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化工设计化工设计第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计化工设计化工设计化工设计化工设计化工设计课程的性质、目标与基本要求化工设计课程的性质、目标与基本要求l化工设计化工设计课程为化学工程与工艺专业的专业限选课，化学和应课程为化学工程与工艺专业的专业限选课，化学和应用化学专业的专业选修课。用化学专业的专业选修课。l课程的性质：课程的性质：本课程以化工生产车间本课程以化工生产车间(装置装置)的工艺设计为重点，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、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。通过与阅读方法，以及计算机在化工设计计算与绘图中的应用。通过本课程的学习，使学生对化工生产车间本课程的学习，使学生对化工生产车间(装置装置)设计的内容和步骤设计的内容和步骤有较全面的了解，并具有初步的化工装置设计能力。有较全面的了解，并具有初步的化工装置设计能力。l课程的目标：课程的目标：通过本课程的学习和毕业设计环节的实践，培养通过本课程的学习和毕业设计环节的实践，培养学生综合运用所学知识分析和解诀实际工程问题的能力，增强学学生综合运用所学知识分析和解诀实际工程问题的能力，增强学生的工程概念和技术经济意识，熟悉化工设计的常用规范，使学生的工程概念和技术经济意识，熟悉化工设计的常用规范，使学生具备化学工程师的基本素质。生具备化学工程师的基本素质。化工设计化工设计化工设计化工设计l本课程的基本要求为：本课程的基本要求为：1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要、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；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；、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、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；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、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；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、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；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、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。评价方法，为非工艺专业提供设计条件。第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计本章主要内容本章主要内容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 设计文件本章重点难点：本章重点难点：化工设计的种类化工厂设计的工作程序 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序第一节第一节 化工设计化工设计的种类的种类化工设计化工设计教学内容：教学内容：理解概念设计、中试设计、基础设计与工程设计理解概念设计、中试设计、基础设计与工程设计的概念与内容。的概念与内容。重点和难点：重点和难点：重点重点是理解概念设计、基础设计与工程设计的区是理解概念设计、基础设计与工程设计的区别与联系，特别要掌握国内的基础设计、初步设别与联系，特别要掌握国内的基础设计、初步设计、施工图设计与国外的工艺设计、基础工程设计、施工图设计与国外的工艺设计、基础工程设计及详细工程设计的内容与区别。计及详细工程设计的内容与区别。1.1 化工设计的种类化工设计的种类化工设计化工设计1.1化工设计的种类化工设计的种类一、根据项目性质分类一、根据项目性质分类 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设计2、重复建设项目设计、重复建设项目设计市场需要，设备老化，需要再建生产装置3、已有装置的改造设计、已有装置的改造设计产品质量或产量不能满足客户要求原材料和能量消耗过高而缺乏市场竞争能力环保要求的提高、为了实现清洁生产1.1 化工设计的种类化工设计的种类第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.1化工设计的种类化工设计的种类二、根据化工过程开发程序分类二、根据化工过程开发程序分类 化工新技术开发过程是在基础研究（即实验室研究）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的开发。1.1 化工设计的种类化工设计的种类第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.1化工设计的种类化工设计的种类二、根据化工过程开发程序分类二、根据化工过程开发程序分类 1、概念设计、概念设计概念设计概念设计是以过程研究中间结果（或最终结果）为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计。概念设计的作用概念设计的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、中试设计中试的主要目的是检验和修改小试验与大型冷模试验结果所形成的综合模型，考察基础研究结果在工业规模下实现的技术、经济方面的可行性。1.1 化工设计的种类化工设计的种类第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.1化工设计的种类化工设计的种类二、根据化工过程开发程序分类二、根据化工过程开发程序分类 3、基础设计、基础设计基础设计是过程开发的成果形式，它是工程设计的依据。4、工程设计、工程设计 工程设计可以根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度以及计划任务书的规定，分为三段设计、两段设计和一段设计。对于重大项目和使用比较复杂技术的项目，为了保证设计质量，可以按初步设计、扩大初步设计及施工图设计三个阶段进行设计。1.1 化工设计的种类化工设计的种类第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计一般技术比较成熟的大中型工厂或车间的设计，可按扩大初步设计和施工图设计两个阶段的设计。技术上比较简单、规模较小的工厂或车间的设计，可直接进行施工图设计，即一个阶段的设计。初步设计初步设计 其主要任务根据批准的设计任务书（或可行性研究报告），确定全厂性设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题，最终编制初步设计说明书，其内容和深度能使对方了解设计方案、投资和基本出处为准。扩大初步设计扩大初步设计 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。1.1 化工设计的种类化工设计的种类第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.1化工设计的种类化工设计的种类三、国际通用的设计阶段划分三、国际通用的设计阶段划分国外各设计阶段的主要设计内容及成品，见表国外各设计阶段的主要设计内容及成品，见表1-1。1.1 化工设计的种类化工设计的种类工艺设计基础工程设计详细工程设计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表1-1 国外各设计阶段的主要设计内容及成品第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序第二节第二节 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序化工设计化工设计教学内容：教学内容：了解从项目建议书到投料试车的化工厂设计工作了解从项目建议书到投料试车的化工厂设计工作的内容和程序。理解项目建议书、可行性研究、的内容和程序。理解项目建议书、可行性研究、设什任务书、扩大初步设计和施工图设计的主要设什任务书、扩大初步设计和施工图设计的主要内容。了解国外通用设计程序内容。内容。了解国外通用设计程序内容。重点和难点：重点和难点：重点重点掌握扩大初步设计的内容和工作程序掌握扩大初步设计的内容和工作程序。1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序化工设计化工设计1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序 一、国内化工厂设计程序一、国内化工厂设计程序化工厂设计的工作程序，见图化工厂设计的工作程序，见图1-2。1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序(一一)项目建议书项目建议书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，根据原化工部化计发(1992)995号化工建设项目建议书内容和深度的规定(修订本)中的有关规定制订。项目建议书应包括下列内容：项目建议书应包括下列内容：1项目建设目的和意义，包括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。1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计 4工艺技术初步方案，包括原料路线、生产方法和技术来源。5原材料、燃料和动力的供应。6建厂条件和厂址初步方案。7公用工程和辅助设施初步方案。8环境保护。9工厂组织和劳动定员估算。10项目实施初步计划。11投资估算和资金筹措方案。12经济效益和社会效益的初步评价。13结论与建议。1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序(二二)可行性研究可行性研究可行性研究可行性研究是以拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。根据中石化协产发200676 号化工投资项目可行性研究报告编制办法和中国石化咨2005 154号石油化工项目可行性研究报告编制规定中的有关规定制订。1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序(三三)编制设计任务书编制设计任务书可行性研究呈报给上级主管部门，当被上级主管部门认可后，便可根据化工厂初步设计文件内容深度规定编写设计任务书，以作为设计项目的依据。1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计设计任务书的内容主要包括以下几点设计任务书的内容主要包括以下几点:1项目设计的目的和依据。2生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则。3矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件。4资源综合利用和环境保护、“三废”治理的要求。5建设地区或地点，占地面积的估算。6防空、防震等的要求。7建设工期与进度计划。8投资控制数。9劳动定员控制数。10经济效益、资金来源、投资回收年限。1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序(四四)扩大初步设计扩大初步设计 1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序(五五)施工图设计施工图设计施工图设计的任务施工图设计的任务是根据扩大初步设计审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问题，并以它作为施工单位编制施工组织设计、编制施工预算和进行施工的依据。施工图设计的主要工作内容施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计的基础上，根据行业标准化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG/T 20519-2009，完善流程图设计和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。工艺专业施工图设计工艺专业施工图设计的主要内容：设计说明书、附图、附表。1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序(六六)设计代表工作设计代表工作各专业设计代表的任务就是参加基本建设的现场施工和安装（必要时修正设计），建成化工装置后要参加试车运转工作，使装置达到设计所规定的各项指标要求。1设计交底2参与现场建设指挥和及时修正设计3参加装置的试运转4竣工、验收和总结1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序 二、国外通用设计程序二、国外通用设计程序1、工艺设计、工艺设计 工艺设计的主要内容是把专利商提供的工艺包或把本公司开发的专利技术进行工程化，并转化为设计文件，提交用户审查，发表给有关各设计专业作为开展工程设计的依据。2、基础工程设计、基础工程设计 基础工程设计是与工艺设计衔接最为紧密的，也是工程设计中最为关键的设计阶段。3、详细工程设计、详细工程设计 详细工程设计是在基础工程设计的基础上进行的，其内容和深度应达到满足通用材料采购、设备制造、工程施工及装置投产运行的要求。1.2 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序第三节第三节 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容化工设计化工设计教学内容：教学内容：了解车间了解车间(装置装置)工艺设计的内容和工作程序。工艺设计的内容和工作程序。重点和难点：重点和难点：重点重点掌握车间掌握车间(装置装置)工艺设计的工作程序和设计工艺设计的工作程序和设计准备工作及方案设计的内容。准备工作及方案设计的内容。1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 化工设计化工设计1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。一、设计准备工作一、设计准备工作（1）熟悉设计任务书（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。（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 二、方案设计二、方案设计方案设计的任务方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。要求运用所掌握的各种信息，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。方案设计阶段的工作可以培养设计人员分析、归纳总结和理论联系实际的能力。1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 三、化工计算三、化工计算化工计算化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其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。因此，化工计算的结果关系到整体设计的成败。1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 四、车间布置设计四、车间布置设计车间布置设计车间布置设计应根据HG/T20546-2009化工装置设备布置设计规定和SH/T3032-2002 石油化工企业总体布置设计规范的有关规定，满足施工、操作和检修的要求，其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。车间布置对生产的正常进行和经济指标都有重要影响，同时为土建、电气、自控、给排水、外管等专业开展设计提供重要依据。1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 五、配管工程设计五、配管工程设计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，其任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。配管工程设计，应根据HG/T20549-1998化工装置管道布置设计规定和SH3012-2000石油化工管道布置设计通则，注意节约管材，便于操作、检查和安装检修，而且做到整齐美观。1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 六、提供设计条件六、提供设计条件工艺专业设计人员应根据该项目设计全局性的总体要求，向非工艺专业设计人员提供设计条件。设计条件的内容包括：设计条件的内容包括：总图、土建、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、空调、给排水、工业炉等。1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 七、编制概算书及编制设计文件七、编制概算书及编制设计文件工程概算书工程概算书应根据中国石化总公司2008年以文件中国石化建（2008）82号发布的石油化工工程建设设计概算编制办法（2007版）进行编制，它是在初步设计阶段编制的车间投资的初步估算结果，可以作为上级主管部门决策和银行对基本建设单位贷款的依据。概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。经济是否合理是衡量一项工程设计质量的重要标志。编制设计文件编制设计文件，是分别在初步设计阶段与施工图设计阶段的设计工作完成后进行的，它是设计成果的汇总，是进行下一步工作的依据。1.3 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序第四节第四节 设计文件设计文件化工设计化工设计教学内容：教学内容：了解初步设计文件和施工图设计文件的主要内容了解初步设计文件和施工图设计文件的主要内容和要求。和要求。重点和难点：重点和难点：重点重点掌握初步设计文件中工艺设计部分的内容。掌握初步设计文件中工艺设计部分的内容。1.4 设计文件设计文件 化工设计化工设计1.4 设计文件设计文件 一、初步设计文件一、初步设计文件初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：设计说明书和说明书的附图、附表。化工厂初步设计说明书内容和编写要求，依据化工厂初步设计文件内容深度规定和设计的范围（整个工厂，一个车间，或一套装置）、规模的大小和主管部门的要求而不同。初步设计说明书的内容详见教材。1.4 设计文件设计文件 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序化工设计化工设计1.4 设计文件设计文件 二、施工图设计文件二、施工图设计文件设计施工图是工艺设计的最终成品，应依据HG/T 20519-2009化工工艺设计施工图内容和深度统一规定，在初步设计的基础上进行编制。它由文字说明、表格和图纸三部分组成，编制每个独立的装置或主项施工图应参考该内容深度及设计规定（教材表1-19、表1-20）。设计施工图设计说明由工艺设计、设备布置、管道布置、绝热、隔声及防腐设计说明构成。1.4 设计文件设计文件 第一章第一章 化工厂设计的内容与程序化工厂设计的内容与程序第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计化工设计化工设计化工设计化工设计本章主要内容：本章主要内容：2.1 生产方法和工艺流程的选择2.2 工艺流程设计2.3 工艺流程图2.4 典型设备的自控方案2.5 工艺流程图计算机绘制软件简介本章重点难点：本章重点难点：工艺流程的选择原则和设计方法；工艺流程图的类型及其绘制方法；设备、管道、阀门与管件、自控方案的表示方法。第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.1 生产方法和工艺流程的选择生产方法和工艺流程的选择第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 教学内容：教学内容：理解生产方法和工艺流程选择的原则和生理解生产方法和工艺流程选择的原则和生产方法和工艺流程确定的步骤和内容。产方法和工艺流程确定的步骤和内容。重点和难点：重点和难点：重点掌握生产方法和工艺流程确定的步骤。重点掌握生产方法和工艺流程确定的步骤。第一节第一节 生产方法和工艺流程的选择生产方法和工艺流程的选择化工设计化工设计2.1 生产方法和工艺流程的选择生产方法和工艺流程的选择一、生产方法和工艺流程选择的原则一、生产方法和工艺流程选择的原则 在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑以下三项原则：1.先进性 2.可靠性 3.合理性 2.1 生产方法和工艺流程的选择生产方法和工艺流程的选择第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.1 生产方法和工艺流程的选择生产方法和工艺流程的选择二二、生产方法和工艺流程确定的步骤、生产方法和工艺流程确定的步骤确定生产方法和工艺流程时，通常要经过下列几个阶段：1.资料搜集与项目调研；2.生产设备类型与制造厂商调研；3.对调研结果进行全面分析对比。2.1 生产方法和工艺流程的选择生产方法和工艺流程的选择第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 教学内容：教学内容：理解工艺流程设计的任务和工艺流程的设计方法。理解工艺流程设计的任务和工艺流程的设计方法。重点和难点：重点和难点：重点重点掌握工艺流程设计的步骤和内容，以及反应过掌握工艺流程设计的步骤和内容，以及反应过程、原料预处理过程、产物的分离净化过程设计应程、原料预处理过程、产物的分离净化过程设计应考虑的问题。考虑的问题。难点难点是综合运用所学知识，以反应过程为核心，根是综合运用所学知识，以反应过程为核心，根据反应过程的特点，提出对原料预处理过程、产物据反应过程的特点，提出对原料预处理过程、产物的分离净化过程的的要求，组织工艺流程。的分离净化过程的的要求，组织工艺流程。第二节第二节 工艺流程设计工艺流程设计2.2 工艺流程设计工艺流程设计化工设计化工设计2.2 工艺流程设计工艺流程设计一、工艺流程设计的任务一、工艺流程设计的任务工艺流程设计的任务主要包括两个方面：1.确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式2.绘制工艺流程图2.2 工艺流程设计工艺流程设计第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计为使设计出来的工艺流程能够实现优质、高产、低为使设计出来的工艺流程能够实现优质、高产、低消耗和安全生产，按下列步骤逐步进行设计消耗和安全生产，按下列步骤逐步进行设计:（1）确定整个流程的组成；（2）确定每个过程或工序的组成；（3）确定工艺操作条件；（4）控制方案的确定；（5）原料与能量的合理利用；（6）制定“三废”处理方案；（7）制定安全生产措施。2.2 工艺流程设计工艺流程设计第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.2 工艺流程设计工艺流程设计二、工艺流程设计的方法二、工艺流程设计的方法 工艺流程设计方法，首先要看所确定的生产方法是正在生产或曾经运行过的成熟工艺，还是待开发的新工艺。前者是可以参考借鉴但需要局部改进或局部采用新技术、新工艺的问题；后者须针对新技术开发进行概念设计。工艺流程分为四大部分工艺流程分为四大部分：原料预处理过程、反应过程、产物的后处理（分离净化）过程和“三废”的处理过程。2.2 工艺流程设计工艺流程设计第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计工艺流程设计主要应考虑如下几个方面的问题：工艺流程设计主要应考虑如下几个方面的问题：（1）以反应过程为中心（2）原料预处理过程（3）产物的分离净化（4）产品的后处理（5）未反应原料的循环与利用（6）确定“三废”排出物的处理措施（7）确定公用工程的配套措施（8）确定操作条件和制定控制方案（9）制定切实可靠的安全生产措施（10）保温、防腐的设计 2.2 工艺流程设计工艺流程设计第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 教学内容：教学内容：理解工艺流程图的种类和表达内容和管道仪表流理解工艺流程图的种类和表达内容和管道仪表流程图的设备、管道、管件、阀门和仪表控制点的程图的设备、管道、管件、阀门和仪表控制点的表达方法。了解首页图的编制内容。表达方法。了解首页图的编制内容。重点和难点：重点和难点：重点重点掌握管道仪表流程图的设备、管道、管件、掌握管道仪表流程图的设备、管道、管件、阀门和仪表控制点的表达内容和方法，以及管道阀门和仪表控制点的表达内容和方法，以及管道标注内容和方法。标注内容和方法。难点难点是如何确定管道等级，以及管道标注内容和是如何确定管道等级，以及管道标注内容和表示方法。表示方法。第三节第三节 工艺流程图工艺流程图2.3 工艺流程图工艺流程图化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 一、工艺流程图的种类一、工艺流程图的种类（一）（一）工艺流程草图工艺流程草图 l工艺流程草图工艺流程草图又称方案流程图或流程示意图，是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。它是设计开始时供工艺方案讨论常用的流程图，是工艺流程图设计的依据。绘制内容绘制内容*设备示意图*物流管线及流向箭头*必要的文字注释2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 一、工艺流程图的种类一、工艺流程图的种类（二）工艺物料流程图（二）工艺物料流程图 l工艺物料流程图工艺物料流程图是在物料衡算和热量衡算完成后绘制，是以图形与表格相结合的形式来反映物料衡算和热量衡算的结果。绘制内容绘制内容*图形*标注内容*设备一览表*物料表2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 图2-2 M/DBT工艺物料流程图化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 一、工艺流程图的种类一、工艺流程图的种类（三）带控制点的工艺流程图（三）带控制点的工艺流程图 带控制点的工艺流程图带控制点的工艺流程图是一个工程项目工程设计的一个指导性文件，也是各专业开展设计的依据之一。带控制点的工艺流程图带控制点的工艺流程图应画出所有工艺设备、工艺物料管线、辅助物料管线、主要阀门，以及工艺参数(温度、压力、流量、液位、物料组成、浓度等)的测量点，并表示出自动控制的方案。2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 一、工艺流程图的种类一、工艺流程图的种类（四）管道仪表流程图（四）管道仪表流程图l管道仪表流程图管道仪表流程图(PI图图)是借助统一规定的图形符号和文字代号，用图示的方法把建立化工工艺装置所需的全部设备、仪表、管道及主要管件，按其各自的功能，为满足工艺要求和安全、经济目的而组合起来，以起到描述工艺装置结构和功能的作用。lPI图图在基础工程设计阶段应绘制A版PI图(初版)、B版PI图(内审版)、C版PI图(用户版)及D版PI图(确认版)；在详细工程设计阶段应绘制E版PI图(详1版)、F版PI图(详2版)、G版PI图(施工版)。2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 二、管道仪表流程图二、管道仪表流程图(PI图图)管道仪表流程图管道仪表流程图(PI图图)应依据应依据“化工工艺设计施工图内容和化工工艺设计施工图内容和深度统一规定深度统一规定”HG/T20519-2009和和“管道仪表流程图设计管道仪表流程图设计规定规定”HG20559-93的有关规定进行绘制。的有关规定进行绘制。（一）通用设计规定（一）通用设计规定 1、图纸规格与图幅、图纸规格与图幅2、线条与比例、线条与比例 3、文字与字母的标注、文字与字母的标注4、工艺管道仪表流程图、工艺管道仪表流程图5、备注栏、详图和表格、备注栏、详图和表格6、图面布置、图面布置2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 二、管道仪表流程图二、管道仪表流程图(PI图图)（二）设备的表示方法（二）设备的表示方法 1、图形、图形 化工设备在图上一般可不按比例、用中线条、按化工设备在图上一般可不按比例、用中线条、按HG/T 20519.2-2009规定的设备、机器图例画出能够显示设备形状规定的设备、机器图例画出能够显示设备形状特征的主要轮廓，并表示出设备类别特征以及内部、外部构特征的主要轮廓，并表示出设备类别特征以及内部、外部构件（内、外构件亦用中线条）。件（内、外构件亦用中线条）。常用设备、机器的图例可参见教材表常用设备、机器的图例可参见教材表2-2，其他设备可参照画，其他设备可参照画出。并用单实线画出机器设备上所有的接口出。并用单实线画出机器设备上所有的接口(包括人孔、手孔、包括人孔、手孔、卸料口及排液口、放空口和化表接口等卸料口及排液口、放空口和化表接口等)。2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2、设备的标注、设备的标注（1）标注的内容）标注的内容 工艺管道仪表流程图上应标注设备位号及名称。工艺管道仪表流程图上应标注设备位号及名称。（2）设备的位号）设备的位号 每台设备均有相应的位号；设备位号由两部分组每台设备均有相应的位号；设备位号由两部分组成，前部分用大写英文字母表示设备类别；后部分用阿拉伯数字成，前部分用大写英文字母表示设备类别；后部分用阿拉伯数字表示设备所在位置表示设备所在位置(工序工序)及同类设备的顺序，一般数字为及同类设备的顺序，一般数字为3-4位。位。例如，图例如，图2-3中的设备位号中的设备位号“P301A”由三部分组成：由三部分组成：P为设备类别为设备类别代号。代号。（3）标注的方式）标注的方式 PI图上通常要表示两处设备位号，第一处设备位图上通常要表示两处设备位号，第一处设备位号表示在设备旁，在设备位号线上部注写设备位号，不注设备名号表示在设备旁，在设备位号线上部注写设备位号，不注设备名称；第二处位号表示在设备相对应位置的图纸上方或下方，在位称；第二处位号表示在设备相对应位置的图纸上方或下方，在位号线上部注写设备位号，在位号线下部注写设备名称。号线上部注写设备位号，在位号线下部注写设备名称。2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 二、管道仪表流程图二、管道仪表流程图(PI图图)（三）管道的表示方法（三）管道的表示方法1管道的画法管道的画法 管道应按管道仪表流程图管道和管件图形符号HG 20559.3-93规定的图形符号绘制。(1)线型规定(2)管道的交叉与转弯(3)放气、排液及液封(4)管道仪表流程图中的工艺物料管道一般采用左进右出的方式2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2、管道的标注、管道的标注管道及仪表流程图的管道应标注的内容有四个部分，即管段号（由三个单元组成）、管径、管道等级和绝热（或隔声）代号，总称为管道组合号。水平管道宜平行标注在管道的上方，竖直管道宜平行标注在管道的左侧。在管道密集、无处标注的地方，可用细实线引至图纸空白处水平（竖直）标注。2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计(1)第1单元为物料代号。按HG/T 20519.2-2009行业标准规定，物料代号通常按物料的名称和状态取其英文名词的字头组成。一般采用23个大写英文字母表示。常用（部分）物料代号，见表2-5。(2)第2单元为主项编号。按工程规定的主项编号填写。(3)第3单元为管道序号。相同类别的物料在同一主项内以流向先后为序，顺序编号。以上三个单元组成管段号。以上三个单元组成管段号。化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计(4)第4单元为管道规格，一般标注公称直径，以mm为单位，只注数字，不注单位。(5)第5单元为管道等级。如如A1A中：中：A管道的公称压力等级代号1管道材料等级顺序号A管道材质类别代号HG/T 20519.6-2009规定的常用材质类别代号为：A铸铁、B碳钢、C普通低合金钢、D合金钢E不锈钢、F有色金属、G非金属、H衬里及内防腐(6)第6单元为绝热或隔声代号。化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 二、管道仪表流程图二、管道仪表流程图(PI图图)（四）阀门与管件的表示方法（四）阀门与管件的表示方法2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 二、管道仪表流程图二、管道仪表流程图(PI图图)（五）仪表控制点的表示方法（五）仪表控制点的表示方法 管道仪表流程图上要以规定的图形符号和文字代号，表示出在设备、机械、管道和仪表站上的全部仪表。1仪表的功能标志仪表的功能标志由1个首位字母和13个后继字母组成，第一个字母表示被测变量，后继字母表示读出功能、输出功能。2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2仪表位号仪表位号由仪表功能标志和仪表回路编号两部分组成，仪表回路编号可以用工序号加仪表顺序号组成。3仪表图形符号2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计2.3 工艺流程图工艺流程图 二、管道仪表流程图二、管道仪表流程图(PI图图)（六）首页图（六）首页图每个单独装置（装置包括若干个工序）编制一份首页图，适用于该装置的工艺管道仪表流程图和辅助物料、公用物料管道仪表流程图。根据标准HG/T 20519.2-2009，首页图见教材图2-7。2.3 工艺流程图工艺流程图第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 化工设计化工设计第二章第二章 工艺流程设计工艺流程设计 教学内容：教学内容：理解泵类、压缩机、换热器、反应器及蒸馏塔的自理解泵类、压缩机、换热器、反应器及蒸馏塔的自控方案的内容和方法