化工设计概论ppt课件.ppt
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1、有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 化工设计化工设计主讲主讲: :陈安国陈安国 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。化工设计化工设计课程简介课程简介一、课程性质与认识一、课程性质与认识二、课程内容及知识点二、课程内容及知识点三、课程的教学目的三、课程的教学目的有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互
2、信任的合作环境。专业必修课专业必修课40学时学时,2.5学分学分一、课程性质与认识一、课程性质与认识闭卷考试闭卷考试有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。二、课程内容及主要知识点二、课程内容及主要知识点 第一章第一章 化工设计概述(设计概念、内容与程序化工设计概述(设计概念、内容与程序;工艺设计文件的内容与格式)工艺设计文件的内容与格式) 第二章第二章 工艺流程设计(流程设计的任务、步骤工艺流程设计(流程设计的任务、步骤与方法;与方法;PFD图及图及PID图的设计与绘制)图的设计与绘制) 第
3、三章第三章 物料衡算与能量衡算(化工流程的物料物料衡算与能量衡算(化工流程的物料衡算与能量衡算方法)衡算与能量衡算方法) 第四章第四章 设备工艺设计及选型(设备选用原则设备工艺设计及选型(设备选用原则;非定型设备设计的主要程序非定型设备设计的主要程序 ;设备图的设计与设备图的设计与绘制)绘制)有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 第五章第五章 化工厂布置化工厂布置(厂址选择厂址选择;总图及车总图及车间布置间布置;设备布置图的设计与绘制设备布置图的设计与绘制) 第六章第六章 配管工程设计配管
4、工程设计(管道设计基础管道设计基础;管管道布置原则与要求道布置原则与要求;管道布置图的设计与管道布置图的设计与绘制绘制) 第七章第七章 非专业设计非专业设计(公用工程的设计内容公用工程的设计内容与规范与规范;安全防火设计规范与原则安全防火设计规范与原则;设计概设计概算及技术经济评价算及技术经济评价) 第八章第八章 工艺设计实例工艺设计实例(工艺设计内容、步工艺设计内容、步骤及设计说明书的编制)骤及设计说明书的编制)有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。三、课程的教学目的三、课程的教学目的p了
5、解国内外有关化工工艺设计、了解国内外有关化工工艺设计、 化工厂设计的先进理念化工厂设计的先进理念p掌握化工工艺设计的内容、步骤掌握化工工艺设计的内容、步骤及方法及方法有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。主要参考书主要参考书有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。一、化工设计的概念与种类一、化工设计的概念与种类二、化工厂设计的内容与程序二、化工厂设计的内容与程序三、化工工艺设计的内容与步骤三
6、、化工工艺设计的内容与步骤四、工艺包设计四、工艺包设计五、国家和行业设计政策与规范五、国家和行业设计政策与规范六、设计文件六、设计文件第一章第一章 化工设计概述化工设计概述有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。一、化工设计的概念与种类一、化工设计的概念与种类(一)化工设计的概念(一)化工设计的概念(二)化工设计的种类(二)化工设计的种类(三)化工过程开发程序及设计类型(三)化工过程开发程序及设计类型(四)工程设计的概念及实施阶段(四)工程设计的概念及实施阶段有利于学习和创新的组织管理机制,创
7、造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。化工过程设计化工过程设计(核心)(核心)化工工艺设计(核心)化工工艺设计(核心)化工设计是泛称,在不同场合可分别指化工厂设计、化化工设计是泛称,在不同场合可分别指化工厂设计、化工过程设计、化工工艺设计,其内涵最广,但意义不明工过程设计、化工工艺设计,其内涵最广,但意义不明确。如化工厂设计包括:确。如化工厂设计包括: 公用工程设计、外管设计公用工程设计、外管设计等等非工艺部分设计非工艺部分设计化工厂房建筑、结构设计化工厂房建筑、结构设计总图设计总图设计.等等 化工过程设计是针对化工工艺设计
8、的深入、配套与完善。化工过程设计是针对化工工艺设计的深入、配套与完善。(一)化工设计的概念(一)化工设计的概念有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。化工过程设计的主要目标:确定化工过程设计的主要目标:确定最佳流程及最佳操作条件,达到最最佳流程及最佳操作条件,达到最优化投入产出比。在定量计算的基优化投入产出比。在定量计算的基础上,结合专家的经验,考虑安全、础上,结合专家的经验,考虑安全、健康、环保的因素,确定出一个综健康、环保的因素,确定出一个综合的设计方案。合的设计方案。有利于学习和创新的组
9、织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。我国化工设计院,原来的专业部门进我国化工设计院,原来的专业部门进行了相应的改革调整。行了相应的改革调整。原工艺专业部原工艺专业部工艺专业部工艺专业部(大部分为化学工程与工艺专业人员)(大部分为化学工程与工艺专业人员)工艺系统专业部工艺系统专业部(少量化学工程与工艺专业人员,大量其它辅助专业)(少量化学工程与工艺专业人员,大量其它辅助专业)工艺专业部:工艺专业部:侧重化工工艺设计侧重化工工艺设计工艺系统专业部:工艺系统专业部:侧重化工过程设计中除了化工工艺设计以外侧重化工过程
10、设计中除了化工工艺设计以外 与工艺有关的内容与工艺有关的内容有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。工艺专业部:侧重出工艺专业部:侧重出PID图、图、PFD图图工艺系统专业部:侧重出工艺系统专业部:侧重出UID图、图、UFD图图PID (Process Instrument Diagram) 带控制点的工艺仪表管道流程图带控制点的工艺仪表管道流程图PFD (Process Flowsheet Diagram) 过程物料流程图过程物料流程图UID (Utility Instrument Diag
11、ram) 公用工程仪表管道流程图公用工程仪表管道流程图UFD (Utility Flowsheet Diagram) 公用工程物料流程图公用工程物料流程图其中,各种图纸随设计的深入,分成多个版本。其中,各种图纸随设计的深入,分成多个版本。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。PID图样图样有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。PFD图样图样有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新
12、激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。UFDUFD图样图样有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 工艺专业部与工艺系统专业部之间,在设计工作过工艺专业部与工艺系统专业部之间,在设计工作过程中有许多需要交流的条件、文件(程中有许多需要交流的条件、文件(“条件表条件表”),),有发出条件的主导专业,有接收有发出条件的主导专业,有接收“条件表条件表”的接收专的接收专业。业。我国化工设计院的专业种类我国化工设计院的专业种类化学工程与工艺化学工程与
13、工艺化工机械化工机械自动化及仪表自动化及仪表总图总图概预算(工程经济)概预算(工程经济)建筑、结构、暖通、给排水、强弱电建筑、结构、暖通、给排水、强弱电热工、环境工程(环保)、工业炉热工、环境工程(环保)、工业炉有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 因此,可以说:因此,可以说:化工设计是化工工程基本建设中的一化工设计是化工工程基本建设中的一环环,是将化学工程、化工工艺和开发是将化学工程、化工工艺和开发性实验的研究成果,用工程语言(图性实验的研究成果,用工程语言(图纸等)表达出来,使之建设成
14、为一个纸等)表达出来,使之建设成为一个工业化的生产装备。其本质是把化学工业化的生产装备。其本质是把化学反应变成一个装置工程的设计。反应变成一个装置工程的设计。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。在屏幕上修改在屏幕上修改设计图设计图化工设计室化工设计室有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。化工生产装备的概念化工生产装备的概念化工生产装备是由化工生产装备是由各种单元设备以系统各种单元设备以系
15、统的、合理的方式组合的、合理的方式组合起来的工程整体。起来的工程整体。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。(二)化工设计的种类(二)化工设计的种类 根据项目性质分为两类型根据项目性质分为两类型新建项目设计新建项目设计技改项目设计技改项目设计 根据适用程度分为两种类型根据适用程度分为两种类型通用设计(复用设计)通用设计(复用设计)“因地制宜因地制宜”设计设计有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作
16、环境。概念设计概念设计(Conceptual Design)中试设计中试设计(Pilot-plant Design)基础设计基础设计(Foundation Design) 根据开发程序分为两大类根据开发程序分为两大类-四种类型四种类型开发(过程开发(过程中的)设计中的)设计工程设计工程设计(Engineering Design)有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。(三)化工过程开发程序及设计类型(三)化工过程开发程序及设计类型1、化工过程开发的基本步骤、化工过程开发的基本步骤 2、化工过程
17、开发中的设计类型、化工过程开发中的设计类型 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。1、化工过程开发的基本步骤、化工过程开发的基本步骤 实验性实验性研究研究过程研究过程研究工程工程设计设计第一次第一次可行性可行性研究研究施工施工小试小试模型模型试验试验中试中试工程设计研究工程设计研究概念概念设计设计第二次第二次可行性可行性研究研究基础基础设计设计第三次第三次可行性可行性研究研究信息信息研究研究有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文
18、化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。p信息研究信息研究主要内容主要内容:调研市场对开发产品的需求量调研市场对开发产品的需求量, 开发产品对国民经济其他部门的关系开发产品对国民经济其他部门的关系, 市场前景市场前景,收益估算收益估算,社会效益及环境污染情况等社会效益及环境污染情况等 评估科研水平、社会条件及完成的可能性评估科研水平、社会条件及完成的可能性收集评价的资料收集评价的资料: 各种已工业化的生产方法及新方法的专利文献各种已工业化的生产方法及新方法的专利文献资料,如生产过程、流程、主副反应、反应条件、反资料,如生产过程、流程、主副反应、反应条件、反应产率、产品及副产品规格、主要设备类型
19、应产率、产品及副产品规格、主要设备类型、反应动反应动力学及有关的相平衡数据;力学及有关的相平衡数据;主副产品、原料及中间主副产品、原料及中间品的物化和热力学数据。品的物化和热力学数据。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。p实验性研究实验性研究内容内容:工艺方法(原料和生产线路等)研究工艺方法(原料和生产线路等)研究 工艺条件(如转化率、选择性、主副反应工艺条件(如转化率、选择性、主副反应 的特点、催化剂、反应条件、产品分离方式等的特点、催化剂、反应条件、产品分离方式等) 物料平衡、能量平衡
20、和生产成本估算物料平衡、能量平衡和生产成本估算 对原料、半成品和产品质量的研究对原料、半成品和产品质量的研究 产品用途及产品应用质量的研究产品用途及产品应用质量的研究目的目的: 对可能的若干方案进行初步筛选,以能明确地提对可能的若干方案进行初步筛选,以能明确地提出一个较理想的流程,同时获得必要的物性数据出一个较理想的流程,同时获得必要的物性数据有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。p第一次可行性研究第一次可行性研究即在信息和实验研究的基础上即在信息和实验研究的基础上 对技术、经济、环境综合的
21、可行性研究对技术、经济、环境综合的可行性研究技术的可行性研究是指原料线路和技术的可行性研究是指原料线路和 技术线路的可行性、可靠性和先进性技术线路的可行性、可靠性和先进性 原料线路的可行性和可靠性:原料线路的可行性和可靠性:只要技术上可行,只要技术上可行,经济上合理,一般都采用粗原料或劣质原料;经济上合理,一般都采用粗原料或劣质原料;必必须有足够的、可靠的来源须有足够的、可靠的来源 技术线路的可行性是指生产安全、操作简便、操作弹性大、生产环节技术线路的可行性是指生产安全、操作简便、操作弹性大、生产环节少、不易出现故障等;少、不易出现故障等;技术线路的先进性是指各种技术指标如转化率、技术线路的先
22、进性是指各种技术指标如转化率、选择性、能耗、设备生产强度和劳动生产率的高低。选择性、能耗、设备生产强度和劳动生产率的高低。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。p第一次可行性研究第一次可行性研究即在信息和实验研究的基础上即在信息和实验研究的基础上 对技术、经济、环境综合的可行性研究对技术、经济、环境综合的可行性研究 经济的可行性研究,主要是指投资、人力、生经济的可行性研究,主要是指投资、人力、生产费用等支出同产品销售的收入作比较,估计可产费用等支出同产品销售的收入作比较,估计可能获得的经济效
23、益和投资回收情况。能获得的经济效益和投资回收情况。 环境的可行性研究环境的可行性研究,就是评估就是评估“三废三废”治理程度及其对环境的影治理程度及其对环境的影响响有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。1、化工过程开发的基本步骤、化工过程开发的基本步骤 p小试小试:小型工业模拟试验的简称小型工业模拟试验的简称小试应完成以下任务小试应完成以下任务: 验证开发方案的可行性和完整性,确定影响因素。明确验证开发方案的可行性和完整性,确定影响因素。明确过程原料线路,认识所涉及化学反应的特性和影响因素;确
24、过程原料线路,认识所涉及化学反应的特性和影响因素;确定工艺过程、单元操作和工艺条件,完成催化剂的筛选和表定工艺过程、单元操作和工艺条件,完成催化剂的筛选和表征;确定产品分离和精制方案,以及在此基础上完成物料衡征;确定产品分离和精制方案,以及在此基础上完成物料衡算和能量衡算。算和能量衡算。 测定和收集需要的各种物理化学数据测定和收集需要的各种物理化学数据 建立产品分析方法和过程监测方法建立产品分析方法和过程监测方法 对生产过程排放的对生产过程排放的“三废三废”提出治理的初步方提出治理的初步方案案有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文
25、化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。p模型试验模型试验: 对某些重要过程作放大的工业模拟试验对某些重要过程作放大的工业模拟试验主要内容主要内容:考察化工过程运行的最佳条件考察化工过程运行的最佳条件 考察设备内传热、传质、物料流动考察设备内传热、传质、物料流动 与混合等与混合等工程因素对化工过程的影响工程因素对化工过程的影响 观察设备放大后出现的放大效应观察设备放大后出现的放大效应寻找产生放大效应的原因,测定放大所需的数据或判据等寻找产生放大效应的原因,测定放大所需的数据或判据等 冷模试验:只研究过程的物理规律,不研究化学反应。冷模试验:只研究过程的物理规律,不研究化学反应。可采用物理性质与
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