化工设计概论第一章.pptx
化工原理ppt-第一章流体流动
其单位为J/kg。
2022/8/11
34
二、流体系统的质量守恒与能量守恒
2. 柏努利方程
(1) 总能量衡算
4）外加能量 流体输送机械（如泵或风机）向流体作功。单位质量流体所获得
的机械能。用We表示，单位J/kg。 5）能量损失
液体流动克服自身粘度而产生摩擦阻力，同时由于管路局部装置 引起的流动干扰、突然变化而产生的阻力。流体流动时必然要消耗 部分机械能来克服这些阻力。单位质量流体克服各种阻力消耗的机 械能称为能量损失。用Σhf ，单位J/kg。
2022/8/11
27
知识运用
【1-3】某自来水厂要求安装一根输水量为30m3/h的管道，试选择一合 适的管子。
解：水的密度：1000kg/m3， 体积流量：Vs=30000/（3600×1000）=0.0083（m3/s）
查表水流速范围，取u=1.8m3/s
根据d 4Vs
u
d 4Vs 4 30 / 3600 0.077 m 77mm
22
一、流体流量和流速
2.流速
单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。
（1）平均流速：u=Vs/A （m/s）
关系:G =u
（2）质量流速：G=Ws/A (kg/(m2·s))
2022/8/11
23
一、流体流量和流速
3.圆形管道直径的选定
2022/8/11
24
一、流体流量和流速
3.圆形管道直径的选定
2022/8/11
8
二、流体压力
2.表压与真空度
表压和真空度
p 当地大气压，
表压强=绝对压强-大气压强
p 当地大气压，
真空度=大气压强-绝对压强
化工设计-第1章-绪论
（15）工程总结、设计回访
（16）参加项目后评价
2019/11/18
19
1.7 化工设计的现代化
化
工 设
化学工业迅速发展
计 新产品、新设备、新型催化剂、新工艺路线
电子计算机
工厂整体化，系统最优化，控制自动化
2019/11/18
20
1.8 学习化工设计知识的意义 Nhomakorabea化
工 设
正确的设计思想
计 相应的化工技术与设计的专业知识
2019/11/18
16
1.5 化工设计种类
化
工 设
说明装置危险区的划分，列出所处理介质的
计 特性和允许浓度，安全生产、事故处理及
劳动保护设置应用的特殊措施。
2019/11/18
17
1.6 化工设计程序
化
工 设
（1）接受委托，参加编制项目建议书
计 （2）参加项目的厂址选择，编制厂址选择报告
（3）进行技术考察
国际项 目
基础工程设计
详细工程设计
2019/11/18
7
1.4 化工项目立项过程
化
工 设
1.4.1 立项
计 1.4.2 招标
1.4.3 项目建议书的编制
2019/11/18
8
1.4 化工项目立项过程
化
工 设
1.4.1 立项
计 国家级 部委
全国布局的
大型项目 或国务院 合理性及资金筹措
中型项目 地方政府 地区的需求合理 主管部门
已有装置的改造设计
概念设计
第一类
中试设计
设计 性质
基础设计 可行性研究
第二类
初步设计
施工图设计
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。
化工设计的内容和程序PPT(共 57张)
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。
化工设计基本知识 PPT
第一章 化工设计基本知识
1.1化工设计概念
“设计”：根据一定的目的要求，预先制定方案、图样等。
“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或结构或合成 新物质的，都属于化学生产技术，也就是化学工艺（定 义：指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和 过程， 包括实现这一转变的全部措施）。所得产品被称 为化学品或化工产品。起初，生产这类产品的是手工作 坊，后来演变为工厂，并逐渐形成了一个特定的生产部 门，即化学工业。
第一章 化工设计基本知识
1.6化工设计总原则
（1）在国家政策、法规允许范围内进行设计，禁止对国家 明令禁止的项目进行设计，禁止在设计中采用国家明令 淘汰的工艺技术，设计要符合国民经济和社会发展规划、 行业规划、产业政策、行业准入标准。
（2）从符合党和国家的政治方针和技术经济政策出发，要 抱着对国家、对人民负责的态度，合理开发有效利用资 源，注意节能、节水、减排，保护环境，处理好技术、 经济及环境的关系，自觉维护国家和人民的利益；确保 安全生产，符合国家工业安全与卫生要求，不对公众利 益、环境产生重大不利影响。
（4）综合性强
化工设计是一项系统工程，是一门多学科、 多人手的集体性劳动，要在工作中团结协作，互 相支持、互相配合，以大局为重，发扬民主、尊 重科学、尊重知识，协同工作，必须依靠全体工 艺设计人员和非工艺设计人员的通力合作，密切 配合才能完成。
第一章 化工设计基本知识
（5）规范多
化工项目涉及易燃、易爆、有毒、高温、高 压、低温、低压，危险品多，易发生重大事故， 易造成环境污染，所以国家建立了大量的化工建 设及行业有关设计规范、规定和标准，设计要严 格遵守。主要标准规范有：《化工建设项目环境 保护设计规定》、《建筑设计防火规范》、《化 工企业安全卫生设计规定》、《化工工艺设计施 工图内容和深度统一规定》、《工业企业总平面 设计规范》等。
化工安全工程概论第一章绪论-PPT课件
ZHENGZHOU UNIVERSITY
第一章
绪论
2、工艺条件苛刻：高温、高压、低温、高真空度
如由轻柴油裂解制乙烯、进而生产聚乙烯的生产过程中，轻柴油在 裂解炉中的裂解温度为800℃，裂解气在深冷（-96℃）条件下进行 分离，纯度为99.99%的乙烯气体在294Mpa压力下聚合，制成聚 乙烯树脂。
轻工、食品、造纸、自来水处理等众多行业和领域。
ZHENGZHOU UNIVERSITY
第一章
绪论
化学工业发展伴生的新危险
化工物料的易燃易爆特性、反应性和毒性、腐 蚀性本身决定了化学工业事故的多发性和严重性。
如反应器、压力容器的爆炸及有毒化工物料
的泄漏等。 环境污染、重大工业事故，火灾、爆炸、中毒 等。
化工生产过程的特点 1、化学品种类繁多： 而且多具有危险性： 目前化学品与人类的生活息息相关。据不完全统计，各种 化学品种类达到1500多万种。 其中目前列入我国《危险化学品名录》（2019版）的 危险化学品有3823种， 列入《剧毒化学品目录》（ 2019年版）的剧毒化学品有335种。 这些危险化学品的生产、储存、运输等有特殊要求， 也是引起安全事故的直接危险因素。
ZHENGZHOU UNIVERSITY
第一章
绪论
2019年11月13日中国石油吉林石化 公司双苯厂（又称101厂）一车间发 生了爆炸事故6名工人失踪，受伤人 员增至近70人。同时，（共发生15次 爆炸，大火14日扑灭）大量硝基苯泄 露，引发了江水的化工污染，造成了 吉林市水荒。
ZHENGZHOU UNIVERSITY
161人 157人
2019年
2019年
2019年
三年来危化事故Байду номын сангаас亡人数
化工设计课件第一章1(1)
设计文件（四）
计划书 批文等
中试 试验报告
调查 报告等
文件
技术资料
1.设计依据
设计文件（五）
工艺路线 选择
设备选型 材料选用等 专业设计原则
2.设计指导思想和设计原则
设计文件（六）
产
产
品
品
名
质
产品
称
量
பைடு நூலகம்
规模
副产
产品
和
规 （吨/年） 数量
包装
性
格
（吨/年） 方式
质
3.产品方案
设计文件（七）
化
学
生
车间布置 设计内容
确定设备在 平面、空间 的具体位置。
确定厂房和 框架结构形 式。
放映土建、 暖通、电气、 给排水、自 控等设计参 数等。
五、化工管路设计(1/2)
确定装置 全部管线 阀门 管件 框架位置 ……
满足 工艺 生产 的要 求
便于 操作\ 检查\ 安装 维修
作到 整齐 美观
可行性研究(1\4)
可行性研究是对拟建项目进行全 面分析和多方面比较\对建设原因 和建设进行进行论证和评价.
是投资决策和编制审核批准设计 任务书的原始依据.
必须反映市场销售\ 资源\工程条件\
燃料和动力的供应\资金筹措\经济效益 评价等.具体内容如下:
可行性研究(2\4)
1.总论（包括）： 项目名称；可行性研究单位；技术负责
人；可行性研究依据；可行性研究主 要内容和论据；评价的结论性意见； 存在问题和建议等。 （付上主要技术经济指标）
可行性研究(3\4)
2.需求预测： 包括国内外需求情况预测和产品的价格分析。 3.产品的生产方案及生产规模。 4.工艺技术方案（包括）： 工艺技术方案的选择；物料平衡、消耗定额；
化工设计概论
第三节 化工车间（装置）工 艺设计的程序及设计内容
一、设计准备工作 （l）熟悉设计任务书。 （2）制定设计工作计划。 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。 （3）查阅文献资料。 （4）收集第一手资料。
第三节 化工车间（装置）工 艺设计的程序及设计内容
二、方案设计 任务是确定生产方法和生产流程，是整个
第四节 设计文件
（四）生产方法和工艺流程 (1)生产方法；扼要说明设计所采用的原料路线和
工艺路线。 (2)化学反应方程式：写出方程式，注明化学物质
的名称、主要操作条件。 (3)工艺流程 ①工艺划分简图，用方块图表示。 ②带控制点工艺流程图和流程简述。带控制点工艺
流程图应表示出全部工艺设备、物料管线、阀件、 设备的辅助管路以及工艺和自控仪表图例、符号。
五、配管工程设计 配管工程设计是化工设计最重要的内容之一。 HG/T 20549-1998《化工装置管道布置设计规定》 SH 3012-2000《石油化工管道布置设计通则》 任务是确定生产流程中的全部管线、阀件、管件及各种
管架的位置、规格尺寸和材料，以满足工艺生产的要求。 设计中应注意节约管材，便于操作、检查和安装检修，
第一节 化工设计的种类
目前国际习惯划分： 工艺设计 基础工程设计 详细工程设计
第二节 化工厂设计的工作程序
一、项目建议书
项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据。 化计发（1992）995号《化工建设项目建议书内容和深度
的规定》（修定本） 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.市场初步预测分析； 3.产品方案和生产规模； 4.工艺技术初步方案（原料路线、生产方法和技术来源）；
化工设计概论（第一章）化工过程设计（可编辑）
化工设计概论(第一章)化工过程设计2.2 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。
工艺包的来源国内高等院校、研究院所国外专利商 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。
）；（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。
2.3 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。
一个化工流程的特性（特点、特征、性能）决定于它内部的一些特性参数：化工流程的特性参数流程的单元结构参数单元的种类、数量单元之间位置关系流股走向关键单元设备的特性参数关键工艺工段的操作参数化工工艺设计的内容与步骤第一步：流程组织（过程合成）第二步：物料衡算及热量衡算第三步：设备设计及选型第四步：PFD图及PID 图的设计与绘制第五步：车间流程的平立面布置设计第六步：主要材料表及概（预）算（工艺部分）第七步：对流程的技术经济分析第八步：编写工艺设计说明书内循环优化外循环优化工艺设计不是一蹴而就的，要做许多回合的优化调整。
内循环优化：在流程结构不变的前提下，通过修改、调整流程内部的部分设备参数和操作参数，来对流程进行优化设计。
外循环优化：在内循环优化不能满足优化目标的情况下，重新做流程组织，对流程结构进行改头换面的大变动，而达到对流程进行优化设计的目的。
内循环优化经常用于老流程的改造，并对实验室研究开发有指导意义。
化工设计概论(杨秀琴) 第1章 化工工艺流程设计
第一节 化工工艺设计内容及重要性 一、化工设计的重要性
二、设计准备工作
(1) 熟悉设计任务书 正确领会设计任务书提出的设 计依据和要求。 计依据和要求。 (2) 了解化工设计的内容、方法、步骤、设计进度 了解化工设计的内容、方法、步骤、 制订出整个设计工作计划。 制订出整个设计工作计划。 (3) 查阅文献资料 按照设计要求，查阅相关的工艺 按照设计要求， 路线、工艺流程和重要设备文献资料， 路线、工艺流程和重要设备文献资料，并对资料数 据加工处理。 据加工处理。 (4) 收集第一手资料 深入生产与试验现场调查研究， 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。 尽可能广泛地收集齐全可靠的原始数据并进行整理。源自第二节 化工生产方法的选择
一、化工生产方法
是将工厂全年生产的品种、产量、生产时间、生产班 是将工厂全年生产的品种、产量、生产时间、 次等作一个安排，形成一个化工生产的方案。 次等作一个安排，形成一个化工生产的方案。 按目前化工生产的特点，连续性生产的工厂， 按目前化工生产的特点，连续性生产的工厂，全年的 生产时间可为300～330天，每天三班连续生产。间歇 生产时间可为 ～ 天 每天三班连续生产。 性的生产工厂，可按实际情况而定。 性的生产工厂，可按实际情况而定。 在安排生产方案时，尽量做到“四个满足”： 在安排生产方案时，尽量做到“四个满足” (1) 满足产量质量的要求。 满足产量质量的要求。 (2) 满足经济效益的要求。 满足经济效益的要求。 (3) 满足安全生产的要求。 满足安全生产的要求。 (4) 满足环境保护的要求。 满足环境保护的要求。
(6) 车间布置设计； 车间布置设计； (7) 化工管路设计； 化工管路设计； (8) 非工艺设计项目的考虑，即由工艺设计人 非工艺设计项目的考虑， 员提出非工艺设计项目的设计条件。 员提出非工艺设计项目的设计条件。 (9) 编制设计文件：包括编制设计说明书、附 编制设计文件：包括编制设计说明书、 图和附表。 图和附表。