化工設計概論第一章

制作楊榮榛化工設計概論參考教材

倪進方.化工設計

王靜康.化工設計

韓冬冰等.化工工程設計

蔣作良.藥廠反應設備及車間設計

化學工業(yè)部.化工設計概算編制辦法

周鎮(zhèn)江.輕化工工廠設計概論

陳聲宗.化工設計

1.新建項目設計包括新產品設計和采用新工藝或新技術的產品的設計。通常由開發(fā)研究單位提供基礎設計，再由工程研究設計部門根據建廠地區(qū)的實際情況作工程設計。第1章

化工廠設計的內容與程序1.1

化工設計的種類化工設計按項目的性質和設計性質分為兩類。一、根據項目性質分類2.重復建設項目設計因市場需要，要再建生產裝置。新建廠的條件與原廠條件發(fā)生變化，即使規(guī)模、規(guī)格及工藝完全相同，由工程設計部門進行設計。3.已有裝置的改造設計老的裝置因質量和產量不能滿足要求，或因技術原因，原材料和能量消耗過高而缺乏競爭力，改造老裝置，優(yōu)化生產過程操作控制，提高能量的綜合利用率和局部的工藝或設備改造更新等。1.新技術開發(fā)過程中的設計化工新技術開發(fā)過程要進行概念設計、中間試驗和基礎設計三個階段。開發(fā)過程如圖1—1所示。這類設計往往由生產企業(yè)的設計部門進行。二、根據設計性質分類工程研究過程研究概念設計基礎設計各級經濟評價工程設計小試驗大型冷模試驗中間試驗化學試驗圖1—1化工過程開發(fā)工作框圖

(1)概念設計在基礎研究結束后進行的一種設計。從工程角度出發(fā)進行的一種假想設計。參照常規(guī)的工程設計方法和步驟。設計工藝流程，進行物料衡算、熱量衡算和設備工藝計算，確定操作條件及主要設備的型式和材質，進行參數的靈敏度和生產安全分析，確定三廢治理措施，計算投資、成本等技術經濟指標。概念設計的作用是暴露和提出基礎研究中存在的問題。主要是工藝流程、主要單元操作、設備結構及材質、過程控制方案及環(huán)保等方面的問題，為解決這些問題提供方案。結合技術經濟評價，得出開發(fā)的新產品或新技術是否有工業(yè)化價值。根據工程的重要性、技術的復雜性和技術的成熟程度及計劃任務書規(guī)定，設計分三段設計、兩段設計和一段設計。重要的大型企業(yè)和使用較復雜的技術時，常按初步設計、擴大初步設計及施工圖設計三階段進行。一般技術比較成熟的大中型工廠或車間的設計，按擴大初步設計和施工圖設計兩階段設計。(3)基礎設計?；A設計是新技術開發(fā)的最終成果，是工程設計的依據?；A設計除工藝條件外，包括大量的化學工程方面的數據，特別是反應工程方面的數據，利用這些數據進行設計計算的結果。(2)中試試驗。目的是驗證模型和數據，即概念設計中的一些結果和設想通過中試來驗證。2.工程設計

⑴初步設計根據設計任務書，對設計對象進行全面研究，尋求在技術上可能、經濟上合理的最符合要求的設計方案。確定設計原則、標準和方案，水、電、汽的供應方式和用量，關鍵設備的選型及產品成本、項目投資等重大技術經濟問題。

編制初步設計書。內容和深度能使對方了解設計方案、投資和基本出處為準。技術比較簡單、規(guī)模小的工廠或車間的設計，可直接進行施工圖設計。⑵擴大初步設計根據已批準的初步設計，解決初步設計中的主要技術問題，使之明確、細化。編制準確度能滿足控制投資或報價使用的工程概算。⑶施工圖設計根據已批準的擴大初步設計，結合建廠地區(qū)條件，在滿足安全、進度及控制投資等前提下開展施工圖設計，其最終的成品是詳細的施工圖紙和必要的文字說明及工程預算書?；ぴO計的程序是以基礎設計為依據提出項目建議書，經上級主管部門認可后寫出可行性研究報告，上級批準后，編寫設計任務書，進行擴大初步設計，后者經上級主管部門認可后進行施工圖設計。1.2

化工廠設計的工作程序化工設計的工作程序如圖1-2所示。圖1-2化工設計的工作程序開發(fā)成果，資源條件產品需求發(fā)展規(guī)劃項目建議書主管部門進行篩選終止可行性研究報告主管部門進行評價終止編寫設計任務書擴大初步設計，提出總概算主管部門進行評價施工設計，提出預算組織施工，制定開車方案終止投料試車是是是是否否否可行性研究和編制設計任務書的依據，包括：1.項目建設目的和意義，投資的必要性及經濟意義；2.產品需求初步預測；3.產品方案和擬建規(guī)模；4.工藝技術方案（原料路線、生產方法和技術來源）；5.資源、主要原材料、燃料和動力的供應；6.建廠條件和廠址初步方案；7.環(huán)境保護；8.工廠組織和勞動定員估算；9.項目實施規(guī)劃設想；10.投資估算和資金籌措設想；11.經濟效益和社會效益的初步估算。一、項目建議書可行性研究是對擬建項目進行全面分析及多方面比較，是否建設及如何建設作出論證和評價，為上級機關投資決策和編制、審批設計任務書提供可靠依據。

二、可行性研究可行性研究報告內容如下：可行性研究的內容包括：

市場銷售情況研究、原料和技術路線研究、工程條件研究、勞動力的來源和費用、人員培訓、項目實施的計劃、資金的使用和成本核算、經濟評價等。可行性研究的任務是根據國家長期規(guī)劃的要求，對化工建設項目的技術路線、工藝過程、工程條件和經濟效益及社會效益進行細致的調查研究。1.總論。包括項目名稱、研究的單位、技術負責人、研究的依據、研究的主要內容和論據、評價的結論性意見、存在問題和建議等，并附主要技術經濟指標表。2.需求預測。國內外需求情況預測和產品的價格分析。3.產品的生產方案及生產規(guī)模。4.工藝技術方案選擇工藝技術方案、物料平衡和消耗定額、主要設備的選擇、工藝和設備擬采用標準化的情況等。5.原材料、燃料及水電汽的來源與供應。6.建廠條件和廠址選擇布局方案。7.公用工程和輔助設施方案8.環(huán)境保護及安全衛(wèi)生。9.工廠組織、勞動定員和人員培訓。10.項目實施規(guī)劃。11.投資估算和資金籌措。12.經濟效益評價及社會效益評價。13.結論包括綜合評價和研究報告的結論等?？尚行匝芯渴浅蕡蠼o上級主管部門，被上級主管部門認可后，可編寫設計任務書作為設計項目的依據。設計任務書的內容主要有：三、編制設計任務書1.項目設計的目的和依據；2.生產規(guī)模、產品方案、生產方法或工藝原則；3.礦產資源、水文地質、原材料、燃料、動力、供水、運輸等協作條件；4.資源綜合利用、環(huán)境保護、三廢治理的要求；5.廠址與占地面積和城市規(guī)劃的關系；6.防空、防震等的要求；7.建設工期與進度計劃；8.投資控制數；9.勞動定員及組織管理制度；10.經濟效益、資金來源、投資回收年限。①可行性研究報告②征地和外部協作意向書③廠區(qū)總平面布置圖④資金來源及籌措情況。擴大初步設計的工作程序和內容如圖所示。左邊表示工作程序，右邊方框的內容為設計成品。設計任務書報批時，應附以下附件：四、擴大初步設計工藝專業(yè)的內容包括：工藝圖紙目錄、工藝流程圖、設備布置圖、設備一覽表、非定型設備制造圖、設備安裝圖、管道布置圖、管架管件圖、設備管口方位圖、設備和管路保溫及防腐設計等；非工藝專業(yè)方面有土建施工圖、供水、供電、給排水、自控儀表線路安裝圖等。五、施工圖設計施工圖設計的任務根據擴大初步設計審批意見，解決擴大初步設計階段待定的各項問題，以此為施工單位編制施工組織設計、編制施工預算和進行施工的依據。施工圖設計的主要內容在擴大初步設計的基礎上，完善流程圖設計和車間布置設計，完成管道配置設計和設備、管路的保溫及防腐設計。各專業(yè)設計代表的任務

參加基本建設的現場施工和安裝（必要時修正設計），建成化工裝置后要參加試車運轉工作，使裝置達到設計所規(guī)定的各項指標要求。六、設計代表工作在擴大初步設計與施工圖設計兩個階段，有不同的專業(yè)參加，到設計文件編制完畢。（l）狡熟悉設添計任務辱書。領會設熊計任務書椅提出的要襖求，提供撈的條件。（2）屑了解化被工設計元及工藝霞設計的巾內容。藝并參照設狀計進度頸定出個綁人工作繪計劃。（3）查刮閱文獻資蕩料。查閱與工班藝路線、蹲工藝流程羅和重點設虎備有關的皇文獻資料上，對資料惜數據加工罪處理，對季文獻資料帶數據的適訪用范圍和樂精確程度脖有足夠的掠估計。（4）收士集第一手罰資料。深入生產艘與試驗現行場調查研井究，收集蹦并整理可?？康臄祿?。1.3普化害工車間慈（裝置黨）工藝障設計的鄭程序及裳內容一、設巴計準備釣工作是整個掉工藝設撿計的基竟礎，任羽務是確雕定生產濾方法和撇生產流霉程。運念用所掌歷握的各霜種資料掠，對不焦同生產乎方法和幕流程的捎對比分唉析。選擇出曬一條技術上俊先進、點經濟上擾合理、隙安全上油可靠，相對環(huán)境父無污染鳴或小的表工藝路期線。培養(yǎng)分梢析、歸塌納和理嘆論聯系妖實際的江能力。化工計算缺包括物料衡翻算、能催量衡算喊以及設薦備選型曲和計算。任務是易在以上督計算的肚二、方案炮設計三、化犯工計算布置設籮計的主城要任務坐是確定整爹個工藝鉤流程中曠的全部屆設備在距平面上懼和空間濱中的具兇體位置攝，確定作廠房或桐框架的站結構型及式。車僻間布置莊四、車帖間布置樓設計當化工桂計算結答束，繪演出工藝容流程圖犬后就要懶進行車戒間布置肆設計，心繪制平鑼面與立距面的車泥間布置燃圖。設計方鄙法除了晃常用的透擺紙塊搬法之外管路配置送設計的任叮務是確定裝置釘的全部管君線、閥件疑、管件及巡壽各種管架設計時要注意節(jié)約材料，便于操作、檢查和安裝檢修，而且整齊美觀。設計條待件內容高包括總圖、廣土建、牲外管、遺非定型動設備、換自控、牌電氣、憤電訊、巧電加熱假、采暖舒通風、牲空調、皂給排水營、工業(yè)記爐等非工藝邊專業(yè)的設待計條件。六、提士供設計竭條件五、化鈴工管路抽設計化工管妹路設計是在工生藝流程堵設計與套車間布略置設計勿都完成記的基礎汁上進行歷的，是霉施工圖看最重要碎的設計燦內容。協調多，脅工作交叉闖，需要密須切合作?？倛D工藝電訊通風電氣自控外管設備土建為保證尚設計質澡量，工曉藝專業(yè)燦設計人怒員應認豪真負責僅地編制洲各專業(yè)胃的設計愉條件，廈并確保寬其完整嘗性和正僑確性。設計條創(chuàng)件是各騾專業(yè)據艇以進行礎具體設賄計工作攏的依據良，提好廣設計條磚件是確割保設計淹質量的億重要環(huán)油節(jié)。七、編乓制概算安書及編竭制設計碰文件概算書是辮在初步設餡計階段編芒制的車間粒投資的大怨概計算，泊作為銀行放對基本建巖設單位貸廚款的依據狼。概算主要勒提供了車間建筑嬸、設備及蟻安裝工程檢費用。經濟是否動合理是衡不量一項工和程設計質勇量的重要插標志。編制概算聞可以幫助即判斷和促肯進設計的扶經濟合理齊性。初步設計道階段與施勿工圖設計像階段的設彩計工作完訂成后都要萬編制設計煤文件。內容包溫括設計惜說明書示、附圖開（流程削圖、布僚置圖、億設備圖告等）和割附表（待設備一翅覽表、頑材料匯瘋總表等悲）?；ぴO懲計還必瞎須遵循膠國家和贊行業(yè)的伍設計規(guī)繞范。主要有錦：1、化工秧企業(yè)總圖瀉運輸設計囑規(guī)范壘HG/呼T20灘649－如19982、工催礦企業(yè)殼總平面爬設計規(guī)攜范鹽GB恢50上187借－19漂933、石油命化工工藝腎裝置布置往設計通則婦SH往3011鍛-200翠04、石油詳化工給水敲排水管道法設計圖例揀SH3卷089-泄19985、石油昏化工管道沙器材標準妹SH34翻01-3瘋410裝？6、石孤油化工劣管道布黑置設計滴通則贏SH摘301槽2-2裹0007、石顫油化工殖企業(yè)給曉水排水征系統(tǒng)設怖計規(guī)范適SH3拾015雞-20舒03八、國憂家和行業(yè)瘋的基本設芬計政策和榮規(guī)范擴大初步歪設計的設別計文件包吉括：設計說明灰書和說明訓書的附圖漂、附表。初步設計撲說明書內顆容和編寫冒要求，根雨據設計的賠范圍、規(guī)描模的大小脆和主管部考門的要求貨而定。對藍煉油、化毫工廠的初鼓步設計的欣內容和編很寫要求，字化工部有廊文件規(guī)定剛。1.4擺設報計文件車間工塞藝設計拾文件是陡最基本苦的。工擾藝專業(yè)沾在擴大寺初步設常計階段儀和施工法圖設計遇階段應喚編制說大明書和胖說明書倦的附圖鑄、附表驚等文件愁。一、擴挺大初步給設計文密件對一個制裝置或捎一個車妻間，初不步設計潛說明書鳥內容為奮：（三）礦產品方形案①產品名貨稱和性質制；②產品質仙量規(guī)格；③產品規(guī)協模(t/年)偷；④副產品精數量(t/年)壓；⑤產品居包裝方肥式。（一）飛設計依街據（1）文件。如計劃種任務書及兔其他批文叼等。（2）技術資料。如中試虹試驗報告上、調查報撒告等。（二）治設計指蒜導思想椒和設計邪原則（1）設懸計所遵循媽的具體方怨針政策和屢指導思想飛。（2）總如括各專業(yè)濁的設計原潑則，如工腫藝路線的眉選擇、設古備的選型倘和材質選貪用、自控趨水平等原蜂則。（四）生痛產方法和福工藝流程(1)螞生產方旋法。說明設責計所采冷用的原憂料路線謹和工藝茶路線。(2)化廈學反應方湊程式。(3)東工藝流緒程①工藝劃句分簡圖，雁用方塊圖諒表示。②帶控制厘點工藝流態(tài)程圖和流熱程簡述。帶控制點譜工藝流程踢圖應表示句出全部工單藝設備、鈔物料管線別、閥件、余設備的輔娛助管路以餅及工藝和府自控儀表烘圖例、符擺號。（五）車飯間(裝置卵)組成和移生產制度(1)車拉間(裝置殊)組成。(2)生朋產制度，崇年工作日飯、操作班模制，間歇夏或連續(xù)生扒產。（七）工窄藝計算1.物料辛計算（1）銅物料計積算的基臥礎數據醉。（2）物域料計算結爪果以物料停平衡圖表魂示，計量腳單位用小紡時(h)汪或每批投戚料量Kg或驚M3。2.主號要工藝蒸設備的偽選型、(1)基礎數據來源包括物料及熱量計算數據、主要化工數據等。(2)主要工藝設備的工藝計算按流程編號為序進行編寫。（六）山原料、霞中間產鬧品的主殘要技術選規(guī)格(1)遇原料、退輔助原勞料的主杠要技術府規(guī)格。(2）慈中間產溜3.對一條般工藝設斬備以表格世形式分類蔑表示計算

格式參見表1-1——1-6。工藝設品備一覽旁表按非斃定型工掃藝設備勤和定型擾工藝設趴4.工藝用的水、蒸汽、冷凍用量。見表1-85.分批操作的設備要排列工藝操作時間表和動力負荷曲線。（八）主要原料、動力消耗定額及消耗量，見表1-9。（九）生產控制分析①包括中間產品、生產過程質量控制的生產分析和三廢分析等。②主要生產控制分析表。③分析儀表設備表。（十）儀表和自動控制

控制方案說明(參見工藝流程圖)，控制測量儀表匯總。（十一）殊技術安保直、防火及默工業(yè)衛(wèi)生物料的拔性質及段生產過棋程的特凍點，技腹術安全鞏保護措擱施，消糧防，通羨風。（十二）肌車間布置車間布肺置的說崖明。(包員括生產頸部分、栽輔助部己分和生闊活部分某等)設懸備布置醋的平面帶圖和剖添面圖。（十三）避公用工程供電，礙供排水酒，冷凍排與空壓陽，各種享蒸汽等侄。冷凍拼與空壓激等。（十四）良“三廢”尊治理及綜許合利用①三廢情賢況匯總。暢②處理方仰法及綜合剪利用。（十五鴉）車間限維修①任務、工以種和定員碑。②主要灶設備一覽肯表。（十六歸）土建⑴設計說年明⑵車間建爬筑物、構插筑物表⑶建筑平醋面、立面梨和剖面圖筑。（十七駕）車間悠裝置定孤員包括生盆產工人隱、分析樹工、維敏修工、（十八）概算（十九）技術經濟1.投資

包括工藝設備及安裝，工藝管道及安裝，供電照明，自控，通風，其他費用2.產品輛成本⑴計算濁數據①各種牌原料、筆中間產麗品的單耕價和動扔力單價縮慧。②折搞舊費、足工資、洋維修費振、管理假費等。⑵成本狗計算①原料和攤動力單耗漠費用。②濾折舊費、蠶工資、維腹修費、管逆理費等。通③產品工池廠成本。⑶技術經仁濟指標設計規(guī)為模（包如括產品簽、副產新品），捉年工作爪時間，感總收率釘，車間溫定員，蘇主要材棋料和動怎力消耗蔬，建筑忌及占地劃面積，節(jié)產品車齡間成本總，運輸莊量，基請建材料歷用量，挨三廢排暑放量，政車間投構資。見脹表1-趟15.（二十一夠）擴大初指步設計中烈必要的附俗表及附圖附表：工藝設峰備一覽設表、自擴控儀表佛一覽表且、公用據工程設脈備材料爸表附圖：帶控制點粒工藝流程拖圖、車間穴布置圖（礎平面圖及屢剖面圖）過、關鍵設狠備總圖、秀建筑平面趴、立面、大剖面圖（二十）須存在問題北及建議(二)輩工藝施辯工圖設婦計文件(1)工傾藝設計說射明。工藝設計擋說明根據強需要按下螺列內容編努寫:①工藝修箱改說明；吼②設備安畝裝說明；頸③設備防忠腐、脫脂籠、除污要聾求和設備恰防銹涂色堂要求，試莖壓試漏和擔清洗要求削；④設備喚安裝需落紫實的問題犧；⑤管路耳安裝說明晉；⑥管路欲的防腐、座脫脂、除課污要求和筆設備防銹朱涂色要求東，試壓試澤漏和清洗競要求；⑦腥管路安裝痰統(tǒng)一說明牢的問題；目⑧施工應釀注意的安六全問題和幼采取的措右施；⑨設選備和管道何安裝采用罰的標準和原其他說明泥事項。二、施午工圖文臉件的編厚制(一)施隙工圖設計藝文件目錄編制各主里項施工圖筒設計時，扣應編寫主項圖丸紙總目侵錄、非致定型設波備圖紙高目錄和烘工藝圖捐紙目錄。(2)帶飾控制點工哈藝流程圖童。帶控制點島工藝流程惹圖表示出異全部工藝頁設備和物獲料管路、捕閥件等，宅進出設備歷的輔助管貌線和工藝獲及自動儀過表的圖例牧、符號。(3)輔呀助管路系背統(tǒng)圖。輔助管禾路系統(tǒng)璃圖表示包出系統(tǒng)刮的全部城管路。死一般在卸帶控制盤點工藝蹄流程圖床左上方私繪制，點如輔助針管路系英統(tǒng)復雜提時，可著單獨繪低制。(4)簽首頁圖門。當某一個屆設計項目陡(裝置)傭范圍較大耕,設備布鮮置和管路筐安裝圖需寨分別繪制符首頁圖。(5)轟設備布劃置圖。設備布置猾圖包括平宿面圖與剖邁面圖，內尋容應表示行出全部工淘藝設備的散安裝位置越和安裝標逆高，及建籃筑物、構繩筑物、操刊作臺等。(6)炎設備一渡覽表。根據設備津訂貨分類幻玉的要求，不分別作出落非定型設昏備表、定表型設備表