化工设计概述
化工设计专业知识点
化工设计专业知识点化工设计是化学工程的重要分支，是指根据一定的工艺要求和技术经济条件，进行化工产品的设计和投资分析。
在化工设计过程中，需要掌握一系列的专业知识点，本文将介绍一些重要的化工设计专业知识点。
一、化工原理化工原理是化工设计的基础，主要包括化学动力学、传热传质、流体力学、热力学等方面的知识。
化学动力学研究化学反应的速率和机制，对于化工过程的控制和优化至关重要。
传热传质是研究物质的传输和转移，影响着化工过程的效率和产品质量。
流体力学研究液体和气体在各种流动条件下的运动规律，对于管道设计和流体输送有重要意义。
热力学研究能量转化和转移的规律，为化工过程的能量平衡提供理论依据。
二、化工流程图在化工设计中，流程图是必不可少的工具。
化工流程图以图形的形式展示了化工生产过程的主要设备、管道、阀门等元件，有助于分析和优化流程。
化工流程图分为原料处理、反应器、分离器、能源系统、产品处理等部分。
原料处理包括原料的配制、净化和储存等过程；反应器是化学反应进行的场所，根据不同的反应类型选择合适的反应器；分离器用于分离反应产物或原料中的杂质；能源系统包括供热和供冷设备，保证反应过程中的温度控制；产品处理包括产品的净化、储存和包装等。
三、工艺流程工艺流程是根据产品要求和生产条件，确定化工生产过程的工艺路径和操作条件。
工艺流程需要考虑反应的选择、原料的选择和处理、产品的净化和分离等因素。
在确定工艺流程时，需要综合考虑物料平衡、热力平衡、能量平衡和经济性等因素。
工艺流程的合理选择和优化可以提高生产效率，降低生产成本，并保证产品的质量和安全。
四、安全设计在化工设计中，安全是至关重要的考虑因素。
化工生产过程中涉及到很多有毒、易燃、易爆和腐蚀性物质，一旦发生事故可能对人身安全和环境造成严重危害。
因此，安全设计必须充分考虑事故和危险源的排除和控制，需要合理设置安全阀、泄漏控制设备等安全装置，并制定相应的操作规程和应急预案。
五、设备选择化工设计中的设备选择需要综合考虑工艺要求、投资成本、运行成本和安全性等因素。
《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
化工设计的概念
化工设计的概念
化工设计是指在化学工程领域中，根据特定的需求和目标，将化学过程和工艺转化为实际可操作的系统和设备的过程。
它涉及到从实验室规模到工业规模的各种化学反应、分离、传递和控制过程的设计和优化。
化工设计的概念包括以下几个方面：
1.化学反应设计：化学反应是化工过程中的核心环节，化工设计需要考虑反应的热力学和动力学特性，选择适当的反应条件和催化剂，确定反应器的类型和尺寸，以及控制反应的转化率和产物选择性。
2.分离过程设计：在化工过程中，常常需要将混合物中的不同组分进行分离和纯化。
化工设计需要选择适当的分离技术，如蒸馏、萃取、吸附、结晶等，设计分离设备的操作参数和尺寸，以实现高效的分离性能。
3.传递过程设计：传递过程包括物质和能量的传递，如传热、传质和传动。
化工设计需要考虑传递过程的效率和能耗，选择适当的传递设备和操作条件，以实现物质和能量的高效传递。
4.过程流程图设计：化工设计需要将各个单元操作和设备组织起来，形成一个完整的过程流程图。
这需要考虑操作步骤的顺序和相互关系，确定原料、中间产物和产品的流动路径，以及设备之间的连通和控制策略。
5.安全与环保设计：化工设计需要考虑工艺安全和环境保护的因素。
设计过程中要评估和控制危险物质的风险，采取措施预防事故和减少污染，确保工艺运行的安全可靠性和环境友好性。
综上所述，化工设计是一个综合性的工作，涉及到化学、工程、材料、安全、环保等多个领域的知识和技术。
它的目标是将化学反应和工艺转化为实际可操作的系统和设备，以实现高效、经济和可持续的化工生产。
化工设计第12章
化工设计第12章1. 引言本文档是化工设计第12章的学习笔记，主要包括化工设计的概述、设计流程和关键步骤等内容。
通过对该章节的学习，能够了解化工设计的基本原理和方法，掌握设计流程，为实际工程项目的设计提供指导。
2. 化工设计概述化工设计是指根据化学反应原理和工程技术要求，对化学工艺过程进行系统的设计和优化。
它是一个复杂的工程领域，涉及到化学、机械、热力学、材料、仪器控制等多个学科知识的综合运用。
化工设计的目标是在满足工艺要求的前提下，实现工程项目的经济性、可靠性和安全性。
化工设计涉及的内容包括：物料平衡、能量平衡、工艺流程、设备选择和设计、仪器控制、安全性、经济性等。
设计过程需要经验和专业知识的结合，以确保设计的可行性和合理性。
3. 化工设计流程化工设计的流程通常包括以下几个步骤：3.1. 确定设计目标和要求在开始设计之前，需要明确项目的设计目标和要求。
这包括工艺要求、工程规模、产品质量要求、环境要求等。
3.2. 进行前期工作前期工作主要包括调研和分析，了解项目的背景和需求，收集相关文献资料，分析市场需求和竞争情况，为后续设计提供依据。
3.3. 进行物料平衡和能量平衡计算物料平衡是指对物料进出过程进行量的平衡计算，确定反应过程的化学计量关系。
能量平衡是指对能量的进出过程进行计算，确保能量平衡和热力学条件的满足。
3.4. 设计工艺流程根据物料平衡和能量平衡结果，设计工艺流程。
工艺流程包括原料处理、反应过程、分离过程、产品处理等。
3.5. 设计设备根据工艺流程，选择和设计合适的设备。
设备设计需要考虑设备的材料、尺寸、工作条件等因素。
3.6. 设计仪器控制系统根据工艺流程和设备要求，设计仪器控制系统。
仪器控制系统包括传感器、控制器和执行机构等。
3.7. 进行安全性评估对设计方案进行安全性评估，确保设计方案符合安全要求。
安全性评估需要考虑化学品的性质和危险性，以及设备和工艺的安全性。
3.8. 进行经济性评估对设计方案进行经济性评估，包括投资成本、运营成本和维护成本等。
化工设计的步骤
化工设计的步骤
化工设计（Chemical Engineering Design）是指在化学工程领域进行工艺设计和设备设计的过程。
它是将化学原理、物理原理和工程技术应用于工业领域，以设计和优化化工过程和设备的方法。
化工设计的主要目标是创造和改进生产过程，以提高效率、降低成本、确保产品质量，同时保证安全和环境可持续性。
化工设计的步骤通常包括以下几个方面：
1.工艺设计：确定化工过程的基本流程、反应条件和操作参
数，选择适当的反应器、分离设备和控制系统。
2.设备设计：选择和设计适合工艺要求的各种设备，例如反
应器、蒸馏塔、换热器、泵等。
根据流体力学、传热学、传质学等原理进行设备尺寸和规格的计算。
3.材料选择与耐腐蚀性考虑：根据工艺要求和流体特性，选
择适合的材料，以保证设备的耐久性和安全性。
4.流程模拟与优化：使用数学模型和计算工具，对工艺流程
进行模拟和优化，以提高工艺效率和产品质量。
5.安全与环保考虑：确保设计满足安全要求，并考虑减少对
环境的影响，符合相关法规和标准。
6.经济性评估：对设计的工艺流程和设备进行经济性评估，
包括成本估算、投资回报率等，以确定设计的可行性和经济效益。
化工设计需要综合运用化学工程、工艺工程、机械工程、控制工程等多个学科的知识和原理。
同时也需要结合工程实践和经验，注重创新和提高效率。
化工设计的目标是实现可持续发展，并为社会与经济做出贡献。
化工设计专篇
化工设计专篇一、引言化工设计是指在化工工程领域中，对化工过程、设备和工厂进行设计、规划和优化的过程。
化工设计旨在最大限度地提高生产效率、降低成本并确保产品质量。
化工设计专篇是对化工设计领域的深入探讨和研究，旨在分享最新的设计理念、技术和工程实践经验，为化工设计工程师提供丰富的知识和信息。
二、化工设计原理1. 化工流程设计原理化工流程设计是化工工程中的重要组成部分，它涉及到单位操作过程的设计、排列和优化。
化工流程设计的关键原理包括物质平衡、能量平衡、过程流程图的绘制、设备选择和工艺参数的确定。
化工流程设计的核心目标是实现产品的高效生产，确保产品品质和安全性。
2. 化工设备设计原理化工设备设计是针对化工过程需求而进行的设备设计和选型工作。
化工设备设计原理包括对设备材料、结构、传热传质性能、操作条件以及安全性能的综合考虑。
化工设备设计需要充分考虑设备的可靠性、节能性和维护便捷性，以达到最佳的生产效益。
3. 化工工厂设计原理化工工厂设计是综合化工流程和设备的布局、配套设施的规划和设计工作。
化工工厂设计的原理包括对生产线的布局优化、生产设备的合理配置、工艺管道的设计、安全环保设施的设置等。
化工工厂设计需要兼顾生产效率、能源消耗、成本控制、安全性和环保要求。
三、化工设计技术1. CAD/CAE技术在化工设计中的应用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)技术在化工设计中的应用日益广泛。
CAD技术可以帮助化工工程师进行流程图绘制、设备布局、结构设计等工作，大大提高设计效率和准确度。
CAE技术则可以对设备结构、材料和工艺进行模拟分析，为设计优化提供科学依据。
2. 3D打印技术在化工设备设计中的应用随着3D打印技术的发展，越来越多的化工设备设计师开始将其引入到设备原型制作、定制部件制造和快速样机制作中。
3D打印技术可以实现复杂结构件的快速制造，减少生产周期和成本，同时也可以帮助设计师验证设计方案，加快产品研发过程。
化工设计概论
化工设计概论绪论化工是化学工艺、化学工业、化学工程等的简称。
凡运用化学方法改变物质组成、结构或和成新物质的，都属于化工生产技术，也称化学工艺。
化工设计是把一项化工工程从设想变成现实的一个建设环节，化工设计的核心是化工工艺设计。
第1章化工设计程序和内容全部设计过程划分为两大设计阶段：基础设计、工程设计。
工程设计分为三个阶段：工艺设计、基础工程设计、详细工程设计。
第2章工艺流程设计化工工艺流程原料原料贮存、原料预处理、反应、产品分离、产品精制、包装和运输产品工艺路线流程化一般工作方法：主反应过程、原料准备过程和投料方式流程、产物净化分离过程、产品计量包装或后处理工艺过程、副产物处理的工艺过程、“三废”排出物的综合治理流程、确定动力使用和公用工程的配套。
2.3 工艺流程图的绘制2.3.1 方框流程图和工艺流程简图（block flowsheet、simiplified flowsheet） 2.3.2 工艺物料流程图（process flowsheet diagram）2.3.3 管道及仪表流程图（piping and instrument diagram）设备分类代号、物料代号、管道材质代号、隔热及隔声代号、测量参数代号、仪表功能代号、管道工程压力等级代号。
常用管道图示符号、测量点图形符号、仪表安装位置图形符号。
管道标注内容包括四部分：管道号、管径、管道等级、隔热或隔声管道号包括：物料代号、主项代号、管道分段顺序号。
管道等级号包括：管道工程压力等级代号、顺序号、管道材质代号。
泵的流量控制方案：（1）出口节流控制；（2）旁路控制。
换热器的温度控制方案：（1）调节换热介质的流量；（2）调节换热面积（适用于蒸汽冷凝换热器）；（3）旁路调节。
第3章物料衡算和能量衡算3.1 物料衡算在化工过程中，物料平衡是指在单位时间你进入系统（体系）的全部物料质量必定等于离开该系统（体系）的全部物料质量再加上损失掉的与积累起来的物料质量。
化工设计大赛创新设计说明书
化工设计大赛创新设计说明书一、设计概述本次设计是针对某化工产品的生产流程进行创新优化，以提高生产效率、降低能耗和减少环境污染。
设计的主要内容包括生产流程、设备选型、工厂布局和环境保护等方面的优化。
二、市场需求当前市场上对某化工产品的需求量较大，但现有的生产工艺存在一定的不足，如能耗高、产量低、环境污染严重等。
因此，本设计旨在满足市场需求的同时，解决现有生产工艺的问题。
三、生产流程本次设计的生产流程主要包括原料的预处理、反应、分离和精制等步骤。
其中，反应是核心步骤，需要采用高效的催化剂和反应条件。
在流程设计中，注重各步骤之间的衔接和平衡，以提高整体生产效率。
四、设备选型根据生产流程的要求，选择合适的设备是关键。
本设计选用了高效能反应器、精密分离器和自动化控制系统等设备，以确保生产的高效性和稳定性。
同时，设备的选型也考虑了环保和节能的要求。
五、工厂布局合理的工厂布局有助于提高生产效率和减少物流成本。
本次设计采用模块化的布局方式，将生产区域划分为不同的模块，便于生产和维护。
同时，充分利用空间和资源，优化物流路线，降低物流成本。
六、环境保护化工生产过程中往往会产生大量的废水和废气，对环境造成污染。
本次设计采用先进的污水处理技术和废气处理设备，确保废水、废气的排放达到国家标准。
同时，优化生产工艺和设备，降低能耗和资源消耗，从源头上减少环境污染。
七、经济效益本设计在提高生产效率和环保性能的同时，也注重经济效益的提升。
通过优化生产流程和设备选型，降低生产成本和提高产品质量。
同时，合理的工厂布局和物流优化，降低运营成本。
最终实现经济效益的提升。
综上所述，本次化工设计大赛的创新设计旨在提高某化工产品的生产效率、降低能耗和减少环境污染，同时满足市场需求和提高经济效益。
通过生产流程的优化、设备选型的合理性、工厂布局的紧凑性和环境保护的重视性等方面的综合措施，实现化工生产的可持续发展。
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可行性研究报告，必须由有相应设计资质或咨询资质的单位来完成。
可行性研究报告的实质：
主要内容就是项目的技术经济分析报告，要求针对业主自己做出的 项目建议书的内容逐一地进行论证研究与分析。 相对于项目建议书，可行性研究报告在以下方面需要加强： （1）、重新收集信息资料，尤其是要求重新做市场预测分析； （2）、做初步的工艺计算，对项目的投资、产品成本、经济效益尽 可能详细估算； （3）、加强不确定性、风险性分析； （4）、得出明确的结论与建议 项目的可行性研究十分重要，是基建程序中替国家、业主把关的关键步骤
5、工程概算；
6、初步设计说明书。
二、扩初设计 在初步设计的基础上，针对工程的关键技术（主要指关键设备、关键工艺） 工段，补充以下文件： 1、关键设备设计图纸； 2、关键设备的布置图；
3、关键工艺工段操作说明；
4、扩初设计说明书。 注意：
对于有设备创新、工艺技术创新的化工工程，扩初设计阶段是十分 必要的。
项目建议书的实质： 想投资该项目的主体，将它前期收集的所有资料（信息），经过加工 （初步定量计算、并结合专家经验）处理，按以上主要章节整理成一本文 件。其目的就是要打动上级决策者，让决策人下决心上该项目。
项目建议书被批准后，才能往下接着进行项目的可行性研究。
项目的可行性研究（简称“可研”）
可行性研究的定义：
（4）、工艺技术路线和技术来源；
（5）、原料、燃料、动力、水的供应、运输，产品运输等； （6）、厂址选择和厂址条件； （7）、环保方案； （8）、消防及安全措施； （9）、工厂定员及人力资源来源；
（10）、投资估算、资金筹措方案；
（11）、基建及投资规划； （12）、经济效益初步分析与评价； （13）、结论及建议
关注我国投资体制的改革问题： （1）、财政资金和限制目录； （2）、谁投资、谁决策、谁收益、谁承担风险的原则； （3）、国家宏观调控下，市场配置资源的原则。
化工项目基建的设计阶段
初步设计（基础设计） 化工项目设计 （按设计深度）
扩初设计（扩大的初步设计）
施工图设计（施工设计）
这就是所谓的“三段设计（设计的三个阶段）” 一、初步设计 是设计深度最浅的设计阶段，一般只要求： 1、PID图； 2、物料及热量核算计算； 3、对土建、公用工程提出要求； 4、对工厂布置（总图）和车间布置提出要求、建议；
最后的落脚点都是施工图设计 每步设计对要进行严格的审查 问题：为什么要将设计进行分段？
化工项目（工程）的试生产
化工项目（工程）试生产的顺序（步骤）： 1、清理现场 2、清洗设备及管道 3、设备的单体试车 （水洗、气冲，并注意清洗顺序） （以水代料）
4、整个工程以水代料联动试车 5、投入物料进行试试车 注意：期间穿插人员的安全、健康、工艺操作培训。 此外，试生产一般处于非正常工况。
根据国家、地区、行业、部门的经济整体规划或布局，对拟建 项目的技术、经济和工程、安全、环保等问题进行详细的研究与分 析。就该项目是否该建、是否缓建、如何建提出建议，为投资决策 提供更可靠的依据。
初步可行性研究 可行性研究报告 （按内容深度分） 详细可行性研究 业主自行委托 可行性研究报告 （根据资金来源、投 资额、重要性） 上级主管部门指定
但总体而言，扩初设计只是从初步设计到施工图设计的一个过渡阶段， 它还不能指导施工建设。
三、施工图设计 这是最详细、最深入的工程设计阶段。只有它的设计文件，才能交给施工 队进行施工建设。是针对初步设计或扩初设计的完全具体化。 对化工工艺部分的设计，施工图设计要出的主要文件： 1、PID最终版； 2、UID图； 3、所有设备的施工图； 4、平立面布置图；
化工厂设计概述
我国化工厂基建的一般程序 基建：基本建设的简称，一个项目从设想到建成投产的过程。 我国化工厂基建的程序如下：
前期资料（信息）收集整理工作
项目建议书
初步或详细可行性研究
投资决策期（阶段）
初步决策、工程评估、最终决策
计划任务书
初步设计
扩初设计
设计及施工期（阶段）
施工图设计
施工
试生产
试生产期（阶段）
5、配管图（配管设计图）；
6、施工材料明细表； 7、工程预算书； 8、施工图设计说明书。等等。
注意：
按项目工程的大小及复杂程度、上级主管部门的要求、设计能力等情况，设 计阶段分成三种情况： 简单工程： 中等复杂工程： 复杂、创新工程： 一步直接做施工图设计 初步设计 初步设计 施工图设计 扩初设计 施工图设计
计划任务书（设计计划任务书） 来源： 项目可行性报告经过论证会（评审会）通过后，上级主管部 门将下达“关于××项目可行性研究报告的批复”和“关于×× 项目的设计计划任务书”。 定义： 由上级主管部门对拟建项目的地点、规模、投资、建设期、 劳动定员等问题，下达的“规定性”文件。它和可行性研究报 告一起，共同作为项目的设计依据。
（3）、物料及能量核算；
（4）、PID图； （5）、设备一览表（设备规格、材质、数量等）；
（6）、布置建议；
（7）、化验、检修要领等。
从工艺包的内容来看，它基本达到了工艺初步设计的深度。我国设计院 基本都是从接手工艺包开始，直接做项目过程的扩初设计和施工图设计。
化工工艺设计的内容与步骤 化工厂设计除了化工工艺设计外，还包括工厂总图设计、厂房土建设 计、公用工程设计、外管设计等等。 但化工工艺设计是整个化工厂设计的核心。 化工工艺设计贯穿初步设计、扩初设计、施工图设计每个阶段。 一、数量 流程的单元结构参数 化工流程的特性参数 关键单元设备的特性参数 关键工艺工段的操作参数 单元之间位置关系 流股走向
工艺包设计 1、工艺包的定义 工艺包是一个专用的技术名词，特指某个化工产品生产技术方面的全 部技术文件的总和。 工艺包是一个化工厂工艺的核心技术文件。 国内高等院校、研究院所
工艺包的来源
国外专利商 2、工艺包（工艺包设计）的主要内容 （1）、工艺包的范围；
（2）、工艺的详细说明（原料、公用工程、产品规格，操作条件及流 程说明，控制方案，物料性质等。）；
正式投产运行
化工厂基建分成三个阶段，其它行业工厂的建立程序也大抵如此。
项目建议书 定义： 将收集到的有关项目的资料（信息）整理成文，由某地区、部门、 企业向其上级主管部门提出的申请项目投资立项的文件。 项目建议书应该包括的主要内容（章节）： （1）、项目的背景、意义； （2）、产品价格和市场需求预测分析； （3）、产品方案和建设规模；