2 工艺开发与工艺设计概述.ppt

《2 工艺开发与工艺设计概述.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2 工艺开发与工艺设计概述.ppt（45页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2 工艺开发及工艺设计概述工艺开发及工艺设计概述2.1 工艺过程开发及工艺路线选择工艺过程开发及工艺路线选择2.2 工艺设计的内容及设计文件工艺设计的内容及设计文件2.3 工艺设计工艺设计中的全局性问题中的全局性问题2.1工艺过程开发及工艺路线选择工艺过程开发及工艺路线选择过程工业是以装置为中心进行生产的工业，整个生产工过程工业是以装置为中心进行生产的工业，整个生产工艺过程都在装置内完成。生产工艺是过程装置的软件，过艺过程都在装置内完成。生产工艺是过程装置的软件，过程装置是实施生产工艺的硬件，因此，一座工厂或一套装程装置是实施生产工艺的硬件，因此，一座工厂或一套装置设计的核心是工艺设计，它决定

2、了整个设计的概貌，看置设计的核心是工艺设计，它决定了整个设计的概貌，看一个工厂是否先进，首先看它的工艺是否先进。一个工厂是否先进，首先看它的工艺是否先进。开发项目分类开发项目分类(1)新建项目的设计新建项目的设计(2)再建项目的设计再建项目的设计(3)重复项目的设计重复项目的设计 2.1.1 工艺过程开发程序工艺过程开发程序信息信息研究研究实验性实验性研究研究小小试试模型模型试验试验中中试试概概念念设设计计可行可行性研性研究究(3)可行性可行性研究研究(2)工工程程设设计计施施工工过程研究过程研究图图2-1 过程工业新产品开发的基本步骤过程工业新产品开发的基本步骤初初步步设设计计可行性可行性研

3、究研究(1)(1)方案提出方案提出(2)方案设计与论证方案设计与论证(3)方案审定方案审定(4)方案实施方案实施必要性：必要性：市市场对场对开开发产发产品的需求量，开品的需求量，开发产发产品与国民品与国民经济经济其他部其他部门门的关系，市的关系，市场场前景，收益估算，社会效益以及前景，收益估算，社会效益以及环环境境污污染情况等。染情况等。可行性：可行性：评评估科研水平、社会条件及完成估科研水平、社会条件及完成该项该项目的可能性。目的可能性。信息研究：信息研究：它是开它是开发发新新产产品的第一步。若通品的第一步。若通过过信息研究信息研究认认为为所开所开发发的技的技术术能能带带来来显显著的著的经济

4、经济效益或重大的社会效益，效益或重大的社会效益，才才值值得投得投资进资进行研究与开行研究与开发发。否。否则则即可就此即可就此终终止。止。(1)方案提出方案提出 信息研究信息研究工艺方法：工艺方法：如原料路线、生产路线等研究；如原料路线、生产路线等研究；工艺条件：工艺条件：温度、压力、转化率、主副反应特点、催化剂温度、压力、转化率、主副反应特点、催化剂等研究；等研究；物料平衡、能量平衡和生产成本估算；物料平衡、能量平衡和生产成本估算；原材料、半成品和产品的质量的研究；原材料、半成品和产品的质量的研究；产品用途。产品用途。实验性研究实验性研究技术技术原料是否可行、可靠原料是否可行、可靠（原料费约等

5、于三分之二生产费用）（原料费约等于三分之二生产费用）技术路线的可靠性技术路线的可靠性（生产安全、操作简便、操作条件弹性（生产安全、操作简便、操作条件弹性大，生产环节少，不易出现故障）大，生产环节少，不易出现故障）技术路线的先进性技术路线的先进性（各种技术指标，如转化率、选择率、（各种技术指标，如转化率、选择率、能耗、设备生产强度、劳动和产率等的高低）能耗、设备生产强度、劳动和产率等的高低）经济经济指投资、人力、生产费用等支出同产品销售的收入作指投资、人力、生产费用等支出同产品销售的收入作比较，估算可能获得的经济效益和投资回收情况。比较，估算可能获得的经济效益和投资回收情况。第一次可行性研究第一

6、次可行性研究环境环境应评估应评估“三废三废”治理程度及其对环境的影响治理程度及其对环境的影响通过对技术、经济和环境的评估，做出该产品是否值通过对技术、经济和环境的评估，做出该产品是否值得继续开发的决定。如果行，则转入第二阶段。得继续开发的决定。如果行，则转入第二阶段。结论结论小小试试实验实验性研究性研究工工艺艺条条件件细细致、具体致、具体粗略粗略规规模模更大更大更小更小原料原料生生产产原料原料不一定用生不一定用生产产原料原料反反应应器器 生生产产用反用反应应器器类类型型理理论论研究研究 小试小试制制样样品品 在此过程中，对制造工艺、制造条件及控制方法进研在此过程中，对制造工艺、制造条件及控制方

7、法进研究，对原料、产品进行研究，最终编制初步的物料衡算和究，对原料、产品进行研究，最终编制初步的物料衡算和能量衡算，提出能量衡算，提出“三废三废”治理初步方案。治理初步方案。小小试试与与实验实验比比较较 结论：结论：小试时，要通过不断改变操作条件提高反应的小试时，要通过不断改变操作条件提高反应的转化率、选择率等；并试验出分离提纯的初步方法。转化率、选择率等；并试验出分离提纯的初步方法。(2)方案设计与论证方案设计与论证目的目的内容内容把小把小试试成果和工作成果和工作经验经验相相结结合，合，进进行行原原则则流程流程设计设计。技术上，确定流程、工艺条件、主要设备型式、技术上，确定流程、工艺条件、主

8、要设备型式、三废治理措施；三废治理措施；经济上，计算基本建设投资和产品成本等主要技经济上，计算基本建设投资和产品成本等主要技术经济指标。术经济指标。概念设计概念设计称作方案论证。其内容与第一次可行性研究差不多。称作方案论证。其内容与第一次可行性研究差不多。在此之前由于有概念设计、物料衡算和能量衡算，对在此之前由于有概念设计、物料衡算和能量衡算，对技术、经济的分析就比较准确。可进一步估算工厂规技术、经济的分析就比较准确。可进一步估算工厂规模、投资费用、成本及经济效益等。模、投资费用、成本及经济效益等。第二次可行性研究也要作出开发应该中止或继续的决第二次可行性研究也要作出开发应该中止或继续的决定。

9、若继续进行，还应对下阶段的工艺和过程的研究定。若继续进行，还应对下阶段的工艺和过程的研究提出指导性意见。提出指导性意见。第二次可行性研究可以作为同有关部门签订合同的依第二次可行性研究可以作为同有关部门签订合同的依据。据。第二次可行性研究第二次可行性研究 模型试验模型试验任任务务内容内容对数学模型法建立数学模型；对数学模型法建立数学模型；对部分解析法找出放大规律。对部分解析法找出放大规律。化学反应动力学模型化学反应动力学模型(探讨反应机理，主、付反应探讨反应机理，主、付反应)；流动模型流动模型(通过通过冷模试验冷模试验进行进行)冷模试验只研究物料的流动过程，而不研究化学反应，冷模试验只研究物料的

10、流动过程，而不研究化学反应，所以用空气代气体，水代液体，河沙代固体，并加入示踪所以用空气代气体，水代液体，河沙代固体，并加入示踪剂，监测示踪剂浓度变化，建立数学方程，即流动模型。剂，监测示踪剂浓度变化，建立数学方程，即流动模型。(3)方案的审定方案的审定定定义义主要任主要任务务最最终终目的目的 中试即中间试验的简称，介于小试和生产之间，如中试即中间试验的简称，介于小试和生产之间，如果生产规模较大，还需要进行若干逐级放大的中试。果生产规模较大，还需要进行若干逐级放大的中试。考察从小试到中试的放大效应。考察从小试到中试的放大效应。带控制点的工艺流程图带控制点的工艺流程图、工艺参数、物料衡算和能量、

11、工艺参数、物料衡算和能量衡算的数据等。衡算的数据等。中试中试总工艺流程，生产方法，工厂组成，总图布置，水、电、总工艺流程，生产方法，工厂组成，总图布置，水、电、气的供应方式和用量，关键设备及仪表选型，全厂贮远方气的供应方式和用量，关键设备及仪表选型，全厂贮远方案，消防、劳动安全与工业卫生，环境保护及综合利用等。案，消防、劳动安全与工业卫生，环境保护及综合利用等。定定义义主要内容主要内容根据中试结果而进行的生产规模的全面设计，是工根据中试结果而进行的生产规模的全面设计，是工程研究的终结，也是开发研究成果的表现形式。程研究的终结，也是开发研究成果的表现形式。初步设计初步设计第第三次可行性研究三次可

12、行性研究方案方案审定定科研人员、行政领导参加外、工程审批有关的部门科研人员、行政领导参加外、工程审批有关的部门(如投资如投资部门、安全部门等部门、安全部门等)都应参与审定。审定以后工程项目被都应参与审定。审定以后工程项目被批准，然后转入工程设计。批准，然后转入工程设计。施工设计施工设计 施工施工 竣工验收竣工验收 根据概念设计和初步设计作进一步具体、完善的设计根据概念设计和初步设计作进一步具体、完善的设计它包括定型设备的规格，非标设备的结构图、零件图以及它包括定型设备的规格，非标设备的结构图、零件图以及设备布置图等。上述设计完成后还要进行管道配制、电路、设备布置图等。上述设计完成后还要进行管道

13、配制、电路、控制线路等施工设计。施工设计图是工程建设的指南。控制线路等施工设计。施工设计图是工程建设的指南。根据施工图，完成工程前期的技术准备、组织准备与物资根据施工图，完成工程前期的技术准备、组织准备与物资准备，进行工程中期的设备安装，再进行工程后期的试车。准备，进行工程中期的设备安装，再进行工程后期的试车。(4)方案的实施方案的实施(1)工艺路线选择的复杂性工艺路线选择的复杂性原因：过程工业具有原料、工艺与产品的多方案性原因：过程工业具有原料、工艺与产品的多方案性不同原料不同原料不同工艺不同工艺得到同一得到同一产品产品同一原料同一原料不同工艺不同工艺得到不同得到不同产品产品同一原料同一原料

14、不同工艺不同工艺得到同一得到同一产品产品2.1.2 工艺路线的选择工艺路线的选择(2)工艺路线选择的步骤工艺路线选择的步骤 调查调查文献专利调查文献专利调查。有及时。有及时性和全面性的特点。性和全面性的特点。为了得列有关工艺的最为了得列有关工艺的最新情报，向该项工艺技新情报，向该项工艺技术所有者术所有者致函调查致函调查是最是最实际的方法。一般从工实际的方法。一般从工艺技术所有者那里可以艺技术所有者那里可以获得表获得表2 2-1 1所示的信息。所示的信息。看书看书P12 分析分析根据调查所得到的信息，必要时再通过实验补充一些数据，根据调查所得到的信息，必要时再通过实验补充一些数据，进行工艺试设汁

15、，掌握技术难点。进行工艺试设汁，掌握技术难点。对工艺过程的灵活性，有关的特殊控制因素，工业上的效率，对工艺过程的灵活性，有关的特殊控制因素，工业上的效率，对能量的需求，今后发展的可能性，对废物和副产品的生成对能量的需求，今后发展的可能性，对废物和副产品的生成量及处置方式以及各种设备或原料是否容易得到等进行技术量及处置方式以及各种设备或原料是否容易得到等进行技术分析。分析。经济方面要对原料价格的变动、产品价格变动所造成的影响经济方面要对原料价格的变动、产品价格变动所造成的影响及盈亏的关键因素进行分析，研究工艺在设想的经济环境中及盈亏的关键因素进行分析，研究工艺在设想的经济环境中的收益性。的收益性

16、。将某一工艺工业化，并且获得预想的收益是不容易的，必须将某一工艺工业化，并且获得预想的收益是不容易的，必须避免采用风险性大的工艺。避免采用风险性大的工艺。生产成本计算生产成本计算生生产产成本包括直接材料成本包括直接材料费费、直接燃料及、直接燃料及动动力力费费、直接工、直接工资资和和职职工福利工福利费费及及制造制造费费。详细计详细计算在第算在第3章中再章中再讲讲，如下表。，如下表。序序号号总成本费用科目内容总成本费用科目内容序号序号总成本费用科目内总成本费用科目内容容序号序号总成本费用科目内容总成本费用科目内容1外购材料外购材料11税金税金12.12待业保险费待业保险费2外购燃料外购燃料11.1

17、房产税房产税12.13职工教育经费职工教育经费3外购动力外购动力11.2车船使用税车船使用税12.14排污费排污费4职工工资职工工资11.3土地使用税土地使用税12.15咨询费咨询费5职工福利费职工福利费11.4印花税印花税12.16绿化费绿化费6固定资产折旧费固定资产折旧费12其他费用其他费用12.17诉讼费诉讼费7修理费修理费12.1办公费办公费12.18研究开发费研究开发费8租赁费租赁费12.2差旅费差旅费12.19技术转让费技术转让费9推销费推销费12.3劳动保护费劳动保护费12.20业务招待费业务招待费9.1无形资产推销无形资产推销12.4保险费保险费12.21劳动保险费劳动保险费9

18、.2低值易耗品推销低值易耗品推销12.5业务费业务费12.22坏账损失坏账损失9.3递延费用推销递延费用推销12.6运输费运输费12.23土地损失补偿费土地损失补偿费10财务费用财务费用12.7装卸费装卸费12.24其他其他10.1长期负债利息净支出长期负债利息净支出12.8包装费包装费13固定成本固定成本(4+5+6+7+8+9+10.1+11)10.2周转资金借款利息净周转资金借款利息净支出支出12.9展览费展览费14变动成本变动成本(1+2+3+10.2+10.3+10.4+12)10.3汇兑损益净支出汇兑损益净支出12.10广告费广告费15总成本费用总成本费用(13+14)10.4金融

19、机构手续费金融机构手续费12.11工会经费工会经费16经营成本经营成本(15-6-7-8-9-11)评论评论 工艺评价主要是按现行财税制度规定及产品市场价格，工艺评价主要是按现行财税制度规定及产品市场价格，在生产成本和费用估算的基础上，计算所选工艺在财务上在生产成本和费用估算的基础上，计算所选工艺在财务上的盈利能力。具体计算与评价方法可参考的盈利能力。具体计算与评价方法可参考3.23.2节节 工工艺艺路路线线的的选择选择 总的原则是：生产上安全可靠、技术上先进、总的原则是：生产上安全可靠、技术上先进、经济上合理。经济上合理。2.2 工工艺设计艺设计的内容及的内容及设计设计文件文件 2.2.1

20、工工艺设计艺设计的内容和程序的内容和程序2.2.2 初步初步设计设计的的设计设计文件文件2.2.3 施工施工图设计图设计的的设计设计文件文件 主要内容有：主要内容有：(1)原料和技术路线的选择原料和技术路线的选择(2)工艺流程设计工艺流程设计(3)物料衡算和能量衡算物料衡算和能量衡算(4)工艺设备设计与选型工艺设备设计与选型(5)车间布置设计车间布置设计(6)管道设计管道设计(7)非工艺设计项目的考虑非工艺设计项目的考虑(8)编制设计文件，包括设计说明书，附图编制设计文件，包括设计说明书，附图(流程图、布流程图、布置图和设备图等置图和设备图等)和附表和附表(设备一览表和材料汇总表设备一览表和材

21、料汇总表等等)。上面这些内容有的在初步设计中完成，有些要在施工设计中才做。上面这些内容有的在初步设计中完成，有些要在施工设计中才做。2.2.1工艺设计的内容和程序工艺设计的内容和程序第一步：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内循循环环优优化化外外循循环环优优化化工艺设计不是一蹴而就的，要做许多回合的优化调整。工艺设计不是一蹴而就的，要做许多回合的优化调整。化工工艺设计的内容与步骤化工工艺设计的内

22、容与步骤计划任务书计划任务书编制工艺流程草图编制工艺流程草图物料衡算物料衡算能量衡算能量衡算设备工艺计算及选型设备工艺计算及选型自动控制自动控制工艺流程图设计工艺流程图设计车间布置设计车间布置设计概算概算技术经济分析技术经济分析编写设计说明书编写设计说明书工艺流程总图工艺流程总图物料平衡图物料平衡图原料用量、消耗定额及原料用量、消耗定额及“三废三废”排放表排放表能量消耗综合表能量消耗综合表设备一览表设备一览表非定型设备条件图非定型设备条件图控制系统图控制系统图带控制点工艺流程图带控制点工艺流程图车间平面及立面布置图、厂鸟瞰图车间平面及立面布置图、厂鸟瞰图技术经济分析表技术经济分析表概算书、投资

23、及材料表概算书、投资及材料表初步设计说明书初步设计说明书图图2-3 初步设计程序初步设计程序计划任务书计划任务书给排水给排水电力条件电力条件暧风条件暧风条件热力条件热力条件设备安装总图设备安装总图1.设备安装设备安装2.土建穿孔预埋土建穿孔预埋螺栓图螺栓图仪表施工图仪表施工图1.自控或集中控自控或集中控制仪表制仪表2.仪表一览表仪表一览表3.仪表预算仪表预算初步设计图纸初步设计图纸及说明书及说明书设备条件设备条件土建条件土建条件外管道外管道自控条件自控条件各项工程各项工程 预算预算管道施工图管道施工图1.主管布置图主管布置图2.管道布置图管道布置图3.单体设备接管图单体设备接管图4.管件图管件

24、图5.管架、阀架图管架、阀架图6.管道材料表管道材料表7.和管道施工说明书和管道施工说明书8.图纸总目录图纸总目录车间布置图车间布置图管道结构图管道结构图预算预算1.设备安装预算设备安装预算2.管道安装预算管道安装预算总预算总预算全工程预算全工程预算图图2-4 工艺与非工艺设计配合关系工艺与非工艺设计配合关系PID图样本图样本2.2.3施工施工图设计图设计的的设计设计文件文件 (1)设计说设计说明：明：包括工包括工艺设计说艺设计说明，管道明，管道设计说设计说明，隔明，隔热热、隔声、隔声设设计说计说明，防腐明，防腐设计说设计说明等。明等。工工艺设计说艺设计说明包括明包括设计设计依据，工依据，工艺

25、说艺说明，明，设计设计范范围围。管道管道设计说设计说明包括管道分区情况，管道明包括管道分区情况，管道图图表示法有关表示法有关标标准，材料准，材料供供应应情况，情况，设备设备安装的注意事安装的注意事项项，管道，管道预预制及安装要求，管架，制及安装要求，管架，静静电电接地采用的国家及部接地采用的国家及部颁标颁标准。准。隔隔热热、隔声、隔声设计说设计说明包括隔明包括隔热热材料的材料的选选用，工程中遇到的隔用，工程中遇到的隔热热等等级级，采用的隔，采用的隔热热、隔声、隔声结结构及构及标标准，施工要求等。准，施工要求等。防腐防腐设计说设计说明包括涂漆的范明包括涂漆的范围围，采用的涂料名称，施工要求，涂，

26、采用的涂料名称，施工要求，涂该该的的颜颜色，埋地管道的外防腐，管道的内防腐等。色，埋地管道的外防腐，管道的内防腐等。2.2.2初步设计的设计文件初步设计的设计文件(2)有关有关图纸图纸 图纸图纸目目录录、首、首页图页图，管道及，管道及仪仪表流程表流程图图，分区索引，分区索引图图，设备设备布置布置图图，设备设备安装安装图图，管道布置，管道布置图图，软软管站布置管站布置图图，管道管道轴测图轴测图，管道，管道轴测图轴测图索引和管段表索引，特殊管架索引和管段表索引，特殊管架图图管架管架图图索引特殊管件索引特殊管件图图，设备设备管口方位管口方位图图等。等。(3)有关表格有关表格 设备设备一一览览表，表，

27、设备设备地脚螺栓表，管段表及管道物性地脚螺栓表，管段表及管道物性表管架表，表管架表，弹弹簧簧汇总汇总表，特殊表，特殊阀门阀门和管道附件表。和管道附件表。隔隔热热材料表，防腐材料表，伴材料表，防腐材料表，伴热热管管图图和伴和伴热热管表，管表，综综合材料表等。合材料表等。2.3.1 厂址的选择厂址的选择工厂的地理位置对于企业的成败具有重大的影响，工厂的地理位置对于企业的成败具有重大的影响，厂址选择的好坏对工厂的建设进度、投资数量、经厂址选择的好坏对工厂的建设进度、投资数量、经济效益以及环境保护等方面关系密切，所以它是基济效益以及环境保护等方面关系密切，所以它是基本建设的一个重要环节。本建设的一个重

28、要环节。在选择厂址时，应该考虑：原料和市场，能源供应，在选择厂址时，应该考虑：原料和市场，能源供应，气候条件，运输条件，供水条件，对环境的影响，气候条件，运输条件，供水条件，对环境的影响，劳动力来源，节约土地，协作条件，防灾等。劳动力来源，节约土地，协作条件，防灾等。2.3 工艺设计工艺设计中的全局性问题中的全局性问题厂址选择准备阶段厂址选择准备阶段现场考察工作现场考察工作多方案比较多方案比较完成厂址选择报告完成厂址选择报告从全厂工艺及发展的眼光出发，确从全厂工艺及发展的眼光出发，确定用地大小，初选几处，收集当地定用地大小，初选几处，收集当地水文、地质、天气、人文、历史、水文、地质、天气、人文

29、、历史、用地政策、投资政策等信息。用地政策、投资政策等信息。在项目建议书阶段不强求有选址报告，但选址报告一在项目建议书阶段不强求有选址报告，但选址报告一定要同步于可行性研究报告（或先于定要同步于可行性研究报告（或先于“可研可研”）完成。）完成。可以作为可行性研究报告的独立章节。可以作为可行性研究报告的独立章节。化工厂厂址选择的工作程序化工厂厂址选择的工作程序2.3 工工艺设计艺设计中的全局性中的全局性问题问题即工厂的总体布局，其任务是要总体地解决全厂所有的即工厂的总体布局，其任务是要总体地解决全厂所有的建筑物和构筑物在平面和竖向上的布置，运输网和地上、建筑物和构筑物在平面和竖向上的布置，运输网

30、和地上、地下工程技术管网的布置，行政管理、福利及美化设施地下工程技术管网的布置，行政管理、福利及美化设施的布置等问题。的布置等问题。2.3.2总图布置总图布置总体布局例子总体布局例子 a生产要求：生产要求：总体布局首先要求保证径直和短捷的生总体布局首先要求保证径直和短捷的生产作业线，尽可能避免交叉和迂回，使各种物料的输送产作业线，尽可能避免交叉和迂回，使各种物料的输送距离为最小。同时将水、电、汽耗量大的车间尽量集中，距离为最小。同时将水、电、汽耗量大的车间尽量集中，形成负荷中心，并使其与供应源靠近，使水、电、汽输形成负荷中心，并使其与供应源靠近，使水、电、汽输送距离为最小。送距离为最小。1 2

31、 3 1 2 3总体布局主要应该满足三个方面的要求总体布局主要应该满足三个方面的要求总总体布局体布局的的要求要求对公用工程有大需求的车间，应考虑其与外界的联系，并尽量靠近其对公用工程有大需求的车间，应考虑其与外界的联系，并尽量靠近其供应源。同时遵守供应源。同时遵守“负荷集中负荷集中”原则。原则。厂区内与外界有大运输量的车间应尽量布置在厂区外缘。厂区内与外界有大运输量的车间应尽量布置在厂区外缘。厂区内同类型或相似类型的车间应尽量集中布置。（厂区内同类型或相似类型的车间应尽量集中布置。（“同类集中同类集中”原原则）则）（如制药厂内同类药品种、剂型集中，放射、有毒、易燃易爆类（如制药厂内同类药品种、

32、剂型集中，放射、有毒、易燃易爆类分别集中）分别集中）安全要求：安全要求：化工厂具有易燃、易爆、有毒的特点，厂区应充分考虑化工厂具有易燃、易爆、有毒的特点，厂区应充分考虑安全布局遵守防火、卫生等安全规范和标准的布关规定，重点是防止安全布局遵守防火、卫生等安全规范和标准的布关规定，重点是防止火灾和爆炸的发生。火灾和爆炸的发生。（易燃易爆车间不要布置在厂区中央，并考虑相（易燃易爆车间不要布置在厂区中央，并考虑相邻车间的安全。有粉尘、气味的车间尽量布置在下风口）邻车间的安全。有粉尘、气味的车间尽量布置在下风口）发展要求：发展要求：厂区布置要求有较大的弹性，对于工厂的发展变化有较厂区布置要求有较大的弹性

33、，对于工厂的发展变化有较大的适应性。也就是说，随着工厂不断的发展变化，厂区的不断扩大大的适应性。也就是说，随着工厂不断的发展变化，厂区的不断扩大厂内的生产布局和安全布局方面仍能保持合理的布置。厂内的生产布局和安全布局方面仍能保持合理的布置。a设计中应考虑的防火防爆问题设计中应考虑的防火防爆问题 b设计工作中的防毒与环境保护设计工作中的防毒与环境保护2.3.3安全防火与环境保护安全防火与环境保护在化工厂在化工厂总图总图布置的框架下，按布置的框架下，按车间车间生生产产流程的工流程的工艺艺要求，同要求，同时时考考虑虑安全、操作方便、安全、操作方便、设备维设备维修、修、经济经济合理等因素，将合理等因素

34、，将车间车间内生内生产产部分、部分、辅辅助部分、生活部分的所有硬件（主要是生助部分、生活部分的所有硬件（主要是生产产流程中的所有流程中的所有设备设备），），在在车间车间厂房的三厂房的三维维空空间间内内进进行合理的布局。行合理的布局。车间车间布置布置（车间车间平立面布置）平立面布置）车间车间各各层层平面布置平面布置图图车间车间的立面布置的立面布置图图（各种剖面）（各种剖面）车间车间平立面布置需要的主要平立面布置需要的主要资资料：料：1、化工厂、化工厂总图总图布置布置图图，厂房土建，厂房土建结结构构图图；2、PID图图；3、物料衡算及能量衡算、物料衡算及能量衡算结结果、物性数据；果、物性数据；4、

35、设备设备一一览览表（尺寸、重量、安装及保温情况）；表（尺寸、重量、安装及保温情况）；5、车间车间公用工程用量及公用工程用量及车间车间外管情况；外管情况；6、车间车间定定员员（人数、男女比例、倒班情况）。（人数、男女比例、倒班情况）。车间车间布置的任布置的任务务车间平立面布置样图车间平立面布置样图配管设计样图配管设计样图公用工程包括公用工程包括动力动力、供排水供排水和和采暖通风采暖通风等内容。等内容。a动力动力 主要是考虑电力问题，比如搅拌机、泵、鼓风机、气主要是考虑电力问题，比如搅拌机、泵、鼓风机、气体压缩机、提升机等通常都由电动机带动，有时也使用蒸汽透平。体压缩机、提升机等通常都由电动机带动

36、，有时也使用蒸汽透平。确定是使用电网的电力还是自备发电厂的电力。自备电厂除得确定是使用电网的电力还是自备发电厂的电力。自备电厂除得到电力外，还有可能得到副产品到电力外，还有可能得到副产品蒸汽以供工艺和加热使用。蒸汽以供工艺和加热使用。使用电网电力，则需设置锅炉房，以生产蒸汽。大型厂为了综合使用电网电力，则需设置锅炉房，以生产蒸汽。大型厂为了综合利用能量，常使供热系统和生产装置利用能量，常使供热系统和生产装置(例如换热设备、放出大量反例如换热设备、放出大量反应热的反应器等应热的反应器等)以及动力系统以及动力系统(例如发电设备、各种机、泵例如发电设备、各种机、泵)密切密切结合，成为工艺结合，成为工

37、艺动力装置，可降低能量消耗，甚至做到动力装置，可降低能量消耗，甚至做到“能量能量自给自给”。2.3.4 公用工程公用工程b供排水供排水 自自备备水源或市政供水系水源或市政供水系统统。若需水量大，自。若需水量大，自备备水源水源较为经济较为经济。自。自备备水源可来自深井、河流、湖泊及其他蓄水系水源可来自深井、河流、湖泊及其他蓄水系统统。为节约为节约用水，大量使用冷却水的工厂用水，大量使用冷却水的工厂应应循循环环利用。利用。冷却塔冷却塔 RT2T1B W热交换器热交换器 E MR-循环水量循环水量 W-飞溅水量飞溅水量 M-补充水量补充水量 B-排放水量排放水量 E-蒸发水量蒸发水量 循环冷却水是指

38、反复循环冷却水是指反复循环使用的冷却水，循环使用的冷却水，如图，换热后温度升如图，换热后温度升高的冷却水，经冷却高的冷却水，经冷却塔流下，由于和空气塔流下，由于和空气密切接触，靠一部分密切接触，靠一部分水蒸发使水温度降低，水蒸发使水温度降低，再循环使用。再循环使用。b供排水供排水 是卫生工程，旨在保证厂房具有适宜的工作条件是卫生工程，旨在保证厂房具有适宜的工作条件(温度、温度、湿度以及洁净的空气湿度以及洁净的空气)。因为过程工业生产在许多情况下劳。因为过程工业生产在许多情况下劳动条件较差，如高温和有害气体或有侵蚀性的气体，易燃、动条件较差，如高温和有害气体或有侵蚀性的气体，易燃、易爆的原料和粉

39、尘。需设置通风系统以改善劳动条件，保易爆的原料和粉尘。需设置通风系统以改善劳动条件，保障安全生产。有些生产过程要求室内有一定的温度和湿度障安全生产。有些生产过程要求室内有一定的温度和湿度(如纤维厂如纤维厂)，这就需要在通风系统中考虑调节空气温度和，这就需要在通风系统中考虑调节空气温度和湿度，在采暖地区还要进行冬季采暖的设计。另有一些生湿度，在采暖地区还要进行冬季采暖的设计。另有一些生产过程则要求室内达到各种无菌级别的卫生要求产过程则要求室内达到各种无菌级别的卫生要求(如某些药如某些药剂车间剂车间)。c采暖通风采暖通风 针对针对温度、温度、压压力、流量、液位、成分和物性等参数力、流量、液位、成分

40、和物性等参数的控制的控制问题问题。其基本要求可。其基本要求可归纳为归纳为如下三如下三项项。安全性：安全性：是指在整个生是指在整个生产过产过程中，确保人身和程中，确保人身和设备设备的安全，的安全，通常采用参数越限通常采用参数越限报报警、事故警、事故报报警和警和联锁联锁保保护护等措施加以保等措施加以保证证。由于。由于过过程工程工业业高度高度连续连续化和大型化的持点，通化和大型化的持点，通过过在在线线故故障障预测预测和和诊诊断，断，设计设计容容错错控制系控制系统统等手段，等手段，进进一步提高运行一步提高运行的安全性。的安全性。经济经济性：性：旨在通旨在通过对过对生生产过产过程的局部程的局部优优化或整

41、体化或整体优优化控制，化控制，达到低生达到低生产产成本、高生成本、高生产产效率和能量充分利用的目的。效率和能量充分利用的目的。稳稳定性：定性：指控制系指控制系统统具有抑止外部干具有抑止外部干扰扰，保持生，保持生产过产过程程长长期期稳稳定运行的能力。定运行的能力。2.3.5 自动控制自动控制过程控制的任务就是在了解、掌握工艺流程和生产过程的过程控制的任务就是在了解、掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上据上述三项要求，通过对控制对静态和动态特性的基础上据上述三项要求，通过对控制对象的分析综合，采用适宜的技术手段加以实现。象的分析综合，采用适宜的技术手段加以实现。生产过程的自动控制设计主要

42、包括自动检测系统设计；自生产过程的自动控制设计主要包括自动检测系统设计；自动信号联锁保护系统设计动操纵系统设计；自动调节系统动信号联锁保护系统设计动操纵系统设计；自动调节系统设计等，详见第设计等，详见第7章。章。土建设计包括全厂所有的建筑物、构筑物土建设计包括全厂所有的建筑物、构筑物(框架、平台、框架、平台、设备基础、爬梯等设备基础、爬梯等)设计。设计。过程工业生产有易燃、易爆、腐蚀性等特点，因此对过程工业生产有易燃、易爆、腐蚀性等特点，因此对建筑有某些特殊要求，可参照建筑有某些特殊要求，可参照“建筑设计防火规范建筑设计防火规范”进行设计。进行设计。为了减少爆炸事故对建筑物的破坏作用，建筑设计

43、中为了减少爆炸事故对建筑物的破坏作用，建筑设计中的基本措施就是利用泄压和抗爆结构。的基本措施就是利用泄压和抗爆结构。在工厂的土建设计中，结构功能比式样重要得多。结在工厂的土建设计中，结构功能比式样重要得多。结构功能要适用于工艺要求，如设备安装要求，扩建要构功能要适用于工艺要求，如设备安装要求，扩建要求和安全要求等。求和安全要求等。2.3.6土建设计土建设计1、总图总图布置是大局，布置是大局，车间车间布置是局部。布置是局部。车间车间布置服从于布置服从于总图总图布置；布置；2、总图总图布置先完成，再布置先完成，再进进行行车间车间布置。少数情况下，二者可能同步布置。少数情况下，二者可能同步进进行。行

44、。2.4 化工厂化工厂设计设计的部分参考的部分参考资资料料在工在工艺艺包包设计设计和化工工和化工工艺专业设计艺专业设计的的过过程中，程中，设计设计人人员员需要需要查阅查阅许许多参考多参考资资料，才能正确完成料，才能正确完成设计设计任任务务。例如，。例如，项项目目产产品品牵牵涉到涉到的化工基的化工基础础数据及其估算方法、数据及其估算方法、产产品生品生产产流程信息、流程信息、产产品生品生产产流流程中相关主要程中相关主要单单元操作技元操作技术术要点、要点、产产品品设计设计需要遵守的各需要遵守的各类设计类设计规规范、行范、行业业各各类标类标准准设备图设备图集、一些化工厂集、一些化工厂设备设备或或仪仪表

45、或管件的表或管件的产产品品样样本以及一些与本以及一些与设计设计有关的工有关的工艺艺技技术评术评价和工价和工艺经济评艺经济评价方价方面的参考面的参考资资料等等。料等等。化工厂化工厂总图总图布置与布置与车间车间布置的关系布置的关系来源于以下四个方面；来源于以下四个方面；1、各、各类类化工方面的中外文化工方面的中外文杂杂志、期刊、志、期刊、专专利、文摘等；利、文摘等；2、各、各类类中外文化工百科全中外文化工百科全书书（这类这类百科全百科全书书一般包括一般包括许许多文献多文献资资料，而且一般料，而且一般间间隔一段隔一段时间时间会再版更新）；会再版更新）；3、各、各类类化工化工设计规设计规范、手册（一般

46、以国内出版的范、手册（一般以国内出版的规规范及手册范及手册为为主）主）；4、世界著名研究机构、世界著名研究机构编编写的一些以写的一些以产产品目品目录为录为索引的化工技索引的化工技术术及及经济经济方面的方面的报报告。例如，美国斯坦福研究所（告。例如，美国斯坦福研究所（SRI International）编编写的以活写的以活页页形式装形式装订订的化工技的化工技术经济报术经济报告。告。这这类报类报告在化工告在化工产产品范品范围围内覆盖面内覆盖面较较广，而且广，而且经经常更新，尤其在常更新，尤其在初步初步设计时设计时，极具参考价，极具参考价值值。目前我国部分化工。目前我国部分化工设计设计研究研究单单位

47、、位、化工信息中心（如大化工信息中心（如大庆庆石化石化设计设计院等）等少数院等）等少数单单位有此出版物。位有此出版物。化工化工设计设计的参考的参考资资料主要来源料主要来源项目分类项目分类新建项目的设计：新建项目的设计：指原来没有，现在全新建的项目。新产品、采指原来没有，现在全新建的项目。新产品、采用新工艺或新技术。这类设计往往由开发研究单位提供基础设计，用新工艺或新技术。这类设计往往由开发研究单位提供基础设计，然后由工程研究部根据建厂地区的实际情况做出工程设计。然后由工程研究部根据建厂地区的实际情况做出工程设计。再建项目的设计：扩建再建项目的设计：扩建这是由于市场需要，有些产品需要再建生这是由

48、于市场需要，有些产品需要再建生产装置。新建厂的条件往往与原厂不同，既使产品的规格、规模、产装置。新建厂的条件往往与原厂不同，既使产品的规格、规模、工艺完全相同，还是要由工程设计部门重新设计。工艺完全相同，还是要由工程设计部门重新设计。重复项目的设计：改建重复项目的设计：改建已有装置的改造设计已有装置的改造设计 一些老的生产装置，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由于技术原因，原材料其产品质量和产量均不能满足客户要求或由于技术原因，原材料和能耗过高而缺乏竞争力，或去掉影响产品产量的和能耗过高而缺乏竞争力，或去掉影响产品产量的“瓶颈瓶颈”，优，优化生产过程操作控制以及提高能量的综合利用率、局部工艺和设化生产过程操作控制以及提高能量的综合利用率、局部工艺和设备改造、更新等等。这类设计往往由生产企业的设计部门进行。备改造、更新等等。这类设计往往由生产企业的设计部门进行。