化工廠設計概述

化工設計《化工設計》一、課程的性質、目標與基本要求本課程為化學工程與工藝專業(yè)的專業(yè)必修課。本課程以化工生產車間(裝置)的工藝設計為重點，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計算與繪圖中的應用。通過本課程的學習，使學生對化工生產車間(裝置)設計的內容和步驟有較全面的了解，并具有初步的化工裝置設計能力。通過本課程的學習，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識分析和解決實際工程問題的能力，增強學生的工程概念和技術經濟意識，熟悉化工設計的常用規(guī)范，使學生具備化學工程師的基本素質?；ぴO計《化工設計》一、課程的性質、目標與基本要求本課程的基本要求為：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、給學生以扎實的化工設計基礎訓練和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；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；4、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；5、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；6、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》教材：“化工設計”（第二版）陳聲宗化學工業(yè)出版社參考書目：“化工過程設計”王靜康化學工業(yè)出版社“化工設計”婁愛娟等華東理工大學出版社黃璐化學工業(yè)出版社傅啟民中國科學技術大學出版社教學安排《化工設計》授課方式：案例式教學成績組成：平時成績：10%上機成績：30%課堂報告：20%設計報告：40%課堂紀律：第一章化工廠設計概述《化工設計》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計算機在化工廠設計中的應用

本章重點難點：化工設計的種類化工廠設計的工作程序

第一章化工廠設計的內容與程序第一節(jié)化工設計的的種類

《化工設計》教學內容：理解概念設計、中試設計、基礎設計與工程設計的概念與內容。重點和難點：重點是理解概念設計、基礎設計與工程設計的區(qū)別與聯系，特別要掌握國內的基礎設計、初步設計、施工圖設計與國外的工藝設計、基礎工程設計及詳細工程設計的內容與區(qū)別。第一章化工廠設計概述《化工設計》1.1化工設計的種類一、根據項目性質分類

1、新建項目設計2、重復建設項目設計3、已有裝置的改造設計1.1化工設計的種類第一章化工廠設計概述《化工設計》1.1化工設計的種類二、根據化工過程開發(fā)程序分類

1.1化工設計的種類第一章化工廠設計概述《化工設計》1.1化工設計的種類二、根據化工過程開發(fā)程序分類

1、概念設計2、中試設計3、基礎設計4、工程設計

初步設計擴大初步設計施工圖設計

1.1化工設計的種類第一章化工廠設計概述《化工設計》1.1化工設計的種類國外各設計階段的主要設計內容及成品

工藝設計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)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)概略布置圖(9)各專業(yè)設計條件第一章章化化工廠廠設計計概述述第二節(jié)節(jié)化化工工廠設設計的的工作作程序序教學內內容：：了解從從項目目建議議書到到投料料試車車的化化工廠廠設計計工作作的內內容和和程序序。理理解項項目建建議書書、可可行性性研究究、設設什任任務書書、擴擴大初初步設設計和和施工工圖設設計的的主要要內容容。重點和和難點點：重點掌掌握擴擴大初初步設設計的的內容容和工工作程程序。。第一章章化化工廠廠設計計概述述《化工設計計》1.2化工廠設計計的工作程程序化工廠設計計的工作程程序，見圖圖1-2。。1.2化化工廠設計計的工作程程序第一章化化工廠設計計概述《化工設計計》1.2化工廠設計計的工作程程序－、項目建建議書項目建議書書是進行可行行性研究和和編制設計計任務書的的依據，根根據原化工工部化計發(fā)發(fā)(1992)995號《化化工建設項項目建議書書內容和深深度的規(guī)定定》(修訂訂本)中的的有關規(guī)定定制訂。1.2化化工工廠廠設設計計的的工工作作程程序序第一一章章化化工工廠廠設設計計概概述述《化化工工設設計計》》1.2化工工廠廠設設計計的的工工作作程程序序二、、可可行行性性研研究究可行行性性研研究究是以以擬擬建建項項目目進進行行全全面面分分析析及及多多方方面面比比較較，，對對其其是是否否應應該該建建設設及及如如何何建建設設作作出出論論證證和和評評價價，，為為上上級級機機關關投投資資決決策策和和編編制制、、審審批批設設計計任任務務書書提提供供可可靠靠的的依依據據。。根據原化工部部化計發(fā)(1997)426號《化化工建設項目目可行性研究究報告內容和和深度的規(guī)定定》(修訂本本)和中石石化[1997]咨字345號《石石油化工項目目可行性研究究報告編制規(guī)規(guī)定》中的有有關規(guī)定制訂訂。1.2化工工廠設計的工工作程序第一章化工工廠設計概述述《化工設計》》1.2化工廠設計的的工作程序三、編制設計計任務書可行性研究呈呈報給上級主主管部門，當當被上級主管管部門認可后后，便可根據據《化工廠初初步設計文件件內容深度規(guī)規(guī)定》編寫設設計任務書，，以作為設計計項目的依據據。1.2化工工廠設計的工工作程序第一章化工工廠設計概述述《化工設計》》1.2化工廠設計的的工作程序四、擴大初步步設計1.2化工工廠設計的工工作程序第一章化工工廠設計概述述《化工設計》》1.2化工廠設計的的工作程序五、施工圖設設計施工工圖圖設設計計的任任務務是是根根據據擴擴大大初初步步設設計計審審批批意意見見，，解解決決擴擴大大初初步步設設計計階階段段待待定定的的各各項項問問題題，，并并以以它它作作為為施施工工單單位位編編制制施施工工組組織織設設計計、、編編制制施施工工預預算算和和進進行行施施工工的的依依據據。。1.2化化工工廠廠設設計計的的工工作作程程序序第一一章章化化工工廠廠設設計計概概述述《化化工工設設計計》》1.2化工工廠廠設設計計的的工工作作程程序序六、、設設計計代代表表工工作作設計計代代表表是是指指各各專專業(yè)業(yè)的的設設計計人人員員。。在在擴擴大大初初步步設設計計與與施施工工圖圖設設計計階階段段，，需需要要大大量量各各專專業(yè)業(yè)的的設設計計代代表表參參加加。。到到設設計計文文件件編編制制完完畢畢，，工工作作轉轉入入了了基基本本建建設設和和試試車車階階段段的的時時候候，，就就只只需需少少量量的的各各專專業(yè)業(yè)設設計計代代表表參參加加了了。。各專業(yè)設計計代表的任任務就是參參加基本建建設的現場場施工和安安裝（必要要時修正設設計），建建成化工裝裝置后要參參加試車運運轉工作，，使裝置達達到設計所所規(guī)定的各各項指標要要求。1.2化化工廠設計計的工作程程序《化工設計計》教學內容：：了解車間(裝置)工工藝設計的的內容和工工作程序。。重點和難點點：重點掌握車車間(裝置置)工藝設設計的工作作程序和設設計準備工工作及方案案設計的內內容。第三節(jié)化化工車間工工藝設計的的程序及內內容第一章章化化工廠廠設計計概述述《化工工設計計》1.3化工車車間工工藝設設計的的程序序及內內容化工廠廠通常常由化化工生生產車車間、、輔助助生產產裝置置、公公用工工程及及罐區(qū)區(qū)、服服務性性工程程、生生活福福利設設施、、三廢廢處理理設施施和廠廠外工工程等等構成成。一、設設計準準備工工作（1））熟悉悉設計計任務務書（2））了解解化工工設計計以及及工藝藝設計計包括括哪些些內容容，其其方法法步驟驟如何何。（3））查閱閱文獻獻資料料（4））收集集第一一手資資料。。1.3化化工車車間工工藝設設計的的程序序及內內容第一章章化化工廠廠設計計概述述《化工工設計計》1.3化工車車間工工藝設設計的的程序序及內內容二、方方案設設計方案設設計的任務務是確確定生生產方方法和和生產產流程程，是是整個個工藝藝設計計的基基礎。。要求求運用用所掌掌握的的各種種信息息，根根據有有關的的基本本理論論進行行不同同生產產方法法和生生產流流程的的對比比分析析。方案設設計階階段的的工作作可以以培養(yǎng)養(yǎng)設計計人員員分析析、歸歸納總總結和和理論論聯系系實際際的能能力。。1.3化化工車車間工工藝設設計的的程序序及內內容第一章章化化工廠廠設計計概述述《化工工設計計》1.3化工車車間工工藝設設計的的程序序及內內容三、化化工計計算化工計計算包包括工工藝設設計中中的物物料衡衡算、、能量量衡算算、設設備選選型與與計算算三個個內容容，其其任務務是在在這三三項計計算的的基礎礎上繪繪制物物料流流程圖圖、主主要設設備圖圖和帶帶控制制點工工藝流流程圖圖。因因此，，化工工計算算的結結果關關系到到整體體設計計的成成敗。。1.3化化工車間工工藝設計的的程序及內內容第一章化化工廠設計計概述《化工設計計》1.3化工車間工工藝設計的的程序及內內容四、車間布布置設計車間布置設設計應根據據HG20546-92《化化工裝置設設備布置設設計規(guī)定》》和SH3032-1992《石油油化工企業(yè)業(yè)總體布置置設計規(guī)范范》的有關關規(guī)定，滿滿足施工、、操作和檢檢修的要求求，其主要要任務是確確定整個工工藝流程中中的全部設設備在平面面上和空間間中的正確確的具體位位置，相應應地確定廠廠房或框架架的結構型型式。車間布置對對生產的正正常進行和和經濟指標標都有重要要影響，同同時為土建建、電氣、、自控、給給排水、外外管等專業(yè)業(yè)開展設計計提供重要要依據。1.3化化工車間工工藝設計的的程序及內內容第一章化化工廠設計計概述《化工設計計》1.3化工車間工工藝設計的的程序及內內容五、配管工工程設計配管工程設設計是化工設計計最重要的的內容之一一，其任務務是確定生生產流程中中全部管線線、閥門及及各種管架架的位置、、規(guī)格尺寸寸和材料，，綜合權衡衡建設投資資和操作費費用。配管管工程設計計，應根據據HG/T20549-1998《化化工裝置管管道布置設設計規(guī)定》》和SH3012-2000《石油化化工管道布布置設計通通則》，注注意節(jié)約管管材，便于于操作、檢檢查和安裝裝檢修，而而且做到整整齊美觀。。1.3化化工車間工工藝設計的的程序及內內容第一章化化工廠設計計概述《化工設計計》1.3化工車間工工藝設計的的程序及內內容六、提供設設計條件工藝專業(yè)設設計人員應應根據該項項目設計全全局性的總總體要求，，向非工藝藝專業(yè)設計計人員提供供設計條件件。設計條件的的內容包括括：總圖、土建建、外管、、非定型設設備、自控控、電氣、、電訊、電電加熱、采采暖通風、、空調、給給排水、工工業(yè)爐等。。1.3化化工車間工工藝設計的的程序及內內容第一章化化工廠設計計概述《化工設計計》1.3化工車間工工藝設計的的程序及內內容七、編制概概算書及編編制設計文文件工程概算書書應根據中中石化[2000]建字476號《石石油化工工工程建設設設計概算編編制辦法（（修訂版））》進行編編制，它是是在初步設設計階段編編制的車間間投資的初初步估算結結果，可以以作為上級級主管部門門決策和銀銀行對基本本建設單位位貸款的依依據。概算主要提提供了車間間建筑、設設備及安裝裝工程費用用。經濟是是否合理是是衡量一項項工程設計計質量的重重要標志。。1.3化化工車間工工藝設計的的程序及內內容《化工設計計》第四節(jié)設設計文文件教學內容：：了解初步設設計文件和和施工圖設設計文件的的主要內容容和要求。。重點和難點點：重點掌握初初步設計文文件中工藝藝設計部分分的內容。。第一章化化工廠設計計概述《化工設計計》1.4設計文件－、初步設設計文件初步設計的的設計文件件應包括以以下兩部分分內容：設設計說明書書和說明書書的附圖、、附表?；S初步步設計說明明書內容和和編寫要求求，依據《《化工廠初初步設計文文件內容深深度規(guī)定》》和設計的的范圍（整整個工廠，，一個車間間，或一套套裝置）、、規(guī)模的大大小和主管管部門的要要求而不同同，對煉油油、化工廠廠的初步設設計的內容容和編寫要要求。1.4設計文件第一章化化工廠設計計概述《化工設計計》1.4設計文件二、施工圖圖設計文件件設計施工圖圖是工藝設設計的最終終成品，應應依據HG20519-92《化工工工藝設計施施工圖內容容和深度統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)定》》，在初步步設計的基基礎上進行行編制。它它由文字說說明、表格格和圖紙三三部分組成成，編制每每個獨立的的裝置或主主項施工圖圖的內容深深度及設計計規(guī)定。1.4設計文件第一章化化工廠廠設計概概述《化工設設計》1.5計算機在在化工廠廠設計中中的應用用在化工廠廠設計中中，設計計的速度度和質量量，對整整個設計計過程的的進度和和以后的的施工質質量將有有很大的的影響。。隨著計計算機及及其應用用技術的的迅猛發(fā)發(fā)展，計計算機繪繪圖技術術發(fā)展很很快，也也出現了了很多流流程計算算軟件，，例如AutoCAD2006，，SolidWorks2006，ProEngineer2001，CAMX，ASPENPLUS等等，PVCADV3.0。。同時還出出現了三三維工廠廠設計及及三維配配管工程程設計軟軟件，例例如PlantSpace，，PEDS，PDMS，PROCAD.3DSMARTV2005.2，，PlantProfessional2006，，AutoPipeR2004，，AutoPD等。1.5計計算機機在化工工廠設計計中的應應用《化工設設計》化工流程程模擬軟軟件AspenProIIChemcad《化工設設計》化工流程模擬軟件件的對比比一般認為為，PROII在煉油油工業(yè)應應用更為為準確些些，因其其數據庫庫中有不不少經驗驗數據；；而ASPEN在化工工領域表表現更好好。有人比喻喻：PROII是經驗驗派，ASPEN是學學院派。?！痘ぴO設計》化工流程模擬軟件件的對比比ASPEN是智智能型的的，用于于化工領領域流程程模擬比比較大或或長的流流程，而而且數據據庫比較較全，開開放式的的。PRO／／II可可以用于于設備核核算，流流程短，，或精餾餾核算。。Chemcad相對較較差，網網上到處處都可以以下載。。僅用于于學校使使用?！痘ぴO設計》化工流程模擬軟件件的對比比ASPENplus的計算算是最精精確的，，數據庫庫的建設設也是最最完善的的。不過過由于它它考慮的的方面非非常全面面，所以以學起來來比較費費勁。Chemcad的界面面操作讓讓人感覺覺非常簡簡單，使使用起來來比較順順手。但但是數據據庫不是是太大，，5.0版本，，就只有有2000中常常用物質質的物性性數據。。PRO／／II在在這兩方方面都在在中間。?！痘ぴO設計》學習化工工流程模模擬軟件件必備知知識化工原理理：講化化工過程程的單元元操作熱力學方方法：講講述物性性計算方方法化工系統(tǒng)統(tǒng)工程：：講述如如何對化化工系統(tǒng)統(tǒng)進行建建模，分分析、求求解如如果簡簡單掌握握前兩點點就可以以了，如如果想進進一步深深入，還還需看看看第三點點?！痘すぴO設計計》》工程程倫倫理理學學（（Engineeringethics））美國國化化學學工工程程師師協協會會會會員員應應以以誠誠實實和和無無私私、、忠忠于于雇雇主主、、客客戶戶和和大大眾眾；；努努力力提提高高工工程程專專業(yè)業(yè)的的勝勝任任能能力力和和聲聲望望．．運運用用其其知知識識及及技技能能增增加加人人類類福福祉祉來來支支持持和和推推進進工工程程專專業(yè)業(yè)的的廉廉正正．．榮榮譽譽和和尊尊嚴嚴，，為為達達到到這這些些目目標標，，會會員員應應：：1．．在在完完成成工工程程專專業(yè)業(yè)任任務務時時，，首首先先考考慮慮到到公公眾眾的的安安全全、、健健康康和和福福祉祉。。2．．如如發(fā)發(fā)現現其其工工作作后后果果將將對對其其同同事事或或公公眾眾現現有有的的或或將將來來的的健健康康、、安安全全構構成成不不利利影影響響時時，，正正式式地地忠忠告告其其雇雇主主或或客客戶戶。。（（如如認認為為正正確確可可考考慮慮進進一一步步通通告告））3．．對對其其行行動動承承擔擔責