化工设计的内容与程序.ppt

1、,1 娄爱娟,吴志泉,吴叙美编. 化工设计. 华东理工大学出版社，2002 2 黄璐,王保国编.化工设计. 北京：化学工业出版社，2004 3 王静康主编.化工设计.北京：化学工业出版社，1995,教材：,主要参考书：,陈声宗主编. 化工设计（第三版）. 化学工业出版社，2012,2010年6月教育部开始实施“卓越工程师培养计划” 专业教育工程认证,工程能力和创新能力,化工设计大赛,核心课程,大学生,工程师,1 化工设计的内容与程序,教学内容： 1、化工设计的种类 2、化工厂设计的工作程序 3、化工车间(装置)工艺设计的程序及设计内容 4、设计文件 教学目的: 了解化工设计的程序、内容、方法、

2、工程技术人员通过设计，按工艺技术要求将想象内容转变成现实。 重 点: 化工设计的内容及基础知识 难 点: 与各基础知识与专业知识的结合点 教学课时: 2学时 教学方法： 多媒体讲授、课堂讨论,化工工程设计：将原料和能源转化为产品的规划与实施过程。是将科研成果、新技术付诸生产实践的过程，是化工企业得以建立的必经之路。,设 想,化工工程设计的意义： 新项目施工建设； 技术改造：对已投产的生产装置如何发现并解决生产中的问题、改进工艺、提高生产效率； 科研成果的转化。,化工设计：科学与艺术相结合,科 学,设计人员运用化学工程与工艺的基础知识，解决工程中的有关问题,考虑技术与经济的结合,艺术,需要通过实

3、验或凭借经验来正确，利用所获得的资料及数据解决工程问题,化工设计原则： (1)符合国家的经济政策和技术政策，合理运用国家的财富和资源； (2)工艺上可靠，经济上合理； (3)尽可能吸收最新科技成果，力求技术先进，经济效益更大； (4)不造成环境污染； (5)符合国家工业安全与卫生要求。,化工设计人员的必备素质： 1、业务素质：（工程能力） 具有查阅资料、搜集数据（文献和现场）的能力，并能进行综合与应用； 具有技术与经济相结合、劳动安全与环境保护的观点，并通过运用这些观点去观察、分析和解决问题的能力； 工程计算的能力； 与其他专业配合的能力； 用文字、图纸、表格表达设计思想的能力； 2、高度的责

4、任心(工程道德）和协作沟通能力；,化工设计是一项系统工程，化工工程设计的特点： 各专业集体设计，工艺专业起组织汇总，龙头的作用，必须对各专业进行技术交底，提出工艺要求、条件。 以图纸、说明书、表格作为最终设计成果。 不断创新，及时采用新技术、新信息。,化工厂特点 工艺流程复杂。化工生产从特定的原料出发通过化学反应生产产品，需经过几个甚至十几个反应，还需原料处理、产品提纯、精制、贮存等过程。伴随着大量的辅助工程和公用工程。 操作状态变化大。化工产品生产操作状态许多是在高温高压、低温高压条件下进行的，而这个条件是其他行业一般不需要的。例如：我国设计的合成氨，操作压力达30MPa；在乙烯深冷分离流程

5、中温度在-170以下。,流体输送多。化工生产绝大多数流程是流体流程，化工装置管道最多(约占安装工程用工的40左右)，与之相应的输送设备如泵、压缩机、风机在工程中所占比例也很多。 具有腐蚀性。化工生产过程的介质很多，PH值常大于或小于7，如强酸和强碱，它们对金屑有着强烈的腐蚀性。因此，除了对设备、管道的材质有持殊要求外，还要求对化工厂的建、构筑物采取衬里、防腐涂料等防腐蚀措施。 具有毒性。在化工生产中，很多化工产品都是有毒的，对化工生产装置操作的安全卫生等方面提出了持殊要求。,易燃、易爆性。在化工生产中的原料及产品有些是易燃易爆的。如一氧化碳、氢气、烷烃、烯烃、炔烃类及其衍生物，特别是苯、甲苯的

6、硝化物是属于炸药一类的物质，生产这些产品的装置建设，对防爆要求很高，尤其是对电气工程、自动化仪表工程的要求更高。（安全性） 非标设备多。化工生产过程的各个单元大部分是在静止设备如反应器、换热器、蒸馏塔、结晶器、蒸发器、容器中进行的，另外由于化工生产大多数物料是流体，故原料、半成品、成品的贮存多采用贮罐、球罐、油罐、气柜一类的大型容器，使化工生产的非标设备非常多。,化工厂分类 按产品分类，可分为：日用化工厂 石油化工厂 农药化工厂 橡胶厂 塑料厂等种类繁多的化工厂。 按生产规模分类，可分为：大型化工厂 中型化工 小型化工厂。,化工厂结构 人：化工厂的人员配置，有机关人员、工程技术人员(如总工程师

7、、工程师、技术员等)，操作人员及后勤行政人员(如销售等)。 财：化工厂的资金，分为固定资产及流动资金两大类。 物：化工厂的物资包括各种机器设备、材料及各种仪表等。 产：生产。 供：原材料及必要的机器设备，提供检修所需的一切物资。 销：产品的销售。,化工厂组成 一般化工厂是由生产部门以及辅助生产部门等组成的： 生产部门：一般根据不同产品分成不同生产车间，在每个生产车间中又按工艺流程设置原料工段、生产工段、成品工段、回收工段等。 辅助部门：原料及产品罐区或仓库、锅炉房、压缩空气站、冷冻站、循环水站、真空泵房、变电配电室、三废处理车间、机修车间、消防站等。 行政、生活部门：行政办公楼、更衣室、浴室、

8、食堂、医务室、门卫等。,1.1 化工设计的种类,一、根据项目性质分类：,新建项目设计； 重复建设项目设计； 技改项目设计。,二、化工过程开发程序：,1.1 化工设计的种类,化工工程设计阶段的划分 工程设计可根据工程的重要性、技术复杂性、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。 三段设计：重要的大型企业，使用复杂的技术时，为保证设计质量，按初步设计、扩大初步设计、施工图设计三个阶段进行； 两段设计：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进行； 一段设计：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。,三、国际

9、通用的设计阶段划分：,国际通用设计体制把全部设计划分为：,1.1 化工设计的种类,国外个设计阶段的主要设计内容及成品,1.1 化工设计的种类,1.2 化工厂设计的工作程序,一、国内化工厂设计的工作程序,1.2 化工厂设计的工作程序,（一）项目建议书,(1)项目建设的目的和意义，即项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义； (2)产品需求的初步预测； (3)产品方案和拟建规模； (4)工艺技术初步方案（生产方法，工艺路线和技术来源）； (5)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)公用工程及辅助设施初步方案,1.2 化工厂设计的工作程序,(8)环境保护； (9)

10、工厂组织，劳动定员； (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估算； (13)结论与建议。,我国规定： 投资超过2亿（包括2亿）项目由国家发改委或国务院批准 投资超过5000万（包括5000万）项目由省级主管部门批准 小型项目当地主管部门批准,1.2 化工厂设计的工作程序,（二）可行性研究报告,(1)总论，包括项目名称、主办单位名称、企业性质及法人、可行性研究的依据、可行性研究的主要内容和论据、只要技术经济指标、评价的结论性意见，存在问题和建议等； (2)需求预测：包括国内外需求情况和产品的价格分析； (3)产品的生产方案和生产规模； (4

11、)工艺技术方案的选择、物料平衡和消耗定额、主要设备的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等； (5)原材料、燃料及水电汽的来源和供应；,(6)建厂条件和厂址选择布局方案； (7)公用工程和辅助设施方案； (8)节能； (9)环境保护； (10)劳动保护与安全； (11)工厂组织、劳动定员和人员培训； (12)项目实施规划； (13)投资估算和资金筹措； (14)经济效益评价及社会效益评价； (15)结论：包括综合评价和研究结论、存在问题及建议等。,1.2 化工厂设计的工作程序,1.2 化工厂设计的工作程序,（三）设计任务书,(1)项目设计的目和依据； (2)生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则

12、； (3)矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件； (4)资源综合利用、环境保护、三废治理的要求； (5)厂址和占地，面积和城市规划的关系； (6)防空、防震的要求； (7)建设工期和进度计划； (8)投资控制数； (9)劳动定员和组织管理制度； (10)经济效益、资金来源、投资回收年限。,1.2 化工厂设计的工作程序,（四）扩大初步设计,扩大初步设计的内容及设计成果,（五）施工图设计,工艺专业施工图设计的内容：,(1) 设计说明书； (2) 附图： 管道及仪表流程图 工艺设备布置图 工艺设备安装图 公用工程系统图 管道布置图（配管图） 管架管件图 设备管口方位图等等 (

13、3) 附表： 设备一览表、工艺管路一览表、管段表、管架表、综合材料表等等,1.2 化工厂设计的工作程序,（六）设计代表工作,（1）设计交底 （2）参加现场建设指挥和及时修正； （3）参加装置的试运转； （4）竣工、验收和总结,1.2 化工厂设计的工作程序,我国化工设计采用四级审核，即设计、校对、审核、批准。 化工设计的单位的资质分为四级：甲级、乙级、丙级、丁级,目前国际习惯划分： 工艺设计 基础工程设计 详细工程设计,二、国外通用设计程序,1.2 化工厂设计的工作程序,一、设计准备工作,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容,熟悉设计任务书 制定设计工作计划 查阅文献 收集一手资料,二、方案设计

14、,确定生产方法和工艺流程,举例：溴,三、化工计算,物料衡算 能量衡算 设备选型及计算,四、车间布置设计,五、配管工程设计,六、提供设计条件,七、编制概算书和编制设计文件,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容,1.4 设计文件,一、扩大初步设计文件,具体内容：自学（P11-20）,二、施工图设计文件,施工图设计文件,文字说明,表格,图纸,具体内容：自学（P20-22）,化工设计还必须遵循国家和行业的设计规范和相关的政策、法规。其中主要的例举如下（一小部分）： 1、化工企业总图运输设计规范 HG/T 206491998 2、工矿企业总平面设计规范 GB 501871993 3、石油化工工艺装置布置设计通则 SH3011-2000 4、石油化工给水排水管道设计图例 SH 3089-1998 5、石油化工管道器材