工廠設(shè)計(jì)概論全冊(cè)配套課件

1、工廠設(shè)計(jì)概論全冊(cè)配套課件工廠設(shè)計(jì)概論全冊(cè)配套課件第一章第一章化工過程設(shè)計(jì)化工過程設(shè)計(jì)1.1過程工程過程工程化工過程：化工過程：化學(xué)工業(yè)和石油化工等復(fù)雜系統(tǒng)的核心部分。過程工程過程工程：概括了建立和定量地分析整個(gè)工廠的工藝過程流程的全部工作內(nèi)容，而且要求所建立的過程流程必須是技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、符合安全條例、易于操作的實(shí)體。包括：過程開發(fā)、過程設(shè)計(jì)、過程完善。過程開發(fā)過程開發(fā)是指過程的概念設(shè)計(jì)及研究的定向評(píng)價(jià)。過程開發(fā)過程開發(fā)內(nèi)容有：1. 研究部門所研究的過程開發(fā)及評(píng)價(jià)。2.引進(jìn)技術(shù)的過程評(píng)價(jià)。3.新過程的基準(zhǔn)規(guī)?；蛑性囈?guī)模的開發(fā)。 4. 出于革新的目的對(duì)現(xiàn)存過程的綜述。過程設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)：包

2、括預(yù)過程設(shè)計(jì)與最終過程設(shè)計(jì)。 最終過程設(shè)計(jì)可提供建立過程所需的全部文件和圖紙。過程完善過程完善：是面對(duì)已經(jīng)建成的化工過程，對(duì)它進(jìn)行過程分析，找出問題，優(yōu)化操作策略，改革工程設(shè)施，實(shí)現(xiàn)挖潛的目的。過程工程包括全新過程的建立和老過程的改造兩部分。經(jīng)濟(jì)法則是指導(dǎo)過程工作的基本方針之一。1.2 過程設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì) 過程設(shè)計(jì)：過程設(shè)計(jì)：指繼過程開發(fā)研究之后直至完成課題全部設(shè)計(jì)圖紙的階段。是總結(jié)過程開發(fā)階段的全部信息，進(jìn)而完成全部過程的合成方案。對(duì)設(shè)計(jì)者要求對(duì)設(shè)計(jì)者要求：必須全面掌握過程開發(fā)的內(nèi)容，分清哪些是屬于成熟的、有操作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)；哪些是沒有經(jīng)驗(yàn)、不具備工業(yè)實(shí)踐的技術(shù)。四、五十年代逐級(jí)放大；七十年代采

3、用計(jì)算機(jī)模擬與優(yōu)化。優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)通常是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和能耗指標(biāo)。核心目標(biāo)：核心目標(biāo)：確定出一個(gè)綜合優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，尋找最佳操作條件，使其各個(gè)方面皆能處于優(yōu)化狀態(tài)。 過程設(shè)計(jì)的主要步驟過程設(shè)計(jì)的主要步驟 開始開始 1.現(xiàn)有情況：經(jīng)濟(jì)考慮和社會(huì)需要2. 想法：原料、產(chǎn)品、路線、產(chǎn)量3. 過程合成：概念變化4.流程選擇5.設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：變量（迭代變量、設(shè)計(jì)變量），模型（過程操作模型、物性模型），過程的公共工程6.設(shè)計(jì)方法：非設(shè)計(jì)變量的初值和收斂方法7.過程設(shè)計(jì)：物料和能量衡算、過程流股一覽表、過程設(shè)備一覽表、公共工程一覽表、過程流程圖、過程說明、第二定理分析8.初步經(jīng)濟(jì)分析：投資、操作費(fèi)用，產(chǎn)生吸引力準(zhǔn)則9

4、.經(jīng)濟(jì)因素：經(jīng)濟(jì)、熱力學(xué)效率、可操作性、安全性、環(huán)境保護(hù)和保健10. 最優(yōu)化方法：目標(biāo)函數(shù)、方法-設(shè)計(jì)變量最優(yōu)化-返回6 結(jié)構(gòu)最優(yōu)化-返回3 符合要求 過程設(shè)計(jì)報(bào)告 完成完成設(shè)計(jì)工作要點(diǎn)設(shè)計(jì)工作要點(diǎn) ( 五個(gè)選擇 )：1. 過程的選擇：用標(biāo)準(zhǔn)的單元操作實(shí)現(xiàn)過程合成是關(guān)鍵。2. 生產(chǎn)能力的選擇3. 過程結(jié)構(gòu)的選擇4. 過程條件的選擇：溫度、壓力、濃度、停留時(shí)間等。5. 其它條件的選擇：設(shè)備的初估尺寸、備用件選定、可操作性、安全性、過程控制、外圍設(shè)施配置等。過程設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)過程設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)：確定最佳設(shè)備單元及其間的最佳組合；導(dǎo)找最佳操作條件，在此條件下，能使產(chǎn)品以最低成本，達(dá)到所希望的產(chǎn)率。同

5、時(shí)還必須考慮安全與環(huán)境保護(hù)的必要約束條件。過程設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的問題，不但要進(jìn)行定量計(jì)算，而且還要處理大量的信息，進(jìn)行嚴(yán)密的邏輯推理，引用專家的經(jīng)驗(yàn)。過程設(shè)計(jì)進(jìn)一步開發(fā)的課題有：過程設(shè)計(jì)進(jìn)一步開發(fā)的課題有： 1. 全流程大系統(tǒng)模擬的數(shù)值方法。2. 過程設(shè)計(jì)中熱物理性質(zhì)模型。3. 包括過程控制在內(nèi)的過程合成。4. 過程設(shè)計(jì)中的可操作性分析。5. 有效能分析評(píng)價(jià)方法。6. 專家系統(tǒng)與大系統(tǒng)的優(yōu)化。1.3計(jì)算機(jī)輔助化工過程設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助化工過程設(shè)計(jì)的硬件和軟件硬件和軟件一、一、硬件硬件大型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)二、軟件二、軟件開發(fā)新的模擬系統(tǒng)第二章第二章 基本建設(shè)程序及設(shè)計(jì)概論基本建設(shè)程序

6、及設(shè)計(jì)概論 2.1基本建設(shè)程序基本建設(shè)程序 一個(gè)工程項(xiàng)目從設(shè)想到建成投產(chǎn)階段稱為基本建設(shè)階段。 分三個(gè)時(shí)期：分三個(gè)時(shí)期：投資決策前時(shí)期、投資時(shí)期、生產(chǎn)時(shí)期。 投資決策前時(shí)期（建設(shè)前期）投資決策前時(shí)期（建設(shè)前期）：主要是做好技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析工作，以選擇最佳方案，確保項(xiàng)目建設(shè)順利進(jìn)行和取得最佳經(jīng)濟(jì)效果。投資時(shí)期（建設(shè)時(shí)期）投資時(shí)期（建設(shè)時(shí)期）：包括談判和訂立合同、設(shè)計(jì)、施工、試運(yùn)轉(zhuǎn)等階段。 生產(chǎn)時(shí)期生產(chǎn)時(shí)期：正式投產(chǎn)后進(jìn)行生產(chǎn)。 圖圖2-1：我國現(xiàn)行的基本建設(shè)程序我國現(xiàn)行的基本建設(shè)程序 建設(shè)前期各項(xiàng)準(zhǔn)備工作 項(xiàng)目建議書 初步可行性研究 詳細(xì)可行性研究 初步?jīng)Q策 (三千萬以上大型項(xiàng)目) 工程評(píng)估 最終決

7、策 設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì) 施工圖設(shè)計(jì)圖2-2： 美國現(xiàn)行的基本建設(shè)程序 準(zhǔn)備工作 投資機(jī)會(huì)研究 初步可行性研究 技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性研究 初步?jīng)Q策 評(píng)價(jià)報(bào)告 最終決策 總體設(shè)計(jì) 施工圖設(shè)計(jì)2.2項(xiàng)目建議書項(xiàng)目建議書項(xiàng)目建議書：項(xiàng)目建議書：是投資決策前對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的輪廓設(shè)想，主要是從項(xiàng)目的必要性方面考慮，同時(shí)也進(jìn)行初步分析項(xiàng)目的可行性。一、依據(jù)一、依據(jù) 必須根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，結(jié)合礦藏、水利等資源條件和現(xiàn)有生產(chǎn)力分析，在廣泛調(diào)查、收集資料、踏勘廠址、弄清建廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件后，提出具體的項(xiàng)目建議書，向國家有關(guān)部門推薦項(xiàng)目。 二、二、作用作用項(xiàng)目建議書是進(jìn)行各項(xiàng)準(zhǔn)備工作的依據(jù)。由各部、

8、各地方、各企業(yè)提出，批準(zhǔn)的項(xiàng)目建議書是正式開展可行性研究、編制計(jì)劃任務(wù)書的依據(jù)。項(xiàng)目建議書經(jīng)綜合部門平衡、篩選后，需要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行可行性研究論證。三、三、內(nèi)容內(nèi)容 1. 項(xiàng)目建設(shè)目的和意義。 即項(xiàng)目提出的背景和依據(jù)，投資的必要性及經(jīng)濟(jì)意義。 2. 產(chǎn)品需求初步預(yù)測(cè)。 3. 產(chǎn)品方案和擬建規(guī)模。 4. 工藝技術(shù)方案（原料路線、生產(chǎn)方法和技術(shù)來源）。 5. 資源、主要原材料、燃料和動(dòng)力供應(yīng)。 6. 建廠條件和廠址初步方案。 7. 環(huán)境保護(hù)。 8. 工廠組織和勞動(dòng)力定員估算。 9. 項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃設(shè)想。 10. 投資估算和資金籌措設(shè)想。 11. 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的初步估算。2.3可行性研究可行性研究

9、可行性研究是對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效果及價(jià)值的研究?？尚行匝芯康某晒歉鶕?jù)各項(xiàng)調(diào)查研究材料進(jìn)行分析、比較而得出的。它的證據(jù)以大量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，這是可行性研究的一大特點(diǎn)。因此，在可行性研究時(shí)，必須搜集各種資料、數(shù)據(jù)作為開展工作的前提和條件。 一、可行性研究的主要依據(jù)可行性研究的主要依據(jù) 1. 根據(jù)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃進(jìn)行可行性研究。 2. 根據(jù)經(jīng)國家計(jì)劃部門批準(zhǔn)后的項(xiàng)目建議書展開可行性研究。 3. 經(jīng)國家正式批準(zhǔn)的資源報(bào)告和各種有關(guān)規(guī)劃。 4. 可靠的自然、地理、氣象、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等基礎(chǔ)資料。 5. 有關(guān)工程技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、指標(biāo)等。 6. 國家公布的用于進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)價(jià)的有關(guān)參數(shù)、

10、數(shù)據(jù)、指標(biāo)。二、可行性研究的作用二、可行性研究的作用可行性研究是基本建設(shè)的首要環(huán)節(jié)，主要作用有：1. 作為建設(shè)項(xiàng)目投資決策和編制計(jì)劃任務(wù)書的依據(jù)。2. 作為向銀行申請(qǐng)貸款的依據(jù)。3. 作為與建設(shè)項(xiàng)目有關(guān)部門商談合同和協(xié)議的依據(jù)。4. 作為建設(shè)項(xiàng)目開展初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。5. 作為擬采用新技術(shù)、新設(shè)備研究計(jì)劃的依據(jù)。6. 作為安排基本建設(shè)計(jì)劃和開展各項(xiàng)建設(shè)前期工作的參 考。 7. 作為環(huán)保當(dāng)局審查建設(shè)項(xiàng)目對(duì)環(huán)境影響的依據(jù)。三、可行性研究的步驟可行性研究的步驟 可行性研究的內(nèi)容涉及面廣，既有工程技術(shù)問題，又有經(jīng)濟(jì)財(cái)務(wù)問題。在進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)，一般應(yīng)有：工業(yè)經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)分析、工業(yè)管理、工藝、設(shè)備、土建和財(cái)務(wù)

11、等方面的人員參加。此外，根據(jù)需要，還可請(qǐng)些其它專業(yè)人員（如：地質(zhì)、土壤、實(shí)驗(yàn)室等人員）短期協(xié)助工作。 可行性研究一般分兩段：初步可行性研究和可行性研究。 初步可行性研究的目的：分析項(xiàng)目建議書所得出的結(jié)論是否正確，作出是否需要進(jìn)行下一步可行性研究；是否有發(fā)展前景及生命力；是否應(yīng)該投資的決定；項(xiàng)目中有哪些重大關(guān)鍵問題還需作專題性研究。 一般性工程項(xiàng)目只需進(jìn)行可行性研究，分六個(gè)步驟：1.開始籌開始籌劃；劃；2.調(diào)查研究；調(diào)查研究；3.優(yōu)化和選擇方案；優(yōu)化和選擇方案；4.詳細(xì)研究；詳細(xì)研究；5.編寫可行性編寫可行性研究報(bào)告書；研究報(bào)告書；6.資金籌措資金籌措 1.開始籌劃開始籌劃 了解項(xiàng)目提出的背景、

12、可行性研究的主要依據(jù)，摸清委托者的目標(biāo)和意圖，討論研究項(xiàng)目的范圍、界限，明確研究?jī)?nèi)容，制訂工作計(jì)劃。 2.調(diào)查研究調(diào)查研究 主要是實(shí)地調(diào)查和技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究工作。包括：市場(chǎng)調(diào)查、經(jīng)濟(jì)規(guī)模研究、原材料、能源、工藝技術(shù)、設(shè)備選型、運(yùn)輸條件、外圍工程、環(huán)境保護(hù)和管理人員培訓(xùn)等，每項(xiàng)調(diào)查都要分別作出評(píng)價(jià)。3.優(yōu)化和選擇方案優(yōu)化和選擇方案 把前階段每一項(xiàng)目調(diào)查研究的各個(gè)不同方面的內(nèi)容進(jìn)行組合，設(shè)計(jì)出各種可供選擇的方案，決定選擇方案的重大原則問題和選擇標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過多方案的分析和比較，推薦最佳方案。對(duì)推薦方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)放棄的方案說明理由，對(duì)一些方案選擇的重大原則問題要與委托者進(jìn)行深入的研究。 4.詳細(xì)研究詳細(xì)

13、研究 上階段研究工作的繼續(xù)和驗(yàn)證。 要對(duì)選出的最佳方案進(jìn)行更詳細(xì)的分析研究，復(fù)查和核定各項(xiàng)分析材料，明確建設(shè)項(xiàng)目的范圍、投資、經(jīng)營的范圍和收入等數(shù)據(jù)并對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)和財(cái)務(wù)特性作出評(píng)價(jià)。經(jīng)過分析研究，要證明所選方案在設(shè)計(jì)和施工方面是可順利實(shí)現(xiàn)的，在財(cái)務(wù)、經(jīng)濟(jì)上是有利的，是一個(gè)令人滿意的方案。為檢驗(yàn)建設(shè)項(xiàng)目的效果和風(fēng)險(xiǎn)，還要進(jìn)行敏感性分析，表明成本、價(jià)格、銷售量、建設(shè)工期等不明確因素變化時(shí)，對(duì)企業(yè)收益所產(chǎn)生的影響。 5.編寫可行性研究報(bào)告書編寫可行性研究報(bào)告書6.資金籌措資金籌措四、可行性研究報(bào)告書的內(nèi)容 可行性研究的內(nèi)容，隨行業(yè)不同有所差異，側(cè)重點(diǎn)各有不同，但其基本內(nèi)容是相同的。一般應(yīng)具備以下

14、內(nèi)容：1.總論總論（1）項(xiàng)目提出的背景（改、擴(kuò)建項(xiàng)目要說明企業(yè)概況）。 包括項(xiàng)目提出的歷史背景和過程，項(xiàng)目建議書的主要內(nèi)容、審批意見，委托單位的補(bǔ)充說明。（2）研究工作的依據(jù)和范圍。 如：項(xiàng)目建議書及其審批意見、可行性研究委托書、環(huán)境影響報(bào)告書等文件以及研究工作的范圍。（3）研究工作概況。 包括編制過程和調(diào)查研究概況，試驗(yàn)課題進(jìn)展進(jìn)度及結(jié)果，涉外談判等。（4）研究結(jié)論 內(nèi)容包括：生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、市場(chǎng)需求、投資評(píng)估及經(jīng)濟(jì)效益、廠址概況、主要原料供應(yīng)、工藝技術(shù)路線、環(huán)境保護(hù)、綜合評(píng)價(jià)等。（5）建設(shè)方案的主要技求經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（見表2-1）（6）存在的問題和建議。 表表2-1主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指

15、標(biāo)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)序號(hào)指標(biāo)名稱指標(biāo)名稱單位單位指標(biāo)指標(biāo)備注備注1生產(chǎn)規(guī)模/a2產(chǎn)品方案：其中：外銷/a/a3生產(chǎn)方法4工作制度：全年生產(chǎn)天數(shù)每天工作小時(shí)dh5主要原材料、燃料年用量/a按主要原材料分列6主要原材料、燃料、動(dòng)力消耗定額/單位產(chǎn)品按產(chǎn)品品種分類7全廠綜合能耗總量t 標(biāo)煤/a8單位產(chǎn)品綜合能耗t 標(biāo)煤/單位產(chǎn)品表表2-1主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)(續(xù)一續(xù)一)序號(hào)序號(hào)指標(biāo)名稱指標(biāo)名稱單位單位指標(biāo)指標(biāo)備注備注9公用動(dòng)力負(fù)荷：用汽負(fù)荷：最大 平均用電負(fù)荷：用水量：最大 平均用冷負(fù)荷：最大 平均用壓縮空氣負(fù)荷：最大 平均t/ht/hkwm3/hm3/hkj/hkj/hNm3/hNm

16、3/h10運(yùn)輸量：其中：運(yùn)入量 運(yùn)出量t/at/a11全廠定員總計(jì)：其中：工人 工程技術(shù)人員 管理人員 服務(wù)人員人人人人包括技術(shù)管理人員占全員的百分比占全員的百分比表表2-1主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)(續(xù)二續(xù)二)序號(hào)序號(hào)指標(biāo)名稱指標(biāo)名稱單位單位指標(biāo)指標(biāo)備注備注12全廠建筑指標(biāo)：占地面積其中：生產(chǎn)區(qū) 生活區(qū)建筑面積其中：生產(chǎn)區(qū) 生活區(qū)生產(chǎn)區(qū)建筑系數(shù)生產(chǎn)場(chǎng)地利用系數(shù)m2m2m2m2m2% 13總投資其中：固定資產(chǎn)投資 流動(dòng)資金 建設(shè)期借款利息萬元萬元萬元萬元其中：外匯 萬美元 外匯 萬美元 外匯 萬美元 外匯 萬美元14投資指標(biāo)單位產(chǎn)品占用固定資產(chǎn)投資元/單位產(chǎn)品15年總產(chǎn)值 ( 現(xiàn)行價(jià) )

17、萬元表表2-1主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)(續(xù)三續(xù)三)序號(hào)序號(hào)指標(biāo)名稱指標(biāo)名稱單位單位指標(biāo)指標(biāo)備注備注16年利稅其中：年利潤(rùn) 年稅金萬元萬元萬元17年總成本萬元正常年或生產(chǎn)期年平均18財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率%19投資回收期 ( 靜態(tài) ) 年包括建設(shè)期20借款償還期年自借款日起算，有外匯借款的應(yīng)單列21外匯凈現(xiàn)值萬美元22經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率%注： 改建、擴(kuò)建和技術(shù)改造項(xiàng)目應(yīng)分別列出改、擴(kuò)建前后各項(xiàng)指標(biāo)和增效益。 中外合資經(jīng)營項(xiàng)目指標(biāo)可根據(jù)合資項(xiàng)目的要求增補(bǔ)。 2. 需求預(yù)測(cè)和擬建規(guī)模 （1）市場(chǎng)需求預(yù)測(cè) 包括：國內(nèi)外產(chǎn)品概況及發(fā)展趨勢(shì)，國內(nèi)現(xiàn)有工廠生產(chǎn)能力及銷售預(yù)測(cè)等。 （2）產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力及進(jìn)入國際市場(chǎng)

18、前景 （3）推薦的建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案、發(fā)展方向的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析 3. 資源、原材料、能源概況 （1）資源評(píng)述 說明擬利用的資源所在地的資源現(xiàn)狀、開發(fā)規(guī)劃、條件及要求。 （2）原材料概況及供應(yīng)條件 包括主要原材料供應(yīng)的可能性、經(jīng)濟(jì)技術(shù)的合理性及主要原材料的種類、規(guī)格、質(zhì)量、供應(yīng)量、來源、運(yùn)輸方式等。 （3）能源供應(yīng)情況 說明燃料供應(yīng)情況、用電負(fù)荷及供應(yīng)情況、水資源利用條件及評(píng)述等。表表2-2市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)的綜合分析市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)的綜合分析序號(hào)項(xiàng) 目以往年份預(yù)測(cè)年份1總需求量： 國內(nèi)總需求量 國內(nèi)銷售量 未滿足需求量 出口量2總供應(yīng)量 國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)能力 進(jìn)口量3總需求量超過總供應(yīng)量4本項(xiàng)目建議書產(chǎn)

19、量5其它擬建項(xiàng)目產(chǎn)量 4. 建廠條件及廠址方案 （1）建廠的地理位置、氣象、水文、地質(zhì)、地形條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀。 （2）交通運(yùn)輸及水、電、汽的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。 （3）廠址選擇和比較意見。 5. 設(shè)計(jì)方案 （1）全廠總體布置和廠內(nèi)、外運(yùn)輸方案的比較和選擇。 （2）工藝技術(shù)路線和主要設(shè)備的比較和選擇。 （3）主要工藝技術(shù)參數(shù)的確定和主要原材料、燃料、動(dòng)力消耗指標(biāo)（應(yīng)與國內(nèi)、外先進(jìn)指標(biāo)對(duì)比）。 （4）全廠土建工程概況及其它公用設(shè)施的考慮。 （5）全廠供排水、供電、供熱、采暖通風(fēng)和制冷、自控儀表設(shè)計(jì)方案及選型概述等。 6. 環(huán)境保護(hù)及綜合利用 （1）環(huán)境歷史及現(xiàn)狀描述。 （2）建設(shè)項(xiàng)目對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響預(yù)

20、測(cè)和評(píng)價(jià)。 （3）三廢處理、綜合利用、環(huán)境保護(hù)措施。 （4）環(huán)境保護(hù)工作投資估算。 7. 勞動(dòng)保護(hù)、安全防護(hù)、工業(yè)衛(wèi)生。 （1）說明車間（工段）有害物質(zhì)概況及采取的技術(shù)措施和安全防護(hù)措施。 （2）產(chǎn)品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和要求及采取的技術(shù)措施和設(shè)施的投資估算等。 8. 企業(yè)組織、勞動(dòng)定員和人員培訓(xùn)。 （1）企業(yè)組織系統(tǒng)原則。 （2）全廠定員依據(jù)及人員構(gòu)成分析。 （3）勞動(dòng)生產(chǎn)率指標(biāo)。 （4）人員培訓(xùn)等。 9. 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度的建議。 （1）全廠工程進(jìn)度計(jì)劃的建議（包含設(shè)計(jì)、施工、安裝、調(diào)試、試生產(chǎn)）。 （2）分階段（建設(shè)前期、建設(shè)期）各項(xiàng)工作及工程實(shí)施進(jìn)度的建議。 （3）若為涉外工程，應(yīng)考慮詢價(jià)、談判、出

21、國考察、簽訂合同、設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)等進(jìn)度計(jì)劃的建議。 10.投資估算和資金籌措 投資估算必須說明固定資產(chǎn)投資的依據(jù)、固定資產(chǎn)投資及構(gòu)成分析、流動(dòng)資金的估算和建設(shè)資金總額等。 資金籌措包括資金用款計(jì)劃編制依據(jù)、資金來源、籌措方式、數(shù)額和利率估計(jì)、償還方式等。 11.產(chǎn)品成本估算。 包括單位產(chǎn)品成本和總成本、產(chǎn)品成本估算依據(jù)（含原材料消耗定額、價(jià)格、各種費(fèi)用的定額標(biāo)準(zhǔn)、工資、折舊和推銷以及其它費(fèi)用）和產(chǎn)品成本分析等。 五、 可行性研究應(yīng)注意的事項(xiàng)可行性研究應(yīng)注意的事項(xiàng) 1. 可行性研究應(yīng)具有科學(xué)性和獨(dú)立性 2. 可行性研究的深度需滿足要求 3. 承擔(dān)可行性研究的單位應(yīng)具備資格和承擔(dān)責(zé)任 承擔(dān)可行性研究的單

22、位須經(jīng)國務(wù)院有關(guān)部委或省、市、自治區(qū)進(jìn)行資格審查。 承擔(dān)可行性研究的單位對(duì)報(bào)告中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和結(jié)論負(fù)責(zé)。 委托單位應(yīng)提交必要的有關(guān)文件和數(shù)據(jù)。4. 可行性研究報(bào)告由建設(shè)單位送審。 12.財(cái)務(wù)及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)主要是計(jì)算項(xiàng)目的內(nèi)部收益率和資金回收期（含利潤(rùn)估算、現(xiàn)金流動(dòng)分析、償清能力分析、不確定性分析、外匯平衡分析等）。 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)整及原則依據(jù)（含固定資產(chǎn)投資、統(tǒng)動(dòng)資金、產(chǎn)品價(jià)格和銷售收入、投入物價(jià)格和經(jīng)營成本的調(diào)整等），項(xiàng)目的外部收益和費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)現(xiàn)金流動(dòng)分析，不確定性分析，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及評(píng)價(jià)結(jié)論等。五、 可行性研究應(yīng)注意的事項(xiàng)可行性研究應(yīng)注意的事項(xiàng) 1. 可行性研究應(yīng)具有科學(xué)性

23、和獨(dú)立性 2. 可行性研究的深度需滿足要求 3. 承擔(dān)可行性研究的單位應(yīng)具備資格和承擔(dān)責(zé)任 承擔(dān)可行性研究的單位須經(jīng)國務(wù)院有關(guān)部委或省、市、自治區(qū)進(jìn)行資格審查。 承擔(dān)可行性研究的單位對(duì)報(bào)告中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和結(jié)論負(fù)責(zé)。 委托單位應(yīng)提交必要的有關(guān)文件和數(shù)據(jù)。4. 可行性研究報(bào)告由建設(shè)單位送審。2.4設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書(簡(jiǎn)稱計(jì)劃任務(wù)書或設(shè)計(jì)任務(wù)書）一、一、編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容 1. 建設(shè)目的和內(nèi)容 2. 建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)方法和工藝原則 3. 礦產(chǎn)資源、水文地質(zhì)和原材料、燃料、動(dòng)力、供水、供電、運(yùn)輸?shù)葏f(xié)作單位。 4. 建設(shè)地區(qū)或地點(diǎn)、占地面積的估算、地形圖等。 5.

24、資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)、“三廢” 治理的要求等。 6. 建廠進(jìn)度和工期(由何單位設(shè)計(jì)、施工，何時(shí)完工、試產(chǎn)，何時(shí)正式生產(chǎn)等) 。 7. 投資估算和總投資控制數(shù)。 8. 勞動(dòng)力定員控制數(shù)、人員培訓(xùn)計(jì)劃。 9. 要求達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益。二、二、編制計(jì)劃任務(wù)書時(shí)應(yīng)注意的問題編制計(jì)劃任務(wù)書時(shí)應(yīng)注意的問題 1. 礦山資源、工程地質(zhì)、水文資料的勘探、勘察報(bào)告，要有主管部門的正式批準(zhǔn)文件。 2. 主要原材料、燃料、動(dòng)力等需外部供應(yīng)的，要有草簽協(xié)作意見書或文件。 3. 交通運(yùn)輸、供排水、市政公用設(shè)施等要草簽協(xié)作意見書或文件。 4. 建設(shè)用地要有當(dāng)?shù)卣饨邮芤庀蛐詤f(xié)議書。 5. 環(huán)保應(yīng)有環(huán)保部門鑒定意見。 6.

25、 采用新技術(shù)、新工藝要有可用于工程建設(shè)的鑒定書。 7. 建設(shè)資金來源應(yīng)可靠。 所有設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書應(yīng)報(bào)上級(jí)有關(guān)部門批準(zhǔn)后方可進(jìn)行下一步工作。2.5設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段按工程規(guī)模的大小、技術(shù)復(fù)雜程度和有無設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)而分為：三階段設(shè)計(jì)、二階段設(shè)計(jì)、一次完成設(shè)計(jì)三種。 凡是重大工程項(xiàng)目，技術(shù)要求嚴(yán)格，工藝流程復(fù)雜，設(shè)計(jì)又往往缺乏經(jīng)驗(yàn)，為了保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，一般采用三階段設(shè)計(jì)。即：初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。 技術(shù)成熟的中小型工程，為了簡(jiǎn)比設(shè)計(jì)步驟，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，可以按二階段設(shè)計(jì)進(jìn)行。（二階段設(shè)計(jì)有兩種：一種情況是分為技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)的二階段設(shè)計(jì)；另一種是將初步設(shè)計(jì)與技術(shù)設(shè)計(jì)合并為擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)

26、的二階段設(shè)計(jì)。） 技術(shù)既簡(jiǎn)單又成熟的小型工程或個(gè)別生產(chǎn)車間可以一次完成設(shè)計(jì)。 此外，對(duì)一些大型化工聯(lián)合企業(yè)，為了解決總體部署和開發(fā)問題，還要進(jìn)行總體規(guī)劃設(shè)計(jì)或總體設(shè)計(jì)。 一、一、初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目進(jìn)行全面分析研究，不斷完善，力求設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理和“三廢” 治理得以解決的最佳設(shè)計(jì)。 內(nèi)容包括：1.總論；2.技術(shù)經(jīng)濟(jì)；3.總平面布置及運(yùn)輸；4. 工藝設(shè)計(jì)；5. 建筑設(shè)計(jì)；6. 給排水設(shè)計(jì)；7. 供電設(shè)計(jì)；8.供汽設(shè)計(jì)（供熱）；9.生產(chǎn)控制設(shè)計(jì)；10.綜合利用、“三廢”治理措施和評(píng)價(jià)等。 深度應(yīng)滿足如下要求：1.設(shè)計(jì)方案的比較、選擇和確定2.主要設(shè)備材料

27、的訂貨和生產(chǎn)安排；3. 土地征用；4. 建設(shè)投資的控制；5.施工圖設(shè)計(jì)的進(jìn)行；6. 施工組織設(shè)計(jì)的編制；7. 施工準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備等。 二、技術(shù)設(shè)計(jì)二、技術(shù)設(shè)計(jì) 根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)，解決初步設(shè)計(jì)中無法解決的一些技術(shù)問題。 內(nèi)容與初步設(shè)計(jì)相同，主要任務(wù)如下： 1. 特殊工藝流程方面的試驗(yàn)、研究和確定。 2. 新型設(shè)備的試驗(yàn)、制造和確定。 3. 重要代用材料的試驗(yàn)和確定。 4. 某些技術(shù)復(fù)雜，需要慎重對(duì)待的問題的研究和確定。 三、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)三、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì) 所承擔(dān)的任務(wù)要能滿足初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)兩階段的要求。其內(nèi)容深度可淺于或同于技術(shù)設(shè)計(jì)，而深于初步設(shè)計(jì)。四、施工圖設(shè)計(jì)四、施工圖設(shè)計(jì) 主要任務(wù)是

28、：完成正確、完善和盡可能詳盡的各類施工、安裝圖紙以及工程概算書，是進(jìn)行施工的依據(jù)。 內(nèi)容包括：1. 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖；2. 廠房平 (立) 面布置圖；3. 設(shè)備制造圖、安裝圖；4. 土建施工圖；5. 供電、供熱、給排水、儀表控制線路和弱電裝置線路安裝圖等等；以及設(shè)備一覽表和施工說明等。 深度應(yīng)滿足：1. 設(shè)備材料的安排；2. 各種非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的制造；3. 土建、安裝工程的要求；4. 施工、安裝預(yù)算的編制。五、設(shè)計(jì)工作程序 擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段的工作程序擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段的工作程序 1. 各專業(yè)作設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，由工藝專業(yè)作開工報(bào)告。 2. 討論設(shè)計(jì)方案，選定工藝路線，設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程。 3. 工藝向有關(guān)專業(yè)提出條件

29、和要求，進(jìn)行協(xié)調(diào)，確定有關(guān)方案。 4. 完成各專業(yè)的具體工作。 5. 審核、會(huì)簽己完成的設(shè)計(jì)文件和圖紙，解決漏失、重復(fù)、碰撞等問題。 6. 編制初步設(shè)計(jì)總概算，論證設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性。 7. 審定設(shè)計(jì)文件，報(bào)送上級(jí)審批。 施工圖設(shè)計(jì)階段的工作程序施工圖設(shè)計(jì)階段的工作程序 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、方案確定、各專業(yè)互提設(shè)計(jì)條件并相互協(xié)商和返回設(shè)計(jì)條件，設(shè)計(jì)文件和圖紙的編制和校核，有關(guān)圖紙會(huì)簽，修證概算，設(shè)計(jì)文件和圖紙歸檔入庫和管理工作等。2.6施工、安裝、試產(chǎn)、驗(yàn)收、交付生施工、安裝、試產(chǎn)、驗(yàn)收、交付生產(chǎn)產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目籌建單位（甲方）、設(shè)計(jì)單位（乙方）、施工單位（丙方）共同完成。 竣工項(xiàng)目驗(yàn)收交接后，應(yīng)迅速辦理固定資

30、產(chǎn)交換使用的轉(zhuǎn)賬手續(xù)，加強(qiáng)固定資產(chǎn)的管理?；S設(shè)計(jì)概論第三章第三章第三章 化工工藝設(shè)計(jì)化工工藝設(shè)計(jì)化工工藝設(shè)計(jì)是化工廠設(shè)計(jì)的核心，有兩層意義： 一是任何化工工程設(shè)計(jì)都是首先從工藝設(shè)計(jì)開始，最后以工藝設(shè)計(jì)結(jié)束；二是其它非工藝設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中要服從工藝設(shè)計(jì)，同時(shí)工藝設(shè)計(jì)又要考慮和尊重其它各專業(yè)的特點(diǎn)和合理要求。 工藝設(shè)計(jì)是關(guān)系整個(gè)工程設(shè)計(jì)成敗優(yōu)劣的關(guān)鍵。非工藝設(shè)計(jì)非工藝設(shè)計(jì)：交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)、土建設(shè)計(jì)、公用工程(供電、供熱、給排水、采暖通風(fēng)等)設(shè)計(jì)、機(jī)修、電修等輔助車間設(shè)計(jì)、外管設(shè)計(jì)、工程概算和預(yù)算等。 一、工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：一、工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括： 1. 設(shè)計(jì)方案的確定。 2. 生產(chǎn)工藝流程

31、設(shè)計(jì)。 3. 物料衡算。 4. 熱量衡算。 5. 工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型。 6. 車間廠房布置設(shè)計(jì)。 7. 工藝設(shè)計(jì)與非工藝設(shè)計(jì)的條件和相互關(guān)系。 8. 化工管路設(shè)計(jì)。 9. 設(shè)計(jì)說明書的編寫。 10.概算書的編寫。 二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 1. 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 2. 制訂工作計(jì)劃 3. 查閱文獻(xiàn)資料 4. 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，收集生產(chǎn)實(shí)際資料 5. 進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查和預(yù)測(cè)第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)方案的確定設(shè)計(jì)方案的確定在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)考慮下述問題：1. 生產(chǎn)工藝路線（生產(chǎn)方法）的選擇 要對(duì)各種工藝路線進(jìn)行周密的比較，選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和“三廢” 得以治理的工藝路線，使項(xiàng)目投產(chǎn)能達(dá)到高產(chǎn)、低耗、優(yōu)

32、質(zhì)和安全的生產(chǎn)工況。包括： 生產(chǎn)方法的選擇： 技術(shù)上先進(jìn)性與可能性的比較； 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較； 三廢治理措施。 2. 原料來源和生產(chǎn)規(guī)模的確定 3. 原料與產(chǎn)品規(guī)格和物化常數(shù) 4. 生產(chǎn)控制方式 5. 生產(chǎn)廠房型式 6. 廠房結(jié)構(gòu) 7. 電氣控制 8. 能量回收利用 9. 投資估算第二節(jié)第二節(jié)生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì) 生產(chǎn)工藝流程示意圖 分三階段 生產(chǎn)工藝流程草圖 生產(chǎn)工藝流程圖一、一、生產(chǎn)工藝流程示意圖生產(chǎn)工藝流程示意圖 主要任務(wù)主要任務(wù)：定性的表示出原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的路線和順序，以及要采用的各料單元操作和主要設(shè)備。 目標(biāo)：目標(biāo)：根據(jù)生產(chǎn)要求、建設(shè)投資、生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用，利 于安全，方便

33、操作，簡(jiǎn)化流程，減少三廢排放等問題進(jìn)行綜合考慮，反復(fù)比較，以確定生產(chǎn)的具體步驟，優(yōu)化單元操作和設(shè)備。 連續(xù)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)連續(xù)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)：1. 連續(xù)化生產(chǎn)的設(shè)備布置比較緊湊，占地面積小，可節(jié)省建設(shè)投資。其次是操作方便，可以降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。2. 連續(xù)化操作穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并能提高生產(chǎn)能力。3. 產(chǎn)品成份均勻，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 采用間歇式生產(chǎn)的場(chǎng)合采用間歇式生產(chǎn)的場(chǎng)合：1. 小批量的精細(xì)化工產(chǎn)品，市場(chǎng)需求不穩(wěn)定，或者生產(chǎn)該產(chǎn)品時(shí)可以在一臺(tái)設(shè)備中進(jìn)行幾個(gè)生產(chǎn)過程者。2. 采用一臺(tái)設(shè)備可以生產(chǎn)多種產(chǎn)品或可以降低生產(chǎn)費(fèi)用者。3. 由于數(shù)據(jù)不全或其它技術(shù)問題，連續(xù) 操作

34、尚未成熟，而 間歇式操作設(shè)備己證實(shí)安全可靠。4. 當(dāng)采用連續(xù)化生產(chǎn)時(shí)，由于其中某些過程反應(yīng)太慢，使物料停留時(shí)間過長(zhǎng)而影響其它設(shè)備效率者。 物料流程圖生產(chǎn)工藝流程示意圖 圖例 設(shè)備一覽表物料流程圖：設(shè)備示意圖，設(shè)備流程號(hào)，物料管線、流向 和動(dòng)力部分。 圖 例 ：只要求標(biāo)出管線圖例。設(shè)備一覽表：序號(hào)、流程號(hào)、設(shè)備名稱、估價(jià)、備注等。 二、生產(chǎn)工藝流程草圖生產(chǎn)工藝流程草圖 在生產(chǎn)工藝流程示意圖的基礎(chǔ)上，通過物料衡算、能量衡算、設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算，然后確定生產(chǎn)工藝流程草圖。 通過物料衡算可以確定：1. 選定計(jì)量設(shè)備和貯存設(shè)備的容積和數(shù)量。2. 選定屬于容積型的定型設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量。3. 決定屬于容積型

35、的非定型設(shè)備的型式、臺(tái)數(shù)和主要尺寸。 通過能量衡算可以進(jìn)一步確定化工單元設(shè)備的主要工藝參數(shù)。 草圖內(nèi)容：物料流程、圖例、設(shè)備一覽表、圖簽、圖框。物料流程要求：1. 廠房各層地平線和標(biāo)高。2. 設(shè)備示意圖（比例1：100繪制）。3. 設(shè)備流程號(hào)。4. 物料和動(dòng)力管線和流向。5. 管線上的主要閥門等。6. 流程中的設(shè)備及管路附件。7. 必要的計(jì)量器具和控制儀表。8. 必要的文字說明圖例：是將物料流程中畫出的有關(guān)管線、閥門、設(shè)備附件計(jì)量器具和控制儀表等圖形注明各稱。設(shè)備一覽表：是表示出物料流程中所有設(shè)備的名稱、型號(hào)數(shù)量、規(guī)格、材料、重量等。圖簽：注明圖名、設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)、制圖、審核人員、繪圖比例和圖

36、號(hào)等。圖框：采用粗線條，給整個(gè)工藝流程草圖以框界。 三、生產(chǎn)工藝流程圖（生產(chǎn)工藝流程圖（帶控制點(diǎn)的工藝流程圖） 其內(nèi)容類同于草圖，但更全面、完整和合理，是經(jīng)過多次反復(fù)逐項(xiàng)核查，確認(rèn)無誤后得出的工藝設(shè)計(jì)成果，編入設(shè)計(jì)文件，供上級(jí)審查批準(zhǔn)和今后施工設(shè)計(jì)之用。第三節(jié)第三節(jié) 物料衡算物料衡算一、物料衡算的作用一、物料衡算的作用作用：是化工工藝計(jì)算的重要部分。依據(jù)：物質(zhì)質(zhì)量守恒定律。 二、物料衡算的方法和步驟物料衡算的方法和步驟 穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn) 帶物料循環(huán) 化工生產(chǎn)方式 間歇生產(chǎn) 不帶物料循環(huán) 半連續(xù)半間歇 1. 物料衡算的步驟 畫出物料衡算流程示意圖 列出化學(xué)反應(yīng)式 確定物料衡算范圍和計(jì)算項(xiàng)目 收集數(shù)據(jù)

37、 選準(zhǔn)計(jì)算基準(zhǔn) 進(jìn)行物料衡算 整理和校核計(jì)算結(jié)果 繪制物料流程圖 2. 物料衡算式總物料衡算式： 輸入的物料量 = 輸出的物料量 + 積累的物料量 有化學(xué)反應(yīng)時(shí)，對(duì)任一組分： 輸入的物料量 反應(yīng)生成或消耗的物料量 = 輸出的物料量+ 積累的物料量 三、無化學(xué)反應(yīng)時(shí)的物料衡算無化學(xué)反應(yīng)時(shí)的物料衡算 F，xfi 過程 P，xpi W，xwi可建立的方程有：總物料衡算式： F = P + W各組分衡算式： Fxf1= Pxp1+Wxw1 Fx f2= Px f2+Wx w2 Fx fn= Px fn+Wx wn 摩爾分率： xf1 + xf2 + xfn = 1 即 xfi = 1 xp1 + xp

38、2 + xpn = 1 即 xpi = 1 xw1 + xw2 +xwn = 1 即 xwi = 11. 簡(jiǎn)單過程的物料衡算簡(jiǎn)單過程的物料衡算 例例1：一種廢酸，組成為23 (wt) HNO3，57H2SO4和20H2O，加入93的濃硫酸及90的濃硝酸，要求混合成含27HNO3及60H2SO4的混合酸，計(jì)算生產(chǎn)100kg混合酸所需廢酸及加入濃酸的量。 解：解：以100kg混合酸為計(jì)算基準(zhǔn)，所需各種酸量分別為： x：廢酸的量kg，y：濃硫酸的量kg，z：濃硝酸量kg。 z kg y kg HNO3 0.90 H2SO4 0.93 H2O 0.10 H2O 0.07 廢酸 x kg 混合酸 100

39、kg HNO3 0.23 混合過程 HNO3 0.27 H2SO4 0.57 H2SO4 0.60 H2O 0.20 H2O 0.13 可列計(jì)算式有：總物料衡算式： x + y + z = 100 (1) H2SO4衡算式： 0.57x + 0.93y = 1000.60 = 60 (2) HNO3衡算式： 0.23x + 0.90z = 1000.27 = 27 (3)解(1) 、(2) 、(3) 方程得： x = 41.8 kg廢酸，y = 39 kg濃硫酸，z = 19.2 kg濃硝酸。用水量驗(yàn)算結(jié)果： 總水量 = 41.80.2 +390.07 +19.20.10 = 13 kg與混合

40、酸中水量（1000.13=13kg）相同，計(jì)算正確。 例例2：需要制備富氧濕空氣。把空氣、純氧和水通入蒸發(fā)室，水在蒸發(fā)室中汽化。出蒸發(fā)室的氣體經(jīng)分析含1.5的水(mol) ，水的流量為0.0012m3/h，純氧的流量 (kmol/h) 為空氣流量的五分之一，計(jì)算所有未知數(shù)及組成。解：解：以水流量0.0012m3/h 為計(jì)算基準(zhǔn)設(shè)：Q 空氣流量 kmol/h F 富氧濕空氣流量kmol/h 0.2Q 純氧流量kmol/h x 富氧濕空氣含氧量mol分率物料流程簡(jiǎn)圖： 富氧濕空氣 F kmol/h O2 0.2Q kmol/h H2O 0.015 蒸發(fā)過程 O2 x 空氣 Q kmol/h N2

41、1-0.015-x O2 0.21 H2O 0.0012 m3/h N2 0.79 W kmol/h kmol/h水衡算： (1)總物衡： (2)氮衡算： (3)解(1) 、(2) 、(3) 式，得： F = 4.444 kmol/h Q = 3.648 kmol/h x = 0.337=33.706667. 018110000012. 0W06667.0015.0 FWFWQQ2 .0)985. 0(79. 0 xFQ例3. 含20(wt) 丙酮與80空氣的混合氣進(jìn)吸收塔，塔頂噴水吸收丙酮。吸收塔出口氣體含丙酮3，塔底得到含丙酮10的水溶液50 kg，計(jì)算進(jìn)吸收塔氣體的量。解：物料流程圖如右

42、 y kg 水基準(zhǔn)：50kg10的丙酮溶液 丙酮 3溶液中： 空氣 97 吸 丙酮 5010= 5kg 收 水 50-5 = 45 kg 過衡算式： 程 丙酮 0.2x = 0.03y + 5 x kg 50 kg 空氣 0.8x = 0.97y 丙酮20 10丙解上述兩方程： 空氣10 酮水溶液 x = 28.52 kg y = 22.52 kg進(jìn)料中丙酮：0.20 x=0.2028.52=5.70 kg出料氣中丙酮：5.7-5 = 0.7 kg 或 0.03y = 0.0323.52=0.7 kg 2. 2. 有多個(gè)設(shè)備過程的物料衡算有多個(gè)設(shè)備過程的物料衡算 A B C例4：有兩個(gè)蒸餾塔的

43、分離裝置，將含50苯，30甲苯和20(mol) 二甲苯的混合物分成較純的三個(gè)餾分，其流程圖如下，計(jì)算1000kg/h進(jìn)料所得各流股的量。 S2 mol/h B 0.03B0.95T0.95 T 0.03 X 0.02 X 0.02 S4 mol/h 1000mol/h B 0.50 S3 mol/h T 0.30 B x3B S5 mol/h X 0.20 T x3T B 0.0045X1-x3B-x3TT0.43 X 0.5655解：該系統(tǒng)可列三組方程體系A(chǔ) ：總物料 1000 = S2+S3(塔) 苯 10000.50 = 0.95S2 + x3BS3 甲苯 10000.30 = 0.03

44、S2 + x3TS3體系B：總物料 S3 = S4 + S5(塔) 苯 x3BS3 = 0.03S4 + 0.0045S5 甲苯 x3TS3 = 0.95S4 + 0.43S5體系C：總物料 1000 = S2 + S4 + S5(全部) 苯 10000.5 = 0.95S2 + 0.03S4 + 0.0045S5 甲苯 10000.3 = 0.03S2 + 0.95S4 + 0.43S5以上述九個(gè)方程中取六個(gè)獨(dú)立方程，聯(lián)立求解，得： S2 = 520 mol/h S3 = 480 mol/h S4 = 150 mol/h S5 = 330 mol/h x3B = 0.0125 x3T = 0

45、.5925 x3X = 0.3950 四、有化學(xué)反應(yīng)過程的物料衡算1.基本術(shù)語基本術(shù)語限制反應(yīng)物：限制反應(yīng)物：化學(xué)反應(yīng)原料不按化學(xué)計(jì)量比配料時(shí)，其中以最小化學(xué)計(jì)量數(shù)存在的反應(yīng)物。過量反應(yīng)物：過量反應(yīng)物：不按化學(xué)計(jì)量比配料的原料中，超過限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需理論量的反應(yīng)物。過量百分?jǐn)?shù)：過量百分?jǐn)?shù)：過量反應(yīng)物超過限制反應(yīng)物所需理論量的部分占所需理論量的百分?jǐn)?shù)。過量轉(zhuǎn)化率：轉(zhuǎn)化率：某一反應(yīng)物反應(yīng)掉的量占其輸入量的百分?jǐn)?shù)。 %100%ttsNNN%100121AAAANNNx轉(zhuǎn)化率：轉(zhuǎn)化率：某一反應(yīng)物反應(yīng)掉的量占其輸入量的百分?jǐn)?shù)。 選擇性選擇性：反應(yīng)物生成目的產(chǎn)物所消耗的量占反應(yīng)物反應(yīng)掉的量的百分?jǐn)?shù)。

46、 aA + bB = cC + dD收率：收率：目的產(chǎn)物的量除以反應(yīng)物的量 轉(zhuǎn)化率、選擇性、收率三者之間的關(guān)系： %100121AAAANNNx%10021AAdNNdaNS%1001ADDNdaNYSxY 2.簡(jiǎn)單反應(yīng)過程的求解方法簡(jiǎn)單反應(yīng)過程的求解方法 直接求解法例5：1000kg對(duì)硝基氯苯ClC6H4NO2用含20游離SO3的發(fā)煙硫酸磺化，規(guī)定反應(yīng)經(jīng)點(diǎn)時(shí)，廢酸中含SO3 7(假定反應(yīng)轉(zhuǎn)化率100) 。反應(yīng)式如下： ClC6H4NO2 + SO3 ClC6H3(SO3H)NO2試計(jì)算： 20SO3的發(fā)煙硫酸用量。 廢酸生成量。 對(duì)硝基氯苯磺酸生成量。解：1kmol對(duì)硝基氯苯為計(jì)算基準(zhǔn) x為

47、20 SO3的發(fā)煙硫酸用量，kg ClC6H4NO2 ClC6H3(SO3H)NO2 SO3 H H2 2SOSO4 4 分子量 157.5 237.5 80 98 輸人量：1kmol對(duì)硝基氯苯磺化消耗 SO3 1kmol = 80kg 1kmol對(duì)硝基氯苯 = 157.5kg 發(fā)煙硫酸 xkg 其中 SO3 0.2x kg 硫酸 0.8x kg輸出量：對(duì)硝基氯苯磺酸 1kmol = 237.5kg 廢酸 其中 SO3 0.2x 80 kg 硫酸 0.8x己知廢酸含SO3 7 解得：x = 572 kg1000kg對(duì)硝基氯苯磺化需要： 20SO3的發(fā)煙硫酸用量： kg 廢酸生成量： kg對(duì)硝基

48、氯苯磺酸生成量： kg%78 .0)802 .0(802 .0 xxx3632572580572(5 .157100015085 .2375 .1571000元素衡算法元素衡算法 輸入 (某種元素)數(shù)量 = 輸出 (同種元素)數(shù)量例6：甲烷、乙烷與水蒸汽用鎳催化劑進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成氫氣，反應(yīng)器出口氣體組成 (干基) 為： 組分 CH4 C2H6 CO CO2 H2 mol% 4.6 2.5 18.6 4.6 89.7假定原料中只含CH4、C2H6兩種碳?xì)浠衔?，則求這兩種氣體的mol比，每1000 Nm3原料氣需多少kg蒸汽參加反應(yīng)？解： CH4 M=？kmol CH

49、4 4.6 C2H6 2.5 C2H6 E=？kmol CO 18.6 CO2 4.6 反應(yīng)過程 H2 69.7 水蒸氣 S=？kmol ( kmol )基準(zhǔn)：100kmol 干燥產(chǎn)物氣體，列元素衡算式 O原子 S = 18.6 + 4.6227.8 C原子 M2E4.622.518.64.632.8 H原子 4M6E2S44.662.5269.7172.8解得：S27.8 kmol/100kmol干氣 E7.0 kmol/100kmol干氣 M18.8 kmol/100kmol干氣1000 Nm3原料氣需水蒸汽量為 kg8 .865180 . 78 .188 .2764.44184 .221

50、000EMS用聯(lián)系組分作衡算用聯(lián)系組分作衡算 “聯(lián)系組分” 是指隨物料輸入體系，但完全不參加反應(yīng)，又隨物料以體系中輸出。在整個(gè)反應(yīng)過程中，它的數(shù)量不變。 或 例7：甲烷與氫混合氣在爐子內(nèi)用空氣完全燃燒，煙道氣分析為：N2 72.22%、CO2 8.13%、O2 2.49%、H2O 17.16% (mol%)，問 (1) 燃料中氫與甲烷的比例多少？燃料(H2+CH4) 對(duì)空氣的比例多少？ 解： CH4 + 2O2 CO2 +2H2O 2H2 + O2 2H2O PTfTPxFxfTPTxxPF作流程簡(jiǎn)圖： N2 72.22 煙道氣： H2O 17.16 CH4 燃燒過程 CO2 8.13 H2

51、O2 2.49 空氣 O2 21% N2 79%基準(zhǔn)：100mol煙道氣，以N2作聯(lián)系物則： 煙道氣中的N2 = 輸入空氣中的N2 輸入空氣量 molC平衡： 甲烷輸入量 = 8.13 molH平衡： 氫氣輸入量 = 17.1628.130.90 mol 42.917910022.729113. 890. 0)()(42molCHmolH10142.9113. 890. 0)()(42molAirmolCHH化學(xué)平衡計(jì)算化學(xué)平衡計(jì)算 例8. 在接觸法硫酸生產(chǎn)中，SO2被氧化成SO3。反應(yīng)式為： SO2 + 1/2O2 SO3 氧化過程的溫度為570，壓力為1.1大氣壓。輸入氣體組成為：SO2

52、8(mol) 、O2 9、N2 83。計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率和平衡組成。(570時(shí)Kp = 14.9)解：以1mol輸入氣體為計(jì)算基準(zhǔn)，SO2平衡轉(zhuǎn)化率為x ： SO2 0.08 mol SO2 0.08(1-x) O2 0.09 反應(yīng)過程 O2 0.09-0.08x/2 N2 0.83 N2 0.83 1.00 SO3 0.08x 10.04x 223OSOSOpppKp PxxpSO04. 01)1 (08. 02PxxpSO04. 0108. 03PxxpO04. 0104. 009. 02570時(shí)，Kp=14.9，P=1.1atm，代入上式： (1)變形： (2)采用試差法求解，得 x

53、 = 0.793，即平衡轉(zhuǎn)化率為 79.3。SO2 = 0.08(1-0.793)/(1-0.040.793) = 0.0171 = 1.71O2 = (0.09-0.040.793)/( 1-0.040.793) = 0.0602 = 6.02 同理：SO3 = 0.0655 = 6.55 N2 = 0.8572 = 85.72PxxxxPxxPxxPxKp047. 0104. 009. 0)1 (04. 0104. 009. 004. 01)1 (08. 004. 0108. 09 .141 . 104. 0104. 009. 0)1 (xxxx1 . 104. 0104. 009. 0)

54、1 (9 .14xxxx3.具有循環(huán)、排放及旁路過程的物料衡算具有循環(huán)、排放及旁路過程的物料衡算 循環(huán)過程的物料衡算循環(huán)過程的物料衡算 循環(huán)物料 R 新鮮原料 F MF 反 應(yīng) 器 RP 分離器 產(chǎn)物 P 單程轉(zhuǎn)化率 總轉(zhuǎn)化率例9 . 丙烷在催化反應(yīng)器中脫氫生成丙烯，其反應(yīng)為： C3H8 C3H6 + H2 丙烷共轉(zhuǎn)化率為95。反應(yīng)生成物經(jīng)分離器分成產(chǎn)物P和循環(huán)物料R。產(chǎn)物中含有C3H8、C3H6及H2，其中C3H8量為未反應(yīng)C3H8的0.555%。循環(huán)物料中含有C3H8和C3H6，其中C3H6是產(chǎn)物中C3H6量的5%。試計(jì)算產(chǎn)品組成、循環(huán)物料組成和單程轉(zhuǎn)化率。%100MFARPAMFANNN

55、%100FASAFANNN解： C3H8 R1 C3H6 R2 kmol/h Kmol/hC3H8 MF 反應(yīng)器 RP 分離器 C3H8 P1 100 C3H8 N1 C3H8 Q1 C3H6 P2kmol/h C3H6 N2 C3H6 Q2 H2 Q3 H2 P3 過程物料衡算： 丙烷轉(zhuǎn)化率 P1 = 5 kmol/h P2 = 10095% = 95 kmol/h P3 = P2 = 95kmol/h產(chǎn)品組成： C3H8 = 5/195 = 2.56%，C3H6 = 95/195 = 48.72%，H2 = 48.72%分離器物料衡算： C3H8： Q1 = P1 + R1 = 5 + R

56、1 ，又已知：0.555%Q1 = P1 = 5 Q1 = 900 mol，R1 = 895 mol C3H6：Q2 = P2 + R2 = 95 + R2 ，又已知：5% P2 = R2 R2 = 5%95 = 4.75 mol，Q2 = 95 + 4.75 = 99.75 mol%951001001P循環(huán)物料組成： C3H8 = 895/(895+4.75) = 99.47%，C3H6 = 4.75/899.75 = 0.53%單程轉(zhuǎn)化率： %100)100()100(%100111111RQRNQN%55.9%100895100900)895100(具有循環(huán)及排放過程的物料衡算具有循環(huán)及

57、排放過程的物料衡算 R F MF 反應(yīng)器 RP 分離器 S W A BP此過程有：循環(huán)物料R、排放物料W、產(chǎn)品P，循環(huán)比R/W(or R/F、R/MF)總物料衡算 F = P + W反應(yīng)器物料衡算 MF = RP分離器物料衡算 RP = S + P結(jié)點(diǎn)A物料衡算 F + R = MF結(jié)點(diǎn)B物料衡算 S = R + W例10：乙烯氧化制環(huán)氧乙烷，其生產(chǎn)流程如下圖： R 水 F MF RP S乙烯 反應(yīng)器 吸收塔 W A B 空氣 P 環(huán)氧乙烷水溶液已知新鮮原料中乙烯：空氣 = 1：10，乙烯單程轉(zhuǎn)化率為55%，吸收塔出口氣體總量的65%循環(huán)返回反應(yīng)器。計(jì)算：總轉(zhuǎn)化率、各流股物料量及排放物料W組成

58、。如果W的分析數(shù)據(jù)為：N2 81.5%，O2 16.5%，C2H4 2.0%循環(huán)比 (R/W) 為3.0，計(jì)算新鮮原料中乙烯與空氣的比例和單程轉(zhuǎn)化率?；鶞?zhǔn)：新鮮原料中C2H4為100 mol設(shè)混合料MF中C2H4為 x mol，則結(jié)點(diǎn)A 物料衡算 F + R = MF結(jié)點(diǎn) A C2H4衡算 10 + x(1-55%)65% = x 解得 x = 14.15 mol反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷量 55% x = 55%14.15 = 7.78 mol總轉(zhuǎn)化率為：空氣進(jìn)料量為100mol，其中N2 79mol，O2 21 mol反應(yīng)消耗的O2量： 7.781/2 = 3.89 molW組成： mol mol%

59、N2 79 79/98.33 = 80.33%O2 21- 3.89 = 17.11 17.11/98.33 = 17.40%C2H4 10-7.78 = 2.22 7.78/98.33 = 2.27% 流量 98.33 %8 .77%1001078. 7MF組成： mol mol%N2 7965%35% + 79 = 225.71 77.12%O2 17.1165%35% + 21 = 52.78 18.04%C2H4 2.2265%35% + 2.22 = 14.15 4.84% 流量 292.64R組成： mol mol%N2 7965%35% = 146.71 80.33%O2 17.

60、1165%35% = 31.78 17.40%C2H4 2.2265%35% = 4.15 2.27% 流量 182.64P流量： C2H4O 10-2.22 = 7.78 molRP組成： mol mol%N2 225.71 78.17O2 31.78 + 17.11 = 48.89 16.93C2H4 4.14 + 2.22 = 6.36 2.20C2H4O 7.78 2.69 流量 288.74基準(zhǔn)：100mol排放氣 (W) ，以N2作聯(lián)系物，則：入口空氣量 81.5/0.79 = 103.16 mol 其中：N2 81.5 mol ，O2 103.16-81.5 =21.66mol