化工设计概论第一章.ppt

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1、 化工设计概论学习本课程的意义 化化工工工工科科专专业业的的学学生生毕毕业业之之后后从从事事化化工工、制制药药等等工工作作，无无论论是是技技术术革革新新，还还是是装装置置能能力力的的核核算算、工工厂厂的的改改造造挖挖潜潜，降降低低能能耗耗，综综合合利利用用，三三废废处处理理，提提高高生生产产效效率率，以以至至于于产产品品的的开开发发、中中间间实实验验都都需需要要一一定定的的化化工工开开发发和和化化工工设设计计的的专专业业知知识识。因因此此，在在大大学学高高年年级级开开设设这这门门全全面面系系统统讲讲解解化化工工设设计计的的课课程程，进进行行有有关关工工程程设设计计方方面知面知识识的学的学习习和

2、和训练训练是十分必要的。是十分必要的。通通过过该该课课程程的的学学习习，使使学学生生具具备备化化学学工工程程师师的的基基本本理理论论素素质质，今今后后无无论论对对学学生生考考研研，还还是是参参加加工工作作都都将将是是大有意义的。大有意义的。内容绪论第一章化工设计程序和内容第二章工艺流程设计 第三章物料衡算与能量衡算第四章设备的工艺设计与选型第五章车间布置设计第六章管道设计与布置第七章向非工艺专业提供设计条件化工概念化工概念化工化工是“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；所得产品被称为化学品或化工产品

3、。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。化工设计概念“化工设计”是根据一个化学反应或过程设计出一个生产流程，并研究流程的合理性、先进性、可靠性和经济的可行性，再根据工艺流程及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等，进行合理的工厂布局设计以满足生产的要求，工艺专业与有关非工艺专业进行密切设计合作，最终使这个工厂建成投产，这种设计全过程称为“化工设计”。化工设计分类化工设计分类 新建工厂设计；原有工厂的改建和扩建设计；车间、厂房的局部修建设计。化工设计分类新建工厂设计分类新建工厂设计分类 1 1）工程设计；）工程设计；2 2）复用设计；）复用设计

4、；3 3）因地制宜设计。）因地制宜设计。工程设计工程设计是指没有现成的装置可以参照或仅仅根据中试是指没有现成的装置可以参照或仅仅根据中试或其它实验装置来设计工业生产装置。这种设计工作难或其它实验装置来设计工业生产装置。这种设计工作难度大，对设计人员的素质要求高。度大，对设计人员的素质要求高。复用设计复用设计是利用已有装置的技术资料进行新装置的设计，是利用已有装置的技术资料进行新装置的设计，这种设计基本没有大的改动。这种设计基本没有大的改动。因地制宜设计因地制宜设计是在已有装置技术资料的基础上，根据即是在已有装置技术资料的基础上，根据即将建设装置的具体情况进行改进或变更，以适应新装置将建设装置的

5、具体情况进行改进或变更，以适应新装置的要求，这样完成的设计称为因地制宜设计。的要求，这样完成的设计称为因地制宜设计。化工设计分类化工设计分类化工设计分类 从设计范围分化工设计通常又分为以从设计范围分化工设计通常又分为以工厂单位工厂单位和以和以车间车间为单位为单位的两种设计。的两种设计。工工厂厂化化工工设设计计包包括括厂厂址址选选择择、总总图图设设计计、化化工工工工艺艺设设计计、非工艺设计、技术经济等各项设计工作。非工艺设计、技术经济等各项设计工作。车车间间化化工工设设计计分分为为化化工工工工艺艺设设计计和和其其他他非非工工艺艺设设计计两两部部分分。化化工工工工艺艺设设计计内内容容主主要要有有：

6、生生产产方方法法的的选选择择、生生产产工工艺艺流流程程设设计计、工工艺艺计计算算，设设备备选选型型、车车间间布布置置设设计计及及管管道道布布置置设设计计，向向非非工工艺艺专专业业提提供供设设计计条条件件，设设计计文文件件以及概以及概(予予)算的编制等项设计工作。算的编制等项设计工作。化工设计特点（1 1）政策性强）政策性强 化化工工设设计计是是一一项项政政策策性性很很强强的的综综合合工工作作，整整个个过过程程都都必必须须遵遵循循国国家家的的各各项项有有关关方方针针政政策策和和法法规规。我我们们要要了了解解中中国国的的国国情情，从从我我国国国国情情出出发发，充充分分利利用用人人力力和和物物力力资

7、资源源；要要抱抱着着对对国国家家、对对人人民民负负责责的的严严肃肃认认真真的的精精神神，严严格格遵遵守守国国家家政政策策法法令令、自自觉觉维维护护国国家家和和人人民民的的利利益益，为为国国家家创创造造财财富富。确确保保安安全全生生产产；保保护护环环境境；保保障障良良好好的的操操作作条件，减轻工人的劳动强度。条件，减轻工人的劳动强度。化工设计特点（2）技术性强 化工设计又是一项理论密切联系实际的工作，从事化工设计不仅要有专业理论知识、较广博的基础知识、扎实熟练的技能，还要有丰富的实践经验和运用先进设计手段的操作能力。化工设计是一种创造性劳动，不是照搬照抄，而是消化吸收，“出神入化”。化工设计特点

8、（3）经济性强 化工生产过程大都复杂，所需原材料种类多，能耗大，基建费用高，要求设计人员有经济观点，在确定生产方法、设备选型、车间布置、管道布置时都要加强经济观点，认真进行技术经济分析，处理好技术与经济的关系，做到化工设计技术上先进、成熟，经济上合理。化工设计特点（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，协作工作，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。化工设计的原则(1)(1)贯彻执行国家基本建设的方针政策，从符合党和国家的贯彻执行国家基本建设的方针

9、政策，从符合党和国家的政治方针和技术经济政策出发，处理好技术、经济及环政治方针和技术经济政策出发，处理好技术、经济及环境的关系，并在国家法令、标准、规定的允许范围内精境的关系，并在国家法令、标准、规定的允许范围内精心设计，确保设计质量。心设计，确保设计质量。(2)(2)认真贯彻认真贯彻“五化五化”设计原则（工厂布置一体化、生产装设计原则（工厂布置一体化、生产装置露天化、建构筑物轻型化、公用工程社会化、引进技置露天化、建构筑物轻型化、公用工程社会化、引进技术国产化）。术国产化）。(3)(3)采用先进的科学技术，努力提高商品设计的质量，使设采用先进的科学技术，努力提高商品设计的质量，使设计做到标准

10、规范，切合实际，技术先进，经济合理，安计做到标准规范，切合实际，技术先进，经济合理，安全适用，使建设项目的技术经济指标达到先进水平。全适用，使建设项目的技术经济指标达到先进水平。(4)(4)设计使用的基础资料要准确、可靠，各种数据和技术条设计使用的基础资料要准确、可靠，各种数据和技术条件要正确、切合实际；文字说明要清楚、确切，图纸要件要正确、切合实际；文字说明要清楚、确切，图纸要清晰、正确，避免出现重大设计错误。清晰、正确，避免出现重大设计错误。第一章 化工设计程序和内容化工厂建立的全过程 一般需要经过可行性研究、化工设计、施工、试车和考核等几个阶段。一个工程项目从设想到建成投产这一阶段称为基

11、本建设阶段。化工厂建立过程投资设想机会研究项目建议书可行性研究投资决策设计任务书初步设计施工图设计施工安装人员培训试车验收投产设计（建设）前期设计后期（建设期）设计期化工设计阶段的划分 1.国外设计阶段的划分 国际上通常把全部设计过程划分为由专利商承担的工艺包(基础设计)和由工程公司承担的工程设计两大设计阶段。工程设计又划分为：工艺设计、基础工程设计和详细工程设计三个阶段。化工程序及阶段 2.2.国内设计阶段的划分国内设计阶段的划分 一般按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复一般按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计水平的高低而分为二个阶段或三个阶段进行杂性、设计水平的高低而分为

12、二个阶段或三个阶段进行设计。设计。凡凡属属重重要要的的大大型型企企业业，技技术术比比较较复复杂杂或或比比较较新新型型的的工工厂厂，为为了了保保证证设设计计质质量量，一一般般可可分分三三个个阶阶段段进进行行设设计计，即即初初步步设设计计，技技术术设设计计(又又称称扩扩大大的的初初步步设设计计、扩扩初初设设计计）和施工图设计三个阶段。和施工图设计三个阶段。对在技术比较简单和比较成熟的，生产规模较小的对在技术比较简单和比较成熟的，生产规模较小的工厂或个别车间，以及技术改造与技术措施比较成熟的，工厂或个别车间，以及技术改造与技术措施比较成熟的，为了简化设计，缩短设计时间，可分为二个阶段设计，为了简化设

13、计，缩短设计时间，可分为二个阶段设计，即技术设计和施工图设计二个阶段。即技术设计和施工图设计二个阶段。第一节 设计前期工作步骤与内容 目前设计前期的工作步骤与内容，国内外作法不完全一致。国外分为：机会研究、初步可行性研究、可行性研究、评价及决策几个阶段。国内分为：项目建议书、可行性研究、编制设计任务书等几个阶段。第一节 设计前期工作步骤与内容1.国内设计前期的工作步骤（1）编写项目建议书,向国家推荐项目；（2）进行可行性研究(市市场场销销售售,技技术术路路线线,工工程程条条件件,人人力力资资源源,实实施施计计划划,资资金金成成本本,经经济济效效果等研究果等研究,成品成品:可行性研究报告可行性研

14、究报告)；（3）编写计划任务书。2.项目建议书的主要内容(1)(1)项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据，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；投资的必要性及经济意义；(2)(2)产品需求初步预测；产品需求初步预测；(3)(3)产品方案和拟建规模；产品方案和拟建规模；(4)(4)工艺技术方案工艺技术方案(原料路线、生产方法和技术来源原料路线、生产方法和技术来源)；(5)(5)资源、主要原材料、燃料和动力的供应；资源、主要原材料、燃料和动力的供应；(6)(6)建厂条件和厂址初步方案；建厂条件和厂址初步方案；(7)(7)环境保护；环境保护；(8)(8)工厂组织和

15、劳动定员估算；工厂组织和劳动定员估算；(9)(9)项目实施规划设想；项目实施规划设想；(10)(10)投资估算和资金筹措设想；投资估算和资金筹措设想；(11)(11)经济效益和社会效益的初步估算。经济效益和社会效益的初步估算。3.可行性研究报告主要内容 (1)(1)总论；总论；(2)(2)需求预测；需求预测；(3)(3)产品方案及生产产品方案及生产规模；规模；(4)(4)工艺技术方案；工艺技术方案；(5)(5)资源可靠性、原资源可靠性、原材料、燃料的供应及公用设施情况；材料、燃料的供应及公用设施情况；(6)(6)建厂建厂条件和厂址方案；条件和厂址方案；(7)(7)公用工程和辅助设施方公用工程和

16、辅助设施方案；案；(8)(8)环境保护；环境保护；(9)(9)工厂组织、劳动定员和工厂组织、劳动定员和人员培训；人员培训；(10)(10)项目实施规划和安排；项目实施规划和安排；(11)(11)投投资估算和资金筹措；资估算和资金筹措；(12)(12)产品成本估算；产品成本估算；(13)(13)财务、经济评价及社会效益评价；财务、经济评价及社会效益评价；(14)(14)评评价价结结论论；（；（1515）必要的附件。）必要的附件。4.设计计划任务书主要内容(1)建设的目的和依据。(2)建设规模、产品方案或纲领，生产方法或工艺原则。(3)矿产资源，水文地质和原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件。

17、(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，以及占用土地的估算。(6)防空、抗震等的要求。(7)建设工期。(8)投资控制数。(9)劳动定员控制数。(10)要求达到的经济效益。第二节 初步设计阶段工作内容与程序 初步设计的目的是对于在指定地点和规定期限内计划建设的工程，阐明其在技术上的可能性和经济上的合理性；保证正确的选择建设场地及确定其主要原料、燃料、水、动力供应来源；并对所设计的工程项目做出基本技术决定，确定工程总造价和基本技术经济指标，为上级部门进行审批提供依据。为进行施工准备及施工图设计提供依据。1.初步设计目的2.初步设计任务 初步设计阶段的成品：设计说明书

18、 附表：设备一览表，主要材料估算表；附图：物料流程图，管道及仪表流程图，总平面布置图，车间设备布置图，关键设备总图；附：概算书和技术经济分析资料。4.初步设计的工作程序初步设计准备；初步设计准备；讨论编讨论编制初步制初步设计设计方案方案；提供提供设计设计条件条件；完成各完成各专业专业的具体的具体设计设计；中中间审查间审查；完成完成设计设计文件及文件及图纸图纸,最后最后审审核；核；进进行行经济经济分析概算；分析概算；审审定定设计设计文件文件(复制、复制、归归档、档、报报批批)。第三节 施工图设计阶段工作内容与程序 1.目的与作用 主要目的是为施工服务。施工图是全部施工的依据，用于进行建筑安装工程

19、、设备安装、管道敷设及标准和非标准设备、装置和金属结构的制造。2.施工图设计阶段设计内容 施工图设计的主要任务是根据初步设计审批的意见，解决初步设计中特定的问题，并由此进行施工单位的编制施工组织设计、编制施工预算以及如何实施施工等。根据初步设计的结果提供施工安装用的图纸、表格和施工文字说明；向非工艺专业提供设计条件和提出设计要求；完成施工图设计文件。3.施工图设计阶段工作程序1.修改完善初步设计文件；2.各专业的协调，向配套专业提供正式资料；3.完成必要的图纸，表格等；4.编写施工安装说明书。4.施工图设计的深度 施工施工图设计图设计的主要工作内容是完善初步的主要工作内容是完善初步设计设计中提

20、中提出的工出的工艺艺流程流程图设计图设计、工、工艺设备艺设备布置布置设计设计、工、工艺艺管道布管道布置置设计设计和和设备设备、管路的保温及防腐、管路的保温及防腐设计设计等。等。施工图设计施工图设计的深度除了和初步设计互相连贯衔接之外，还必须满足：的深度除了和初步设计互相连贯衔接之外，还必须满足：(1)(1)全部设备、材料的订货和交货安排；全部设备、材料的订货和交货安排；(2)(2)非标准设备的订货、制造和交货安排；非标准设备的订货、制造和交货安排；(3)(3)能作为施工安装预算和施工组织设计的依据；能作为施工安装预算和施工组织设计的依据；(4)(4)控制施工安装质量，并根据施工说明要求进行验收。控制施工安装质量，并根据施工说明要求进行验收。第四节 车间工艺设计1.车间工艺设计内容（1 1）生产方法的选择）生产方法的选择 （2 2）生生产产工工艺艺流程流程设计设计（3 3）工工艺计艺计算算 （4 4）车间车间布置布置设计设计（5 5）管路管路设计设计（6 6）提供）提供设计设计条件条件 （7 7）编编写写设计说设计说明明书书 （8 8）概（概（预预）算）算书书的的编编制制 第四节第四节 车间工艺设计车间工艺设计思考题1、“化工设计”的概念。2、国内化工设计阶段是如何划分的？3、车间工艺设计内容？4、简述化工厂建立的过程。