現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案

第二章化工廠設(shè)計(jì)概述2.1我國化工廠基建普通程序基建：基本建設(shè)簡(jiǎn)稱，一個(gè)項(xiàng)目從構(gòu)想到建成投產(chǎn)過程。我國化工廠基建程序以下：前期資料（信息）搜集整理工作項(xiàng)目提議書初步或詳細(xì)可行性研究初步?jīng)Q議、工程評(píng)定、最終決議計(jì)劃任務(wù)書投資決議期（階段）現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第1頁初步設(shè)計(jì)擴(kuò)初設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)

施工設(shè)計(jì)及施工期（階段）

試生產(chǎn)正式投產(chǎn)運(yùn)行試生產(chǎn)期（階段）化工廠基建分成三個(gè)階段，其它行業(yè)工廠建立程序也大抵如此?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第2頁2.1.1項(xiàng)目提議書定義：將搜集到相關(guān)項(xiàng)目標(biāo)資料（信息）整理成文，由某地域、部門、企業(yè)向其上級(jí)主管部門提出申請(qǐng)項(xiàng)目投資立項(xiàng)文件。項(xiàng)目提議書應(yīng)該包含主要內(nèi)容（章節(jié)）：（1）、項(xiàng)目標(biāo)背景、意義；（2）、產(chǎn)品價(jià)格和市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)分析；（3）、產(chǎn)品方案和建設(shè)規(guī)模；（4）、工藝技術(shù)路線和技術(shù)起源；（5）、原料、燃料、動(dòng)力、水供給、運(yùn)輸，產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)龋唬?）、廠址選擇和廠址條件；（7）、環(huán)境保護(hù)方案；（8）、消防及安全辦法；（9）、工廠定員及人力資源起源；現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第3頁（10）、投資估算、資金籌措方案；（11）、基建及投資規(guī)劃；（12）、經(jīng)濟(jì)效益初步分析與評(píng)價(jià)；（13）、結(jié)論及提議項(xiàng)目提議書實(shí)質(zhì)：想投資該項(xiàng)目標(biāo)主體，將它前期搜集全部資料（信息），經(jīng)過加工（初步定量計(jì)算、并結(jié)合教授經(jīng)驗(yàn)）處理，按以上主要章節(jié)整理成一本文件。其目標(biāo)就是要打動(dòng)上級(jí)決議者，讓決議人下決心上該項(xiàng)目。項(xiàng)目建議書被批準(zhǔn)后，才能往下接著進(jìn)行項(xiàng)目可行性研究?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第4頁2.1.2項(xiàng)目可行性研究（簡(jiǎn)稱“可研”）可行性研究定義：依據(jù)國家、地域、行業(yè)、部門經(jīng)濟(jì)整體規(guī)劃或布局，對(duì)擬建項(xiàng)目標(biāo)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和工程、安全、環(huán)境保護(hù)等問題進(jìn)行詳細(xì)研究與分析。就該項(xiàng)目是否該建、是否緩建、怎樣建提出提議，為投資決議提供更可靠依據(jù)。

可行性研究匯報(bào)（按內(nèi)容深度分）初步可行性研究詳細(xì)可行性研究

可行性研究匯報(bào)（依據(jù)資金起源、投資額、主要性）業(yè)主自行委托上級(jí)主管部門指定現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第5頁可行性研究匯報(bào)，必須由有對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)資質(zhì)或咨詢資質(zhì)單位來完成。可行性研究匯報(bào)實(shí)質(zhì)：主要內(nèi)容就是項(xiàng)目標(biāo)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析匯報(bào)，要求針對(duì)業(yè)主自己做出項(xiàng)目提議書內(nèi)容逐一地進(jìn)行論證研究與分析。相對(duì)于項(xiàng)目提議書，可行性研究匯報(bào)在以下方面需要加強(qiáng)：（1）、重新搜集信息資料，尤其是要求重新做市場(chǎng)預(yù)測(cè)分析；（2）、做初步工藝計(jì)算，對(duì)項(xiàng)目標(biāo)投資、產(chǎn)品成本、經(jīng)濟(jì)效益盡可能詳細(xì)估算；（3）、加強(qiáng)不確定性、風(fēng)險(xiǎn)性分析；（4）、得出明確結(jié)論與提議項(xiàng)目標(biāo)可行性研究十分主要，是基建程序中替國家、業(yè)主把關(guān)關(guān)鍵步驟現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第6頁2.1.3計(jì)劃任務(wù)書（設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書）起源：項(xiàng)目可行性匯報(bào)經(jīng)過論證會(huì)（評(píng)審會(huì)）經(jīng)過后，上級(jí)主管部門將下達(dá)“關(guān)于××項(xiàng)目可行性研究匯報(bào)批復(fù)”和“關(guān)于××項(xiàng)目標(biāo)設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書”。定義：由上級(jí)主管部門對(duì)擬建項(xiàng)目標(biāo)地點(diǎn)、規(guī)模、投資、建設(shè)期、勞動(dòng)定員等問題，下達(dá)“要求性”文件。它和可行性研究匯報(bào)一起，共同作為項(xiàng)目標(biāo)設(shè)計(jì)依據(jù)。關(guān)注我國投資體制改革問題：（1）、財(cái)政資金和限制目錄；（2）、誰投資、誰決議、誰收益、誰負(fù)擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)；（3）、國家宏觀調(diào)控下，市場(chǎng)配置資源標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第7頁2.1.4化工項(xiàng)目基建設(shè)計(jì)階段

化工項(xiàng)目設(shè)計(jì)（按設(shè)計(jì)深度）初步設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)設(shè)計(jì)）擴(kuò)初設(shè)計(jì)（擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)）施工圖設(shè)計(jì)（施工設(shè)計(jì)）一、初步設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)深度最淺設(shè)計(jì)階段，普通只要求：1、PID圖；2、物料及熱量核實(shí)計(jì)算；3、對(duì)土建、公用工程提出要求；4、對(duì)工廠布置（總圖）和車間布置提出要求、提議；5、工程概算；6、初步設(shè)計(jì)說明書。這就是所謂“三段設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)三個(gè)階段）”現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第8頁二、擴(kuò)初設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，針對(duì)工程關(guān)鍵技術(shù)（主要指關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵工藝）工段，補(bǔ)充以下文件：1、關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)圖紙；2、關(guān)鍵設(shè)備布置圖；3、關(guān)鍵工藝工段操作說明；4、擴(kuò)初設(shè)計(jì)說明書。注意：對(duì)于有設(shè)備創(chuàng)新、工藝技術(shù)創(chuàng)新化工工程，擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段是十分必要。

但總體而言，擴(kuò)初設(shè)計(jì)只是從初步設(shè)計(jì)到施工圖設(shè)計(jì)一個(gè)過渡階段，它還不能指導(dǎo)施工建設(shè)?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第9頁三、施工圖設(shè)計(jì)這是最詳細(xì)、最深入工程設(shè)計(jì)階段。只有它設(shè)計(jì)文件，才能交給施工隊(duì)進(jìn)行施工建設(shè)。是針對(duì)初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)初設(shè)計(jì)完全詳細(xì)化。對(duì)化工工藝部分設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)要出主要文件：1、PID最終版；2、UID圖；3、全部設(shè)備施工圖；4、平立面布置圖；5、配管圖（配管設(shè)計(jì)圖）；6、施工材料明細(xì)表；7、工程預(yù)算書；8、施工圖設(shè)計(jì)說明書。等等?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第10頁注意：按項(xiàng)目工程大小及復(fù)雜程度、上級(jí)主管部門要求、設(shè)計(jì)能力等情況，設(shè)計(jì)階段分成三種情況：簡(jiǎn)單工程：一步直接做施工圖設(shè)計(jì)中等復(fù)雜工程：初步設(shè)計(jì)

施工圖設(shè)計(jì)復(fù)雜、創(chuàng)新工程：初步設(shè)計(jì)擴(kuò)初設(shè)計(jì)

施工圖設(shè)計(jì)最終落腳點(diǎn)都是施工圖設(shè)計(jì)每步設(shè)計(jì)對(duì)要進(jìn)行嚴(yán)格審查問題：為何要將設(shè)計(jì)進(jìn)行分段？現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第11頁2.1.5化工項(xiàng)目（工程）試生產(chǎn)化工項(xiàng)目（工程）試生產(chǎn)次序（步驟）：1、清理現(xiàn)場(chǎng)2、清洗設(shè)備及管道（水洗、氣沖，并注意清洗次序）3、設(shè)備單體試車（以水代料）4、整個(gè)工程以水代料聯(lián)動(dòng)試車5、投入物料進(jìn)行試試車注意：期間穿插人員安全、健康、工藝操作培訓(xùn)。另外，試生產(chǎn)普通處于非正常工況。現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第12頁2.2工藝包設(shè)計(jì)1、工藝包定義工藝包是一個(gè)專用技術(shù)名詞，特指某個(gè)化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)方面全部技術(shù)文件總和。工藝包是一個(gè)化工廠工藝關(guān)鍵技術(shù)文件。工藝包起源國內(nèi)高等院校、研究院所國外專利商2、工藝包（工藝包設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容（1）、工藝包范圍；（2）、工藝詳細(xì)說明（原料、公用工程、產(chǎn)品規(guī)格，操作條件及流程說明，控制方案，物料性質(zhì)等。）；（3）、物料及能量核實(shí)；現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第13頁（4）、PID圖；（5）、設(shè)備一覽表（設(shè)備規(guī)格、材質(zhì)、數(shù)量等）；（6）、布置提議；（7）、化驗(yàn)、檢修要領(lǐng)等。

從工藝包內(nèi)容來看，它基本到達(dá)了工藝初步設(shè)計(jì)深度。我國設(shè)計(jì)院基本都是從接手工藝包開始，直接做項(xiàng)目過程擴(kuò)初設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第14頁2.3化工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟

化工廠設(shè)計(jì)除了化工工藝設(shè)計(jì)外，還包含工廠總圖設(shè)計(jì)、廠房土建設(shè)計(jì)、公用工程設(shè)計(jì)、外管設(shè)計(jì)等等。

但化工工藝設(shè)計(jì)是整個(gè)化工廠設(shè)計(jì)關(guān)鍵?；すに囋O(shè)計(jì)貫通初步設(shè)計(jì)、擴(kuò)初設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)每個(gè)階段。

一個(gè)化工流程特征（特點(diǎn)、特征、性能）決定于它內(nèi)部一些特征參數(shù)：化工流程特征參數(shù)流程單元結(jié)構(gòu)參數(shù)單元種類、數(shù)量單元之間位置關(guān)系流股走向關(guān)鍵單元設(shè)備特征參數(shù)關(guān)鍵工藝工段操作參數(shù)現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第15頁化工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟第一步：流程組織（過程合成）第二步：物料衡算及熱量衡算第三步：設(shè)備設(shè)計(jì)及選型第四步：PFD圖及PID圖設(shè)計(jì)與繪制第五步：車間流程平立面布置設(shè)計(jì)第六步：主要材料表及概（預(yù)）算（工藝部分）第七步：對(duì)流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析第八步：編寫工藝設(shè)計(jì)說明書內(nèi)循環(huán)優(yōu)化外循環(huán)優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)不是一蹴而就，要做許多回合優(yōu)化調(diào)整。現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第16頁內(nèi)循環(huán)優(yōu)化：在流程結(jié)構(gòu)不變前提下，經(jīng)過修改、調(diào)整流程內(nèi)部部分設(shè)備參數(shù)和操作參數(shù)，來對(duì)流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。外循環(huán)優(yōu)化：在內(nèi)循環(huán)優(yōu)化不能滿足優(yōu)化目標(biāo)情況下，重新做流程組織，對(duì)流程結(jié)構(gòu)進(jìn)行改頭換面大變動(dòng)，而到達(dá)對(duì)流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)。內(nèi)循環(huán)優(yōu)化經(jīng)慣用于老流程改造，并對(duì)試驗(yàn)室研究開發(fā)有指導(dǎo)意義。外循環(huán)優(yōu)化經(jīng)慣用于新廠設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)多個(gè)流程方案進(jìn)行分析比較。

二層循環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)，工作量巨大，手工設(shè)計(jì)極難完成，只有靠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第17頁

從化工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟能夠看出，設(shè)計(jì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、計(jì)算機(jī)輔助化工設(shè)計(jì)三者之間關(guān)系：（1）、設(shè)計(jì)出一個(gè)或幾個(gè)較優(yōu)流程是設(shè)計(jì)最終目標(biāo)；（2）、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析是判斷流程優(yōu)劣依據(jù)（標(biāo)準(zhǔn)）；（3）、計(jì)算機(jī)輔助化工設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)有力伎倆。注意：（1）、在PID圖中，關(guān)于管路信息、控制回路信息十分豐富。（2）、依據(jù)設(shè)計(jì)不一樣階段，化工工藝設(shè)計(jì)深度也對(duì)應(yīng)改變?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第18頁

PID圖樣本現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第19頁2.4化工廠設(shè)計(jì)中一些全局性問題2.4.1化工廠廠址選擇

廠址選擇是在基建投資決議階段必須處理主要問題，由工藝系統(tǒng)專業(yè)部總圖專業(yè)牽頭完成。

是項(xiàng)目提議書、可行性研究匯報(bào)中必不可少內(nèi)容。

化工廠廠址選擇結(jié)果，直接影響到設(shè)計(jì)、投資、運(yùn)行成本、生產(chǎn)情況?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第20頁一、化工廠廠址選擇工作程序廠址選擇準(zhǔn)備階段現(xiàn)場(chǎng)考查工作多方案比較完成廠址選擇匯報(bào)從全廠工藝及發(fā)展眼光出發(fā)，確定用地大小，初選幾處，搜集當(dāng)?shù)厮?、地質(zhì)、天氣、人文、歷史、用地政策、投資政策等信息。

在項(xiàng)目提議書階段不強(qiáng)求有選址匯報(bào)，但選址匯報(bào)一定要同時(shí)于可行性研究匯報(bào)（或先于“可研”）完成。能夠作為可行性研究匯報(bào)獨(dú)立章節(jié)?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第21頁二、化工廠廠址選址幾個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)1、應(yīng)符合國家、地域、行業(yè)、部門發(fā)展大局需要；2、應(yīng)選在原料、燃料、動(dòng)力充分，運(yùn)輸方便，產(chǎn)品銷售便利地域。并在公用工程、生活設(shè)施有良好基礎(chǔ)地域；3、化工廠廠址附近應(yīng)該有良好、充分水源；（化工類企業(yè)對(duì)水有強(qiáng)烈需求依賴）4、應(yīng)該注意節(jié)約用地及占地種類，并考慮工廠發(fā)展需要；5、應(yīng)考慮附近居民安全與健康，廠址氣候及防災(zāi)害能力。6、防止建在國家或地域水利、歷史、自然、文化等各類保護(hù)區(qū)。

另外，廠址地方投資及稅收政策、人力資源及成本、管理是否方便、協(xié)作關(guān)系等社會(huì)原因也應(yīng)綜合考慮?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第22頁2.4.2化工廠總圖布置總圖布置（工廠布置、總圖運(yùn)輸），由總圖專業(yè)牽頭完成?；S廣義“車間”包含以下部分：化工廠主要生產(chǎn)車間輔助生產(chǎn)車間（機(jī)修、電儀修、中央化驗(yàn)室、倉庫等）服務(wù)型車間（廠區(qū)辦公樓、職員宿舍、醫(yī)藥、食堂等）公用工程車間（水、電、汽、氣、冷凍）主要生產(chǎn)車間含義：

車間輸入物流輸出物流特點(diǎn)：輸入物流和輸出物流，其物質(zhì)在分子層面、形態(tài)、純度等性質(zhì)發(fā)生了改變?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第23頁一、總圖布置定義

在全方面掌握工廠工藝概況前提下，結(jié)合廠區(qū)各種內(nèi)、外部條件，對(duì)化工廠全部車間在廠址范圍內(nèi)進(jìn)行合理布局，以期取得安全、經(jīng)濟(jì)人流及物流流動(dòng)路線?？倛D布置樣圖現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第24頁二、化工廠總圖布置幾條基本標(biāo)準(zhǔn)1、應(yīng)盡可能考慮生產(chǎn)工藝流程要求，防止物流交叉，縮短物流路線。并盡可能降低人流和物流交叉。1231232、對(duì)公用工程有大需求車間，應(yīng)考慮其與外界聯(lián)絡(luò)，并盡可能靠近其供給源。同時(shí)恪守“負(fù)荷集中”標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第25頁3、廠區(qū)內(nèi)與外界有大運(yùn)輸量車間應(yīng)盡可能布置在廠區(qū)外緣。4、廠區(qū)內(nèi)同類型或相同類型車間應(yīng)盡可能集中布置。（“同類集中”標(biāo)準(zhǔn)）（如制藥廠內(nèi)同類藥品種、劑型集中，放射、有毒、易燃易爆類分別集中）5、廠區(qū)布置應(yīng)考慮防火、防爆及衛(wèi)生健康要求。（易燃易爆車間不要布置在廠區(qū)中央，并考慮相鄰車間安全。有粉塵、氣味車間盡可能布置在下風(fēng)口）6、工廠布置應(yīng)考慮工廠、車間發(fā)展需要。現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第26頁2.4.3化工廠車間布置一、化工廠車間組成生產(chǎn)部分原料工段生產(chǎn)工段成品工段回收工段控制室輔助部分變配電室通風(fēng)空調(diào)室車間化驗(yàn)室機(jī)電儀修室各類中轉(zhuǎn)室生活部分車間辦公室工人休息室浴室及更衣間衛(wèi)生間化工廠一個(gè)車間現(xiàn)代化工廠工藝設(shè)計(jì)方案第27頁車間布置任務(wù)：在化工廠總圖布置框架下，按車間生產(chǎn)流程工藝要求，同時(shí)考慮安全、操作方便、設(shè)備維修、經(jīng)濟(jì)合理等原因