化工设计概论

化工设计DesignofChemicalEngineering第一章

化工厂设计的内容与程序第一节

化工设计的种类第二节

化工厂设计的工作程序第三节

化工车间工艺设计的程序及内容第四节

设计文件第五节

国家和行业的基本设计政策和规范基本要求（1）理解化工设计（种类）的概念（2）熟练掌握化工厂设计的工作程序和内容（3）掌握国家和行业的基本设计政策和规范（4）掌握设计文件的编制第一节

化工设计的种类一、根据项目性质分类（一）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。

（二）重复建设项目设计由于市场需要或者设备老化，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。第一节

化工设计的种类（三）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，或者因环保要求的提高、为了实现清洁生产，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“瓶颈”，优化生产过程操作控制，提高能量的综合利用率和局部的工艺或设备改造更新等。第一节

化工设计的种类二、根据化工过程开发程序分类（一）概念设计。是以过程研究中间结果（或最终结果）为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计。概念设计的作用是暴露和提出过程研究中存在的问题。（二）中试设计。按照现代技术开发的观点，中试的主要目的是检验和修改小试试验结果所形成的综合模型。中试设计的内容基本上与工程设计相同。（三）基础设计。基础设计是过程开发的成果形式，是工程设计的依据。

第一节

化工设计的种类（四）工程设计工程设计可根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定，分为三段设计、两段设计和一段设计。

(1)初步设计根据设计任务书和行业标准《化工厂初步设计文件内容深度规定》HG/T20688-2000(2)扩大初步设计(3)施工图设计根据已批准的扩大初步设计和行业标准《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG/T20519-92第一节

化工设计的种类目前国际习惯划分：工艺设计基础工程设计详细工程设计第二节

化工厂设计的工作程序一、项目建议书项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据。化计发（1992）995号《化工建设项目建议书内容和深度的规定》（修定本）1.项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义；2.市场初步预测分析；3.产品方案和生产规模；4.工艺技术初步方案（原料路线、生产方法和技术来源）；第二节

化工厂设计的工作程序5.资源、主要原材料、燃料和动力的供应；6.建厂条件和厂址初步方案；7.公用工程和辅助设施初步方案；8.环境保护；9.工厂组织和劳动定员估算；10.项目实施初步规划；11.投资估算和资金筹措方案；12.经济效益和社会效益的初步评价。13.结论与建议第二节

化工厂设计的工作程序二、可行性研究可行性研究是对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。可研论证目的：技术上是否可行，经济上是否合理。化计发（1997）426号《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（修定本）中石化（1997）咨字345号《石油化工项目可行性研究报告编制规定》1.总论。2.市场预测。第二节化化工厂设设计的工作作程序3.产品的的生产方案案及生产规规模。4.工艺技技术方案。。5.原材料料，辅助材材料，燃料料及水、电电、汽的来来源与供应应。6.建厂条条件和厂址址方案。7.公用工工程和辅助助设施方案案。8.环境保保护与劳动动安全。第二节化化工厂设设计的工作作程序9.工厂组组织、劳动动定员和人人员培训。。10.项目目实施规划划。11.投资资估算和资资金筹措。。12.经济济效益评价价及社会效效益评价。。13.结论论。包括综综合评价和和研究报告告的结论等等内容。第二节化化工厂设设计的工作作程序三、编制设设计任务书书可行性研究究呈报给上上级主管部部门，当被被上级主管管部门认可可后，便可可编写设计计任务书以以作为设计计项目的依依据。行业标准《《化工厂初初步设计文文件内容深深度规定》》HG/T20688-20001.项目设设计的目的的和依据；；2.生产规规模、产品品方案、生生产方法或或工艺原则则；3.矿产资资源、水文文地质、原原材料、燃燃料、动力力、供水、、运输等协协作条件；；第二节化化工厂设设计的工作作程序4.资源综综合利用、、环境保护护、三废治治理的要求求；5.建设地地区或地点点，占地面面积的估算算；6.防空、、防震等的的要求；7.建设工工期与进度度计划；8.投资控控制数；9.劳动定定员及组织织管理制度度；10.经济济效益、资资金来源、、投资回收收年限。第二节化化工厂设设计的工作作程序四、扩大初初步设计五、施工图图设计施工图设计计的任务是是根据扩大大初步设计计审批意见见，解决扩扩大初步设设计阶段待待定的各项项问题，并并以它作为为施工单位位编制施工工组织设计计、编制施施工预算和和进行施工工的依据。。施工工图图设设计计的的主主要要工工作作内内容容是是在在扩扩大大初初步步设设计计的的基基础础上上，，完完善善流流程程图图设设计计和和车车间间布布置置设设计计，，进进而而完完成成管管道道配配置置设设计计和和设设备备、、管管路路的的保保温温及及防防腐腐设设计计。。第二节化化工厂设计的的工作程序六、设计代表表工作在扩大初步设设计与施工图图设计两个阶阶段，需要大大量的各专业业设计代表参参加，到设计计文件编制完完毕，工作转转入了基本建建设和试车阶阶段的时候，，就只需少量量的各专业设设计代表参加加。各专业设计代代表的任务就就是参加基本本建设的现场场施工和安装装（必要时修修正设计），，建成化工装装置后要参加加试车运转工工作，使装置置达到设计所所规定的各项项指标要求。。当设计工作全全面结束，且且试车成功后后，应做工程程总结，积累累经验，以利利于设计质量量的不断提高高。第三节化化工车间（装装置）工艺设设计的程序及及设计内容化工厂化工生产车间间辅助生产装置置公用工程及罐罐区服务性工程生活福利设施施三废处理设施施厂外工程◆化工车间（装装置）设计是是化工厂设计计的核心部分分，而车间（（装置）设计计的主体是工工艺设计。第三节化化工车间（装装置）工艺设设计的程序及及设计内容一、设计准备备工作（l）熟悉设设计任务书。。（2）制定设设计工作计划划。了解化工设计计以及工艺设设计包括哪些些内容，其方方法步骤如何何。（3）查阅文文献资料。（4）收集第第一手资料。。第三节化化工车间（装装置）工艺设设计的程序及及设计内容二、方案设计计任务是确定生产方法法和生产流程程，是整个工工艺设计的基基础。要求运用所掌掌握的各种资资料，根据有有关的基本理理论进行不同同生产方法和和生产流程的的对比分析。。流程设计可分分为计算机法法和手工算法法。第三节化化工车间（装装置）工艺设设计的程序及及设计内容三、化工计算算化工计算包括括工艺设计中中的物料衡算、能能量衡算、设设备选型和计计算三个内容。任务是是在这这三项项计算算的基基础上上绘制制物料流流程图图、主主要设设备图图和带带控制制点工工艺流流程图图。经验表表明，，在化化工计计算阶阶段会会用到到大量量的基基本理理论、、基本本概念念和基基本技技能（（数据据处理理、计计算技技能、、绘图图能力力等））。第三节节化化工工车间间（装装置））工艺艺设计计的程程序及及设计计内容容四、车车间布布置设设计HG20546-92《《化工工装置置设备备布置置设计计规定定》SH/T3032-2002《石石油化化工企企业总总体布布置设设计规规范》》这是工工艺人人员的的主要要设计计任务务之一一，它它也是是决定定车间间面貌貌的又又一个个重要要设计计项目目。布置设设计的的主要要任务务是确确定整整个工工艺流流程中中的全全部设设备在在平面面上和和空间间中的的正确确的具具体位位置，，相应应地确确定厂厂房或或框架架的结结构型型式。。当化工工计算算结束束，根根据工工艺流流程图图和设设备一一览表表及设设备设设计条条件图图，就就可以以进行行车间间布置置设计计，完完成之之后要要绘制制平面面与立立面的的车间间布置置草图图。第三节化化工车间间（装置））工艺设计计的程序及及设计内容容五、配管工工程设计配管工程设设计是化工工设计最重重要的内容容之一。HG/T20549-1998《化化工装置管管道布置设设计规定》》SH3012-2000《《石油化工工管道布置置设计通则则》任务是确定定生产流程程中的全部部管线、阀阀件、管件件及各种管管架的位置置、规格尺尺寸和材料料，以满足足工艺生产产的要求。。设计中应注注意节约管管材，便于于操作、检检查和安装装检修，而而且做到整整齐美观。。第三节化化工车间间（装置））工艺设计计的程序及及设计内容容六、提供设设计条件设计条件内内容包括：：总图、土土建、外管管、非定型型设备、自自控、电气气、电讯、、电加热、、采暖通风风、空调、、给排水、、工业炉等等非工艺专专业的设计计条件。设计条件是是各专业据据以进行具具体设计工工作的依据据，因此提提好设计条条件是确保保设计质量量的重要一一环。为了了正确贯彻彻执行各项项方针政策策和已定的的设计方案案，保证设设计质量，，工艺专业业设计人员员应认真负负责地编制制各专业的的设计条件件，并确保保其完整性性和正确性性。第三节化化工车间间（装置））工艺设计计的程序及及设计内容容七、编制概概算书及编编制设计文文件根据中石化化[2000]建字字476号号《石油化化工工程建建设设计概概算编制办办法(修订订版)》进进行编制.概算书是在在初步设计计阶段编制制的车间投投资的大概概计算，作作为银行对对基本建设设单位贷款款的依据。。概算主要要提供了车车间建筑、、设备及安安装工程费费用。经济济是否合理理是衡量一一项工程设设计质量的的重要标志志。编制概概算可以帮帮助判断和和促进设计计的经济合合理性。初步设计计阶段与与施工图图设计阶阶段的设设计工作作完成后后都要编编制设计计文件。。它是设设计成果果的汇总总，是进进行下一一步工作作的依据据，内容容包括设设计说明明书、附附图（流流程图、、布置图图、设备备图等））和附表表（设备备一览表表、材料料汇总表表等）。。第四节设设计计文件一、扩大大初步设设计文件件扩大初步步设计的的设计文文件应包包括以下下两部分分内容：：设计说说明书和和说明书书的附图图、附表表。（一）设设计依据据（1）文文件，如如计划任任务书以以及其他他批文等等。（2）技技术资料料，如中中试试验验报告、、调查报报告等。。第四节设设计计文件（二）设设计指导导思想和和设计原原则（1）指指导思想想：设计计所遵循循的具体体方针政政策和指指导思想想。（2）设设计原则则：包括括各专业业的设计计原则，，如工艺艺路线的的选择、、设备的的选型和和材质选选用、自自控水平平等原则则。（三）产产品方案案①产品名名称和性性质；②②产品质质量规格格；③产产品规模模（吨／／年）；；④副产产品数量量（吨／／年）；；⑤产品品包装方方式。第四节设设计计文件（四）生生产方法法和工艺艺流程(1)生生产方法法；扼要要说明设设计所采采用的原原料路线线和工艺艺路线。。(2)化化学反应应方程式式：写出出方程式式，注明明化学物物质的名名称、主主要操作作条件。。(3)工工艺流程程①工艺划划分简图图，用方方块图表表示。②带控制制点工艺艺流程图图和流程程简述。。带控制制点工艺艺流程图图应表示示出全部部工艺设设备、物物料管线线、阀件件、设备备的辅助助管路以以及工艺艺和自控控仪表图图例、符符号。第四节设设计计文件（五）车车间（装装置）组组成和生生产制度度(1)车车间（装装置）组组成。(2)生生产制度度，年工工作日、、操作班班制，间间歇或连连续生产产。（六）原原料、中中间产品品的主要要技术规规格(1)原原料、辅辅助原料料的主要要技术规规格。(2）中中间产品品及成品品的主要要技术规规格。第四节设设计计文件（七）工工艺计算算1.物料料计算（1）物物料计算算的基础础数据。。（2）物物料计算算结果以以物料平平衡图表表示，计计量单位位用小时时(h)（连续续操作））或每批批投料量量Kg或或m3（分批操操作），，采用的的计量单单位在一一个项目目内要统统一。第四节设设计计文件2.主要要工艺设设备的选选型、化化工计算算和材料料选择(1)基基础数据据来源：：包括物物料及热热量计算算数据、、主要化化工数据据等。(2)主主要工艺艺设备的的工艺计计算：按按流程编编号为序序进行编编写。3.一般般工艺设设备以表表格形式式分类表表示计算算和选择择结果。。工艺设备备一览表表按非定定型工艺艺设备和和定型工工艺设备备两类编编制。第四节设设计计文件4.工艺艺用的水水、蒸汽汽、冷冻冻用量。。5.分批批操作的的设备要要排列工工艺操作作时间表表和动力力负荷曲曲线。（八）主主要原料料、动力力消耗定定额及消消耗量（九）生生产控制制分析（十）仪仪表和自自动控制制（十一））技术保保安、防防火及工工业卫生生第四节设设计计文件（十二））车间布布置（十三））公用工工程（十四））“三废废”治理理及综合合利用（十五））车间维维修（十六））土建（十七））车间装装置定员员（十八））概算第四节设设计计文件（十九））技术经经济1.投资资2.产品成成本（二十））存在问问题及建建议（二十一一）扩大大初步设设计中必必要的附附表及附附图附表：工艺设设备一览表、、自控仪表一一览表、公用用工程设备材材料表附图：带控制制点工艺流程程图、车间布布置图（平面面图及剖面图图）、关键设设备总图、建建筑平面、立立面、剖面图图。第四节设设计文件二、施工图文文件的编制(一)施工图图设计文件目目录编制各主项施施工图设计时时，应编写主主项图纸总目目录、非定型型设备图纸目目录和工艺图图纸目录。(二)工艺施施工图设计文文件(1)工艺设设计说明。工工艺设计说明明可根据需要要按下列各项项内容编写。。第四节设设计文件(2)带控制制点工艺流程程图（施工流流程图）。带带控制点工艺艺流程图应表表示出全部工工艺设备和物物料管路、阀阀件等，进出出设备的辅助助管线和工艺艺及自动仪表表的图例、符符号。(3)辅助管管路系统图。。辅助管路系系统图应表示示出系统的全全部管路。一一般在带控制制点工艺流程程图左上方绘绘制，如辅助助管路系统复复杂时，可单单独绘制。第四节设设计文件(4)首页图图。当某一个个设计项目（（装置）范围围较大（如除除主要生产厂厂房或构筑物物外，附有生生活室、控制制室、分析室室或有较多的的室外其他生生产和辅助生生产部分），，设备布置和和管路安装图图需分别绘制制首页图。(5)设备布布置图。设备备布置图包括括平面图与剖剖面图，其内内容应表示出出全部工艺设设备的安装位位置和安装标标高，以及建建筑物、构筑筑物、操作台台等。(6)设备一一览表。根据据设备订货分分类的要求，，分别作出非非定型设备表表、定型设备备表等。第四节设设计文件(7)管路布布置图。管路路布置图包括括管路布置平平面图和剖面面图，其内容容表示出全部部管路、管件件和阀件及其其在空间的位位置，简单的的设备轮廓线线及建、构筑筑物外形。(8)配管设设计模型。作作模型设计时时，可用配管管设计模型代代替管路布置置图。(9)管段图图。管段图表表示一段管道道在空间的位位置的图形，，也叫做空视视图或单线图图。(10)管管架和和非标标准管管件图图。第四节节设设计计文件件(11)管管段表表。当当绘制制管段段图时时，可可不单单独绘绘制管管段表表，其其相应应内容容可填填入管管段图图的附附表中中去。。(12)管管架表表。(13)综综合材材料表表综合合材料料表应应按以以下三三类材材料进进行编编制。。(14)管管口方方位图图。管管口方方位图图应表表示出出全部部管口口、吊吊耳、、支脚脚及地地脚螺螺栓的的方位位，并并标注注管口口编号号、管管口和和管径径