化工设计的内容和程序PPT(共 57张)
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第一章化工设计的内容和程序
第一章化工设计的内容和程序第一章化工设计的程序与内容engineering designChart1 The process and content of chemical1.什么是化工设计？2.工程设计分为几类？分类依据？3.化工厂的工作程序？扩大初步设计是否要向主管部门评价？2.1 化工设计的种类2.2 2.3 2.42.5 化工设计的工作程序化工设计的内容国家和行业的基本设计政策和规范设计文件的编制分类依据：项目性质、设计性质一、根据项目性质分类1. 新建项目设计新产品研发设计新工艺或新技术设计2. 重复建设项目设计二、根据设计性质分类工程设计(1) 概念设计化学试验化工设计电子课件概念设计内容：根据基础研究提供的概念和数据，确定工艺流程；对全系统进行物料衡算、热量衡算和设备工艺计算，确定工艺操作条件、主要设备型式和材质；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。
概念设计目的：暴露和提出基础研究中存在的问题，并为解决这些问题提供方案。
另外，结合技术经济评价，得出该新产品或新技术是否有工业化价值的结论。
化工设计电子课件(2)中试装置设计中试装置的主要任务：验证基础研究中得到的规律和概念设计中的一些结果和设想；考察从小试到中试的放大效应；研究一些由于各种因素没有条件在实验室进行的课题；进行新设备、新材料、新仪器、新控制方案的试验。
中试装置设计要求：在设计流程、规模和设备结构型式不一定与工业装置完全相同，但必须在实本质上反映工业装置的特性和规律，为基础设计提供基础数据。
基础设计一般在进行。
基础设计是，是。
基础设计包括建设生产装置的一切技术要点。
设计基础：依据、技术来源、生产规模、原材料规格等；工艺流程：生产工艺、主要特点、反应原理及工艺参数等；物料流程图和物流表：完成物料衡算；对工程设计提出要求；设备布置建议图；装置三废的排放；自控设计说明；消耗定额；有关的技术资料、物性数据等；安全技术与劳动保护的说明。
化工设计ppt
旁路调节原理图
容积泵的旁路调节原理图
容器的支撑与安装
大型搅拌釜的安装布置
流体的流动方向与管道布置
仪表位号的表示方法
连接物料管道的标注及画法
说明下列符号的意义
搜集资料的原则 工艺设计的准备工作 设计资料的来源 各种生产方法的技术经济比较
第2章 工艺流程设计
• 生产工艺流程设计的任务 • 工艺流程图的设计及绘制方法，学会流程图的绘 制方法，能读懂工艺流程图 • 设计流程时需要考虑的技术问题
（例如 离心泵的直接节流原理）
• • • •
流程图中化工设备、机器图例 流程图中管道及其附件图利（参见第6章） 流程图中常见阀门图例（参见第6章） 流程图中仪表、调节及执行机构图例（参见第6章）
• (在进行设备布置设计时，除考虑满足生产工艺要求外，还要考虑 其 便于安装、检修，保障安全生产等，请写出不少于12条的设备布置原 则)
第6章车间管路设计
• • • • • • 车间管路设计的内容 管道的两种分类方式及区别 管道的连接方式及其表达方法，两个特征参数 常见布置和安装的一般原则(进行管道布置设计，要考虑物
分，请详细说明其包括哪些过程及各个过程的工作内容。)
化工工艺设计项目(内容)
• • • • • • • • • • 生产方法的选择； 物料计算； 能量计算； 生产工艺流程设计； 设备设计与选择； 车间布置设计； 化工管道设计； 提出非工艺设计条件； 设计说明书的编写； 概算的编制。
• • • •
直接节流原理图
直接调节法：是在泵的出口管线上设 置调节阀，利用泵的开度变化调节流 量。简单易行，普遍采用，不适宜介 质正常流量低于泵的额定流量的30% 以下的场合
旁路调节法：是在泵的出 口旁路管线上设置调节阀， 使一部分液体从出口返回 到进口管线以调节出口流 量。 泵的总效率降低，优点是 调节阀直径较小，可用于 介质流量偏低的场合。
容积泵的旁路调节原理图
容器的支撑与安装
大型搅拌釜的安装布置
流体的流动方向与管道布置
仪表位号的表示方法
连接物料管道的标注及画法
说明下列符号的意义
搜集资料的原则 工艺设计的准备工作 设计资料的来源 各种生产方法的技术经济比较
第2章 工艺流程设计
• 生产工艺流程设计的任务 • 工艺流程图的设计及绘制方法，学会流程图的绘 制方法，能读懂工艺流程图 • 设计流程时需要考虑的技术问题
（例如 离心泵的直接节流原理）
• • • •
流程图中化工设备、机器图例 流程图中管道及其附件图利（参见第6章） 流程图中常见阀门图例（参见第6章） 流程图中仪表、调节及执行机构图例（参见第6章）
• (在进行设备布置设计时，除考虑满足生产工艺要求外，还要考虑 其 便于安装、检修，保障安全生产等，请写出不少于12条的设备布置原 则)
第6章车间管路设计
• • • • • • 车间管路设计的内容 管道的两种分类方式及区别 管道的连接方式及其表达方法，两个特征参数 常见布置和安装的一般原则(进行管道布置设计，要考虑物
分，请详细说明其包括哪些过程及各个过程的工作内容。)
化工工艺设计项目(内容)
• • • • • • • • • • 生产方法的选择； 物料计算； 能量计算； 生产工艺流程设计； 设备设计与选择； 车间布置设计； 化工管道设计； 提出非工艺设计条件； 设计说明书的编写； 概算的编制。
• • • •
直接节流原理图
直接调节法：是在泵的出口管线上设 置调节阀，利用泵的开度变化调节流 量。简单易行，普遍采用，不适宜介 质正常流量低于泵的额定流量的30% 以下的场合
旁路调节法：是在泵的出 口旁路管线上设置调节阀， 使一部分液体从出口返回 到进口管线以调节出口流 量。 泵的总效率降低，优点是 调节阀直径较小，可用于 介质流量偏低的场合。
化工设计的程序与内容概述(PPT 49页)
3. 应注意事项 (1) 可行性研究应具有科学性和独立性 (2) 可行性研究的深度需满足要求 (3) 承担可行性研究工作的单位应具备条件 (4) 可行性研究报告要进行审批
建 5.资源、主要原材料、燃料和动力的供应;
议
书 6. 建厂条件和厂址初步方案;
主 要
7. 环境保护;
内 容
8. 工厂组织和劳动定员估算;
9. 项目实施规划设想;
10. 投资效益和社会效益的初步估算;
11. 结论与建议。
化工设计电子课件
四、 可行性研究报告
可行性研究——拟议中的投资项目在决定实施以前，对该项目技术 上的可行性和先进性，及经济上的合理性和获利性进行调查研究、 分析论证好方案选优的工作。
艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。
化工设计电子课件
3. 已有装置改造 改造原因：老装置产品的质量和产量不能满足市场需求， 或由于技 术原因，原材料消耗过高，缺乏竞争能力。
改造内容：去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”，优化生产过程和 控制操作。
改造目的：提高原材料、能量的综合利用率，更新局部工艺和设备。 这类设计往往由生产企业的设计部门进行.
化工设计电子课件
2. 主要作用 (1) 作为建设项目投资决策和编制设计任务书的依据 (2) 作为向银行申请贷款的依据 (3) 作为与建设项目有关的各部门商谈合同的依据 (4) 作为建设项目开展初步设计的基础 (5) 作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的依据 (6) 作为环保部门审查建设项目对环境评价的依据
量，关键设备的选型及产品成本，三废治理，项目投资等重大技术
经济问题。
具体内容参
初步设计பைடு நூலகம்段应编写初步设计说明书——设计成品。 考基础设计
建 5.资源、主要原材料、燃料和动力的供应;
议
书 6. 建厂条件和厂址初步方案;
主 要
7. 环境保护;
内 容
8. 工厂组织和劳动定员估算;
9. 项目实施规划设想;
10. 投资效益和社会效益的初步估算;
11. 结论与建议。
化工设计电子课件
四、 可行性研究报告
可行性研究——拟议中的投资项目在决定实施以前，对该项目技术 上的可行性和先进性，及经济上的合理性和获利性进行调查研究、 分析论证好方案选优的工作。
艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。
化工设计电子课件
3. 已有装置改造 改造原因：老装置产品的质量和产量不能满足市场需求， 或由于技 术原因，原材料消耗过高，缺乏竞争能力。
改造内容：去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”，优化生产过程和 控制操作。
改造目的：提高原材料、能量的综合利用率，更新局部工艺和设备。 这类设计往往由生产企业的设计部门进行.
化工设计电子课件
2. 主要作用 (1) 作为建设项目投资决策和编制设计任务书的依据 (2) 作为向银行申请贷款的依据 (3) 作为与建设项目有关的各部门商谈合同的依据 (4) 作为建设项目开展初步设计的基础 (5) 作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的依据 (6) 作为环保部门审查建设项目对环境评价的依据
量，关键设备的选型及产品成本，三废治理，项目投资等重大技术
经济问题。
具体内容参
初步设计பைடு நூலகம்段应编写初步设计说明书——设计成品。 考基础设计
化工设计内容和程序
例：2NH3(l)+CO2(g)---CO(NH2)2(l)+H2O+Q
•4、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》
Байду номын сангаас
化工设计内容和程序
化工设计
•三、课程的特点
• 1、综合性（多专业基础课知识的综合与集成）； • 2、实践性（面向实际化工工艺设计、化工厂设计的工程运用）
•四、课程教学的目的
• 1、了解国内外有关化工工艺设计、化工厂设计的先进理念； • 2、掌握化工工艺设计的内容、步骤及方法。
化工设计内容和程序
2020/11/12
化工设计内容和程序
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。
化工设计内容和程序
•化工厂分类
•（1）按产品分类 •（1） 日化厂、石化厂、农药厂、橡胶厂、塑料厂等 •（2）按生产规模分类
• 大型化工厂(≥100kt/a) • 中型化工厂(10~100kt/a) • 小型化工厂(<10kt/a)
•（3）按生产方式分类
• 连续操作、间歇操作
•（4）按生产技术的先进程度分类
•非工艺部分设计
•化工厂房建筑、结构设计 •总图设计，….等
•化工过程设计是针对化工工艺设计的深入、配套与完善。
1化工设计的内容与程序-PPT精选文档
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。
Chemical Engineering Design
2019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
大学生 核 心 课 程
工程能力和创新能力 工程师
化工设计大赛
Chemical Engineering Design
1 化工设计的内容与程序
Chemical Engineering Design
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。
Chemical Engineering Design
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中温度在-170℃以下。
化工设计 ppt课件
设计规范与标准流程
01
指导原则
02
化工设计应遵循一系列设计规范和标准流 程，以确保设计质量和效率。
03
这些规范和流程包括工艺流程设计、设备 布置、管道设计、安全设施设置等。
04
遵循规范和流程可以减少设计错误和漏洞 ，提高设计的可靠性和经济性。
工程伦理与职业操守
01 02 03 04
职业要求
化工设计工程师应具备高度的工程伦理和职业操守，以确保设计的公 正、安全和合法性。
特点
化工设计涉及多个学科领域，包括化学工程、机械工程、电 气工程、环境工程等，具有综合性、复杂性、创新性等特点 。
化工设计的重要性
保障生产安全
化工设计是化工生产的前提和 基础，其合理性和安全性直接 关系到生产过程的安全和稳定
。
提高生产效率
合理的化工设计能够优化生产 流程，降低能耗和物耗，提高 生产效率，降低生产成本。
防腐措施
根据介质腐蚀性、工作温度和压力等条件， 采取相应的防腐措施，如涂层防腐、衬里防
腐等。
设备强度与稳定性分析
要点一
强度计算
根据设备的工作压力、温度和介质特性，进行设备的强度 计算。
要点二
稳定性分析
分析设备在正常工作条件下的稳定性，以及在异常工况下 的安全性能。
设备制造与安装要求
制造要求
根据设备的设计图纸和技术要求，制定合理的制造工艺 和质量控制标准。
总结词
可靠性、稳定性
详细描述
该制药厂的管道系统设计注重可靠性和稳定性。通过合理的管道布置和材料选择，确保了管道系统的长期稳定运 行。同时，采用自动化监测和控制系统，提高了管道系统的可靠性和安全性，减少了药品生产过程中的污染和交 叉污染风险。
《化工设计第一章》课件
随着社会对环保要求的提高，安全与环保设计已成为企业核心竞争力的重要组成部分。采用安全与环保 设计的化工企业将更具市场竞争力。
安全与环保设计的原则
预防为主
在设计阶段充分考虑生产过程 中可能存在的危险因素，采取 有效的预防措施，降低事故发
生的概率。
综合治理
对化工生产过程中产生的各种 污染物进行综合治理，实现达 标排放。
详细描述
化工设计是根据化学工程原理和方法，对工艺流程、设备、管道等工艺系统进行整体设计的过程。它涉及到多个 学科领域，如化学、物理、热力学、流体力学等，需要综合考虑各种因素，如工艺流程、设备性能、安全环保等 。
化工设计的重要性
总结词
化工设计是实现化工生产的基础和关键，对提高生产效率、降低能耗、减少污染等方面具有重要意义 。
03
安全可靠：化工设备设计应遵循安全可靠的原则，确保设备在使用过 程中不会发生安全事故。
04
经济合理：化工设备设计应遵循经济合理的原则，在满足工艺要求和 使用安全的前提下，尽量降低设备的制造成本和使用成本。
04
化工管道设计
管道设计的定义与特点
总结词
管道设计的定义、特点
VS
详细描述
管道设计是化工设计中的重要组成部分， 它涉及到管道系统的布局、材料选择、压 力等级、流动特性等多个方面。管道设计 的特点在于其需要考虑的因素众多，需要 综合考虑工艺流程、安全、环保、经济等 多方面的因素。
化工设备设计的重要性
总结词：重要性
稳定性：良好的化工设备设计能够保证生产的稳定性和 产品的质量。
安全性：化工设备是化工生产的核心部合理的化工设备设计可以降低生产成本，提高 经济效益。
化工设备设计的原则
01
安全与环保设计的原则
预防为主
在设计阶段充分考虑生产过程 中可能存在的危险因素，采取 有效的预防措施，降低事故发
生的概率。
综合治理
对化工生产过程中产生的各种 污染物进行综合治理，实现达 标排放。
详细描述
化工设计是根据化学工程原理和方法，对工艺流程、设备、管道等工艺系统进行整体设计的过程。它涉及到多个 学科领域，如化学、物理、热力学、流体力学等，需要综合考虑各种因素，如工艺流程、设备性能、安全环保等 。
化工设计的重要性
总结词
化工设计是实现化工生产的基础和关键，对提高生产效率、降低能耗、减少污染等方面具有重要意义 。
03
安全可靠：化工设备设计应遵循安全可靠的原则，确保设备在使用过 程中不会发生安全事故。
04
经济合理：化工设备设计应遵循经济合理的原则，在满足工艺要求和 使用安全的前提下，尽量降低设备的制造成本和使用成本。
04
化工管道设计
管道设计的定义与特点
总结词
管道设计的定义、特点
VS
详细描述
管道设计是化工设计中的重要组成部分， 它涉及到管道系统的布局、材料选择、压 力等级、流动特性等多个方面。管道设计 的特点在于其需要考虑的因素众多，需要 综合考虑工艺流程、安全、环保、经济等 多方面的因素。
化工设备设计的重要性
总结词：重要性
稳定性：良好的化工设备设计能够保证生产的稳定性和 产品的质量。
安全性：化工设备是化工生产的核心部合理的化工设备设计可以降低生产成本，提高 经济效益。
化工设备设计的原则
01
化工设计工艺流程设计ppt课件
管道的标注方法 PL-1301-80-B2A-H
保温等级 管道等级 公称直径 管段代号
介质代号
①管道代号 管道代号包括流体代号、车间代号和管段代号。 管道代号应分段编定，其分段编号用管段代号 表示。管道的分段可按设备到设备之间为一段， 亦可取设备到管道分支点为一段。流程图、系 统图和管道布置图上相应的管道代号必需一致。
设备的标注方法
12345 数量标识符(相同设备尾号) 设备顺序编号
工序、工段或车间代号 设备分类代号
例：H0101A 表示第一车间第1A＃换热器
位号应标注在设备内或附近空白处，位号和称号 用粗实线分开，位号写在上面如：
R 101
××反应器
注：设备位号应与初步设计一致，假设备工图设计中设备添加， 那么位号应按顺序增补；如有取消，原有设备位号不再运用。
化工设计课件工艺流程设计
4.1 概述
工艺流程设计的目的和义务
目的：用图解方式来表达整个消费工艺过程 义务： 〔1〕确定消费工艺流程中各个过程的详细
内容、顺序和组织方式。 〔2〕绘制工艺流程图。
工艺流程设计的重要性
决议车间的命运； 化工设计最主要的一环； 关键性步骤
工艺流程的设计顺序：
从化工设计任务进程看：
多分支调理法 ：
B．容积式泵〔往复泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵〕
特点：当流量减小时容积式 泵的压力急剧上升。
设计时留意：不能在容积式 泵的出口管道上直接安 装节流安装来调理流量
流量的控制方法：
旁路调理
改动转速
图4－改4动是冲旋程涡大泵小的流量调理 流程，此流程亦适用于 其他容积式泵。
C．真空泵 真空泵的调理方案：
流程图物料管道绘制方法
管道、管件及管道附件表示方法 管道、管件及管道附件图例及常用阀门图例，
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《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
概念概念设设计 计
中试中试设设计 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。
《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
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：
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。
过程合成（结构优化） 过程分析（参数优化）
《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
《化工设计》
重复建设 项目设计
已有装置的 改造设计
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。
• 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。
《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
• 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。
一、化工设计
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。
• 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》
第一章 化工设计概论
三、设计性质和过程
《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。
• 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。
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。
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
概念概念设设计 计
中试中试设设计 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。
《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
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：
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。
过程合成（结构优化） 过程分析（参数优化）
《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
《化工设计》
重复建设 项目设计
已有装置的 改造设计
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。
• 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。
《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
• 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。
一、化工设计
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。
• 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》
第一章 化工设计概论
三、设计性质和过程
《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。
• 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。
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。