1 化工设计程序与内容

目 建
4. 工艺技术方案(原料路线、生产方法和技术来源);
议 5.资源、主要原材料、燃料和动力的供应;
书
主 6. 建厂条件和厂址初步方案;
要 内
7. 环境保护;
容 8. 工厂组织和劳动定员估算;
9. 项目实施规划设想;
10. 投资效益和社会效益的初步估算;
11. 结论与建议。
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化工设计
二、项目的可行性研究（简称“可研”）
消费用品 （透析装置、粘贴本、幻灯片、
控制释放药片、化妆品）
zhumingqiao@zju.edu.cn
化工生产的特点
（1）工艺流程复杂——流程很长，如乙烯、合成氨 工业
（2）操作状态变化大——如原油的二次加工过程 （3）流体输送多——管道、输送设备多 （4）腐蚀性——管道、设备材质 （5）易燃、易爆、有毒——安全卫生 （6）非标设备多——反应器、塔等
可行性研究（Feasibility Study） 初步设计（Preliminary Design） 施工图设计（Detailed Design）
概念设计
应用研究进行到一定阶段，从工程角度，参照常 规工程设计方法和步骤，按未来工业生产装置规 模进行的一种假想设计。
概念设计
工程研究 各级经济评估
基础设计
我国化工厂基建的一般程序 基建：基本建设的简称，一个项目从设想到建成投产的过程。 我国化工厂基建的程序如下：
前期资料（信息）收集整理工作 项目建议书 初步或详细可行性研究 初步决策、工程评估、最终决策 计划任务书
投资决策期（阶段）
初步设计 扩初设计 施工图设计
施工 试生产 正式投产运行
设计及施工期（阶段） 试生产期（阶段）
一般由开发研究单位 提供基础设计，然后 工程研究部 门根据建 厂地区的实际情况作 出工程设计。
2、重复建设项 目的设计
因为市场需求大产品需 扩大生产，需再建生 产装室.由于新厂的 具体条件不同（就算 生产规模、工艺要求 不变）仍需要设计部 门进行设计。
3、已有装置改造
一些老的生产装置产质量和产量均 不能满足市场需求， 或者由于技术原 因，原材料消耗过高而缺竞争能力，必 须 对老装置进行改造，其中包括去掉影 响产品产量和质量的”瓶颈”优化生产过 程控制操作，提高能量的综合利用率和 局部设备的工艺改造。这类设计往往由 生产企业的设计部门进行。
• 然后根据这一“语言”， 把这个系统建立 起来，并按要求运行。
1.1 化工设计的类型及内 容
设计工作是一项能将人们的设想和想 象转变成现实的一个重要步骤。
化工设计可根据项目性质分类，也可 按设计性质分类。
1
化工设计
一、按项目性质分类:
1、新建项目设计
新产品的研制设计， 新工艺、新技术的设 计。
中试设计
又称中试装置设计 工作内容：与工程设计基本相同，但规模小，一
般不出管道、仪表、管架等安装图。 目的：
验证基础研究得到的规律； 考察从小试到中试的放大效应； 进行一些没有条件在实验室进行的研究。
基础设计 基础设计一般在研究内容全部完成，并通过鉴定后进 行。 工作内容：拟建生产装置的一切技术要点，包括：
¾清偿能力分析； ¾不确定性分析，包括盈亏平衡分析、敏感性分析、概率分析； ¾方案比较指标，有差额投资收益差额投资回收期、差额内部收
益率及现值比较法、年费用比较法等； ¾社会效益评价：如节能、环境、节汇创汇、合理利用资源、就
业等
(13) 综合评价及结论 ¾主要方案的选择和推荐意见； ¾对项目方案从技术和经济、从宏观经济效益与微观经济效益作
提出：部门或企业(跨地区、跨行业建设项目及影响国计民生的 重大项目，由有关部门和地区联合提出项目建议书。
编制：由建设单位或建设单位委托专业公司（如有资格的工程 公司、咨询公司）完成编制。
项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据。
1. 项目建设的目的和意义；
2. 产品需求初步预测;
项
3. 产品方案和拟建规模;
化工厂基建分成三个阶段，其它行业工厂的建立程序也大抵如此。
一、项目建议书
项目建议书——对拟建设项目的一个轮廓设想，主要是从建设 的必要性来衡量，初步分析和说明建设的可能性。
考虑因素：国民经济发展长远规划、地区规划和行业规划、资 源情况、设计布局.
目的：报呈各级领导部门审批—汇总平衡，列入规划建设前期 规划。
法、贷款偿还年限及偿还方式。
(12) 经济效益评价及社会效益评价 ¾产品成本估算，销售收入估算; ¾编制财务计算报表，主要有财务现金流量表、利润表、财务
平衡表、借款偿还平衡表；涉外项目还要有外汇流量表和资 产负债表。
¾按规定计算主要评价指标，静态指标有投资利润率、投资利税 率、投资收益率、投资净产值率、投资回收期等；动态指标有 财务内部收益率、财务净现值、财务外汇净现值、净现值率、 投资回收期。
项目的可行性研究十分重要，是基建程序中替国家、业主把关的关键步骤
三、计划任务书（设计计划任务书）
来源： 项目可行性报告经过论证会（评审会）通过后，上级主管
部门将下达“关于××项目可行性研究报告的批复”和“关于 ××项目的设计计划任务书”。
定义： 由上级主管部门对拟建项目的地点、规模、投资、建设
期、劳动定员等问题，下达的“规定性”文件。它和可行性研 究报告一起，共同作为项目的设计依据。
关注我国投资体制的改革问题： （1）财政资金和限制目录； （2）谁投资、谁决策、谁收益、谁承担风险的原则； （3）国家宏观调控下，市场配置资源的原则。
(1) 项目设计的目的和依据；
(2) 生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；
设 (3) 矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、
计 任 务
运输等协作条件； (4) 资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；
(2) 需求预测 ¾国内外需求情况的调查与预测； ¾国内外现有生产能力、产量及销售情况； ¾产品的销售预测、竞争能力及进入国际市场的前景。
(3) 产品的生产方案及生产规模 ¾生产规模和装置组成，确定规模的理由； ¾产品方案的选择和对比，包括产品、中间产品和副产品。
(4) 工艺技术方案 ¾国内外工艺技术概括； ¾工艺技术的对比和选择，新技术的先进性和可靠性； ¾引进技术来源、特点及推荐理由，转让费估算，引进方式及消
书 (5) 厂址与占地面积和城市规划的关系；
内 容
(6) 防空、防震等的要求；
(7) 建设工期与进度计划；
(8) 投资控制数；
(9) 劳动定员及组织管理制度；
(10) 经济效益、资金来源、投资回收年限。
化学试验
过程研究
小试验
中间试验
工程设计
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
化工设计
工作内容:根据研究提供的概念和数据，确定流程 和工艺条件及主要设备的形式和材质，三废处理 措施等，最终得出基建投资和产品成本等主要技 术经济指标。
目的：判断研究的工艺条件是否合理 数据是否充分 提出改进方向。
概念设计是实现设计与研究的早期结合
1. 详细说明工业生产过程、主要工艺特点、反应原理及工 艺参数和操作条件。
2. 提出管道流程和控制方案，并对特殊管道的等级公称直 径提出要求。
3. 确定流程中主要控制方案的原则、控制要求、控制点数 据表、主要仪表选型及特殊仪表技术条件。
4. 说明装置危险区的划分，列出所处理介质的特性和允许 浓度，安全生产、事故处理及劳动保护设置应用的特殊 措施。
1.2 我国化工厂基建的一般程序
设计前期工作步骤与内容
目前设计前期的工作步骤与内容，国内外作法 不完全一致。
国外分为：
机会研究、初步可行性研究、可行性研究、评价及 决策几个阶段。
国内分为：
项目建议书、可行性研究、编制设计任务书等几个 阶段。
化工设计阶段的划分
国外设计阶段的划分
出结论。
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化工设计
可行性研究报告的内容和深度
可行性研究报告内容很多，可归纳为三大部分：
1. 市场调查 2. 技术方案 3. 经济评价
可行性研究报告，必须由有相应设计资质或咨询资质的单位来完成。
可行性研究报告的实质： 主要内容就是项目的技术经济分析报告，要求针对业主自己做出的
项目建议书的内容逐一地进行论证研究与分析。 相对于项目建议书，可行性研究报告在以下方面需要加强： （1）重新收集信息资料，尤其是要求重新做市场预测分析； （2）做初步的工艺计算，对项目的投资、产品成本、经济效益尽可 能详细估算； （3）加强不确定性、风险性分析； （4）得出明确的结论与建议
二、根据设计性质分类
新技术开发过程中的设计 分为两类 工程设计
（1）技术开发 Technology Develping
概念设计（Conceptual Design） 中试设计（Pilot-plant Design） 基础设计（Foundation Design）
（2）工程设计 Engineering Design
国际上通常把全部设计过程划分为由专利商承担的 工艺包(基础设计)和由工程公司承担的工程设计两 大设计阶段。
工程设计又划分为：工艺设计、基础工程设计和详 细工程设计三个阶段。
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化工设计
化工程序及阶段
国内设计阶段的划分
一般按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设 计水平的高低而分为二个阶段或三个阶段进行设计。
凡属重要的大型企业，技术比较复杂或比较新型的工厂，为 了保证设计质量，一般可分三个阶段进行设计，即初步设 计，技术设计(又称扩大的初步设计、扩初设计）和施工图设 计三个阶段。
对在技术比较简单和比较成熟的，生产规模较小的工厂或个 别车间，以及技术改造与技术措施比较成熟的，为了简化设 计，缩短设计时间，可分为二个阶段设计，即技术设计和施 工图设计二个阶段。
(9) 工厂组织、劳动定员和人员培训 (10) 项目实施规划 ¾建设周期的规划，各阶段实施进度及正式投产的时间； ¾建筑安装工作量及施工组织计划、进度表；
(11) 投资估算和资金筹措 ¾投资估算的原则和依据； ¾单项工程及建设总投资的估算； ¾资金来源(包括人民币和外汇来源)、筹措方式、利率及计息方
化工设计
化工设计概论
An Introduction to
Chemical Plant Design
化学产品的生产
天然资源
基础化学品
基础化学品 工业产品
2010-03
生产过程 生产过程 生产过程
（a）
基础化学产品 （大宗和专用化学品、生物材
料、高分子材料）
工业产品 （薄膜、纤维、纸……）
（b） （c）
化吸收建议；
¾生产工艺流程说明； ¾主要设备选择，如需引进技术应提出国内外设备分交方案； ¾消耗指标。
(5) 原材料、燃料及动力供应 (6) 建厂条件、厂址选择 ¾厂址自然、经济、社会、交通运输等条件的概述； ¾几个可供比较方案的比较与论证、选定的理由。
(7) 总图、储运、土建和公用工程、辅助设施 (8) 环境保护及安全、工业卫生 ¾本项目三废、粉尘、放射性废物排放情况好治理措施; ¾本项目对环境的影响，并进行评价。
可行性研究的定义： 根据国家、地区、行业、部门的经济整体规划或布局，对拟建
项目的技术、经济和工程、安全、环保等问题进行详细的研究与分 析。就该项目是否该建、是否缓建、如何建提出建议，为投资决策 提供更可靠的依据。
可行性研究报告 （按内容深度分）
初步可行性研究 详细可行性研究
可行性研究报告
（根据资金来源、投资 额、重要性）
业主自行委托 上级主管部门指定
可行性研究报告
可行性研究——拟议中的投资项目在决定实施以前，对该项目技 术上的可行性和先进性，及经济上的合理性和获利性进行调查研 究、分析论证好方案选优的工作。
目的：报上级部门批准——建设银行贷款依据 编制：以批准的项目建议书为依据，由设计单位组织完成。
1. 可行性研究报告的内容 (1) 总论 ¾ 项目编制的依据和原则； ¾ 项目的背景、投资的必要性和经济意义； ¾ 项目的范围； ¾ 研究结果、主要技术经济指标、结论、存在问题和建议。
化工厂分类
（1）按产品分类 日化厂、石化厂、农药厂、橡胶厂、塑料厂等
（2）按生产规模分类 大型化工厂(≥100kt/a) 中型化工厂(10~100kt/a) 小型化工厂(<10kt/a)
（3）按生产方式分类 连续操作、间歇操作
（4）按生产技术的先进程度分类
第一章 化工设计程序与内容
• 化工设计是将一个系统（一个工厂、一 个车间或一个套装置）按照工厂工艺技 术要求，经工程技术人员的创造，将其 全部描绘成的图纸、表格及必要的文字 说明， 即把工程技术装备用工程语言表 达出来。