天津大学化工设计(化工过程设计)全套教案-part1
《天津大学化工设计》课件
职业卫生与安全防护措施
职业卫生措施
确保工作场所符合国家和地方的职业卫生标准，采取有效的 通风和换气措施，减少有害物质的产生和积累，提供个人防 护用品，定期进行职业健康检查。
安全防护措施
建立健全的安全管理制度和操作规程，对员工进行安全培训 和教育，提供完备的安全设施和个体防护装备，定期进行安 全检查和隐患排查。
05
环保与安全设计
环保设计理念与原则
环保设计理念
在化工设计中，应遵循绿色、低碳、循环的理念，通过减少资源消耗、降低环 境污染、提高资源利用效率等方式，实现可持续发展。
环保设计原则
遵循国家和地方的环保法律法规，采用清洁生产技术和工艺，减少废气、废水 、废渣的排放，合理利用能源和资源，确保化工生产与环境保护相协调。
安全可靠
设备应具备必要的安全保护装 置和措施，保证操作人员的安 全和生产的可靠性。
易于维护
设备的结构应简单明了，便于 安装、操作和维护，降低维修
成本。
典型化工设备设计
反应器设计
反应器是化工生产中的重要设备 之一，设计时应考虑反应速度、 温度、压力等工艺参数，以及设
备的结构、材料和安全性能。
塔器设计
详细描述
化工设计是化学工业发展的核心环节，它决定了企业的生产能力和产品质量。一个优秀的设计能够提 高生产效率、降低能耗和减少环境污染，为企业带来巨大的经济效益和社会效益。同时，化工设计也 是实现可持续发展的重要手段，通过节能减排和资源循环利用，推动企业绿色发展。
化工设计的流程
• 总结词：化工设计的流程包括工艺流程设计、设备设计与选型、管道设
通过模拟可以预测实际生产中的各种情况，为优化提 供依据和支持。
工艺流程模拟的方法
【天津工业大学】精品课程《化工设计》--全册课件
(3)采用先进的科学技术，努力提高商品设计的质量，使设 计做到标准规范，切合实际，技术先进，经济合理，安 全适用，使建设项目的技术经济指标达到先进水平。
(4)设计使用的基础资料要准确、可靠，各种数据和技术条 件要正确、切合实际；文字说明要清楚、确切，图纸要 清晰、正确，避免出现重大设计错误。
设计（建设）前期 设计期
设计后期（建设期）
初步设计 施工图设计
投产
试车验收
施工安装 人员培训
《化工设计》
化工设计阶段的划分
1.国外设计阶段的划分 国际上通常把全部设计过程划分为由专利 商承担的工艺包(基础设计)和由工程公司 承担的工程设计两大设计阶段。 工程设计又划分为：工艺设计、基础工程 设计和详细工程设计三个阶段。
对在技术比较简单和比较成熟的，生产规模较小的 工厂或个别车间，以及技术改造与技术措施比较成熟的， 为了简化设计，缩短设计时间，可分为二个阶段设计， 即技术设计和施工图设计二个阶段。
《化工设计》
通过该课程的学习，使学生具备化学工程师的基本 理论素质，今后无论对学生考研，还是参加工作都将是 大有意义的。
《化工设计》
化工设计概念
“化工设计” 是根据一个化学反应或过程设计
出一个生产流程，并研究流程的合理性、先进 性、可靠性和经济的可行性，再根据工艺流程 及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等， 进行合理的工厂布局设计以满足生产的要求， 工艺专业与有关非工艺专业进行密切设计合作， 最终使这个工厂建成投产，这种设计全过程称 为“化工设计”。
《化工设原计理》
第一章 化工设计程序和内容
天津大学化工原理课程设计
具有分效预热的卤水真空蒸发制盐系统（平流进料，顺流排盐）
一、
1.1
盐，既是生活必需品，又是化工业的基本原料，被称为“工业之母”。以其为主要原料制成的“两碱”（纯碱和烧碱）被广泛应用于纺织、农业、医药、有色金属、冶金、电力、军工等多种行业。
在中国，根据来源和生产方法可将原盐分为三类：以海水为原料晒制而得的海盐；开采现代盐湖矿制得的湖盐；开采地下天然卤水或古代岩盐矿床制得的井矿盐又称岩盐。其中以岩盐分布最为广泛，开采也最为成熟，因此，在我国内陆普遍盐工业所使用的为岩盐。
第二效第三台预热器中卤水的升温区间为78至83摄氏度，故卤水的定性温度为：
由定性温度经水的变化规律推算出80.5℃时，卤水的物性参数如下：
80.5℃下卤水的物性参数表
温度t
℃
恒压热容
J/(kg·℃)
密度
热导率
W/（m·℃）
粘度
Pa·S
80.5
3411
1157.5
0.617
0.0019
计算传热量Q：
对数平均温度为：
Pa·S
72
3405
1162.6
0.612
0.002
80.5℃下卤水的物性参数表
温度t
℃
恒压热容
J/(kg·℃)
密度
热导率
W/（m·℃）
粘度
Pa·S
80.5
3411
1157.5
0.617
0.0019
92.85℃下水的物性参数表
温度t
℃
密度ρv
kg/m3
密度ρ
kg/m3
热导率k
W/（m·℃）
粘度μ
化工设计化工过程设计教学教案
化工设计化工过程设计教学教案PPT一、教学目标1. 了解化工过程设计的基本概念和重要性。
2. 掌握化工过程设计的主要步骤和方法。
3. 了解化工过程中的单元操作和设备选型。
4. 培养学生的工程思维和创新能力。
二、教学内容1. 化工过程设计概述化工过程设计的定义和目的化工过程设计与化工工艺设计的区别2. 化工过程设计的主要步骤需求分析与项目可行性研究工艺流程设计设备选型与设计工艺参数优化安全、环保与经济评估3. 单元操作及设备选型流体流动与输送设备传热与换热器设备传质与分离设备反应与反应器设备4. 工艺流程图的绘制工艺流程图的符号与表示方法工艺流程图的绘制步骤与技巧5. 工艺参数的优化与计算基本工艺参数的计算方法工艺参数的优化方法与技巧三、教学方法1. 讲授法：讲解化工过程设计的基本概念、步骤和方法。
2. 案例分析法：分析实际案例，让学生了解化工过程设计的具体应用。
3. 互动教学法：引导学生参与课堂讨论，提高学生的工程思维和创新能力。
4. 实践操作法：让学生动手绘制工艺流程图，优化工艺参数，提高实际操作能力。
四、教学资源1. 教材：化工过程设计相关教材。
2. PPT课件：详细讲解化工过程设计的基本概念、步骤和方法。
3. 案例资料：提供实际案例，供学生分析和学习。
4. 绘图软件：如AutoCAD，用于绘制工艺流程图。
五、教学评价1. 课堂参与度：评估学生在课堂讨论中的表现，考察学生的工程思维和创新能力。
2. 作业完成情况：评估学生对课堂所学知识的掌握程度。
3. 工艺流程图的绘制：评估学生对工艺流程图的绘制能力和工艺参数的优化能力。
4. 期末考试：全面考察学生对化工过程设计的理解和掌握程度。
六、教学环境1. 教室环境：宽敞明亮的教室，配备投影仪、计算机等教学设备。
2. 网络环境：保证学生能够访问互联网，获取相关资料和信息。
3. 实验室环境：提供化工过程设计相关的实验室，让学生能够进行实际操作和实验。
七、教学过程1. 导入：通过引入实际案例，引发学生对化工过程设计的兴趣和关注。
天津大学化工原理课程设计
R=2Rmin=2×0.352=0.704
③求精馏塔的汽液相负荷
L=RD=0.704×97.27=68.48 kmol/h
V=(R+1)D=(0.701+1) ×97.27=165.75 kmol/h
L′=L+F=68.48 +136.79=205.27 kmol/h
V′=V=165.75 kmol/h
MLDm=0.953×78.11+（1-0.953）×112.56=79.73kg/kmol
②进料板平均摩尔质量计算
由图解理论板的yF=0.899，则xF=0.665
MVFm=0.899×78.11+（1-0.899）×112.56=81.59kg/kmol
图3 苯—氯苯温度组成图
则塔顶温度 tD=80.3℃
进料板温度 tF=89.8℃
精馏段平均温度 tm=（80.3+89.8）/2=85.05℃
（3）平均摩尔质量计算
①塔顶平均摩尔质量计算
由xD=y1=0.986，查平衡曲线得x1=0.953
MVDm=0.986×78.11+（1-0.986）×112.56=78.59kg/kmol
由于本设计采用泡点进料，需要设计一再沸器满足设计要求。工业上常用的再沸器有下列几种：内置式再沸器、釜式再沸器、热虹吸式再沸器以及强制循环式再沸器。内置式再沸器通常用于直径小于600mm的蒸馏塔中，不服和本次设计要求。热虹吸式再沸器利用热虹吸原理，即再沸器内液体被加热部分汽化后，汽液混合物密度小于塔内液体密度，使再沸器与塔内产生静压差，促使塔底液体被虹吸进入再沸器，在再沸器内汽化后返回塔中，因而不必用泵便可使塔内液体循环。热虹吸式再沸器有立式和卧式两种。但立式安装时要求精馏塔底部液面与再沸器顶部管板持平，要有固定标高，其循环速率受流体力学因素制约。因而本次设计中我们选用卧式热虹吸式再沸器。
化工设计教案(全面)
化工设计教案(全面)第一章：化工设计概述1.1 教学目标让学生了解化工设计的定义和目的让学生了解化工设计的基本流程和步骤让学生了解化工设计的主要内容和注意事项1.2 教学内容化工设计的定义和目的化工设计的基本流程和步骤化工设计的主要内容和注意事项1.3 教学方法讲解法：讲解化工设计的定义、目的、流程、步骤、内容和注意事项案例分析法：分析典型的化工设计案例，让学生更好地理解和掌握化工设计的方法和技巧1.4 教学评估课堂问答：提问学生关于化工设计的基本概念和知识点案例分析：让学生分组讨论和分析典型的化工设计案例，提出设计方案和注意事项第二章：化工原料的选择2.1 教学目标让学生了解化工原料的选择标准和依据让学生了解不同化工原料的性质和特点让学生能够根据具体需求选择合适的化工原料2.2 教学内容化工原料的选择标准和依据不同化工原料的性质和特点选择合适的化工原料的方法和技巧2.3 教学方法讲解法：讲解化工原料的选择标准、依据以及不同化工原料的性质和特点案例分析法：分析具体的化工原料选择案例，让学生学会如何选择合适的化工原料2.4 教学评估课堂问答：提问学生关于化工原料选择标准和依据的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的化工原料选择案例，提出合适的选择方案第三章：化工工艺流程设计3.1 教学目标让学生了解化工工艺流程设计的基本原则和方法让学生了解不同化工单元操作的特点和应用让学生能够设计简单的化工工艺流程3.2 教学内容化工工艺流程设计的基本原则和方法不同化工单元操作的特点和应用设计简单化工工艺流程的方法和技巧3.3 教学方法讲解法：讲解化工工艺流程设计的基本原则、方法和不同化工单元操作的特点和应用案例分析法：分析具体的化工工艺流程设计案例，让学生学会如何设计简单的化工工艺流程3.4 教学评估课堂问答：提问学生关于化工工艺流程设计的基本原则和方法的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的化工工艺流程设计案例，提出设计方案第四章：设备选型与布局4.1 教学目标让学生了解化工设备选型的依据和标准让学生了解不同类型化工设备的性能和应用让学生能够进行基本的化工设备选型和布局设计4.2 教学内容化工设备选型的依据和标准不同类型化工设备的性能和应用化工设备布局设计的原则和方法4.3 教学方法讲解法：讲解化工设备选型的依据、标准和不同类型设备的性能和应用案例分析法：分析具体的设备选型和布局设计案例，让学生学会如何进行设备选型和布局设计4.4 教学评估课堂问答：提问学生关于化工设备选型和布局设计的基本原则和方法的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的设备选型和布局设计案例，提出设计方案第五章：管道与阀门设计5.1 教学目标让学生了解管道设计的基本原则和方法让学生了解阀门的选择标准和应用场合让学生能够进行基本的管道和阀门设计5.2 教学内容管道设计的基本原则和方法阀门的选择标准和应用场合管道和阀门设计中的注意事项5.3 教学方法讲解法：讲解管道设计的基本原则、方法和阀门的选择标准及应用场合案例分析法：分析具体的管道和阀门设计案例，让学生学会如何进行管道和阀门设计5.4 教学评估课堂问答：提问学生关于管道设计和阀门选择的基本原则和方法的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的管道和阀门设计案例，提出设计方案第六章：控制系统设计6.1 教学目标让学生了解化工过程控制的基本原理和方法让学生了解常用控制仪表的性能和应用让学生能够进行基本的化工过程控制系统设计6.2 教学内容化工过程控制的基本原理和方法常用控制仪表的性能和应用化工过程控制系统设计的方法和技巧6.3 教学方法讲解法：讲解化工过程控制的基本原理、方法和常用控制仪表的性能及应用案例分析法：分析具体的控制系统设计案例，让学生学会如何进行化工过程控制系统设计6.4 教学评估课堂问答：提问学生关于化工过程控制和控制仪表的基本原理和方法的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的控制系统设计案例，提出设计方案第七章：安全设计与环境保护7.1 教学目标让学生了解化工过程中的安全问题和处理方法让学生了解化工过程对环境的影响和防治措施让学生能够进行化工过程的安全设计和环境保护7.2 教学内容化工过程中的安全问题及其处理方法化工过程对环境的影响及其防治措施安全设计和环境保护的方法和技巧讲解法：讲解化工过程中的安全问题、处理方法以及化工过程对环境的影响和防治措施案例分析法：分析具体的安全设计和环境保护案例，让学生学会如何进行化工过程的安全设计和环境保护7.4 教学评估课堂问答：提问学生关于化工过程安全设计和环境保护的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的安全设计和环境保护案例，提出设计方案第八章：经济效益分析8.1 教学目标让学生了解化工项目经济效益分析的基本概念和方法让学生能够进行化工项目的投资估算和成本分析让学生掌握化工项目经济盈利性评价指标和风险评估8.2 教学内容化工项目经济效益分析的基本概念和方法化工项目的投资估算和成本分析化工项目经济盈利性评价指标和风险评估8.3 教学方法讲解法：讲解化工项目经济效益分析的基本概念、方法和评价指标案例分析法：分析具体的化工项目经济效益分析案例，让学生学会如何进行投资估算、成本分析和风险评估课堂问答：提问学生关于化工项目经济效益分析的基本概念和方法的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的化工项目经济效益分析案例，提出分析报告第九章：HSE管理9.1 教学目标让学生了解HSE管理的概念和内容让学生了解HSE管理体系的建立和运行让学生能够进行HSE风险评估和事故预防9.2 教学内容HSE管理的概念和内容HSE管理体系的建立和运行HSE风险评估和事故预防的方法和技巧9.3 教学方法讲解法：讲解HSE管理的概念、内容以及管理体系的建立和运行案例分析法：分析具体的HSE管理案例，让学生学会如何进行HSE风险评估和事故预防9.4 教学评估课堂问答：提问学生关于HSE管理的基本概念和方法的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的HSE管理案例，提出改进措施第十章：化工项目实施与验收10.1 教学目标让学生了解化工项目实施的基本程序和步骤让学生了解化工项目验收的标准和方法让学生能够进行化工项目的实施和验收10.2 教学内容化工项目实施的基本程序和步骤化工项目验收的标准和方法化工项目实施与验收的注意事项10.3 教学方法讲解法：讲解化工项目实施的基本程序、步骤和验收的标准及方法案例分析法：分析具体的化工项目实施和验收案例，让学生学会如何进行化工项目的实施和验收10.4 教学评估课堂问答：提问学生关于化工项目实施和验收的基本程序和方法的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的化工项目实施和验收案例，提出实施和验收方案第十一章：化工设计的创新与改进11.1 教学目标让学生了解化工设计中创新与改进的重要性让学生了解化工设计创新与改进的方法和途径让学生能够进行化工设计的创新与改进11.2 教学内容化工设计中创新与改进的重要性化工设计创新与改进的方法和途径化工设计创新与改进的实践案例11.3 教学方法讲解法：讲解化工设计中创新与改进的重要性、方法和途径案例分析法：分析具体的化工设计创新与改进案例，让学生学会如何进行化工设计的创新与改进11.4 教学评估课堂问答：提问学生关于化工设计创新与改进的重要性、方法和途径的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的化工设计创新与改进案例，提出改进方案第十二章：化工设计的未来发展12.1 教学目标让学生了解化工设计的发展趋势和挑战让学生了解新兴技术在化工设计中的应用让学生能够展望化工设计的未来发展12.2 教学内容化工设计的发展趋势和挑战新兴技术在化工设计中的应用化工设计未来发展的展望12.3 教学方法讲解法：讲解化工设计的发展趋势、挑战和新兴技术的应用案例分析法：分析具体的化工设计未来发展的案例，让学生学会如何展望化工设计的未来发展12.4 教学评估课堂问答：提问学生关于化工设计发展趋势、挑战和新兴技术应用的知识点案例分析：让学生分组讨论和分析具体的化工设计未来发展的案例，提出未来发展展望第十三章：化工设计软件与应用13.1 教学目标让学生了解化工设计软件的种类和功能让学生掌握常见化工设计软件的操作方法和技巧让学生能够运用化工设计软件进行实际设计工作13.2 教学内容化工设计软件重点和难点解析重点：1. 化工设计的定义、目的、流程、步骤、内容和注意事项。
化工设计教案(全面)
化工设计教案(全面)第一章：化工设计基本概念1.1 化工设计的定义和意义1.2 化工设计的内容和流程1.3 化工设计的任务和目标1.4 化工设计的依据和标准1.5 化工设计的注意事项第二章：化工工艺流程设计2.1 工艺流程设计的原则和步骤2.2 工艺流程图的绘制和符号表示2.3 物料平衡计算和设备选型2.4 工艺参数的确定和优化2.5 工艺流程的评析和改进第三章：化工设备设计3.1 常用化工设备类型和结构特点3.2 设备设计的基本原则和计算方法3.3 设备材料的选择和规格确定3.4 设备强度计算和应力分析3.5 设备的制造和验收要求第四章：化工布局设计4.1 布局设计的原则和步骤4.2 平面布局图的绘制和优化4.3 空间布局设计和设备排列4.4 管道布置设计和常用符号表示4.5 布局设计的评析和改进第五章：化工安全与环境设计5.1 安全设计的原则和内容5.2 危险分析和风险评估5.3 安全设施和防护措施的设计5.4 环境保护的原则和措施5.5 化工事故应急预案和处理措施第六章：化工经济性评估6.1 投资估算和成本分析6.2 经济效益评价指标和方法6.3 现金流量分析和财务评价6.4 成本控制和降低措施第七章：化工设备Piping 和Instrumentation 设计7.1 管道系统设计和常用管件7.2 管道材料选择和压力等级7.3 管道布置和走向优化7.4 仪表选型和控制系统设计7.5 设备接口和管道连接方式第八章：化工控制系统设计8.1 控制系统的类型和原理8.2 控制器选型和参数整定8.3 控制系统设备和元件的选择8.4 控制系统的安装和调试第九章：化工工艺模拟和优化9.1 工艺模拟软件的选择和应用9.2 工艺参数的模拟和优化9.3 工艺过程的模拟和结果分析9.4 工艺优化方法和案例分析10.1 设计文件的整理和归档10.2 设计成果的汇报和讲解10.3 设计中存在的问题和改进措施10.4 设计成果的评价和反馈10.5 答辩准备和注意事项重点和难点解析重点环节一：工艺流程设计的原则和步骤补充和说明：工艺流程设计是化工设计的核心，其合理性和科学性直接影响到整个化工生产过程的效率和安全性。
化工设计 教案(全面)
第一章化工厂设计的内容与程序第一节化工设计的种类化工设计可根据项目性质分类，也可按设计性质分类。
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。
这类设计往往由开发研究单位提供基础设计，然后由工程研究部门根据建厂地区的实际情况作出工程设计。
（二）重复建设项目设计由于市场需要，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。
（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，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，以及提高能量的综合利用率和局部的工艺或设备改造更新等。
这类设计往往由生产企业的设计部门进行。
二、根据设计性质分类（一）新技术开发过程中的设计(1)概念设计。
基础研究结束后，应进行概念设计。
概念设计的规模应是工业化时的最佳规模。
概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计，其作法可参照常规的工程设计方法和步骤，设计工艺流程，进行全系统的物料衡算、热量衡算和设备工艺计算，确定工艺操作条件及主要设备的型式和材质，进行参数的灵敏度和生产安全分析，确定三废治理措施，计算基建投资、产品成本等主要技术经济指标。
(2)中试设计。
按照现代技术开发的观点，中试的主要目的是验证模型和数据，即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。
(3)基础设计。
基础设计是新技术开发的最终成果，它是工程设计的依据。
基础设计有些类似于我国的技术设计，但又有很大的差别。
与技术设计不同的是基础设计除了一般的工艺条件外，还包括了大量的化学工程方面的数据，特别是反应工程方面的数据，以及利用这些数据进行设计计算的结果。
（二）工程设计根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定，工程设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。
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工艺专业部与工艺系统专业部之间，在设计工作过程中有许多需要交流的条件、 文件（“条件表”），有发出条件的主导专业，有接收“条件表”的接收专业。
我
化学工程与工艺
国 化
化工机械
工 设
自动化及仪表
计 院
总图
的 专
概预算（工程经济）
业 种
建筑、结构、暖通、给排水、强弱电
类
热工、环境工程（环保）、工业炉
三、计算机辅助化工过程设计
化学工业绝不是所谓的“夕阳工业”、“夕阳产业”，它现在仍然 正在平稳高速的发展，将来必将持续快速发展。
1990年～1999年，美国、欧盟化学工业的发展速度是其全部工业平 均增长速度的2.69倍。
美国化学工业的规模一直雄居世界化学工业总量的30％左右，是美 国为数不多在国际贸易体系内具有贸易顺差的制造业之一。
英文中没有如此名词！
化工工艺设计（核心）
化工厂设计
化工过程设计（核心）
公用工程设计、外管设计，…等
非工艺部分设计
化工厂房建筑、结构设计 总图设计，….等
化工过程பைடு நூலகம்计是针对化工工艺设计的深入、配套与完善。
2、化工过程设计的目标及内容
美国国家顾问团在其“化学工程的新领域”著作中，简明阐述了化工 过程设计的主要目标：
确定最佳流程及最佳操作条件，达到最优投入产出比。在定量计算 的基础上，结合专家的经验，考虑安全、健康、环保的因素，确定出一 个综合的设计方案。
化工过程设计的内容：
其基本核心内容是化工工艺设计，其附带内容是针对化工工艺设计， 对它的配套部分如公用工程、外管设计等进行深入设计和完善。
3、化工过程设计的深化改革 化工过程设计发展方向
工艺专业部：侧重出PID图、PFD图 工艺系统专业部：侧重出UID图、UFD图
PID （Process Instrument Diagram） 带控制点的工艺仪表管道流程图 PFD （Process Flowsheet Diagram） 过程物料流程图 UID （Utility Instrument Diagram） 公用工程仪表管道流程图 UFD （Utility Flowsheet Diagram） 公用工程物料流程图 其中，各种图纸随设计的深入，分成多个版本。
阶
段
③、现代化学工业：上世纪40年代开始，随着合成橡胶、
石油炼制、合成纤维工业的迅速发展，随着化工单元操作
理论的日益成熟，在科学技术和生产规模二个层面上，揭 示现代化学工业开始形成。
2、化学工业属于过程工业型制造业（流程型制造业）
离散型制造业
现代制造业
（例如汽车工业等）
过程工业型制造业（又称“流程型制造业”）
在20世纪20年代以前，化工过程设计几乎没有理论作指导，几乎是完 全凭经验。
在20世纪20年代～60年代，化工过程设计已经开始有化工单元操作 理论作指导，可以定量计算设计，但几乎完全凭手工计算与绘图完成设计 工作。
在20世纪60年代以后，计算机辅助化工过程设计得到了发展。 为什么直到20世纪60年代后，在化工设计领域开开始出现计算机辅助 化工过程设计呢？
天津大学拥有正版的ASPEN和Process II 软件系统（教学版）。
计算机辅助化工过程设计软件系统的发展方向（趋势）：
（1）、单元操作模块的种类数； （2）、物性数据库的大小及数据的估算方法； （3）、能处理的流股数量和组份数量； （4）、计算技术方法（求解方法）； （5）、能处理的流股相态；
在世界500强企业中，以化工为主或涉足化工领域的企业为数不少。
二、化工过程设计的基本内容
1、化工设计、化工厂设计、化工过程设计、化工工艺设计四个名词之间 的联系与区别
化工设计是泛称，在不同场合可分别指称化工厂设计、化工过 程设计、化工工艺设计，其内涵最广，但意义不明确。
Chemical Design
（例如化学工业、冶金行业等）
流程型制造业一般是能耗大户，也是排放的大户。其节能、降耗、 减排的任务十分艰巨。
例如：一个年产值不过仅10亿元人民币的合成原料药制造企 业，它每天的耗水量可高达5000立方米。
3、现代化学工业覆盖的范围
我国化学工业的分类与美国、欧盟关于化学工业的范畴有一些区别，但 逐步在接轨，按美国、欧盟的化学工业年鉴，现代化学工业覆盖以下范围：
复杂大型化工厂的设计 柔性化工厂的设计 自主创新设计
与国际工程设计的接轨 我国化工设计院，原来的专业部门进行了相应的改革调整。
工艺专业部（大部分为化学工程与工艺专业人员） 原来的工艺专业部
工艺系统专业部 （少量化学工程与工艺专业人员，大量其它辅助专业）
工艺专业部：侧重化工工艺设计 工艺系统专业部：侧重化工过程设计中除了化工工艺设计以外与工艺有关的内容
石油化工（包括其衍生的有机化工）
煤化工（包括其衍生的有机化工）
无机化工
现
精细化工及中间体
代 化
化肥工业
学
农药工业
工
业
医药工业
轻工（造纸、玻璃、塑料、合成橡胶等）
染料、油墨、化妆品、清洁剂
生物化工
4、化学工业在现代经济体系中的地位
化学工业是所有高新技术产业的支撑工业，如能源、电子、信息、生物、 材料等领域，都离不开化学工业提供的物质支撑。
20世纪70年代初，以美国Monsanto公司牵头开发的FLOWTRAN软 件系统代表。
Advanced System for
第三代商品化软件系统
Process Eng.
20世纪80年代，以 ASPEN 和 PROCESS II 两大软件系统代表。
我国最早由寰球、化工部八院等单位于上世纪90年代率先引进ASPEN 软件系统。现在，国内各设计院基本都已经使用ASPEN或Process II软件系 统进行计算机辅助化工过程设计。
第一章 化工过程设计
一、化学工业的发展历史、化学工业覆盖的范围及其在现代经济体系中的地 位
1、化学工业的发展历史
化学工业历经了古代、近代、现代三个主要发展阶段。
①、古代化学工业：从数千年前人类阳光晒盐、地下卤水 煮盐开始，萌发了古老的化学工业。
化
学
工
业 发 展
②、近代化学工业：从18世纪中叶，欧洲造纸、玻璃、 肥皂的大规模生产开始，表明近代化学工业的形成。
计算机软、硬件技术的发展
化工单元操作等理论的不断成熟
数学计算技术的发展
计算辅助化工过程设计软件系统的发展情况： 第一代商品化软件系统
Chem. Eng. Simulation System
20世纪60年代，以美国各高校联合开发的CHESS软件系统为代表。
第二代商品化软件系统
Flowsheet Translator