化学工程与工艺_应用化学 专业 化学工程与工艺专业基础综合...

图纸符合要求，包括必要的文字、说明、图例、图签等

图纸

4 化工反应单元的物料和能量衡算

物料和能量衡算是化工中经常遇到的任务
设计－物料和能量衡算是工艺计算的基础 生产－提高产量、节能降耗的依据

反应单元物料和能量衡算的特点
存在化学反应； 反应多样性（主副反应，连串反应）－反应的选择性； 反应的不完全性－转化率

物料和热量衡算资料
生产步骤、主副反应方程 原料、中间体、副产品的规格及其物化数据 物料和能量的计算方法和有关公式 设备计算资料 流程图、设备草图、国标、定型设备图集 物性参数、过程参数、计算方法和公式

车间、管道布置资料 非工艺设计资料－自控,仪表,土建,采暖,水电汽,三废 其他有关资料－经济指标、原料供应、产品销售、总图,…

3.2 设计
工艺方案确定、生产工艺流程草图（标准）
工艺方案－技术上先进、经济上合理 必要时对多种方案进行比较

物料与能量衡算

数质量流程图 （标准）
在物料能量衡算后绘制，为设备选型、计算做准备

带控制点的工艺流程图（标准）
设备选型与计算

车间布置

其它：管路计算与布置、非工艺部分、技术经济分析

注意：设备示意图、管线与流向、图例、设备一览表

施工图设计 把初步设计具体化，形成能用于组织施工、设备制 造安装的施工图纸

化工设计阶段也有按 工艺设计、系统设计、施工图设计 划分的

2 化工专业综合基础设计
任务 相当于化工设计中初步设计阶段 （介于课程设计与毕业设计之间） 目的 通过专业基础综合设计，使学生
A 能够综合运用所学专业各门课程的基本知识，进行融会贯 通的独立思考； B 了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方 法，培养分析和解决工程实际问题的能力； C 树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负 责的工作作风
Fra Baidu bibliotek
专业基础综合设计任务书示例

3.1 资料搜集
设计资料是一切设计工作的基础 要求搜集的设计资料 全面、完整、准确、先进 设计资料的来源 设计单位、科研单位、生产厂家、手册
基建单位、供销单位
积累

搜集资料的内容包括 建厂资料－地理、气象、交通运输、水电气汽，…… 工艺流程资料 生产方法及其工艺流程
各生产方法的技术经济资料

无论是新厂建设还是老厂改造，化工设计均是不可缺少的环节

化工设计的任务

化工设计的任务(内容)包括 厂址选择
总体设计 工艺设计 非工艺设计

化工设计的特点
A 政策性、法规性－国民经济建设的要求；工业经济法规；环 保法规；考虑国情 B 多学科、多专业－工艺、机械、自控、电气、运输、土建、... C 继承的基础上，消化吸收，综合应用并有创造性
进行初步设计，完成初步设计的基本内容，编制出合格的设 计文件

设计任务书
规定建设规模、建厂地址、投资、原材料供应、动力和燃料供应、建设 进度、协作关系与设计分工等原则性问题 主要包括：
1 设计项目名称 2 建设规模（主要产品的等级、数量） 3 建设地址（和占地面积） 4 建设依据（原燃料供应、运输条件、水文和地址资料） 5 主要协作关系（协作产品，水、电、汽用量和规格） 6 主要技术经济指标（投资、消耗定额、成本估算、定员） 7 建设工程分期及建设进度 8 三废治理和综合利用 9 设计单位分工、设计进度 10 有关资料

专业基础综合设计应涵盖化工初步设计的主要内容
A 设计准备 C 化工计算 E 化工管路设计 G 编制概算书及设计文件

包括

B 方案设计 D 车间布置设计 F 给非工艺专业提供设计条件

要求 通过专业基础综合设计，提高以下几个方面的能力：
A 查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用公式 当缺乏必要数据时，会通过实验测定或到生产现场查定 B 在兼顾技术先进性、可行性，经济合理性的前提下，综合分 析设计任务要求，确定化工工艺流程、进行设备选型，并提 出保证过程正常、安全运行所需要的检测和计量参数

完整的专业基础综合设计（初步设计）文件

说明书

标题页、设计任务书、摘要、目录 概述－设计依据、指导思想、方案论证 车间组成、设计范围、项目、生产制度 产品、中间体、原料的规格与包装 工艺方案简介、工艺流程草图及说明 物料与能量衡算 主体设备的设计、辅助设备的计算与选型 设计结果概要或设计一览表（设备表、材料表） 技术经济分析（定员、投资、盈亏表、敏感性分析） 非工艺部分 要求与说明 参考文献 工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图、（设备联系 图）、设备布置图、主要设备安装图

衡算的基础－质量和能量守恒定律 衡算的顺序
I 物料衡算 II 能量衡算

衡算步骤
1 选定衡算的范围，根据反应和工艺过程，画出简图: 反应流程，循环过程，…… 2 写出反应单元的主要反应和次要反应，同时标明： 各反应物料、产物的状态（反应物系的组成）； 反应条件； 反应热； 选择性、转化率 3 搜集计算缺少的数据－工具书，研究院所，生产现场，实测

化工设计阶段划分
对于大中型化工工程项目建设
可行性研究报告 （可研） 项目建议书 由主管部门(董事会)批准 初步设计 1) 基本包括厂址选择、总体设计、工艺设计 2) 其它专业(土建、设备、仪表、公用工程等)以工艺 专业设计为中心和依据，围绕工艺设计确定各相 关专业的技术原则
初步设计 提供设计材料和文件(图、表、说明)给主管 部门和施工单位，供组织审查论证之用

C 准确而迅速地进行过程计算和主要设备的工艺计算
D 用精练的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达设计思想和 计算结果

3 专业基础综合设计（初步设计）的方法

设计的步骤
A 认真领会“设计任务书”的内容和要求 B 设计的准备－搜集资料 C 设计－计算、绘图、概算、编制设计文件

初步设计 就是依据设计任务书提出的目标，搜集相关的设计用资料，

4 计算－基准、过程（数据来源）、评价（结果的合理性）、 结果汇总
见：吴指南 主编. 基本有机化工工艺学, 第八章

主要参考文献
1 吴指南 主编. 基本有机化工工艺学(修订版), 北京: 化学工业出版社,1990 2 华东化工学院机械制图教研组 编. 化工制图, 北京:高等教育出版社, 1980 3 北京燕山石油化工公司 编. 燕化公司石油化工生产装置技术资料汇编. 1988 4 上海医药工业设计院 编. 化工工艺设计手册, 北京:化学工业出版社,1986 5 卢焕章 等. 石油化工基础数据手册, 北京: 化学工业出版社, 1982
设计任务完成期限 考核方法

1 化工设计简介
化工设计的意义 一项化工新技术从概念形成到付诸实施投产，经过
化工技术研究 过程开发 项目设计 工程建设 试车投产

化工设计 A 将研究、开发的技术及过程开发的成果与过程建
设、试车投产衔接起来； B 将过程设计与工程设计有机地结合起来； C 在保证生产安全、环境保护等条件下，提高产品质 量和收率，以经济效益为目标进行系统优化 D 化工设计提供的方案、数据、图纸、文件等是器材 购置、设备制造、施工组织等的依据


化学工程与工艺/应用化学 专业

化学工程与工艺专业基础综合设计

－内容、要求、方法

中国矿业大学（北京） 2008.12.

内容

化工设计简介－意义、任务、 特点、 设计阶段划分 化工专业基础综合设计－内容、目的、要求 专业基础综合设计（初步设计）的方法 化工反应单元计算－物料衡算、能量衡算 说明－主要参考文献