化工設(shè)計-第一節(jié)

1、 化工設(shè)計、化工廠設(shè)計、化工過程設(shè)計、化工工藝設(shè)計四個名詞之間的聯(lián)化工設(shè)計、化工廠設(shè)計、化工過程設(shè)計、化工工藝設(shè)計四個名詞之間的聯(lián) 系與區(qū)別系與區(qū)別 化工設(shè)計是泛稱，在不同場合可分別指稱化工廠設(shè)計、化工過 程設(shè)計、化工工藝設(shè)計，其內(nèi)涵最廣，但意義不明確。 Chemical Design 英文中沒有如此名詞！ 化工廠設(shè)計 化工過程設(shè)計（核心） 化工廠房建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計 總圖設(shè)計，.等 非工藝部分設(shè)計 化工工藝設(shè)計（核心） 公用工程設(shè)計、外管設(shè)計，等 化工過程設(shè)計是針對化工工藝設(shè)計的深入、配套與完善?；み^程設(shè)計是針對化工工藝設(shè)計的深入、配套與完善。 二、如何從一個化學(xué)反應(yīng)變成一個工藝流程？ 化工生

2、產(chǎn)一般是一個含有化學(xué)反應(yīng)、混合物 分離、能量交換的連續(xù)生產(chǎn)過程。 其中的核心是化學(xué)反應(yīng)。因為化學(xué)反應(yīng)必然 和混合物分離、能量交換和流體輸送有關(guān)系。 例： CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O 反應(yīng)條件：有催化劑，強酸（一般采用硫酸）。 可逆反應(yīng)，反應(yīng)平衡常數(shù)4，即在等物質(zhì)量的情 況下反應(yīng)，66%的乙酸轉(zhuǎn)化為乙酸乙酯。 反應(yīng)溫度：對反應(yīng)平衡常數(shù)幾乎無影響，但對反 應(yīng)速度有影響。溫度升高，反應(yīng)速度加快。 根據(jù)這些條件，如何來設(shè)計工藝過程？ H2SO4 1.確定反應(yīng)形式： 氣相、液相？ 根據(jù)反應(yīng)速度，溫度高，反應(yīng)快？氣相的可能性？ 液相的條件下，溫度最高是沸騰狀態(tài)。 由

3、于催化劑的存在，腐蝕問題突出，如何解決？ （材質(zhì)；結(jié)構(gòu)；） 確定反應(yīng)溫度范圍。100 -110。 2.進(jìn)行產(chǎn)物分離 轉(zhuǎn)化率66%，則必須進(jìn)行產(chǎn)物分離。 而混合物的分離依據(jù)什么？依據(jù)混合物中各組分不同的性 質(zhì)：沸點/揮發(fā)度/溶解度/顆粒度/重度 分離過程是一種由無序變有序過程，必須加入能量。 產(chǎn)品 (組成不同的物流） 分離劑 (物質(zhì)或能量) 原料物流 （一股或幾股） 分離裝置 3.考慮能量的交換 無論是能量分離劑還是質(zhì)量分離劑，都有能量的 輸入輸出。 能量傳遞 換熱設(shè)備的設(shè)計和選型。 注意：在工藝流程中，能量的變化并不改變物質(zhì) 的量，所以在物料衡算中不出現(xiàn)換熱設(shè)備。 4.注意過程的循環(huán) 反應(yīng)產(chǎn)物

4、與未反應(yīng)原料或副產(chǎn)物分離后的去 向,形成了過程的循環(huán)。有了過程的循環(huán)，增加了 過程計算的難度。 反應(yīng)混合分離 原 料 產(chǎn)品 未反應(yīng)原料 一個化工生產(chǎn)過程的若干個過程階段 中間緩沖罐 預(yù)處理 第一步反應(yīng) 分離中間半成品 第一工藝過程階段 中間緩沖罐 預(yù)處理 最終反應(yīng) 分離 成品 第n工藝過程階段 原料 小 結(jié)： 操作步驟： (1) 在塔釜中加入酸醇比為2 1(摩 爾比)的酸醇混合液,加入一定量催 化劑(濃硫酸)和帶水劑。 25 3 () 3325 0 20 2 Al OC H C CH CHOCH COOC H . 223325 Cat CHCHCH COOHCH COOC H 乙醇直接脫氫一步

5、法制乙酸乙酯 23 / 323232 22 Cu CR O CH CH OHCH COOCH CHH 反應(yīng)混合分離 原 料 產(chǎn)品 未反應(yīng)原料 三、如何將工藝過程從概念變成現(xiàn)實？(工藝到工廠） 化工廠： 工藝設(shè)計和非工藝設(shè)計 1. 化工工藝設(shè)計 2. 2. 總圖運輸設(shè)計 3. 3. 土建設(shè)計 4. 公用工程（供電，供熱，供排水，采 暖通風(fēng)）設(shè)計 5. 5. 自動控制設(shè)計 6. 6. 機修，電修等輔助車間設(shè)計 7. 7. 外管設(shè)計 8. 8. 工程概算與預(yù)算 擬上項目 買方價格 承受能力 供方價格 替代品競爭 現(xiàn)有企業(yè) 間市場競爭 潛在市場對手 市場分析必需考慮的五個主要因素 例：生產(chǎn)能力日產(chǎn)10

6、0t的設(shè)備，其設(shè)備投資并非為日產(chǎn)能 力50t的設(shè)備投資的兩倍，而是（100/50）0.6=1.516倍。 所以，單臺設(shè)備或單條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力越大，分?jǐn)偟絾?位產(chǎn)品的投資費用就越低，單位產(chǎn)品分?jǐn)偟墓潭ㄕ叟f和維 修費用越低，同時，操作人員和管理人員也不必按生產(chǎn)能 力擴大的倍數(shù)增加。 常見的幾種市場分析的形式和存在的問題 開拓潛在市場開拓潛在市場 過去和現(xiàn)在過去和現(xiàn)在 最常見最常見 填補缺口填補缺口 替代進(jìn)口替代進(jìn)口 國外企業(yè)和國外企業(yè)和 國內(nèi)沿海企國內(nèi)沿海企 業(yè)常用業(yè)常用 高起點、大規(guī)模高起點、大規(guī)模 上熱點項目，減上熱點項目，減 少開拓市場成本少開拓市場成本 首家引進(jìn)國外技術(shù)首家引進(jìn)國外技術(shù)

7、補缺型補缺型 擠占型擠占型 開拓型開拓型 承擔(dān)開拓新承擔(dān)開拓新 市場的風(fēng)險市場的風(fēng)險 （二）產(chǎn)品價格的分析：（二）產(chǎn)品價格的分析： 1. 國內(nèi)、外產(chǎn)品價格的現(xiàn)狀。國內(nèi)、外產(chǎn)品價格的現(xiàn)狀。 2.產(chǎn)品價格的穩(wěn)定性及變化趨勢預(yù)測。產(chǎn)品價格的穩(wěn)定性及變化趨勢預(yù)測。 3.產(chǎn)品內(nèi)銷、外銷或替代進(jìn)口價格確定原則和意見。產(chǎn)品內(nèi)銷、外銷或替代進(jìn)口價格確定原則和意見。 交通便利 充足水源（水溫2532） 在居民區(qū)下風(fēng)向，江河下游 場地可由伸縮性（有多余空間） 有適當(dāng)洼地堆放或填埋廢渣 防震，地形地貌等 廠址靠近原料供應(yīng)地區(qū)或銷售區(qū) 選址不當(dāng)?shù)陌咐?松花江水污染事件松花江水污染事件 起 因 2005年11月13日下

8、午1時45分 吉林石化公司雙苯廠發(fā)生爆炸事故 事故產(chǎn)生的主要污染物為苯、苯胺和硝基 苯等有機物。事故區(qū)域排出的污水主要通過吉 化公司東10號線進(jìn)入松花江；超標(biāo)的污染物主 要是硝基苯和苯，屬于重大環(huán)境污染事件。 硝基苯 是無色至淡黃色油狀液體，具苦杏仁 氣味，易燃，微溶于水。硝基苯一旦污染水源，就會 引起水質(zhì)嚴(yán)重惡化。硝基苯是劇毒性物質(zhì)，通過呼吸 道、消化道和皮膚侵入人體，主要作用于血液、肝及 中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可使血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白，失 去運輸氧的能力，引起缺氧和皮膚黏膜青紫。 專家估計大約有專家估計大約有100100噸左右噸左右 苯類污染物進(jìn)入松花江水體。苯類污染物進(jìn)入松花江水體。 硝基苯

9、超標(biāo)40倍 污染水團(tuán)長約80千米， 按現(xiàn)在水流速度，大約需 要40小時經(jīng)哈爾濱市。 迫使哈爾濱市停止供水， 造成嚴(yán)重水荒。 大城市的飲用水源大城市的飲用水源? 化工廠的合理布局化工廠的合理布局? 全民的環(huán)保意識全民的環(huán)保意識? 環(huán)保單位的職責(zé)環(huán)保單位的職責(zé)? 城市環(huán)境的脆弱性城市環(huán)境的脆弱性? （二）節(jié)能措施綜述： 1. 主要工藝流程采用節(jié)能新技術(shù)、新工藝情況。 2. 說明所選擇的機電產(chǎn)品是否符合節(jié)能原則。 3. 余熱、余壓、放散可燃?xì)怏w回收利用措施。 4. 爐窯、熱力管網(wǎng)系統(tǒng)采用的保溫措施。 5. 工業(yè)鍋爐采用熱電聯(lián)產(chǎn)措施。 環(huán)環(huán) 保保 工工 程程 綜合利用或回收方案的比較。綜合利用或回收方

10、案的比較。 “三廢三廢”處理技術(shù)與措施方案的技術(shù)可行性和處理技術(shù)與措施方案的技術(shù)可行性和 經(jīng)濟合理性論述。經(jīng)濟合理性論述。 生產(chǎn)原料路線、工藝技術(shù)路線、綜合利用和生產(chǎn)原料路線、工藝技術(shù)路線、綜合利用和 環(huán)保技術(shù)是否符合清潔生產(chǎn)的要求。環(huán)保技術(shù)是否符合清潔生產(chǎn)的要求。 環(huán)境保護(hù)與綜環(huán)境保護(hù)與綜 合利用合利用 環(huán)境保護(hù)費用環(huán)境保護(hù)費用 環(huán)境保護(hù)設(shè)施和投資估算環(huán)境保護(hù)設(shè)施和投資估算(萬元萬元)明細(xì)表，占明細(xì)表，占 工程建設(shè)投資的比例工程建設(shè)投資的比例(%)。 預(yù)計達(dá)到的效果，全廠預(yù)計達(dá)到的效果，全廠“三廢三廢”設(shè)計排放狀況。設(shè)計排放狀況。 注：老廠改、擴建和技術(shù)改造項目應(yīng)與原有生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)合，論述環(huán)境

11、影響狀況注：老廠改、擴建和技術(shù)改造項目應(yīng)與原有生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)合，論述環(huán)境影響狀況。 （二）消防： 1.工程的消防環(huán)境現(xiàn)狀。 2.工程的火災(zāi)危險性類別，民用建筑類別。 3.消防設(shè)施和措施。 4.消防設(shè)施投資，占工程建設(shè)投資的比例(%)。 注：老廠改建、擴建和技術(shù)改造項目應(yīng)與原有生產(chǎn)系 統(tǒng)結(jié)合，論述勞動安全的情況。 十、項目實施規(guī)劃 建設(shè)周期內(nèi)擬分幾個階段進(jìn)行。建設(shè)周期內(nèi)擬分幾個階段進(jìn)行。 建設(shè)周期總時間：應(yīng)按設(shè)計定額建設(shè)周期總時間：應(yīng)按設(shè)計定額 和工程定額確定合理的時間周期。和工程定額確定合理的時間周期。 各階段實施進(jìn)度規(guī)劃。各階段實施進(jìn)度規(guī)劃。 項目實施規(guī)劃進(jìn)度表或?qū)嵤┮?guī)劃項目實施規(guī)劃進(jìn)度表或?qū)嵤┮?guī)劃 網(wǎng)絡(luò)圖。網(wǎng)絡(luò)圖。 十一、投資估算和資金籌措十一、投資估算和資金籌措 （一）投資估算：（一）投資估算： 1. 1. 建設(shè)投資估算：建設(shè)投資估算： （1）投資估算編制的依據(jù)和說明。 （2）單項工程的投資估算。 （3）建設(shè)投資估算：包括固