设计和开发控制程序设计输入、设计评审、设计验证、设计输出、设计更改其他设计规定设计文件深度规定专业接口条件规定第3页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三设计程序

2、文件 ：工艺工作手册工艺专业职责和任务工艺专业策划工艺技术方案评审工艺各阶段与其它专业的关系工艺专业工作程序质量保证程序工艺文件的编制设备位号编制、流程图绘制、工艺说明编制操作原则编制第4页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三二、化工工艺设计过程1、化工工艺的工作内容2、化工工艺工作流程第5页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三1、工艺的工作内容1）工艺专业设计单纯的工艺设计工作内容2）参与项目中的全过程商务活动（协助确定设计方案、合同附件）采购、施工、试车、开车活动、性能考核3）工艺专业的技术管理设计文件管理文件归档设计总结第6页，共38页，2022年，5

3、月20日，4点40分，星期三2、工艺设计过程：1）工艺设计工艺设计的主要过程确认工艺设计输入条件确定工艺设计工作内容完成设计工作工艺条件发表参与项目文件的审查编制工艺成品工艺设计的具体工作工艺计算：物料、热量、设备分析计算完成工艺的输出条件：流程图绘制、工艺数据表、仪表控制条件表、公用工程条件表工艺发表项目文件的审查成品文件的编制第7页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三1、工艺设计过程：1）工艺设计工艺输入条件设计基础条件：确定用户的目标产品的技术方案、技术来源工艺工作范围：装置、单元、设备生产规模、年操作日、产品规格原料规格公用工程辅助条件蒸汽、电力、循环水、脱盐水气候条

4、件：设计温度、设计压力、设计湿度的确定、尘含量、极端气候条件三废排放要求，节能、节水、安全要求第8页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三1、工艺设计过程：1）工艺设计确定工艺设计的工作内容确定设计类型及工作工程设计、总承包项目成熟产品、成熟技术新产品、新技术老厂扩建或改造确定工艺技术方案产品规模、产品规格、年操作日、装置规模和组成主要技术方案、技术提供商共享的工程资料工艺设计工作分解和完成装置总体、装置单元参与人员的工作分解（按工序或按工艺设计过程）第9页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三1、工艺设计过程：1）工艺设计项目的准备工作老厂的性能测试及改造方案

5、技术询价书初步技术方案专业策划方案评审按设计阶段完成设计工作工艺计算接口条件编制工艺发表成品文件的编制第10页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工设计过程：方案评审一般规定：各种设计的工艺方案须评审引进或购买工艺技术，可不评审，须经室级确认 工艺方案评审内容:新工艺、重大技术方案 技术风险性的评估；对环境质量的影响程度；装置运行的可靠程度；工艺流程及主要设备选型的先进性 安全生产评价第11页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺设计 ：方案评审成熟技术的方案评审方案合理性:满足用户要求:设计输入 工艺流程是否有所改进或创新；热利用是否充分合理；主要

6、设备选型的正确性、合理性和经济性；主要工艺参数的确定依据及工艺装置的一致性；重要控制方案；综合能耗；工艺装置所采取的环境保护措施；工艺装置所采取的安全保护措施工艺装置长周期运行的可靠性 开停车操作的难易程度 变工况操作的适用性 各项性能保证指标 第12页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺设计:工艺计算细解准备工作，确定工艺方案:找资料定水平定参数找资料公司完成的同类产品的设计成品资料外商工艺包、报价、技术交流资料国内行业的统计资料产品入门规定行业技术年会等会议资料专业期刊报道化工产品信息行业产品设计手册定水平:确定项目的技术水平产品规格产品消耗能耗水平环保水平控制水

7、平节水定参数:主要设备的关键操作参数:温度压力组分反应器机泵蒸汽系统废热回收网络第13页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三1）工艺设计：工艺物热计算工艺设计工作细化：工艺计算确定工艺流程：已有的技术（公司、国内外）参照公司国内外成熟产品的技术流程和参数工厂现有的流程和操作参数产品设计手册的流程和参数编制工艺模拟计算程序：ASPEN 、PROII、自编程单元计算模块选择、关键反应模型和控制参数单元物性参数的确定：气液平衡模型及二元交互作用参数热量平衡和蒸汽平衡计算流程模拟计算/多工况计算优化设计计算节能改造的选择原则：35年回收投资性能测试计算第14页，共38页，2022年，

8、5月20日，4点40分，星期三工艺计算细化:设备分析计算单元设备分析计算:参照化学工程手册的单元计算方法主要的参考资料：化学工程手册（第二版）、化工工艺手册第三版、PERRY化学工程（第六版）主要的单元设备分类反应器：各种反应器，均相、非均相固定床、流化床催化、非催化，气液、气固、气液固，新型反应器精馏塔吸收塔、萃取塔特殊的过滤器、分离器传热设备(换热器、炉子）结晶过滤干燥透平及机泵分离器及容器:丝网分离器计算各种槽罐的设备系列参数锅炉系列容器的计算:热工计算手册或定型产品第15页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三工艺计算细化:设备分析计算程序计算单元设备程序分析计算：工业

9、炉、换热器、各种塔器工业炉：PFR程序计算换热器:各种换热器HTFS计算，特殊的厂商完成塔器计算: 吸收精馏萃取工艺计算由ASPEN PROII程序水力学计算:化学工程手册工艺设计手册的单元计算方法内件计算:传质内件、塔板填料，气液分布器成熟产品的工厂实际数据内件形式填料高度塔板数等手算、编程计算：反应器、分离器、贮槽（罐）反应器计算找已有的成熟产品的设计计算方法及程序程序计算:合成氨甲醇制氢装置的转化PFR计算 催化反应器计算成熟产品反应器计算：参照产品设计手册催化剂厂商计算国内外同类生产装置的数据(设备规格催化剂操作参数）分离器及容器:丝网分离器计算：设计标准（HG、SH）和化学工程手册各

10、种槽罐的设备系列参数锅炉系列容器的计算:热工计算手册或定型产品第16页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺设计 ：工艺条件表发表条件的次序一次发表设计条件工艺说明、工艺流程图、物料表、过程设备表工艺室内部条件：工艺数据表包括换热器、工业炉、塔器、机泵、空分、空压、分析项目一览表二次发表条件设备数据表（反应器、分离器、机泵、塔器等）设备布置图装置控制条件（不包括机泵）装置联锁逻辑条件三次发表条件：内部外部完成的设备分析数据表换热器、炉子、塔器分析数据表蒸汽平衡图、或用汽条件表；化水、冷却水条件表电气、电讯条件第17页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三

11、1、工艺设计：条件编制工艺设计条件编制工艺说明:原理流程叙述多工况描述特殊要求工艺流程图、物料平衡表(多工况生产初期末期规模变化)各种类型设备条件表:工艺专业内部下游专业正式条件设备过程表(版次温度压力特殊保温防腐要求)建议布置图仪表控制条件表:温度压力流量液位复杂控制事故停车分析项目一览表在线分析项目概算技经条件:催化剂及化学药品、产品消耗定员三废条件电气条件表(用电设备阀特殊照明)、通风条件电讯条件车间通讯、工厂视频监视开停车操作说明,予试车特殊的钝化、清洗要求安全备忘录、技术风险备忘录第18页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺设计 ：条件表编制仪表及控制系统的

12、设计：监视、分析、控制生产过程监视仪表：温度、压力、流量、分析等的显示、计量累计、历史曲线进出界区的产品、原料、蒸汽等设置流量（带温压补偿）控制仪表：控制生产过程、单元设备主要最佳操作工况控制单控制系统：温度、压力、流量、液位的控制汽包液位应设多套，参与联锁的与正常控制分开燃料压力：超压、低压联锁与切断复杂控制系统：工艺需要的多参数的控制系统反应器的多进料比例调节、温度、压力串级控制、汽包的多参数控制压缩机控制：转速控制、防踹振控制、机组安全控制进口参数控制、润滑油系统等蒸汽系统控制ESD系统设计：事故引发的装置整体、单系统、局部生产装置、单个反应器的联锁停车控制阀的泄露等级要求调节阀、流量孔

13、板的设置位置：单相流管道第19页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺设计 ：工艺说明的编制工艺工程设计说明的内容：对下游专业开停车说明：原始开车、冷态、热态开车、停车（事故、计划）材料要求腐蚀介质特殊工况下的传热设备的壁温与露点冲刷、磨损说明流体特性要求自流和排净：易凝固、易堵、结冻、结晶、结疤放空火炬与阻火器现场巡查与现场仪表设备保温（保冷）要求工艺操作条件、安全备忘录、泄漏源评估、以及爆炸源分析等第20页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺设计：设备布置建议布置图成熟产品的装置布置图新产品的设备布置原则：参考化工工艺设计手册、公司布置专业

14、的工作手册工艺流程、物料特性遵守相关的设计规范设备操作、安装、检修要求设备更换内件（催化剂、填料）原材料、产品的贮存、装卸、运输现场巡查与现场仪表设备保温（保冷）要求风向要求：有毒介质、腐蚀介质设备在下风向安全距离：有毒、易燃易爆介质设备整齐、美观第21页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺设计：公用工程条件辅助工程设计脱盐水：规格、参数；工艺回用水条件：温度、压力、组分循环水污垢系数进水、回水的温度、压力对水中杂质的要求电气条件工艺控制要求电讯条件：生产电话、对讲机、电视监视特殊场所照明要求静电防护通风要求：密闭场所有毒、易燃介质换风、采暖要求建筑的抗爆：只针对石化

15、项目的控制室 第22页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三工艺设计：项目文件审查项目内内部审查总图会议工艺包审查PID内审PID外审HAZOP审查Hazard and operability review 危险及可操作性审查爆炸危险区域审查PDS模型审查第23页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三工艺设计：参与项目中的活动设计评审(项目外的设计会议设计审查等)环评大纲、环评、安评、节能减排、可研、初设审查参与项目的技术谈判询价、合同技术谈判（引进和购买第三方技术)参与项目的采购服务：包单元或单元设备编制询价文件、技术规格书、技术谈判、技术评定参与项目的施工试

16、车设计交底、施工、三查四定参与编制予试车、开车方案、性能考核程序装置开车、性能考核设计回访和设计修改设计文件整理(最终成品)第24页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三1）工艺设计活动：专业管理工艺专业的技术管理工艺策划、技术方案评审专业管理：项目文件和接口条件的管理 项目文件的归档成品文件入库工艺设计的最终版工艺总结：项目关键信息的归档整理原料特性、主要技术流程、装置消耗及能耗、装置投资、超限设备特性、关键设备规格；装置占地、环保、节水指标项目现场更改的文件的整理：更改原因分析、过程技术完善修改建议、产品设计规定第25页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三

17、工艺设计活动：工程管理专业在项目过程中的管理专业策划工艺方案评审专业运作方式（设计文件的复用，计算软件的开发和应用）工艺专业的工作分解主要设计进度：分阶段计划工艺设计进度：设计、校审、条件发表、项目会议、成品提交人员组成及分工工艺专业重要会议项目进度计划、工作报表质量保证措施专业协调第26页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三工艺设计：工艺成品编制工艺成品文件的编制工艺说明、工艺流程图、物料表、设备表工艺操作原则开车方案、操作规程（总包项目）性能测试程序包单元的请购文件、技术规格书化学药品规格、催化剂规格、填充物规格性能考核报告编写设计总结第27页，共38页，2022年，5月

18、20日，4点40分，星期三化工工艺：成品文件归档公司入库资料：纸版、电子版工艺流程图包括工艺流程、蒸汽平衡图、循环水平衡图物料平衡表设备表操作原则采购数据表：给业主填充物采购数据表化学药品数据表催化剂采购数据表工艺内部资料归档：专业组指定目录工艺计算书、工艺发表条件电子版及上述成品文件电子版项目试车总结、性能考核报告项目设计总结第28页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺工作：试车装置试车和性能考核单体试车予试车系统吹扫、气密性试验、脱脂、烘炉、锅炉水化学清洗溶液系统（精馏系统）准备、催化剂装填、吹灰系统置换低温系统的冷却装置试车联动试车原始开车：蒸汽系统建立、催化剂

19、还原或活化、化工投料按系统或独立装置进入轻负荷生产装置轻负荷生产试车过程中出现的违反安全的操作:提交安全备忘录第29页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺工作：性能考核性能考核：新装置和老厂改造装置达到满负荷生产装置生产满负荷运转时间超过1个月工厂预考核完成性能考核程序：连续72小时编制性能考核程序：确定考核时间、内容计量仪表、计算方法、考核表统一认定计量仪表：原料、产品、副产品、原辅材料的计量及计算选定记录的项目、频率分析项目及频率：原料、产品、过程中关键控制组分压缩机参数（工艺介质和驱动蒸汽）：温度、压力、流量、转速、功率公用工程：脱盐水、循环水、蒸汽等用电设备功

20、率：24小时累计性能考核计算：模拟计算、压缩机及驱动透平效率计算装置性能计算：实测性能、性能偏差的计算、最终考核性能完成性能考核报告第30页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺设计全过程商务活动：项目规划、前期、技术交流、合同附件设计输入：设计基础（原材料、规格、产量、能耗、环保、安全指标工艺策划：装置组成、技术方案、设计模式、分工、进度方案评审完成工艺设计工作工艺条件发表参与项目的设计活动成品文件及归档装置试车和性能考核第31页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三工艺设计专业技能要求 1良好的专业素质:基本的化工设计理论的掌握程度化工原理(物料热量

21、流体流动传质传热计算等)典型化工单元计算，传热传质单元的分析计算化工反应动力学和关键反应设备计算对化工模拟程序的掌握程度:ASPEN PROII相关计算机的设计工具:CAD绘图等典型的化工控制原理安全生产原则常用设计手册：化学工程手册、化工工艺设计手册、专业设计手册 第32页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三工艺设计专业技能要求 2与设计品种相关的知识和技能化工产品的主要工艺过程、特点当前的技术水平状态(国际国内水平)关键的设备计算方法：专业设计手册主要的控制方案紧急事故安全停车程序最新技术进展方向节能减排技术及应用事故及处理项目的全过程服务、商务、设计、采购、试车指导专业、行业杂志、信息第33页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三化工工艺设计过程：文件程序将专业知识转换为工程设计文件的能力熟悉设计程序文件:公司文件及工艺工作手册熟悉专业关系和专业技术接口条件熟悉相关专业工程图纸的表示方法系统专业PID、管道命名表管道平面布置图、管道空视图、管道材料表设备制造图仪表联锁逻辑图良好技术专业技能团队合作第34页，共38页，2022年，5月20日，4点40分，星期三工艺设计过程 ：前期设计 （1）设计的前期工作，可行性：市场、技术水平、投资、效益、节能、环保、安全