化工設計內容和程序

1、化工設計化工設計化工設計化工設計向向 群群化工設計化工設計化工設計化工設計化工設計化工設計一、課程的性質一、課程的性質 本課程為化學工程與工藝專業(yè)的專業(yè)必修課專業(yè)必修課。它基于工程科學但重點是應用。二、課程的內容和基本要求二、課程的內容和基本要求 本課程以化工生產車間(裝置)的工藝設計工藝設計為重點，講述與國際化工設計相接軌、目前國內通用的化工設計化工設計的原則、方法、設計程序與技巧，和各種化工工藝圖與的原則、方法、設計程序與技巧，和各種化工工藝圖與化工設備圖的繪制與閱讀方法，以及計算機在化工設計化工設備圖的繪制與閱讀方法，以及計算機在化工設計計算與繪圖中的應用。計算與繪圖中的應用?；ぴO計化

2、工設計化工設計化工設計基本要求基本要求1、掌握化工設計的基本程序、基本規(guī)律、基本方法、主要規(guī)范 和基本思維方式；2、培養(yǎng)學生扎實的化工設計基礎和創(chuàng)新思維；3、掌握工藝方案選擇和工藝流程設計、以及車間設備布置和管 道布置的原則、方法和步驟；掌握物料衡算、熱量衡算及設備的選型與工藝計算的原理和方法，并能運用計算機進行工藝計算；掌握工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖及化工設備圖的表達內容、繪制方法和閱讀方法，并能運用計算機繪制工藝流程圖、設備布置圖和化工設備圖；4、了解非工藝專業(yè)的設計及概算的內容，設計的技術經濟評價方法，為非工藝專業(yè)提供設計條件?；ぴO計化工設計化工設計化工設計三、課程的特點三、課

3、程的特點 1、綜合性、綜合性（多專業(yè)基礎課知識的綜合與集成）； 2、實踐性、實踐性（面向實際化工工藝設計、化工廠設計的工程運用）四、課程教學的目的四、課程教學的目的 1、了解國內外有關化工工藝設計、化工廠設計的先進理念； 2、掌握化工工藝設計的內容、步驟及方法。 化工設計、化工廠設計、化工過程設計、化工設計、化工廠設計、化工過程設計、化工工藝設計四個名詞之間的聯(lián)系與區(qū)別化工工藝設計四個名詞之間的聯(lián)系與區(qū)別 化工設計是泛稱，在不同場合可分別指稱化工廠設計、化工過程設計、化工工藝設計，其內涵最廣，但意義不明確?；S設計化工過程設計（核心）化工廠房建筑、結構設計總圖設計，.等非工藝部分設計化工工藝

4、設計（核心）公用工程設計、外管設計，等化工過程設計是針對化工工藝設計的深入、配套與完善?；み^程設計是針對化工工藝設計的深入、配套與完善?；み^程設計的目標及內容化工過程設計的目標及內容美國國家顧問團在其“化學工程的新領域”著作中，簡明闡述了化工過程設計的主要目標主要目標： 確定最佳流程及最佳操作條件，達到最優(yōu)投入產出比。確定最佳流程及最佳操作條件，達到最優(yōu)投入產出比。在定量計算的基礎上，結合專家的經驗，考慮安全、健康、在定量計算的基礎上，結合專家的經驗，考慮安全、健康、環(huán)保的因素，確定出一個綜合的設計方案。環(huán)保的因素，確定出一個綜合的設計方案?；み^程設計的主要內容內容：其基本核心內容是化工

5、工藝設計，其附帶內容是針其基本核心內容是化工工藝設計，其附帶內容是針對化工工藝設計，對它的配套部分如公用工程、外對化工工藝設計，對它的配套部分如公用工程、外管設計等進行深入設計和完善。管設計等進行深入設計和完善?；み^程設計的深化改革化工過程設計的深化改革化工過程設計發(fā)展方向化工過程設計發(fā)展方向復雜大型化工廠的設計柔性化工廠的設計自主創(chuàng)新設計與國際工程設計的接軌我國化工設計院，原來的專業(yè)部門進行了相應的改革調整。原來的工藝專業(yè)部工藝專業(yè)部工藝專業(yè)部（大部分為化學工程與工藝專業(yè)人員）工藝系統(tǒng)專業(yè)部工藝系統(tǒng)專業(yè)部（少量化學工程與工藝專業(yè)人員，大量其它輔助專業(yè)）工藝專業(yè)部：側重化工工藝設計工藝系統(tǒng)專

6、業(yè)部：側重化工過程設計中除了化工工藝設計以外與工藝有關的內容工藝專業(yè)部工藝專業(yè)部：側重出PID圖、PFD圖工藝系統(tǒng)專業(yè)部工藝系統(tǒng)專業(yè)部：側重出UID圖、UFD圖PID （Process Instrument Diagram） 帶控制點的工藝儀表管道流程圖PFD （Process Flowsheet Diagram） 過程物料流程圖UID （Utility Instrument Diagram） 公用工程儀表管道流程圖UFD （Utility Flowsheet Diagram） 公用工程物料流程圖其中，各種圖紙隨設計的深入，分成多個版本。其中，各種圖紙隨設計的深入，分成多個版本。 工藝專業(yè)部與

7、工藝系統(tǒng)專業(yè)部之間，在設計工作過工藝專業(yè)部與工藝系統(tǒng)專業(yè)部之間，在設計工作過程中有許多需要交流的條件、文件（程中有許多需要交流的條件、文件（“條件表條件表”），），有發(fā)出條件的有發(fā)出條件的主導專業(yè)主導專業(yè)，有接收，有接收“條件表條件表”的的接收專接收專業(yè)業(yè)。我國化工設計院的專業(yè)種類化學工程與工藝化工機械自動化及儀表總圖概預算（工程經濟）建筑、結構、暖通、給排水、強弱電熱工、環(huán)境工程（環(huán)保）、工業(yè)爐1 1 化工廠的特點與分類化工廠的特點與分類五五 化工廠概況化工廠概況化工生產的特點化工生產的特點 (1) (1) 工藝流程復雜工藝流程復雜流程很長，如乙烯、合成氨工業(yè)流程很長，如乙烯、合成氨工業(yè)（2

8、 2）操作狀態(tài)變化大）操作狀態(tài)變化大如原油的二次加工過程如原油的二次加工過程（3 3）流體輸送多）流體輸送多管道、輸送設備多管道、輸送設備多（4 4）腐蝕性）腐蝕性管道、設備材質管道、設備材質（5 5）易燃、易爆、有毒）易燃、易爆、有毒安全衛(wèi)生安全衛(wèi)生（6 6）非標設備多）非標設備多反應器、塔等反應器、塔等化工廠分類化工廠分類（1 1）按產品分類按產品分類（1） 日化廠、石化廠、農藥廠、橡膠廠、塑料廠等日化廠、石化廠、農藥廠、橡膠廠、塑料廠等（2 2）按生產規(guī)模分類）按生產規(guī)模分類 大型化工廠大型化工廠(100kt/a) 中型化工廠中型化工廠(10100kt/a) 小型化工廠小型化工廠(10k

9、t/a) （3 3）按生產方式分類）按生產方式分類 連續(xù)操作、間歇操作連續(xù)操作、間歇操作（4 4）按生產技術的先進程度分類）按生產技術的先進程度分類化工廠結構化工廠結構包括：人、財、物、產、供、銷包括：人、財、物、產、供、銷專業(yè)技術人員專業(yè)技術人員 主要包括主要包括五個專業(yè)五個專業(yè)：工藝、設備、自控、給：工藝、設備、自控、給排水、電氣及排水、電氣及土建、熱工等專業(yè)土建、熱工等專業(yè) 化工廠組成化工廠組成 生產部門、輔助生產部門和行政、生活部門生產部門、輔助生產部門和行政、生活部門 2 2 化工廠組成化工廠組成1 1 立項立項 國家級大型項目、中型項目、小型項目國家級大型項目、中型項目、小型項目2

10、 2 招標招標 3 3 項目建議書的編制項目建議書的編制 項目建議書是進行項目建議書是進行可行性研究和編制設計任務可行性研究和編制設計任務書的依據書的依據。六六 立項過程立項過程(設計前期工作設計前期工作)第一章第一章 化工設計概論化工設計概論化工設計化工設計 本章主要內容本章主要內容1.1化工設計的種類 1.2化工廠設計的工作程序 1.3化工車間工藝設計的程序及內容 1.4設計文件1.5國家和行業(yè)的設計政策和規(guī)范 本章重點難點：本章重點難點：化工設計的種類化工廠設計的工作程序 第一章第一章 化工設計概論化工設計概論化工設計化工設計一、化工設計一、化工設計 化工過程（化學工業(yè)的生產過程）即：

11、原料產品 對原料進行加工處理，改變了化學組成及機械和物理的性質，從而達到合乎要求的產品。該過程包括許多步驟，原料在各步驟中依次通過若干個設備，經歷各種方式的處理后才成為產品。 例：2NH3(l)+CO2(g)-CO(NH2)2(l)+H2O+Q 轉化率50% 化工過程即是由生產流程和裝置設備有機組合起來的?；ぴO計化工設計即是對化工中的生產流程和裝置以系統(tǒng)的、合理的方式組合和優(yōu)即是對化工中的生產流程和裝置以系統(tǒng)的、合理的方式組合和優(yōu)化?；?。 第一章第一章 化工設計概論化工設計概論化工設計化工設計二、設計要求二、設計要求 由于本課程從工藝工程師工藝工程師的角度討論化工車間（裝置）設計的主要內容和

12、設計。 化工裝置是由各種單元設備以系統(tǒng)的、合理的方式組合起來的整體。它根據現有的原料和公用工程條件，通過最經濟和安全的途徑，生產符合一定質量要求的產品?；ぱb置設計必須滿足下列要求： 1、產品的數量和質量指標。、產品的數量和質量指標。 2、經濟性：除少數生產只考慮社會效益外，其余均考慮經、經濟性：除少數生產只考慮社會效益外，其余均考慮經 濟性。濟性。 3、安全：化工生產中的特殊性（易燃、易爆、有毒）。、安全：化工生產中的特殊性（易燃、易爆、有毒）。第一章第一章 化工設計概論化工設計概論化工設計化工設計 4、符合國家和各級地方政府的環(huán)境保護法規(guī)，對三廢進行、符合國家和各級地方政府的環(huán)境保護法規(guī)，

13、對三廢進行處理。處理。 5、整個系統(tǒng)必須可操作和可控制。、整個系統(tǒng)必須可操作和可控制。 可操作：設計不僅能滿足常規(guī)操作，而也能滿足開、停車等 非常規(guī)操作。 可控制：能抑制外部擾動的影響，系統(tǒng)能適應和穩(wěn)定。 由此可見，設計是一個多目標的優(yōu)化問題。由此可見，設計是一個多目標的優(yōu)化問題。不同于常規(guī)的數學問題，不是只有唯一正確的答案，設計師在作出判決和選擇時要考慮各種經常是互相矛盾的因素技術、經濟和環(huán)保等，在允許的時間范圍內選擇一個兼顧各方面要求的方案，這種選擇成決策貫穿整個設計過程。 第一章第一章 化工設計概論化工設計概論化工設計化工設計三、設計性質和過程三、設計性質和過程 設計是一種創(chuàng)造性的勞動設

14、計是一種創(chuàng)造性的勞動。它是工程師從事的工作中最有新意，最能使人感到滿足的工作之一。 以前重研究、輕設計。重研究、輕設計。 （現在要求科研成果以基礎設計的形式出現現在要求科研成果以基礎設計的形式出現） 設計師從接受任務之時起就要根據設計要求構思各種可能的方案，然后根據一系列內部和外部約束條件，排出一些不合理或不可能的方案，經過反復比較，選擇其中最佳最佳者。整個設計過程是一個交替進行過程合成與分析，不斷作出選擇、修改原有設想的迭代過程。 過程合成（結構優(yōu)化） 過程分析（參數優(yōu)化）第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計可以根據項目性質、化工過程開發(fā)的程序分類（兩類）一、根據一、根據項目性

15、質項目性質分類分類化工設計化工設計根據項目根據項目性質分類性質分類新建項目設計新建項目設計重復建設重復建設項目設計項目設計已有裝置的已有裝置的改造設計改造設計第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 1、新建項目設計、新建項目設計新建項目設計包括新產品設計和采用新工藝或新技術的產品新建項目設計包括新產品設計和采用新工藝或新技術的產品的設計。的設計。這類設計往往由開發(fā)研究單位提供基礎設計基礎設計，然后由工程研究部門根據建廠地區(qū)的實際情況作出工程設計工程設計。 2、重復建設項目設計、重復建設項目設計由于市場需要，有些產品需要再建生產裝置，再建生產裝置，由于新建廠的具體條件與原廠不

16、同，即算是產品的規(guī)模、規(guī)格及工藝完全相同，還是需要由工程設計部門工程設計部門進行設計。進行設計。第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 3、已有裝置的改造設計、已有裝置的改造設計一些老的生產裝置其產品質量和產量均不能滿足客戶要求，或者由于技術原因，原材料和能量消耗過高而缺乏競爭能力，必須對老裝置進行改造，對老裝置進行改造，其中包括去掉影響產品產量和質量的“瓶頸”，優(yōu)化生產過程操作控制，以及提高能量的綜合利用率和局部的工藝或設備改造更新等。這類設計往往由生生產企業(yè)的設計部門產企業(yè)的設計部門進行。進行。二、根據化工過程開發(fā)程序分類二、根據化工過程開發(fā)程序分類新技術新技術開發(fā)過程

17、開發(fā)過程中的設計中的設計概念設計中試設計基礎設計基礎設計概念設計概念設計中試設計中試設計工程設計工程設計初步設計初步設計、擴大擴大初步設計初步設計施工圖施工圖設計設計第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計化工過程開發(fā)工作框圖化工過程開發(fā)工作框圖 第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 化工新技術開發(fā)過程是在基礎研究的基礎上，通過過程研究、工程研究和工程設計，最終完成化工新技術開發(fā)。其中包括四種設計類型：概念設計、中試設計、基礎設計和工程設計概念設計、中試設計、基礎設計和工程設計。 1、概念設計、概念設計(假想設計假想設計) 概念設計是以過程研究中間結果（

18、或最終結果）為基礎，從概念設計是以過程研究中間結果（或最終結果）為基礎，從工程角度按照工業(yè)化時的最佳規(guī)模進行的一種工程角度按照工業(yè)化時的最佳規(guī)模進行的一種假想設計假想設計。 其作法參照常規(guī)的工程設計方法和步驟，其作法參照常規(guī)的工程設計方法和步驟，設計工藝流程，進行全系統(tǒng)的物料衡算、熱量衡算和設備工藝計算，確定工藝操作條件及主要設備的型式和材質，進行參數的靈敏度和生產安全分析，確定三廢治理措施，計算基建投資、產品成本等主要技術經濟指標。第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 2、中試設計、中試設計 中試設計的內容基本上與工程設計相同中試設計的內容基本上與工程設計相同。 按照現

19、代技術開發(fā)的觀點，中試的主要目的主要目的是驗證模型和數據，即概念設計中的一些結果和設想通過中試來驗證。因此，中試可以不是全流程試驗，規(guī)模也不是越大越好。中試要進行哪些試驗項目，規(guī)模多大為益，均要由概念設計來確定。 解決 ：放大問題放大問題（過程放大、設備放大） 工程問題工程問題 放大方法：逐級經驗放大法 數學模擬法 部分解析法 相似放大法第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 3、基礎設計、基礎設計 基礎設計是一個完整的技術軟件，是基礎設計是一個完整的技術軟件，是新技術開發(fā)的最終成果，新技術開發(fā)的最終成果，是工程設計的依據是工程設計的依據?；A設計的內容包括生產裝置的一切技

20、術要點，工程設計單位是根據基礎設計，基礎設計的內容包括生產裝置的一切技術要點，工程設計單位是根據基礎設計，結合建廠地區(qū)的具體條件由工程設計單位作出完整的設計。結合建廠地區(qū)的具體條件由工程設計單位作出完整的設計。 基礎設計有些類似于我國的技術設計，但又有很大的差別。與技術設計不同的是基礎設計除了一般的工藝條件外，還包括了大量的化學工程方面的數據，特別是反應工程方面的數據，以及利用這些數據進行設計計算的結果?；A設計中還要運用系統(tǒng)工程的理論和計算機模擬技術對工藝流程和工藝參數進行優(yōu)化，力求降低定額和產品成本及項目投資，提高項目的經濟效益?；A設計中對關鍵技術有詳盡的技術說明和數據。第一節(jié)第一節(jié) 化

21、工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 4、工程設計、工程設計 工程設計是根據基礎設計，結合建廠地區(qū)的具體條件由工程工程設計是根據基礎設計，結合建廠地區(qū)的具體條件由工程設計單位作出完整的設計。設計單位作出完整的設計。 根據工程的重要性、技術的復雜性和技術的成熟程度及計劃任務書的規(guī)定，工程設計可分為三段設計、兩段設計和一段三段設計、兩段設計和一段設計設計。第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 重大項目和使用較復雜的技術時，重大項目和使用較復雜的技術時，為了保證設計質量，可以按初步設計、擴大初步設計和施工圖設計初步設計、擴大初步設計和施工圖設計三個階段進行。 一般技術比較

22、成熟的大中型工廠或車間的設計，一般技術比較成熟的大中型工廠或車間的設計，可按擴大初擴大初步設計和施工圖設計步設計和施工圖設計兩個階段的設計。 技術上比較簡單、規(guī)模較小的工廠或車間的設計，技術上比較簡單、規(guī)模較小的工廠或車間的設計，可直接進行施工圖設計，施工圖設計，即一個階段的設計。第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 1）初步設計）初步設計 根據設計任務書和行業(yè)標準化工廠初步設計文件內容深度規(guī)定HG/T20688-2000，對設計對象進行全面的研究，尋求在技術上可能、經濟上合理的最符合要求的設計方案。 主要是確定全廠性的設計原則、標準和方案，水、電、汽主要是確定全廠性的設

23、計原則、標準和方案，水、電、汽的供應方式和用量，關鍵設備的選型及產品成本、項目投的供應方式和用量，關鍵設備的選型及產品成本、項目投資等重大技術經濟問題。資等重大技術經濟問題。編制初步設計書編制初步設計書，其內容和深度能使對方了解設計方案、投資和基本出處為準。第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 2）擴大初步設計）擴大初步設計 根據已批準的初步設計，解決初步設計中的主要技術問題解決初步設計中的主要技術問題，使之明確、細化。使之明確、細化。 編制準確度能滿足控制投資或報價使用的編制準確度能滿足控制投資或報價使用的工程概算工程概算。 3）施工圖設計）施工圖設計 根據已批準的擴大

24、初步設計和行業(yè)標準化工工藝設計施工圖內容和深度統(tǒng)一規(guī)定HG/T20519-92， ，結合建廠地區(qū)條件，在滿足安全、進度及控制投資等前提下開展施工圖設計，成品是成品是詳細的施工圖紙和必要的文字說明及工程預算書詳細的施工圖紙和必要的文字說明及工程預算書。第一節(jié)第一節(jié) 化工設計的種類化工設計的種類化工設計化工設計 按國際習慣將設計階段分按國際習慣將設計階段分工藝設計、基礎工程設計工藝設計、基礎工程設計和詳細工程設計和詳細工程設計三種。三種。 國外各設計階段的主要設計內容及成品 工藝設計工藝設計 （與國內的基礎設計類似（與國內的基礎設計類似 ） (1)工藝流程圖(PFD)(2)工藝控制圖(PCD)(3

25、)工藝說明書(4)物料平衡表(5)工藝設備表(6)工藝數據表(7)安全備忘錄(8)慨略布置圖(9)各專業(yè)設計條件 第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 國家國家重點行業(yè)重點行業(yè)的化工設計的工作程序是以基礎設計為依據提出的化工設計的工作程序是以基礎設計為依據提出項目建議書，經上級主管部門認可后寫出可行性研究報告，上項目建議書，經上級主管部門認可后寫出可行性研究報告，上級批準后，編寫設計任務書，進行擴大初步設計，后者經上級級批準后，編寫設計任務書，進行擴大初步設計，后者經上級主管部門認可后進行施工圖設計（見圖主管部門認可后進行施工圖設計（見圖1-2 ）。）。 （非

26、國家重點行業(yè)一般由董事會批準非國家重點行業(yè)一般由董事會批準）第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 化工廠設計的工作程序，見圖化工廠設計的工作程序，見圖1-2。 第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 、項目建議書、項目建議書 項目建議書項目建議書是進行可行性研究和編制設計任務書的依據，根據原化工部化計發(fā)(1992)995號化工建設項目建議書內容和深度的規(guī)定(修訂本)中的有關規(guī)定制訂。包括的主要內包括的主要內容：容： 1、目的和意義即項目提出的背景和依據，投資的必要性及經濟意義； 2 、產品需求（市場）初步預測； 3 、產品方案和

27、擬建規(guī)模； 4 、工藝技術方案（原料路線、生產方法和技術來源）；第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 5 、資源、主要原材料、燃料和動力的供應； 6 、建廠條件和廠址初步方案； 7、建產條件和產址初步方案； 8 、環(huán)境保護； 9 、工廠組織和勞動定員估算； 10 、項目實施規(guī)劃設想； 11 、投資估算和資金籌措設想； 12、經濟效益和社會效益的初步估算。 13、結論與建議。第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 二、可行性研究二、可行性研究 可行性研究可行性研究是以擬建項目進行全面分析及多方面比較，對其是否應該建設及如何建設作出

28、論證和評價是否應該建設及如何建設作出論證和評價，為上級機關投資決策和編制、審批設計任務書提供可靠的依據。 可行性研究的任務是根據國民經濟長期規(guī)劃的要求，對化工建設項目的技術路線、工藝過程、工程條件和經濟效益及社會效益進行深入細致的調查研究。 根據原化工部化計發(fā)(1997)426號化工建設項目可行性研究報告內容和深度的規(guī)定(修訂本) 和中石化1997咨字345號石油化工項目可行性研究報告編制規(guī)定中的有關規(guī)定制訂。 可行性研究報告的內容如下：可行性研究報告的內容如下： 第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 1、總論。包括項目名稱、可行性研究的單位、技術負責人、研究

29、依據、主要內容和論據、評價的結論性意見、存在問題和建議等，并附上主要技術經濟指標表。 2 、需求預測。國內外需求情況預測和產品的價格分析。 3 、產品的生產方案及生產規(guī)模。 4 、工藝技術方案包括工藝技術方案的選擇、物料平衡和消耗定額、主要設備的選擇、工藝和設備擬采用標準化的情況等內容。 5 、原材料、燃料及水電汽的來源與供應。 6 、建廠條件和廠址選擇布局方案。 7 、公用工程和輔助設施方案第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 8、節(jié)能。 9、環(huán)境保護及安全衛(wèi)生。 10 、工廠組織、勞動定員和人員培訓。 11 、項目實施規(guī)劃。 12、投資估算和資金籌措。 1

30、3 、經濟效益評價及社會效益評價。 14 、結論。包括綜合評價和研究報告的結論等內容。第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 三、編制設計任務書三、編制設計任務書 可行性研究呈報給上級主管部門，當被上級主管部門認可后，便可根據化工廠初步設計文件內容深度規(guī)定編寫 設計任務書，以作為設計項目的依據。 設計任務書主要內容：設計任務書主要內容： 1、設計的目的和依據； 2 、生產規(guī)模、產品方案、生產方法或工藝原則； 3 、礦產資源、水文地質、原材料、燃料、動力、供水、運輸等協(xié)作條件； 4 、資源綜合利用、環(huán)境保護、三廢治理的要求；第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠

31、設計的工作程序化工設計化工設計 5 、廠址與占地面積和城市規(guī)劃的關系； 6 、防空、防震等的要求； 7 、建設工期與進度計劃； 8 、投資控制數； 9 、勞動定員及組織管理制度； 10、經濟效益、資金來源、投資回收年限。 設計任務書報批時，還應附上如下附件： 可行性研究報告； 征地和外部協(xié)作條件意向書； 廠區(qū)總平面布置圖； 資金來源及籌措情況。第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 四、（擴大）初步設計四、（擴大）初步設計 （擴大）初步設計的工作程序和內容如圖1-3。左邊方框圖為工作程序，右邊方框圖的內容為設計成品。第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的

32、工作程序化工設計化工設計 五、施工圖設計五、施工圖設計（詳細設計） 施工圖設計的任務任務是根據擴大初步設計審批意見，解決擴大初步設計階段待定的各項問題，并以它作為施工單位編制施工組織設計、編制施工預算和進行施工的依據。 施工圖設計的內容內容是在擴大初步設計的基礎上，完善流程圖設計和車間布置設計，進而完成管道配置設計和設備、管路的保溫及防腐設計。其中工藝專業(yè)方面的主要內容包括：工藝圖紙目錄、工藝流程圖、設備布置圖、設備一覽表、非定型設備制造圖、設備安裝圖、管道布置圖、管架管件圖、設備管口方位圖、設備和管路保溫及防腐設計等；非工藝專業(yè)方面有土建施工圖、供水電給排水、自控儀表線路安裝圖等。與擴大初步

33、設計有較大的變動時，應另行編制修正概算，上報原審批單位核準。施工圖設計不能隨便改變擴大初步設計施工圖設計不能隨便改變擴大初步設計。在施工圖設計的編制過程中，應根據擴大初步設計審批意見加強與基建施工單位的結合，正確貫徹和掌握上級部門的審批精神與原則。第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序化工設計化工設計 六、設計代表工作六、設計代表工作 設計代表是指各專業(yè)的設計人員設計代表是指各專業(yè)的設計人員。在擴大初步設計與施工圖設計階段，需要大量各專業(yè)的設計代表參加。到設計文件編制完畢，工作轉人了基本建設和試車階段的時候，就只需少量的各專業(yè)設計代表參加了。 各專業(yè)設計代表的任務就是參加基本建

34、設的現場施工和安裝（必要時修正設計），建成化工裝置后要參加試車運轉工作，使裝置達到設計所規(guī)定的各項指標要求。 第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容化工設計化工設計 化工廠設計包括工藝設計和非工藝設計。 工藝設計工藝設計是化工廠設計的核心核心，決定了整個化工設計的概貌概貌。非工藝設計是以工藝設計為依據，按照各專業(yè)的要求進行的設計，它包括總圖運輸、公用工程、土建、儀表及其控制等。 化工廠通常由化工生產車間、輔助生產裝置、公用工程及罐區(qū)、服務性工程、生活福利設施、三廢處理設施和廠外工程等構成。 化工車間（裝置）設計是化工廠設計的核心部分化工車間（裝置）設計是化工廠設

35、計的核心部分、是最基本的內容 ，而車間（裝置）設計的主體是工藝設計車間（裝置）設計的主體是工藝設計。下面主要介紹化工車間（裝置）工藝設計的內容和程序。第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容化工設計化工設計 一、設計準備工作一、設計準備工作 （1）熟悉設計任務書。全面正確深入領會設計提出什么要求，提供了什么情況，必須熟記、貫徹實施。 （2）制定設計工作計劃。了解化工設計以及工藝設計包括哪些內容，其方法步驟如何，參照設計進度訂出個人工作計劃。 （3）查閱文獻資料。主要查閱與工藝路線、工藝流程和重點設備有關的文獻資料，應對資料數據加工處理，對文獻資料數據的適用范圍和精

36、確程度應有足夠的估計。 （4）收集第一手資料 。深入生產與試驗現場調查研究，廣泛地收集齊全可靠的原始數據并進行整理，這對整個設計來說是一項很重要的基礎工作。 第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容化工設計化工設計 二、方案設計二、方案設計 方案設計的任務任務是確定生產方法和生產流程確定生產方法和生產流程，是整個工藝設計的基礎。要求運用所掌握的各種信息，根據有關的基本理論進行不同生產方法和生產流程的對比分析。通過定量的技術經濟比較著重評價總投資和成本，選擇一條技術先進，經濟合理，安全可靠，三廢得到處理，而且又因地制宜可以實施的工藝路線。 方案設計階段的工作可以培養(yǎng)

37、分析、歸納總結和理論聯(lián)系實際的能力。工作歷程長，從規(guī)劃輪廓到完善定型涉及面廣，需要做細致的分析、計算和比較工作。運用化工系統(tǒng)工程學理論和方法進行生產流程的最優(yōu)化設計，是一種效果顯著的好方法（研究開發(fā)階段），先憑設計者的經驗，擬定幾種流程方案，再用最優(yōu)化設計的方法進行計算和評選（計算工作量非常大）。第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容化工設計化工設計 三、化工計算三、化工計算 化工計算包括工藝設計中的物料衡算、能量衡算、設備選型物料衡算、能量衡算、設備選型與計算與計算三個內容，在這三項計算的基礎上繪制物料流程圖、繪制物料流程圖、主要設備圖和帶控制點工藝流程圖主要

38、設備圖和帶控制點工藝流程圖。因此，化工計算的結果關系到整體設計的成敗。經驗表明，在化工計算階段用到大量的基本理論、基本概念和基本技能（數據處理、計算技能、繪圖能力等）。它是理論聯(lián)系實際，學會發(fā)現問題、分析問題和解決問題，進一步鍛煉獨立思考和獨立工作能力的主要階段。搞好計算的必要條件是概念清楚、方法正確、數據齊全可靠（收集大量實際生產數據是保證計算質量的關鍵），并且必須按一定步驟進行。強調按一定步驟進行的主要原因是避免出錯，當計算過程比較復雜時更顯得重要。第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容化工設計化工設計 四、車間布置設計四、車間布置設計 車間布置設計的任務任

39、務是確定整個工藝流程中的全部設備在平面上和空間中的正確的具體位置，相應地確定廠房或框架的結構型式。 車間布置設計應根據化工裝置設備布置設計規(guī)定 HG20546-92和石油化工企業(yè)總體布置設計規(guī)范SH3032-2002 的有關規(guī)定，滿足施工、操作和檢修的要求。當化工計算結束繪出工藝流程圖之后就可以進行車間布置設計，完成之后要繪制平面與立面的車間布置圖。這是工藝人員的主要設計任務之一，它也是決定車間面貌的又一個重要設計項目。車間布置對生產的正常進行和經濟指標都有重要影響，同時為土建、電氣、自控、給排水、外管等專業(yè)開展設計提供重要依據。 第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程

40、序及內容化工設計化工設計 五、配管工程設計五、配管工程設計 配管工程設計的任務任務是確定生產流程中全部管線、閥門及各種管架的位置、規(guī)格尺寸和材料，綜合權衡建設投資和操作費用以滿足工藝生產的要求。 配管工程設計是化工設計最重要的內容之一，應根據化工裝置管道布置設計規(guī)定 HG/T20549-1998和石油化工管道布置設計通則 SH3012-2000 ，注意節(jié)約管材，便于操作、檢查和安裝檢修，而且做到整齊美觀。這項設計任務是在工藝流程設計與車間布置設計都完成的基礎上進行的。第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容化工設計化工設計 六、提供設計條件六、提供設計條件 工藝專

41、業(yè)設計人員應根據該項目設計全局性的總體要求，向非工藝專業(yè)設計人員提供設計條件非工藝專業(yè)設計人員提供設計條件。 設計條件的內容內容包括：總圖、土建、外管、非定型設備、自控、電氣、電訊、電加熱、采暖通風、空調、給排水、工業(yè)爐等。設計條件是各專業(yè)據以進行具體設計工作的依據，因此提好設計條件是確保設計質量的重要一環(huán)。為了正確貫徹執(zhí)行各項方針政策和已定的設計方案，保證設計質量，工藝專業(yè)設計人員應認真負責地編制各專業(yè)的設計條件，并確保其完整性和正確性。第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內容化工車間工藝設計的程序及內容化工設計化工設計 七、編制概算書及編制設計文件七、編制概算書及編制設計文件 概算書概算

42、書是在初步設計階段編制的車間投資的大概計算，作為銀行對基本建設單位貸款的依據。 工程概算書應根據中石化2000建字476號石油化工工程建設設計概算編制辦法（修訂版）進行編制，概算主要提供車間建筑、設備及安裝工程費用。經濟是否合理是衡量一項工程設計質量的重要標志。編制概算可以幫助判斷和促進設計的經濟合理性。 初步設計階段與施工圖設計階段的設計工作完成后都要編制設計文件是設計成果的匯總設計文件是設計成果的匯總，是進行下一步工作的依據，內容包括設計說明書、附圖（流程圖、布置圖、設備圖等）和附表（設備一覽表、材料匯總表等）。第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計化工設計 設計文件是化工廠設計最終結果的

43、體現即設計成品。設計文件是化工廠設計最終結果的體現即設計成品。工藝專業(yè)人員在擴大初步設計階段和施工圖設計階段應編制說明書和說明書的附圖、附表等設計文件，本節(jié)著重介紹化工廠設計時工藝專業(yè)設計文件的內容和格式。 、初步設計文件、初步設計文件 初步設計的設計文件包括以下兩部分內容： 設計說明書和說明書的附圖、附表設計說明書和說明書的附圖、附表 化工廠初步設計說明書內容和編寫要求，依據化工廠初步設計文件內容深度規(guī)定HG/T20688-2000和設計的范圍（整個工廠，一個車間，或一套裝置）、規(guī)模的大小和主管部門的不同要求編制。 初步設計說明書的內容如下：初步設計說明書的內容如下：第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設

44、計文件化工設計化工設計（一）（一）總論總論 1）籌建概況，2）設計依據， 3）設計指導思想和設計原則，4）設計范圍與設計分工，5）建設規(guī)模及 產品方案， 6）主要原材料、燃料的規(guī)格及其消耗量和來源，7）生產方法及全廠總流程。8）廠址概況。9）公用工程及輔助工程。10）環(huán)境保護及綜合利用。11）工廠的機械化、自動化水平。12）勞動安全衛(wèi)生。13）消防。工程、水文地質條件和氣象資料。15）管理體制及全廠定員。16）全廠綜合技術經濟指標。17）存在問題及解決意見。18）圖紙。包括全廠工藝總流程圖、全廠物料平衡圖、工廠鳥瞰圖（必要時）等。 第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計化工設計（二）技術經濟（

45、二）技術經濟 技術經濟初步設計財務（經濟）評價的編制應說明與已批準的可行性研究報告的關系。主要經濟數據。技術經濟表格包括：年總成本費用估算、銷售收入、流動資金估算、投資計劃與資金籌措、借款還本付息計算。 （三）總圖運輸（略（三）總圖運輸（略 ）第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計化工設計（四）化工工藝及系統(tǒng)（四）化工工藝及系統(tǒng) 1）概述。裝置設計規(guī)模，裝置組成與各工序名稱；生產方法、流程特點；本裝置的“三廢”治理及環(huán)境保護的措施與實際效果；生產制度，包括年操作日、生產班數等。 2）原材料或產品（包括中間產品）及催化劑、吸附劑、化學品的主要技術規(guī)格。 3）裝置危險性物料主要物性。 4）生產流程

46、簡述。 5）主要設備的選定說明。 6）原材料、動力（水、電、汽、氣）、催化劑、吸附劑和化學品消耗定額及消耗量。 第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計化工設計 7）定員。 8）“三廢”排放量。 9）節(jié)能措施。論述能源選擇和利用的合理性，采用節(jié)能新工藝、新技術、新材料、新設備的情況及其節(jié)能效益。 10）技術風險備忘錄。 11）存在的問題及解決的意見。 12）主要圖表。包括設備一覽表，管道命名表，裝置界區(qū)條件表，工藝流程圖，物料平衡表，公用物料平衡圖，工藝管道儀表流程圖和公用物料分配圖。 第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計化工設計（五）布置與配管（五）布置與配管 1）設計依據、設計范圍和設計分

47、工。 2）采用的法規(guī)和標準、規(guī)范。 3）裝置、設備布置原則。 4）說明管道輸送介質及其分類。 5）分期建設的裝置，其管道和管架的設計能力和預留措施。 6）管道的敷設原則。 7）管道等級索引。 第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計化工設計 8）管道等級表。管道等級表由表頭和管道元件特征要求兩部分構成。管道等級表的范圍應包括：管子、管件、閥門、法蘭、緊固件、密封件以及特殊件等。表頭的內容應包括等級代號、壓力和溫度的額定值范圍、輸送的介質、腐蝕裕量、分支表及熱處理要求等。管道元件的特征應包括公稱直徑、材料、標準號，管子和管件的制造方法及其端部形式、壁厚、法蘭、墊片、螺栓/螺母的類型、等級，閥門的型

48、號、閥體/閥芯的材料、閥門類型、等級和端部形式等。 9）絕熱方式確定的原則。 10）保溫和保冷的材料和規(guī)格。 11）涂料的材料和規(guī)格。 12）存在的問題及解決的意見。 附表：大宗管道材料和特殊元件（材料）估算表。 附圖：裝置平面布置圖，設備布置圖（必要時分層繪制）。 第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計化工設計 （六）空壓站、氮氧站、冷凍站（略（六）空壓站、氮氧站、冷凍站（略 ）（七）廠區(qū)外管（略（七）廠區(qū)外管（略 ）（八）分析化驗（八）分析化驗 分析項目表，分析儀器設備表；中央化驗室平面布置圖，裝置（車間）分析化驗室的平面布置圖。 第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計化工設計（九）設備（

49、含機泵、工業(yè)爐）（九）設備（含機泵、工業(yè)爐） 設備、機泵、工業(yè)爐概況包括分類，臺數，設備總臺數，總重量，制造、安裝、運輸上的特殊要求，設計原則以及設備材料選擇等。 非標設備設計數據表，機泵設計數據表，工業(yè)爐設計數據表。主要設備工程圖。（十）自動控制及儀表（十）自動控制及儀表 全廠自動化水平，生產安全保護，環(huán)境特征及儀表選型，復雜控制系統(tǒng)，動力供應。 圖表有：儀表數據表，DCS和PLC-1/0表，材料估算表；聯(lián)鎖系統(tǒng)邏輯圖，復雜控制系統(tǒng)圖，儀表盤布置圖，控制室布置圖，DCS、PLC系統(tǒng)配置圖，管道儀表流程圖及可燃氣體和有毒氣體檢測報警器平面布置圖等。 第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件化工設計化工設計 （十一）供配電（略（十一）供