化工设计复习

化工设计总结《化工设计》化工设计的种类根据化工过程开发程序分类

化工新技术开发过程是在基础研究（即实验室研究）的基础上，通过过程研究、工程研究和工程设计，最终完成化工新技术的开发。

1.1化工设计的种类第一章化工厂设计的内容与程序《化工设计》1.1化工设计的种类二、根据化工过程开发程序分类

1、概念设计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，并为解决这些问题提供途径或方案；评价开发的新产品或新技术是否有工业化价值。

2、中试设计

中试的主要目的是检验和修改小试验与大型冷模试验结果所形成的综合模型，基础研究结果在工业规模下实现的技术、经济方面的可行性考察。1.1化工设计的种类第一章化工厂设计的内容与程序《化工设计》一般技术比较成熟的大中型工厂或车间的设计，可按扩大初步设计和施工图设计两个阶段的设计。技术上比较简单、规模较小的工厂或车间的设计，可直接进行施工图设计，即一个阶段的设计。初步设计

其主要任务根据批准的设计任务书（或可行性研究报告），确定全厂性设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题，最终编制初步设计说明书，其内容和深度能使对方了解设计方案、投资和基本出处为准。扩大初步设计

根据行业规范，解决初步设计中的主要技术问题，使之明确、细化。编制准确度能满足控制投资或报价使用的工程概算。施工图设计根据行业标准结合建厂地区条件，在满足安全、进度及控制投资等前提下开展施工图设计。1.1化工设计的种类第一章化工厂设计的内容与程序《化工设计》1.1化工设计的种类国际通用的设计阶段划分：工艺设计，基础工程设计，详细工程设计。，

1.1化工设计的种类表1-1国外各设计阶段的主要设计内容及成品第一章化工厂设计的内容与程序《化工设计》化工厂设计的工作程序

国外通用设计程序

1、工艺设计工艺设计的主要内容是把专利商提供的工艺包或把本公司开发的专利技术进行工程化，并转化为设计文件，提交用户审查，发表给有关各设计专业作为开展工程设计的依据。

2、基础工程设计 基础工程设计是与工艺设计衔接最为紧密的，也是工程设计中最为关键的设计阶段。

3、详细工程设计 详细工程设计是在基础工程设计的基础上进行的，其内容和深度应达到满足通用材料采购、设备制造、工程施工及装置投产运行的要求。1.2化工厂设计的工作程序第一章化工厂设计的内容与程序《化工设计》化工车间工艺设计的程序及内容

化工计算

化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。因此，化工计算的结果关系到整体设计的成败。1.3化工车间工艺设计的程序及内容

第一章化工厂设计的内容与程序《化工设计》化工车间工艺设计的程序及内容

车间布置设计车间布置设计应根据HG/T20546-2009《化工装置设备布置设计规定》和SH/T3032-2002《石油化工企业总体布置设计规范》的有关规定，满足施工、操作和检修的要求，其主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。车间布置对生产的正常进行和经济指标都有重要影响，同时为土建、电气、自控、给排水、外管等专业开展设计提供重要依据。

1.3化工车间工艺设计的程序及内容

第一章化工厂设计的内容与程序《化工设计》设计文件

初步设计文件初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：设计说明书和说明书的附图、附表。化工厂初步设计说明书内容和编写要求，依据《化工厂初步设计文件内容深度规定》和设计的范围（整个工厂，一个车间，或一套装置）、规模的大小和主管部门的要求而不同。初步设计说明书的内容详见教材。1.4设计文件

第一章化工厂设计的内容与程序《化工设计》工艺流程设计艺流程设计的方法

工艺流程设计方法，首先要看所确定的生产方法是正在生产或曾经运行过的成熟工艺，还是待开发的新工艺。前者是可以参考借鉴但需要局部改进或局部采用新技术、新工艺的问题；后者须针对新技术开发进行概念设计。工艺流程分为四大部分：原料预处理过程、反应过程、产物的后处理（分离净化）过程和“三废”的处理过程2.2工艺流程设计第二章工艺流程设计

《化工设计》工艺流程图

工艺流程图定义：把各个生产单元按照一定的目的要求有机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来。一、工艺流程图的种类（一）工艺流程草图

工艺流程草图又称方案流程图或流程示意图，是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。它是设计开始时供工艺方案讨论常用的流程图，是工艺流程图设计的依据。定性表示由原料转化成产品的变化、流向顺序及化工单元及设备。由物料流程、图例与设备一览表组成。物料流程绘制内容

设备示意图（大致几何形状，标出设备名称及位号）物流管线及流向箭头（全部物料管线和部分辅助管线）必要的文字注释（设备编号和名称、物料名称、物料流向）2.3工艺流程图第二章工艺流程设计

《化工设计》工艺流程图

工艺流程图的种类工艺物料流程图

工艺物料流程图是在物料衡算和热量衡算完成后绘制，是以图形与表格相结合的形式来反映物料衡算和热量衡算的结果。绘制内容包括哪些？图形（设备、仪表、及管线示意图）标注内容（设备位号、名称及特性，物料组分、流量）设备一览表(名称、图号等）物料表（流程表下方，名称、流量、质量分数等）2.3工艺流程图第二章工艺流程设计

《化工设计》工艺流程图

管道仪表流程图(PI图)管道的表示方法1．管道的画法

管道应按《管道仪表流程图管道和管件图形符号》HG20559.3-93规定的图形符号绘制。 (1)线型规定（工艺物料管道、主产品管道用粗线条；次要物料、辅助管道用中线条；仪表管线、伴管、夹套管线用细线条）

(2)管道的交叉与转弯（避免穿过设备及管道交叉；尽量水平和垂直）

(3)放气、排液及液封（放气口在上，排液管绘于下）

(4)管道仪表流程图中的工艺物料管道一般采用左进右出的方式（管道图纸接续标志旁，注明所来自（或去）的设备位号或管道号）2.3工艺流程图第二章工艺流程设计

《化工设计》2、管道的标注管道及仪表流程图的管道应标注的内容有四个部分，即管段号（由三个单元组成）、管径、管道等级和绝热（或隔声）代号，总称为管道组合号。水平管道宜平行标注在管道的上方，竖直管道宜平行标注在管道的左侧。在管道密集、无处标注的地方，可用细实线引至图纸空白处水平（竖直）标注。2.3工艺流程图第二章工艺流程设计

(1)第1单元为物料代号。按HG/T20519.2-2009行业标准规定，物料代号通常按物料的名称和状态取其英文名词的字头组成。一般采用2~3个大写英文字母表示。常用（部分）物料代号，见表2-5。(2)第2单元为主项编号。按工程规定的主项（工序）编号填写。(3)第3单元为管道序号。相同类别的物料在同一主项内以流向先后为序，顺序编号。 以上三个单元组成管段号。《化工设计》2.3工艺流程图第二章工艺流程设计

(4)第4单元为管道规格，一般标注公称直径，以mm为单位，只注数字，不注单位。(5)第5单元为管道等级。 如A1A中（P41,42)：A－管道的公称压力等级代号1－管道材料等级顺序号A－管道材质类别代号HG/T20519.6-2009规定的常用材质类别代号为：A－铸铁、B－碳钢、C－普通低合金钢、D－合金钢E－不锈钢、F－有色金属、G－非金属、H－衬里及内防腐(6)第6单元为绝热或隔声代号。《化工设计》2.3工艺流程图第二章工艺流程设计

《化工设计》典型设备的自控方案

泵类的自控方案1.离心泵

离心泵的流量调节一般是采用出口节流的方法，如图2-8(a)。也可以使用旁路调节方法(见图2-8(b))，旁路调节耗费能量，其优点是调节阀的尺寸比直接节流的小。2.4典型设备的自控方案第二章工艺流程设计

《化工设计》典型设备的自控方案

泵类的自控方案容积式泵

容积式泵主要指往复泵、齿轮泵、螺杆泵和旋涡泵等，当流量减小时容积式泵的压力急剧上升，因此不能在容积式泵的出口管道上直接安装节流装置来调节流量，工程上通常采用旁路调节或改变转速、改变冲程大小来调节流量。2.4典型设备的自控方案第二章工艺流程设计

第二节无反应物料衡算计算举例1．无反应例1采用蒸发方法将浓度为10％NaOH及10％NaCl的水溶液进行浓缩。蒸发时只有部分水分汽化成为水蒸气而逸出，部分NaCl结晶成晶粒而留在母液中。操作停止后，分析母液的成分为：50％NaOH，2％NaCl及48％H2O。若每批处理1000kg原料液，试求每批操作中：1)获得的母液量，2)蒸发出的水分量，3)结晶出的NaCl量。计算过程解：本题为间歇过程，因此以每批处理量为基准进行物料衡算。流程示意图2-2组分物料衡算：NaOH平衡1000x0.1=0.5F4NaCl平衡1000x0.1=0.02F4+F3H2O平衡

1000(1-0.1-0.1)=F2+0.48F4解方程得：F2=704kg，F3=96kg，

F4=200kg22⑴转化率转化率=⑵选择性选择性=xA=Φ=第三章物料衡算与能量衡算反应：aA+bBcC+dD3.1基本概念23⑶收率收率=转化率×选择性=η=ΦxA

=⑷限制反应物(p64)⑸过量反应物(p64)第三章物料衡算与能量衡算24例：已知丙烯氧化法生产丙烯醛的一段反应器，原料丙烯投料量为600kg/h，出料中有丙烯醛640kg/h，另有未反应的丙烯25kg/h，试计算原料丙烯的转化率、选择性及丙烯醛的收率。一段反应器丙烯600kg/h丙烯25kg/h丙烯醛640kg/h解：丙烯氧化生成丙烯醛的化学反应方程式：25丙烯的选择性：

丙烯的转化率：丙烯醛的收率：例2甲醇制造甲醛的反应过程为：

CH30H+1/2O2HCHO+H20

反应物及生成物均为气态，若使用50％的过量空气，且甲醇的转化率为75％，试计算反应后气体混合物的摩尔组成。解：（1）画出流程图

空气(过量50%)CH3OHHCHOH2ON2催化反应器CH3OH基准：1molCH3OH根据反应方程式O2(需要)=0.5mol；O2(输入)=1.5×0.5=0.75mol；N2(输入)=N2(输出)=0.75(79/21)=2.82molCH3OH为限制反应物反应的CH3OH=0.75×1=0.75mol因此HCHO(输出)=0.75molCH3OH(输出)=1-0.75=0.25molO2(输出)=0.75-0.75x0.5=0.375molH2O(输出)=0.75mol计算过程计算结果2023/3/14化工设计30

化工设备图的基本内容

一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应有如下基本内容:

1.标题栏

2.明细栏

3.管口表

4.设计数据表

5.技术要求

6.签署栏

7.注

8.其他2023/3/14化工设计31化工设备图的绘制化工设备图的视图选择1.选择主视图Q:主视图的作用？A:能充分表达其工作原理、主要装备关系

及主要零部件的形状结构。Q:主视图一般采用什么表达方法？A:剖视图2.确定其他基本视图3.选择辅助视图和各种表达方法Q:辅助视图多采用什么表达方法？A:局部放大图、局部视图等

反应器2023/3/14化工设计32:化工设备图的绘制方法及步骤A:1.确定绘图比例、选择图幅、布图2.画图3.尺寸和焊缝代号标注4.编写零部件序号和管口符号5.填写明细栏和管口表6.填写设计数据表、标题栏等。2023/3/14化工设计33化工设备图的阅读Q:化工设备图阅读的基本要求?了解设备的性能，作用和工作原理；了解设备的总体结构、局部结构及各零件之间的装配关系和安装要求；了解设备各零部件的主要形状、材料、结构尺寸及强度尺寸和制造要求；了解设备在设计、制造、检验和安装等方面的技术要求。2023/3/14化工设计34Q:阅读化工设备图的方法和步骤?A:1.概括了解

2.视图分析3.零部件分析4．设备分析Q:通过什么途径，可以了解设备名称、规格、材料、重量、绘图比例等内容？A:标题栏Q:视图分析的作用？A:了解表达设备所采用的视图数量和表达方法，找出各视图、剖视等的位置及各自的表达重点。

敞开构筑物的结构尺寸1、框架设备框架：可与管廊结合一起布置，也可独立布置。也可根据各类设备的要求设置独立的框架，如塔框架、反应器框架、冷换设备和容器框架等。框架的结构尺寸：取决于设备的要求，在管廊附近的框架，其柱距一般应与管廊柱距对齐，柱距常为6m。框架跨度：随架空设备要求而不同。框架高度：应满足设备安装检修、工艺操作及管道敷设的要求，框架的层高应按最大设备的要求而定。框架布置：尽可能将尺寸相近设备安排在同一层框架上以节省建筑费用。五、建筑物

2、平台主要结构尺寸应满足下列要求：(1)平台宽度一般≮0.8m，平台上净空≮2.2m；(2)相邻塔器的平台标高应尽量一样，并尽可能布置成联合平台；(3)为人孔、手孔设置的平台，与人孔底部的距离宜为0.6~1.2m，≯1.5m；(4)为设备加料口设置的平台，距加料口顶≯1.0m；(5)直接装设在设备上的平台，不应妨碍设备的检修，否则应做成可拆卸式的平台；(6)平台的防护栏杆高度为1.0m，标高20以上的平台的防护栏杆高度应为1.2m。五、建筑物

3、梯子的主要尺寸(1)斜梯的角度一般为45°，由于条件限制也可采用55°，每段斜梯的高度≯5m，超过5m时应设梯间平台，分段设梯子。(2)斜梯的宽度≮0.7m，也≯1.0m。(3)直梯的宽度宜为0.4~0.6m。(4)设备上的直梯宜从侧面通向平台，每段直梯的高度≯8m，超过8m时必须设梯间平台，分段设梯子，超过2m的直梯应设安全护笼。(5)甲、乙、丙类防火的塔区联合平台及其他工艺设备和大型容器或容器组的平台，均应设置不少于两个通往地面的梯子作为安全出口，各安全出口的距离≯25m。但平台长度不大于8m的甲类防火平台和≯15m的乙、丙类平台，可只设一个梯子。五、建筑物

设备之间或设备与建、构筑物之间的净距设备之间或设备与建、构筑物之间的净距道路、铁路、通道和操作平台上方的净空高度或垂直距离道路、铁路、通道和操作平台上方的净空高度或垂直距离（1）考虑设备安装、检修所需的空间和面积。（2）要考虑设备能顺利进出车间。（3）对楼上设备要考虑设置吊装孔。（4）考虑设备检修、拆卸以及运送物料所需的起重运输设备。满足安装和检修要求满足土建要求（1）笨重设备和会产生很大振动的设备应设置在底层。（2）布置设备应避开建筑物的柱子和主梁。（3）设备不应布置在建筑物的沉降缝和伸缩缝。（4）设备不应布置在楼梯、大门和窗前。

使操作人员位于设备和窗之间，背光操作。特别高大的设备要避免靠窗布置背光操作示意图

满足安全、卫生和环保要求独立布置塔身设操作平台：供进出人孔、操作、维修仪表及阀门之用。塔或塔群：在设备区外侧操作侧面对道路，配管侧面对管廊，便于施工安装、维修与配管塔顶部设有吊杆，用以吊装塔盘等到零件。填料塔常在装料人孔的上空设吊梁，供吊装填料。单塔或特别高大的塔塔和立式容器的布置成列布置将几个塔的中心排成一条直线将高度相近的塔相邻布置联合平台优点：方便操作省投资塔和立式容器的布置沿建筑物或框架布置高位换热器的和容器的建筑物或框架旁。容器或换热器的平台：作塔的人孔，仪表和阀门的操作与维修的通道。将细而高的或负压塔的侧面固定在建筑或框架的适当高度：增加刚度，减少壁厚塔和立式容器的布置室内或框架内布置较小的塔平台和管道都支承在建筑物上，冷凝器可装在屋顶上或吊在屋顶梁下，利用位差重力回流。塔和立式容器的布置换热器的布置布置原则：顺应流程和缩短管道长度，其位置取决于与之密切联系的设备的位置。

如塔的换热器近塔布置，再沸器及冷凝器则与塔以大口径的管道连接，应取近塔布置，通常将它们分别布置在塔的两侧。

布置空间受限制时

如原来设计的换热器显得太长，可以换成一个短粗的换热器以适应布置空间的要求。传热：细而长的换热器较有利。卧式换热器：换成立式的以节约面积；立式换热器：换成卧式的以降低高度。换热器的布置设备布置图设备布置图的内容在设备布置过程中，一般应提供下列图样：设备布置图、设备安装详图、管口方位图。其中设备布置图是设备布置的主要图样。设备布置图定义：用来表示一个车间（装置）或一个工段（分区或工序）的生产和辅助设备在厂房建筑内务安装布置的图样称为设备布置图。设备布置图的内容1、一组视图：厂房建筑基本结构和设备布置情况。

2、尺寸及标注：建筑物定位轴线编号，设备布置有关尺寸，设备的位号与名称等。

3、安装方位标：方位基准图标。

4、说明与附注：对设备安装有特殊要求说明。

(1)通用附注设备布置图中都应附注如下内容：①立面图见图号×××××。②地面设计标高为EL×××.×××。③图例简化画法见×××××。

(2)其它附注5、设备一览表：列表填写设备位号﹑名称等。6、标题栏：注写图名﹑图号﹑比例等。绘制设备布置图的一般规定(1)线型及线宽

设备轮廓采用粗线(0.9～1.2mm)；设备支架与设备基础采用中粗线(0.5～0.7mm)；对于动设备（机泵等）如只绘出设备基础，图线宽度用0.9mm；除此之外均采用细线(0.15～0.3mm)。(2)图例及简化画法见表5-3（第4版p161-164;第三板p141-144)。(3)设备布置图常用的缩写词

见表5-4。(4)图名分成两行，上行写“××××设备布置图”，下行写“EL×××．×××平面”或“×—×剖视”等。设备布置图的视图(一)绘图比例、图幅及尺寸单位绘图比例通常采用1﹕50，1﹕100，在个别情况下（如大型贮罐或仓库等）可采用１﹕200或1﹕500。允许在一张图纸上各视图采用不同的比例，将主要采用比例注明在标题栏中，个别视图不同比例则在该视图名称的下方或右方予以注明。图幅一般采用一号(A1)图纸，如需分开绘制在几张图纸上，则每张图纸的幅面应力求统一。

标高、坐标以m为单位，小数以下应取三位数至mm为止。其余一律以mm为单位，只注数字，不注单位。设备布置图的视图图示方法设备布置图中视图的主体是设备与建筑物及构件，采用正投影法绘制。设备布置图表达内容：建筑物及其构件、设备。⑴建筑物及其构件①均用中实线画出。②厂房建筑空间大小﹑内部分隔，以及与设备安装定位有关的基本结构按比例用规定图例画出。③门﹑窗等构件只在平面图中画出它们的位置﹑门窗开启方向等，在剖视图上一概不予表示。④承重墙﹑柱等结构应按建筑图要求用细点划线画出建筑定位轴线。各设计阶段设备布置图的内容详细工程设计阶段的设备布置图共编制三版设备布置图。1、研究版或详1版设备布置图(简称“E”版)2、设计版或详2版设备布置图(简称“F”版)3、施工版设备布置图(简称“G”版，如图5-11所示)。根据《化工装置设备布置设计规定》：基础工程设计阶段的设备布置图可只绘制初版和确认版，详细工程设计阶段的设备布置图课只绘制设计版和施工版。设备布置图的绘制方法和程序(1)考虑设备布置图的视图配置。(2)选定绘图比例。(3)确定图纸幅面。(4)绘制平面图。(5)绘制剖视图。绘制步骤同平面图。(6）绘制方位标。(7）编制设备一览表，注写有关说明，填写标题栏。(8)检查、校核，最后完成图样。设备安装图设备安装图的内容与作用作用：表达安装、固定设备的非定型支架、支座、操作平台及附属的栈桥、钢梯、传动设备等。作为制造和安装的依据。内容：(1)一组视图(正视图和俯视图）(2)尺寸标注(3)说明和附注(4)明细栏和标题栏2023/3/14化工设计60三、化工车间应注意的问题

1、安全问题：易燃、易爆、有毒、腐蚀性管道不得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处，这些管道上还应设置安全阀、防爆膜、阻水器和水封等防火防爆装置，并应将放空管引至指定地点或高过屋面2m以上。

2、有腐蚀性管道，不得铺设在通道上空和并列管线的上方或内侧。2023/3/14化工设计613、管道铺设时应有一定的坡度，坡度方向一般是沿物流的方向，坡度一般为1/100~5/1000。粘度小的液体物料管道可取5/1000左右，含固体的物料管道可取1/100左右。

4、真空管线尽量短，尽量减少弯头和阀门，以降低阻力，达到更高的真空度。

5、管道应尽量集中布置在公用管架上，平行走直线，少拐弯，少交叉，不妨碍门窗开启和设备、阀门及管件的安装维修，并列管道的阀门应尽量错开排列。2023/3/14化工设计626、支管多的管道应布置在并行管线的外侧，引出支管时，气体管道应从上方引出，液体管道应从下方引出，管道应尽量避免出现“气袋”、“口袋”和“盲肠”。7、管道应尽量沿墙面铺设，或布置在固定在墙上的架管上，管道与墙面之间的距离以能容纳管件、阀门及方便安装维修为原则。2023/3/14化工设计638、管道穿过墙壁和楼板时，应在墙面和楼板上预埋一个直径套管，让管线穿过套管，防止管道移动或振动时对墙面或楼板造成损坏。套管应高出楼板、平台表面50mm。9、为了安装和操作方便，管道上的阀门和仪表的布置高度可以参考以下数据：阀门（包括球阀、截止阀、闸阀）1.2~1.6m

安全阀2.2m

温度计、压力计1.4~1.6m10、为了方便管道的安装、检修及防止变形后碰撞，管道间应保持一定的间距。阀门、法兰应尽量错开排列，以减小间距。2023/3/14化工设计6411、架空管道与地面的距离除符合工艺要求外，还应便于操作和检查。管道跨越通道时，最低点离地：通过人行道时不小于2m；通过公路时不小于4.5m；通过铁路时不小于6m；通过厂区高主要交通干线时离地5m。2023/3/14化工设计6511、架空管道与地面的距离除符合工艺要求外，还应便于操作和检查。管道跨越通道时，最低点离地：通过人行道时不小于2m；通过公路时不小于4.5m；通过铁路时不小于6m；通过厂区高主要交通干线时离地5m。2023/3/14化工设计6612、直接埋地或管沟中铺设的管道通过道路时应加套管等加以保护。13、为了防止介质在管内流动产生静电聚集而发生危险，易燃、易爆介质的管道应采取接地措施，以保证安全生产。14、长距离输送蒸汽或其他热物料的管道，应考虑热补偿问题，如在两个固定支架之间设置补偿器和滑动支架。2023/3/14化工设计6715、玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹，避免管道破裂时溅出液体，发出意外。16、为了避免发生电化学腐蚀，不锈钢管道不宜与碳钢管道直接接触，要采用胶垫隔离等措施。17、管道与阀门一般不宜直接支承在设备上。18、距离较近的两设备间的连接管道，不应直连，应用45。或90。弯接。19、管道布置时应兼顾电缆、照明、仪表及采暖通风等到其他非工艺管道的布置。2023/3/14化工设计68管架和管道的安装

管架是用来支承、固定和约束管道的。管架可分为室外管架和室内管架两类。管道支架（管卡、支架、吊架）已有标准设计，按《管架通用系列》选用。

管道支架按其作用分为四种：1、固定支架用在管道上不允许有任何位移的地方。2、滑动支架滑动支架只起支撑作用，允许管道在平面上一定位移。3、导向支架用于允许轴向位移而不允许横向位移的地方。4、弹簧吊架用于管道有垂直位移。

2023/3/14化工设计69一、管道在管架的平面布置原则

1、较重的管道（大直径、液体管道等）就布置在靠近支柱处，这样梁和柱所受弯矩小，节约管架材料。

2、连接管廊同侧设备的管道布置在设备同侧的外边；连接管架两侧的设备的管道布置在公用工程管线的左、右两边。

3、当采用双层管架时，一般将公用工程管道置于上层，工艺管道置于下层。2023/3/14化工设计704、管架上支管上切断阀应布置成一排，其位置应能从操作台或管廊上的人行道上进行操作和维修。

5、高温或低温的管道要用管托，将管道从管架上升高0.1m，以便于保温。

6、支架间的距离要适当，固定支架距离太大时，可能引起因热膨胀而产生弯曲变形；活动支架距离大时，两支架之间的管道因管道自重而产生下垂。2023/3/14化工设计71二、管道和管架的立面布置原则

1、当管架下方为通道时，管底距车行道路路面的距离要大于4.5m；道路为主干道时要大于6m；是人行道时要大于2.2m；管廊下有泵时要大于4m。2、通常使同方向的两层管道的标高相差1.0-1.6m,从总管上引出的支管比总管高或低0.5-0.8m。在管道改变方向要同时改变标高。大口径管道需要在水平面上转向时，要将它布置在管架最外侧。2023/3/14化工设计723、管架下布置机泵时，其标高应符合机泵布置时的净空要求。若操作平台下面的管道进入管道上层，则上层管道标高可根据操作平台标高来确定。4、装有孔板的管道宜布置在管架外侧，并尽量靠近柱子。自动调节阀可靠近柱子布置，并用柱子固定。若管廊上层设有局部平台或人行道时，需常操作或维修的阀门和仪表宜布置在管架上层。2023/3/14化工设计73管道布置图的阅读阅读管道布置图的目是通过图样了解该工程设计的设计意图和弄清楚管道、管件、阀门仪表控制点及管架等到在车间中具体布置情况。在阅读管道布置图之前，应从带控制点的工艺流程图中，初步了解生产工艺过程和流程中的设备、管道的配置情况和规格型号，从设备布置图中了解厂房建筑的大致构造和各个设备的具体位置及管口方位。读图时建议按照下列步骤进行，可以获得事半功倍的效果。2023/3/14化工设计74（1）概括了解首先要了解视图关系，了解平面图的分区情况，平面图、立面剖视图的数量及配置情况，在此基础上进一步弄清楚各立面剖视图在平面图上剖切位置及各个视图之间的关系。注意管道布置图样的类型、数量、有关管段图、管件图及管架图等。（2）详细分析，看懂管道的来龙去脉对照带控制点的工艺流程图，按流程顺序，根据管道编号，逐条弄清楚各管道的起始设备和终点设备及其管口。公用工程水源的选择一般而言，规模比较大的工厂宜在河道或湖泊等水源地建立给水基地。当附近没有河道、湖泊、水库时，可钻深井取水；而规模小的工厂且又靠近城市，则宜直接使用城市自来水作为水源。对于建在海边的化工厂可考虑取海水，但需要对其增设处理设施。第一节公用工程用水种类与用水量化工厂用水一般分为生产用水、生活用水和消防用水三类。1.生产用水：主要包括工艺用水、锅炉用水和冷却用水。

工艺用水是指直接构成某些产品组成的用水，如需要水作反应物、稀释剂以及作为精制过程或直接冷却过程的介质等。因此对生产用水都有明确的水质要求，需要经过必要的处理，分别按不同水质用管输送至装置，如软化水、去离子水或蒸汽凝结水等，对水质要求不高时也可以直接接新鲜水系统。

锅炉用水用于供给锅炉产生蒸汽。地表水或地下水都含有钙镁离子，这类水统称硬水。如果锅炉直接使用，容易导致锅炉结垢、恶化蒸汽品质、腐蚀锅炉气体，增加燃料消耗，严重时使锅炉开裂而引起爆炸。一般要经过沉淀软化、离子交换、除氧等处理过程以达到水质水质要求。用水种类与用水量2.生活用水：化工厂内除了生产用水外，还需要饮用水、洗浴以及烹调、化验室用水等，这些水统称生活用水。生活用水必须符合国家规定的卫生标准，要与生产用水分系统供应。生活用水可以在厂内自设净化设备供应，也可用市政部门供应的自来水。3.消防用水：是正常使用水外的紧急用水，在短时间内用水量很大，一般设置独立系统，包括消防水池、消防水泵和消防水管道系统。当工厂附近有大的水库、河流和湖泊时可不设消防水池。公用工程公用工程供热及冷冻工程(一)供热：化工厂供热工程一般有供汽和供导热油两种方式。也可以按接触方式分为：1、直接热源(1)烟道气加热优点是温度高，可达1000℃，使用方便，经济简单，缺点是温度不易控制、加热不均匀和带有明火及烟尘。(2)电加热优点是加热均匀、温度高、易于调节控制、清洁卫生，缺点是成本高2、间接热源(1)高温载热体加热温度范围可达160-500℃，对于160-370℃的常用联苯与联苯醚的混合物，加热温度在350-500℃的常用熔盐混合物HTS（即NaNO240%、KNO353%、NaNO37%），熔点142℃。(2)水蒸气化工生产中使用最广的热源，其优点是使用方便、加热均匀、速度快及易控制，但温度高时压力过大，不安全，所以多用于200℃以下的场合。公用工程供热及冷冻工程2、锅炉给水水质处理自来水难以达到锅炉给水水质标准，因此必须在保证锅炉安全运行又能使蒸汽满足相关规定的条件下对锅炉给水进行软化处理。(1)炉外化学水处理主要包括水的净化、软化、除盐、除氧、磁场处理5个方面。常见的水处理方法有沉淀软化处理法和阳离子交换处理法。前者是加入化学处理剂；后者是通过离子交换使水得到软化。(2)炉内加药处理：防止结垢及腐蚀，在锅炉内投入药剂，通过物理化学作用生成泥渣，作为污垢排出。公用工程供热及冷冻工程3、工业锅炉的选择自来水难以达到锅炉给水水质标准，因此必须在保证锅炉安全运行又能使蒸汽满足相关规定的条件下对锅炉给水进行软化处理。(1)工业锅炉选择的考虑因素第一：所选择锅炉的蒸汽参数应该与生产、生活、空调及采暖通风的需要相适应；第二：当热负荷较大时，应选用大容量的锅炉，同时为了避免因故障而影响生产，应选用至少2台锅炉；第三，燃料的选择应该和炉型一致；第四，根据就近原则选择锅炉。

(2)锅炉型号说明

工业锅炉产品型号由I,II,III三部分组成，其中，I部分包括型式代号、燃烧方式及蒸发量；II部分包括工作压力及过热蒸汽温度；III部分包括燃料总类、设计次序。供热及冷冻工程4、蒸汽供热设计条件(1)车间或装置设备平面布置图,标注出蒸汽管道进出口方位及标高；(2)供汽条件表5.供导热油系统优点：加热均匀、粘度小、传热好、易调节、不爆炸、对碳钢无腐蚀等缺点：有毒、气味难以忍受切渗透力强、易从阀门及法兰泄露等缺点。与供汽系统的差别，（1）供汽系统是蒸汽冷凝放出汽化潜热，导热油供热是降温放出显热的过程；前者有相变发生；后者没有相变发生。（2）蒸汽加热是非封闭、部分冷凝水循环过程或非循环加热过程，而导热油加热是封闭式强制循环。导热油加热的热损失明显小于蒸汽加热。导热油的选择原则：导热性能好，稳定性好，寿命长，凝固点低，腐蚀性小，毒性小；安全性好，价格适宜。导热油供热系统类型：生产供热型和综合供热型。安全防火与环境保护一、燃烧爆炸及防火防爆(一)化工生产中安全防火设计的重要性执行“生产必须安全、安全为了生产”的方针，任何一种违背安全原则的设计方案都不能采用。(二)燃烧与爆炸的起因及其危险程度

(5)燃烧热1、燃烧(1)燃烧三要素：物质本身具有可燃烧性、环境中气体含有助燃物（比如：氧气等）、明火（或火花）。(2)闪点物质在明火中能点燃的最低温度。(3)自燃点物质在没有外界引燃的条件下在空气中能自燃的温度。(4)爆炸极限在常温常压的条件下该物质在空气中能燃烧的最低至最高浓度范围。可燃物质在氧气（或空气）中完全燃烧时所释放的全部热量。燃烧爆炸及防火防爆燃烧与爆炸的起因及其危险程度2、爆炸由于巨大能量在瞬间的突然释放造成的一种冲击波。一般爆炸是和燃烧紧密相联的，当燃烧非常剧烈时燃烧物释放出大量能量，使周围体积剧烈膨胀而引起爆炸；而由于其他原因引起爆炸时，因为逸出的可燃性气体遇到火种就会燃烧。

要减少爆炸和燃烧危险就应消除引起爆炸燃烧的直接原因与间接原因比如：明火、静电导致的火花、转动电气设备可能造成的火花、设备管道的操作压力超过允许值等等都是引起爆炸燃烧的直接原因；而由于反应器加热器的温度上升失去控制使设备遭到破坏，或者由于放热反应速度急剧增加导致爆炸则是其间接原因。燃烧与爆炸的危险程度(1)气体评定气体火灾爆炸危险性的主要指标是爆炸极限和自燃点。气体的爆炸极限越宽,爆炸下限越低,其火灾爆炸危险性越大；气体的自燃点越高,其火灾爆炸危险性越小。(三)提供安全防火设计条件工艺人员应提供原料、中间体、成品的火灾危险性特征、物料用量和贮存量等数据资料。(2)液体评定液体火灾爆炸危险性的主要指标是爆炸极限和闪点。液体的闪点越低越易燃烧,炸极限越宽爆炸危险性越大。(3)固体固体物质的火灾危险性主要取诀于固体的熔点、燃点、自燃点、比表面积和热分解性等。熔点或自燃点低的固体比较容易燃烧,燃烧速度较快；单位比表面积越大,燃爆危险性越大；受热分解温度越低,其火灾危险性越大。安全防火与环境保护环境污染及其治理基础知识1、化学物质的急性毒性2、水质污染程度LD50-是指染毒动物半数死亡的剂量LC50-是指染毒动物半数死亡的浓度化学耗氧量(COD)-污水中所含有机物质与强氧化剂起反应的所有还原物质的总含量。一般用1升污水耗氧量的毫克数表示。生化需氧量(BOD)-1升污水中所含有机物质全部被氧化时所需的氧气量(mg/L)。一般以培养五天的结果,即五天生化所需氧量(BOD5)作为衡量水质污染的指标。溶解氧DO-单位体积水中含有溶解的游离氧气的质量(mg/L)。二、环境污染及其治理基础知识废水处理方法(1)按作用原理分为物理法、生物化学法、化学法和物理化学法①物理法：利用物理原理和机械作用对废水进行治理,包括采用沉降、均衡调节、过滤及离心分离等。②生物化学法：利用微生物去除废水中的溶胶物质和有机物质,包括活性污泥法、生物膜法和厌氧处理方法等。③物理化学法：通过物理化学过程处理废水除去水中污染物质,包括吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过滤和超吸附等方法。④化学法：采用化学药剂或其他化学反应手段对废水进行治理,包括中和、氧化还原、电解和离子交換等方法。工程概算费用与概算项目化工设计在扩初没计阶段编制概算,在施工图设计阶段编制预算,施工结束后编制决算。预算和决算可由施工单位和建设单位编制。设计概算是确定和控制建设项目全部投资的法定性文件。是编制固定资产投资计划,签订建设项目总承包合同和贷款合同、实行投资包干、控制施工图预算和考核设计的经济合理性的依据。通过概算可以衡量设计是否经济合理。编制概算时应遵循原化学工业部颁发的“化工设计概算编制办法”(化基发(1993)599号文件)、“化工引进项目工程建设概算编制规定”(化基发(1991)786号文件)和“化工工程建设其他費用编制