化工設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序.ppt

,1 婁愛娟,吳志泉,吳敘美編. 化工設(shè)計(jì). 華東理工大學(xué)出版社，2002 2 黃璐,王保國編.化工設(shè)計(jì). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 3 王靜康主編.化工設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995,教材：,主要參考書：,陳聲宗主編. 化工設(shè)計(jì)（第三版）. 化學(xué)工業(yè)出版社，2012,2010年6月教育部開始實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃” 專業(yè)教育工程認(rèn)證,工程能力和創(chuàng)新能力,化工設(shè)計(jì)大賽,核心課程,大學(xué)生,工程師,1 化工設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序,教學(xué)內(nèi)容： 1、化工設(shè)計(jì)的種類 2、化工廠設(shè)計(jì)的工作程序 3、化工車間(裝置)工藝設(shè)計(jì)的程序及設(shè)計(jì)內(nèi)容 4、設(shè)計(jì)文件 教學(xué)目的: 了解化工設(shè)計(jì)的程序、內(nèi)容、方法、工程技術(shù)人員通過設(shè)計(jì)，按工藝技術(shù)要求將想象內(nèi)容轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實(shí)。 重 點(diǎn): 化工設(shè)計(jì)的內(nèi)容及基礎(chǔ)知識 難 點(diǎn): 與各基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識的結(jié)合點(diǎn) 教學(xué)課時(shí): 2學(xué)時(shí) 教學(xué)方法： 多媒體講授、課堂討論,化工工程設(shè)計(jì)：將原料和能源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的規(guī)劃與實(shí)施過程。是將科研成果、新技術(shù)付諸生產(chǎn)實(shí)踐的過程，是化工企業(yè)得以建立的必經(jīng)之路。,設(shè) 想,化工工程設(shè)計(jì)的意義： 新項(xiàng)目施工建設(shè)； 技術(shù)改造：對已投產(chǎn)的生產(chǎn)裝置如何發(fā)現(xiàn)并解決生產(chǎn)中的問題、改進(jìn)工藝、提高生產(chǎn)效率； 科研成果的轉(zhuǎn)化。,化工設(shè)計(jì)：科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合,科 學(xué),設(shè)計(jì)人員運(yùn)用化學(xué)工程與工藝的基礎(chǔ)知識，解決工程中的有關(guān)問題,考慮技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合,藝術(shù),需要通過實(shí)驗(yàn)或憑借經(jīng)驗(yàn)來正確，利用所獲得的資料及數(shù)據(jù)解決工程問題,化工設(shè)計(jì)原則： (1)符合國家的經(jīng)濟(jì)政策和技術(shù)政策，合理運(yùn)用國家的財(cái)富和資源； (2)工藝上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理； (3)盡可能吸收最新科技成果，力求技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益更大； (4)不造成環(huán)境污染； (5)符合國家工業(yè)安全與衛(wèi)生要求。,化工設(shè)計(jì)人員的必備素質(zhì)： 1、業(yè)務(wù)素質(zhì)：（工程能力） 具有查閱資料、搜集數(shù)據(jù)（文獻(xiàn)和現(xiàn)場）的能力，并能進(jìn)行綜合與應(yīng)用； 具有技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合、勞動(dòng)安全與環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)，并通過運(yùn)用這些觀點(diǎn)去觀察、分析和解決問題的能力； 工程計(jì)算的能力； 與其他專業(yè)配合的能力； 用文字、圖紙、表格表達(dá)設(shè)計(jì)思想的能力； 2、高度的責(zé)任心(工程道德）和協(xié)作溝通能力；,化工設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，化工工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)： 各專業(yè)集體設(shè)計(jì)，工藝專業(yè)起組織匯總，龍頭的作用，必須對各專業(yè)進(jìn)行技術(shù)交底，提出工藝要求、條件。 以圖紙、說明書、表格作為最終設(shè)計(jì)成果。 不斷創(chuàng)新，及時(shí)采用新技術(shù)、新信息。,化工廠特點(diǎn) 工藝流程復(fù)雜?；どa(chǎn)從特定的原料出發(fā)通過化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品，需經(jīng)過幾個(gè)甚至十幾個(gè)反應(yīng)，還需原料處理、產(chǎn)品提純、精制、貯存等過程。伴隨著大量的輔助工程和公用工程。 操作狀態(tài)變化大。化工產(chǎn)品生產(chǎn)操作狀態(tài)許多是在高溫高壓、低溫高壓條件下進(jìn)行的，而這個(gè)條件是其他行業(yè)一般不需要的。例如：我國設(shè)計(jì)的合成氨，操作壓力達(dá)30MPa；在乙烯深冷分離流程中溫度在-170以下。,流體輸送多。化工生產(chǎn)絕大多數(shù)流程是流體流程，化工裝置管道最多(約占安裝工程用工的40左右)，與之相應(yīng)的輸送設(shè)備如泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)在工程中所占比例也很多。 具有腐蝕性?；どa(chǎn)過程的介質(zhì)很多，PH值常大于或小于7，如強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，它們對金屑有著強(qiáng)烈的腐蝕性。因此，除了對設(shè)備、管道的材質(zhì)有持殊要求外，還要求對化工廠的建、構(gòu)筑物采取襯里、防腐涂料等防腐蝕措施。 具有毒性。在化工生產(chǎn)中，很多化工產(chǎn)品都是有毒的，對化工生產(chǎn)裝置操作的安全衛(wèi)生等方面提出了持殊要求。,易燃、易爆性。在化工生產(chǎn)中的原料及產(chǎn)品有些是易燃易爆的。如一氧化碳、氫氣、烷烴、烯烴、炔烴類及其衍生物，特別是苯、甲苯的硝化物是屬于炸藥一類的物質(zhì)，生產(chǎn)這些產(chǎn)品的裝置建設(shè)，對防爆要求很高，尤其是對電氣工程、自動(dòng)化儀表工程的要求更高。（安全性） 非標(biāo)設(shè)備多。化工生產(chǎn)過程的各個(gè)單元大部分是在靜止設(shè)備如反應(yīng)器、換熱器、蒸餾塔、結(jié)晶器、蒸發(fā)器、容器中進(jìn)行的，另外由于化工生產(chǎn)大多數(shù)物料是流體，故原料、半成品、成品的貯存多采用貯罐、球罐、油罐、氣柜一類的大型容器，使化工生產(chǎn)的非標(biāo)設(shè)備非常多。,化工廠分類 按產(chǎn)品分類，可分為：日用化工廠 石油化工廠 農(nóng)藥化工廠 橡膠廠 塑料廠等種類繁多的化工廠。 按生產(chǎn)規(guī)模分類，可分為：大型化工廠 中型化工 小型化工廠。,化工廠結(jié)構(gòu) 人：化工廠的人員配置，有機(jī)關(guān)人員、工程技術(shù)人員(如總工程師、工程師、技術(shù)員等)，操作人員及后勤行政人員(如銷售等)。 財(cái)：化工廠的資金，分為固定資產(chǎn)及流動(dòng)資金兩大類。 物：化工廠的物資包括各種機(jī)器設(shè)備、材料及各種儀表等。 產(chǎn)：生產(chǎn)。 供：原材料及必要的機(jī)器設(shè)備，提供檢修所需的一切物資。 銷：產(chǎn)品的銷售。,化工廠組成 一般化工廠是由生產(chǎn)部門以及輔助生產(chǎn)部門等組成的： 生產(chǎn)部門：一般根據(jù)不同產(chǎn)品分成不同生產(chǎn)車間，在每個(gè)生產(chǎn)車間中又按工藝流程設(shè)置原料工段、生產(chǎn)工段、成品工段、回收工段等。 輔助部門：原料及產(chǎn)品罐區(qū)或倉庫、鍋爐房、壓縮空氣站、冷凍站、循環(huán)水站、真空泵房、變電配電室、三廢處理車間、機(jī)修車間、消防站等。 行政、生活部門：行政辦公樓、更衣室、浴室、食堂、醫(yī)務(wù)室、門衛(wèi)等。,1.1 化工設(shè)計(jì)的種類,一、根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)分類：,新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)； 重復(fù)建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)； 技改項(xiàng)目設(shè)計(jì)。,二、化工過程開發(fā)程序：,1.1 化工設(shè)計(jì)的種類,化工工程設(shè)計(jì)階段的劃分 工程設(shè)計(jì)可根據(jù)工程的重要性、技術(shù)復(fù)雜性、技術(shù)的成熟程度及計(jì)劃任務(wù)書的規(guī)定，分為三段設(shè)計(jì)、兩段設(shè)計(jì)和一段設(shè)計(jì)。 三段設(shè)計(jì)：重要的大型企業(yè)，使用復(fù)雜的技術(shù)時(shí)，為保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，按初步設(shè)計(jì)、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段進(jìn)行； 兩段設(shè)計(jì)：一般技術(shù)比較成熟的大中型工廠或車間的設(shè)計(jì)，可按擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段進(jìn)行； 一段設(shè)計(jì)：技術(shù)上比較簡單，規(guī)模較小的工廠或車間的設(shè)計(jì)，可直接進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。,三、國際通用的設(shè)計(jì)階段劃分：,國際通用設(shè)計(jì)體制把全部設(shè)計(jì)劃分為：,1.1 化工設(shè)計(jì)的種類,國外個(gè)設(shè)計(jì)階段的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及成品,1.1 化工設(shè)計(jì)的種類,1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,一、國內(nèi)化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,（一）項(xiàng)目建議書,(1)項(xiàng)目建設(shè)的目的和意義，即項(xiàng)目提出的背景和依據(jù)，投資的必要性及經(jīng)濟(jì)意義； (2)產(chǎn)品需求的初步預(yù)測； (3)產(chǎn)品方案和擬建規(guī)模； (4)工藝技術(shù)初步方案（生產(chǎn)方法，工藝路線和技術(shù)來源）； (5)主要原材料、燃料和動(dòng)力的供應(yīng)； (6)建廠條件和廠址初步方案； (7)公用工程及輔助設(shè)施初步方案,1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,(8)環(huán)境保護(hù)； (9)工廠組織，勞動(dòng)定員； (10)項(xiàng)目實(shí)施初步規(guī)劃； (11)投資估算和資金籌措方案； (12)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的初步估算； (13)結(jié)論與建議。,我國規(guī)定： 投資超過2億（包括2億）項(xiàng)目由國家發(fā)改委或國務(wù)院批準(zhǔn) 投資超過5000萬（包括5000萬）項(xiàng)目由省級主管部門批準(zhǔn) 小型項(xiàng)目當(dāng)?shù)刂鞴懿块T批準(zhǔn),1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,（二）可行性研究報(bào)告,(1)總論，包括項(xiàng)目名稱、主辦單位名稱、企業(yè)性質(zhì)及法人、可行性研究的依據(jù)、可行性研究的主要內(nèi)容和論據(jù)、只要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、評價(jià)的結(jié)論性意見，存在問題和建議等； (2)需求預(yù)測：包括國內(nèi)外需求情況和產(chǎn)品的價(jià)格分析； (3)產(chǎn)品的生產(chǎn)方案和生產(chǎn)規(guī)模； (4)工藝技術(shù)方案的選擇、物料平衡和消耗定額、主要設(shè)備的選擇、工藝和設(shè)備擬采用標(biāo)準(zhǔn)化的情況等； (5)原材料、燃料及水電汽的來源和供應(yīng)；,(6)建廠條件和廠址選擇布局方案； (7)公用工程和輔助設(shè)施方案； (8)節(jié)能； (9)環(huán)境保護(hù)； (10)勞動(dòng)保護(hù)與安全； (11)工廠組織、勞動(dòng)定員和人員培訓(xùn)； (12)項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃； (13)投資估算和資金籌措； (14)經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)及社會(huì)效益評價(jià)； (15)結(jié)論：包括綜合評價(jià)和研究結(jié)論、存在問題及建議等。,1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,（三）設(shè)計(jì)任務(wù)書,(1)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的目和依據(jù)； (2)生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)方法或工藝原則； (3)礦產(chǎn)資源、水文地質(zhì)、原材料、燃料、動(dòng)力、供水、運(yùn)輸?shù)葏f(xié)作條件； (4)資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)、三廢治理的要求； (5)廠址和占地，面積和城市規(guī)劃的關(guān)系； (6)防空、防震的要求； (7)建設(shè)工期和進(jìn)度計(jì)劃； (8)投資控制數(shù)； (9)勞動(dòng)定員和組織管理制度； (10)經(jīng)濟(jì)效益、資金來源、投資回收年限。,1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,（四）擴(kuò)大初步設(shè)計(jì),擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果,（五）施工圖設(shè)計(jì),工藝專業(yè)施工圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容：,(1) 設(shè)計(jì)說明書； (2) 附圖： 管道及儀表流程圖 工藝設(shè)備布置圖 工藝設(shè)備安裝圖 公用工程系統(tǒng)圖 管道布置圖（配管圖） 管架管件圖 設(shè)備管口方位圖等等 (3) 附表： 設(shè)備一覽表、工藝管路一覽表、管段表、管架表、綜合材料表等等,1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,（六）設(shè)計(jì)代表工作,（1）設(shè)計(jì)交底 （2）參加現(xiàn)場建設(shè)指揮和及時(shí)修正； （3）參加裝置的試運(yùn)轉(zhuǎn)； （4）竣工、驗(yàn)收和總結(jié),1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,我國化工設(shè)計(jì)采用四級審核，即設(shè)計(jì)、校對、審核、批準(zhǔn)。 化工設(shè)計(jì)的單位的資質(zhì)分為四級：甲級、乙級、丙級、丁級,目前國際習(xí)慣劃分： 工藝設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì) 詳細(xì)工程設(shè)計(jì),二、國外通用設(shè)計(jì)程序,1.2 化工廠設(shè)計(jì)的工作程序,一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作,1.3 化工車間工藝設(shè)計(jì)的程序及內(nèi)容,熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書 制定設(shè)計(jì)工作計(jì)劃 查閱文獻(xiàn) 收集一手資料,二、方案設(shè)計(jì),確定生產(chǎn)方法和工藝流程,舉例：溴,三、化工計(jì)算,物料衡算 能量衡算 設(shè)備選型及計(jì)算,四、車間布置設(shè)計(jì),五、配管工程設(shè)計(jì),六、提供設(shè)計(jì)條件,七、編制概算書和編制設(shè)計(jì)文件,1.3 化工車間工藝設(shè)計(jì)的程序及內(nèi)容,1.4 設(shè)計(jì)文件,一、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)文件,具體內(nèi)容：自學(xué)（P11-20）,二、施工圖設(shè)計(jì)文件,施工圖設(shè)計(jì)文件,文字說明,表格,圖紙,具體內(nèi)容：自學(xué)（P20-22）,化工設(shè)計(jì)還必須遵循國家和行業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)的政策、法規(guī)。其中主要的例舉如下（一小部分）： 1、化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范 HG/T 206491998 2、工礦企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 501871993 3、石油化工工藝裝置布置設(shè)計(jì)通則 SH3011-2000 4、石油化工給水排水管道設(shè)計(jì)圖例 SH 3089-1998 5、石油化工管道器材