化工设计的内容与及程序
化工设计程序与内容
4. 工艺初步设计的工作程序
扩大初步设计程序图
设计任务书 工艺路线与生产方法的确定
物料衡算 能量衡算 设备工艺计算及选型号 工艺流程图设计 车间布置设计
概算 编写设计说明书
工艺流程方框图 物料平衡图 原料用量、消耗定额及三废排放表
能量消耗综合表 设备一览表 非定型设备条件表
带控制点工艺流程图
车间平面及立面布置图
概算书、投资额及材料表
扩大初步设计说明书
5. 初步设计的成果(成品)
• 初步设计说明书 • 附表:设备一览表,主要材料估算表 • 附图:物料流程图,管道及仪表流程图,
总平面布置图,车间设备布置图, 关键设备总图 • 附：概算书和技术经济分析资料
五、施工图设计阶段工作内容与程序
1.施工图设计的主要任务 2.施工图设计的依据与规范 3.施工图设计的主要工作内容 4.施工图设计的工作程序 5.施工图设计的深度 6.施工图设计的成果(成品)
料;④建厂条件调查;⑤专业条件调查;⑥确定工艺技术方案
2.进行设计:①专业间条件往返;②各专业完成设计条件;③各专
业设计条件校审
3.完成设计:①设计文件评审;②各专业会签;③入库前规格检查
;④文件复制、归档、发送;⑤完工报告
二、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
1. 施工图设计的主要任务
把初步设计中确定的设计原则和设计 方案，根据建筑安装工程或设备制作的 需要，进一步具体化。把工程设计各个 组成部分的布置和主要施工方法，以图 样及文字的方式加以确定，并编制设备、 材料明细表。
2. 施工图设计的依据与规范
➢已审批的初步(或扩初)设计 ➢行业标准《化工工艺设计施工图
化工设计的内容和程序
引言：化工设计是一项复杂而重要的工程领域，涵盖了许多不同的内容和程序。
在本文中，将详细介绍化工设计的内容和程序，包括其概述、设计流程、主要内容和关键步骤。
通过深入了解化工设计的内容和程序，我们可以更好地理解这一领域并做出高质量的设计决策。
概述：化工设计是通过应用化学、工艺、机械等相关原理和技术，将原始材料转化为有用化学产品的过程。
它涉及到从实验室到工厂的转化，包括原料选择、反应器设计、工艺流程优化以及设备选型等一系列步骤。
化工设计师需要具备广泛的技术知识和实践经验，以确保设计的安全性、可行性和经济性。
设计流程：1. 前期工作：- 定义项目目标和要求；- 完成初步的市场调研和竞争分析；- 收集和评估相关的技术和市场信息。
2. 概念设计：- 制定概念设计方案；- 定义主要的工艺流程和设备需求；- 评估各种技术和经济方案的可行性。
3. 详细设计：- 确定详细的工艺流程和操作条件；- 选择和设计适当的设备和材料；- 进行系统的热力学和动力学分析。
4. 设备制造和安装：- 制造和采购所需的设备和材料；- 安装和测试设备；- 确保系统的可操作性和安全性。
5. 运行和维护：- 开展系统的预投产和生产，进行各种测试和调试； - 制定系统的操作和维护计划；- 定期检查和维护设备，确保其正常运行。
主要内容：1. 原料选择：- 评估可用原料的物性和化学性质；- 选择适当的原料以满足产品质量和效率要求；- 考虑原料的可获得性和成本。
2. 反应器设计：- 确定合适的反应器类型和尺寸；- 考虑反应器的热力学和动力学特性；- 优化反应器的操作条件和反应控制策略。
3. 工艺流程优化：- 确定最佳的工艺流程和操作条件；- 优化能源消耗和废物排放；- 提高生产效率和产品质量。
4. 设备选型：- 选择适当的设备和仪器；- 考虑设备的可靠性、安全性和效率；- 确保设备符合工艺要求和质量标准。
5. 安全和环保考虑：- 评估和减少潜在的危险和风险；- 遵守政府和环保机构的法规和标准；- 设计和实施安全管理和紧急救援计划。
第一章化工设计程序和内容和工作步骤
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三、施工图设计阶段工作程序
1. 修改完善初步设计文件； 2. 各专业的协调，向配套专业提供正式
资料； 3. 完成必要的图纸，表格等； 4. 编写施工安装说明书。
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四、施工图设计的深度
施工图设计的主要工作内容是完善初步设计中提出的 工艺流程图设计、工艺设备布置设计、工艺管道布置设计 和设备、管路的保温及防腐设计等。施工图设计的深度除 了和初步设计互相连贯衔接之外，还必须满足： (1)全部设备、材料的订货和交货安排； (2)非标准设备的订货、制造和交货安排； (3)能作为施工安装预算和施工组织设计的依据； (4)控制施工安装质量，并根据施工说明要求进行验收。
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二.可行性研究报告主要内容
(1)总论；
(2)需求预测；
(3)产品方案及生产规模；(4)工艺技术方案；
(5)资源可靠性、原材料、燃料的供应及公用设施情况；
(6)建厂条件和厂址方案；(7)公用工程和辅助设施方案；
(8)环境保护；
(9)工厂组织、劳动定员和人员培训；
(10)项目实施规划和安排；(11)投资估算和资金筹措；
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国内作法
（1）编写项目建议书,向国家推荐项目； （2）进行可行性研究(市场销售,技术路线,工程
条件,人力资源,实施计划,资金成本,经济效果等
研究,成品:可行性研究报告)； （3）编写计划任务书。
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一.项目建议书的主要内容
(1)项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据， 投资的必要性及经济意义； (2)产品需求初步预测； (3)产品方案和拟建规模； (4)工艺技术方案(原料路线、生产方法和技术来源)； (5)资源、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)环境保护； (8)工厂组织和劳动定员估算； (9)项目实施规划设想； (10)投资估算和资金筹措设想； (11)经济效益和社会效益的初步估算。
化工工艺设计的程序和步骤
化工工艺设计的程序和步骤1.需求分析：首先，设计人员需要与客户或利益相关者进行会议或讨论，了解他们的需求和要求。
这包括产品规格、质量标准、生产能力要求、用途等。
2.原料选择：在确定产品需求之后，制定人员将评估可行的原料选择。
他们将考虑原料的可获得性、成本、环境影响、安全性等方面的因素。
3.流程设计：接下来，设计人员将根据产品需求和原料选择，设计生产流程。
这包括原料处理、反应器设计、分离和纯化、能量传递等。
他们将考虑一系列因素，如反应条件、催化剂选择、设备选择等，以确保流程的高效运行。
4.设备设计：在流程设计完成后，设计人员将选择和设计必要的设备来实现流程。
他们将考虑设备的尺寸、材料选择、加热和冷却要求、操作压力和温度等。
5.安全评估：确定设计的安全性是一个重要的步骤。
设计人员将分析潜在的危险和风险，并设计相应的安全装置和操作程序，以确保操作过程的安全性。
6.流程模拟：在实际建设之前，通常会进行流程模拟。
这可以帮助设计人员评估和优化流程的效率和可行性。
通过模拟，他们可以尝试不同的工艺参数和操作条件，以达到最佳的生产效果。
7.经济评估：经济性评估是另一个重要的步骤。
设计人员将评估投资成本、运营成本、收益预测等，以确定工艺设计的经济可行性。
8.施工和调试：一旦工艺设计完成并获得批准，施工人员将开始实施和建设生产设施。
之后，设备和流程将进行调试和测试，以确保其正常运行。
9.验证和优化：工艺设计完成后，验证和优化是关键的步骤。
操作人员将执行试生产和规模化生产，以验证设计的可行性和实际效果。
根据实践中的经验，工艺设计可能需要进行调整和优化，以提高生产效率和产品质量。
10.文件和报告编制：最后，设计人员将编制工艺设计的相关文件和报告，以便于交付给客户、监管部门和利益相关者。
这些文件包括工艺流程图、设备设计图、安全规范、操作手册等。
需要指出的是，每个项目和每个工艺的设计步骤可能会有所不同，因此上述步骤只是一个一般化的流程示例。
(完整版)化工厂的设计步骤
化工车间（装置）工艺设计的程序及设计内容化工车间（装置）设计是化工厂设计的最基本的内容，也是初学者必须首先掌握的。
因此，本节着重介绍化工车间（装置）工艺设计内容和程序。
下面按工作程序介绍车间工艺设计的内容。
一、设计准备工作（l）熟悉设计任务书。
全面深入地正确领会设计任务书提出什么要求，又提供了什么情况，这都是设计的依据，必须熟记、贯彻实施。
（2）了解化工设计以及工艺设计包括哪些内容，其方法步骤如何。
参照设计进度订出个人工作计划。
（3）查阅文献资料。
按照设计要求，主要查阅与工艺路线、工艺流程和重点设备有关的文献资料，并摘录笔记。
此外，还应对资料数据加工处理，对文献资料数据的适用范围和精确程度应有足够的估计。
（4）收集第一手资料。
深入生产与试验现场调查研究，尽可能广泛地收集齐全可靠的原始数据并进行整理，这对搞好整个设计来说是一项很重要的基础工作。
二、方案设计这个阶段的任务是确定生产方法和生产流程，它们是整个工艺设计的基础。
要求运用所掌握的各种资料，根据有关的基本理论进行不同生产方法和生产流程的对比分析。
这个阶段的工作可以培养分析、归纳和理论联系实际的能力。
三、化工计算化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。
要完成的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。
经验表明，在化工计算阶段会用到大量的基本理论、基本概念和基本技能（数据处理、计算技能、绘图能力等）。
四、车间布置设计这是工艺人员的主要设计任务之一，它也是决定车间面貌的又一个重要设计项目。
布置设计的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。
当化工计算结束，绘出工艺流程图之后就可以进行车间布置设计，完成之后要绘制平面与立面的车间布置图。
设计方法除了常用的摆纸块法之外．现在广泛采用模型设计的方法。
五、化工管路设计管路配置设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足工艺生产的要求。
1化工设计的内容与程序
投 料 试 车 ， 考 核 验 收
Chemical Engineering Design
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。
Chemical Engineering Design
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。
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；
Chemical Engineering Design
1.2 化工厂设计的工作程序
(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。
化工厂设计的内容与程序
化工厂设计的内容与程序
• 初步设计评审
第一章 化工厂设计的内容与程序
•1) 概念设计（形成想法）
• 概念设计: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。 • 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
•
国外各设计阶段的主要设计内容及成品，见表1-1。
•表1-1
工艺设计
1、工艺流程图(PFD) 2、工艺控制图(PCD) 3、工艺说明书 4、物料平衡表 5、工艺设备表 6、工艺数据表 7、安全备忘录 8、慨略布置图 9、主要专业设计条件
国外各设计阶段的主要设计内容及成品
基础工程设计
详细工程设计
1、管道仪表流程图(PID) 2、设备计算及分析草图 3、设计规格说明书 4、材料选择 5、请购文件 6、设备布置图(分区) 7、管道平面图(分区) 8、地下管网图 9、电气单线图 10、各专业设计条件
•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。
化工厂设计的内容与程序
第一章 化工厂设计的内容与程序
• 3. 国际通用的设计阶段划分
1、详细配管图 2、管段图(空视图) 3、基础图 4、结构图、建筑图 5、仪表设计图 6、电气设计图 7、设备制造图 8、其他为施工所需的各专业全部设计图 纸、文件 9、各专业施工安装说明
化工设计的内容和程序
化工设计的内容和程序1. 简介化工设计是指在化工项目中进行设计、优化和改进的过程。
它涵盖了各种化工工程的要求，包括生产工艺、设备选择、物料平衡、能量平衡、工艺流程和系统设计等。
2. 化工设计的内容化工设计的内容非常广泛，包括但不限于以下几个方面：2.1 生产工艺设计生产工艺设计是化工设计中最重要的一部分。
它涵盖了从原料到最终产品的整个流程，包括反应器选择、反应条件确定、化学反应平衡计算、生产步骤优化等。
2.2 设备选择与设计设备选择与设计是化工设计的另一个重要方面。
它涉及到根据工艺流程要求选择合适的设备，并进行具体的设计和布置。
例如，化工反应器的选择、换热设备的设计与选择、分离设备的选择等。
2.3 物料平衡与能量平衡物料平衡与能量平衡是化工设计的基础。
物料平衡是指在化工过程中物质的输入与输出之间的平衡关系，能量平衡是指化工过程中能量的输入与输出之间的平衡关系。
通过物料平衡和能量平衡的计算，可以确定化工过程的输入和输出、热效益等。
2.4 工艺流程与系统设计工艺流程与系统设计是化工设计中的另一个重要方面。
它涉及到整个化工过程的布局与设计，包括不同设备之间的流程连接、管道设计、仪表设计等。
3. 化工设计的程序化工设计的程序一般包括以下几个步骤：3.1 数据收集与分析在进行化工设计之前，首先需要收集相关的数据，并进行详细的分析。
包括原料性质、工艺要求、市场需求等。
3.2 设计方案选择与优化在收集和分析数据之后，根据要求和条件选择合适的设计方案，并进行优化。
优化的目标通常是提高生产效率、降低成本等。
3.3 设备选型与设计在确定设计方案之后，需要进行设备的选型和设计。
根据工艺要求，选择合适的设备，并进行具体的设计和布置。
3.4 物料平衡与能量平衡计算根据设备设计和工艺要求，进行物料平衡和能量平衡的计算。
通过平衡计算，确定化工过程的输入和输出，以及热效益等。
3.5 工艺流程与系统设计根据设备设计和平衡计算结果，进行工艺流程和系统的设计。
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• 1、概念设计(假想设计)
• 概念设计是以过程研究中间结果（或最终结果）为基础，从 工程角度按照工业化时的最佳规模进行的一种假想设计。 • 其作法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。 《化工设计》
《化工设计》
二、根据化工过程开发程序分类
新技术 开发过程 中的设计
工程设计
概念设计 概念设计
中试设计 中试设计
基础设计 初步设计、
扩大 初步设计
施工图 设计
第一节 化工设计的种类
化工过程开发工作框图
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
• 化工新技术开发过程是在基础研究的基础上，通过过程研究、 工程研究和工程设计，最终完成化工新技术开发。其中包括 四种设计类型：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计。
• 2、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。
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
• 3、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。
第一章 化工设计概论
三、设计性质和过程
设计是一种创造性的劳动。它是工程师从事的工作中最有新 意，最能使人感到满足的工作之一。 以前重研究、轻设计。 设计师从接受任务之时起就要根据设计要求构思各种可能的 方案，然后根据一系列内部和外部约束条件，排出一些不合 理或不可能的方案，经过反复比较，选择其中最佳者。整个 设计过程是一个交替进行过程合成与分析，不断作出选择、 修改原有设想的迭代过程。 过程合成（结构优化） 过程分析（参数优化）
化工设计
《化工设计》
《化工设计》
化工设计
一、课程的性质
本课程为化学工程与工艺专业的专业必修课。它基 于工程科学但重点是应用。
二、课程的内容和基本要求
本课程以化工生产车间(装置)的工艺设计为重点， 讲述与国际化工设计相接轨、目前国内通用的化工设计 的原则、方法、设计程序与技巧，和各种化工工艺图与 化工设备图的绘制与阅读方法，以及计算机在化工设计 计算与绘图中的应用。
化工过程（化学工业的生产过程）即： 原料→产品 对原料进行加工处理，改变了化学组成及机械和物理的性质，从 而达到合乎要求的产品。该过程包括许多步骤，原料在各步骤中 依次通过若干个设备，经历各种方式的处理后才成为产品。
例：2NH3(l)+CO2(g)---CO(NH2)2(l)+H2O+Q 转化率50% 化工过程即是由生产流程和装置设备有机组合起来的。化工设计 即是对化工中的生产流程和装置以系统的、合理的方式组合和优 化。 《化工设计》
第一节 化工设计的种类
• 2、中试设计
• 中试设计的内容基本上与工程设计相同。 • 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。因此， 中试可以不是全流程试验，规模也不是越大越好。中试要进 行哪些试验项目，规模多大为益，均要由概念设计来确定。 • 解决 ：放大问题（过程放大、设备放大） 工程问题
第一章 化工设计概论
二、设计要求
由于本课程从工艺工程师的角度讨论化工车间（装置）设计 的主要内容和设计。 化工装置是由各种单元设备以系统的、合理的方式组合起来 的整体。它根据现有的原料和公用工程条件，通过最经济和 安全的途径，生产符合一定质量要求的产品。化工装置设计 必须满足下列要求： • 1、产品的数量和质量指标。 • 2、经济性：除少数生产只考虑社会效益外，其余均考虑经 济性。 • 3、安全：化工生产中的特殊性（易燃、易爆、有毒）。 《化工设计》
第一章 化工设计概论
• 4、符合国家和各级地方政府的环境保护法规，对三废进行 处理。 • 5、整个系统必须可操作和可控制。 可操作：设计不仅能满足常规操作，而也能满足开、停车等 非常规操作。 可控制：能抑制外部扰动的影响，系统能适应和稳定。 • 由此可见，设计是一个多目标的优化问题。不同于常规的数 学问题，不是只有唯一正确的答案，设计师在作出判决和选 择时要考虑各种经常是互相矛盾的因素——技术、经济和环 保等，在允许的时间范围内选择一个兼顾各方面要求的方案， 这种选择成决策贯穿整个设计过程。 《化工设计》
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
化工设计可以根据项目性质、化工过程开发的程序分类 （两类）
一、根据项目性质分类
根据项目 性质分类
新建项目设计
重复建设 项目设计
已有装置的 改造设计
《化ห้องสมุดไป่ตู้设计》
第一节 化工设计的种类
• 1、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。
《化工设计》
化工设计
基本要求
1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范 和基本思维方式； 2、给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养； 3、掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管 道布置的原则、方法和步骤； 4、掌握物料衡算、热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和 方法，并能运用计算机进行工艺计算； 5、掌握工艺流程图、设备布置图、管道布置图及化工设备图的 表达内容、绘制方法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺流 程图、设备布置图和化工设备图； 6、了解非工艺专业的设计及概算的内容，设计的技术经济评价 方法，为非工艺专业提供设计条件。 《化工设计》
第一章 化工设计概论
• 本章主要内容
1.1化工设计的种类 1.2化工厂设计的工作程序 1.3化工车间工艺设计的程序及内容 1.4设计文件 1.5国家和行业的设计政策和规范
• 本章重点难点：
化工设计的种类 化工厂设计的工作程序
《化工设计》
第一章 化工设计概论
一、化工设计