1 工艺系统设计基础
工艺设计及FD设计
工艺设计及PFD设计在化工装置设计中，除了工艺系统设计以外，还有管道、设备、机械、建构筑物、公用工程、电气、仪表、安全卫生、消防、分析化验、环境保护等领域的设计工作，还要从全局考虑总平面布置、原料和产品的输送及设计方案的技术经济性，这些都需要在化工工艺系统设计中充分考虑，所以说化工工艺系统设计是一门综合的技术。
在各个设计阶段中，作为设计主体的化工工程师，必须与其他各专业密切沟通，相互配合，才能完成整个设计任务。
这就要求化工工程师不仅精通、熟悉有关的标准规范和设计技能，并能在工程设计项目中恰当地应用、执行它，同时还要具备较广泛的相关专业知识。
国内工程设计阶段一般分为初步设计阶段和施工图设计阶段，国际上通行的作法是分为工艺包设计阶段、基础设计阶段和详细设计阶段。
在化工工艺系统设计中，工艺流程设计的各个阶段的设计成果都是通过各种流程图和表格表达出来，按照设计阶段的不同，先后有方框流程图（block flowsheet）、工艺流程草（简）图（simplified flowsheet）、工艺物料流程图（Process Flow Diagram即PFD）和管道仪表流程图（Piping & Instrumentation Diagram 即P&I D）〈也有用“带控制点的工艺流程图(Process and Control Diagram 即PCD”代替P&ID)〉等种类。
对于医药行业来说，根据其特有的生产洁净区级别要求，还有人员-物料分流图（Material and Personnel Flow Drawing）、工艺流程及环境区域划分示意图（Plant Schematic and Process Flow Diagram）等。
下面对工艺设计、工艺包设计内容及PFD的设计作简单介绍。
一、工艺设计1、工艺专业设计和工艺包从广义上讲工艺设计应包含工艺专业设计和工艺包设计两方面的内容。
工艺专业设计的主要任务是对一个化工产品的生产流程先进行基本的计算，在此基础上给有关专业提出条件，在有关专业的参与下以工艺专业为主，完成PFD(工艺物料流程图 Process Flow Diagram)的设计任务。
工艺流程图识图基础知识
工艺流程图识图基础知识工艺流程图是工艺设计的关键文件，同时也是生产过程中的指导工具。
而在这里我们要讲的只是其在运用于生产实际中大家应了解的基础知识（涉及化工工艺流程设计的内容有兴趣的师傅可以找些资料来看）.它以形象的图形、符号、代号，表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表等的排列及连接，借以表达在一个化工生产中物量和能量的变化过程。
流程图是管道、仪表、设备设计和装置布置专业的设计基础，也是操作运行及检修的指南.在生产实际中我们经常能见到的表述流程的工艺图纸一般只有两种,也就是大家所知道的PFD和P＆ID.PFD实际上是英文单词的词头缩写，全称为Process Flow Diagram，翻译议成中文就是“工艺流程图"的意思。
而P＆ID也是英文单词的词头缩写，全称为Piping and Instrumentation Diagram，“＆”在英语中表示and.整句翻译过来就是“工艺管道及仪表流程图".二者的主要区别就是图中所表达内容多少的不同，PFD较P&ID内容简单。
更明了的解释就是P＆ID图纸里面基本上包括了现场中所有的管件、阀门、仪表控制点等，非常全面，而PFD图将整个生产过程表述明白就可以了，不必将所有的阀门、管件、仪表都画出来.另外，还有一种图纸虽不是表述流程的，但也很重要即设备布置图.但相对以上两类图而言，读起来要容易得多，所以在后面只做简要介绍。
下面就介绍一下大家在图纸中经常看到的一些内容及表示方法。
1 流程图主要内容不管是哪一种，那一类流程图，概括起来里面的内容大体上包括图形、标注、图例、标题栏等四部分，我们在拿到一张图纸后，首先就是整体的认识一下它的主要内容。
具体内容分别如下：a 图形将全部工艺设备按简单形式展开在同一平面上，再配以连接的主、辅管线及管件，阀门、仪表控制点等符号。
b 标注主要注写设备位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸数据等。
化工设计设计基础
化工设计设计基础1. 引言化工设计是化学工程领域的核心任务之一，它涉及到从实验室到工业生产的过程中的化学反应、物质传递和能量转化等方面的设计和优化。
本文将介绍化工设计的基础知识，包括设计的目标、设计流程和设计方法等。
2. 设计目标化工设计的主要目标是将实验室中的研究成果转化为可行的、高效的工业生产过程。
具体来说，设计目标可以包括以下几个方面：•生产成本：通过优化设计来降低生产成本是化工设计的一个重要目标。
这涉及到最小化原材料和能源的消耗，同时提高生产效率和产品质量。
•安全性：化工设计还需要考虑工艺过程中的安全性，防止事故的发生。
这包括设计合适的控制措施和应急预案，以及考虑到可能出现的风险因素。
•环境友好：在设计化工过程时，还需要考虑到对环境的影响，并寻找减少废弃物和排放物的方法。
•可持续发展：化工设计还应该考虑到可持续发展的要求，选择符合环保要求和资源可持续利用的工艺和材料。
化工设计的一般流程通常分为几个主要阶段，包括前期调研、方案设计、详细设计和实施等。
具体流程如下：3.1 前期调研前期调研阶段是对项目进行全面了解和分析的过程。
在这个阶段，设计人员需要收集相关的信息和数据，了解产品的要求和目标。
方案设计阶段是根据前期调研阶段的结果，制定一个初步的设计方案。
在这个阶段，设计人员需要确定适用的反应工艺、材料和设备等。
3.3 详细设计在详细设计阶段，设计人员将对方案进行进一步完善和优化。
这个阶段的重点是确定工艺参数、选取最适合的设备和材料，以及设计相关的控制系统。
3.4 实施实施阶段是将设计方案付诸实施的过程。
在这个阶段，设计人员需要协调各个部门和人员，确保设计方案的顺利运行。
4. 设计方法化工设计涉及到复杂的化学反应和物质流动等过程，因此需要运用一系列的设计方法和工具来帮助设计人员完成任务。
4.1 模拟和模型模拟和模型是化工设计中常用的工具。
通过建立数学模型和模拟计算，设计人员可以预测和优化工艺参数、能量转化效率等。
工艺流程设计
程。
工艺流程设计应解决的问题：
(1) 确定整个流程的组成； (2) 确定每个过程或工序的组成；
(3) 确定操作条件；
(4) 控制方案的确定；
(5) 合理利用原料及能量； (6) 制定三废的治理方法。
(7) 制定安全生产措施。
方案流程图
设备位号
设备
工艺流程线
用文字表明 流程情况
某物料残液蒸馏处理的工艺方案流程图
2. 工艺流程简图（simplified flowsheet） ➢ 设计初始阶段用来表达整个工厂或车间生产流程的图样，不编
入设计文件。
➢ 定性标出由原料转化成产品的变化、流向以及所采用的各种化 工单元及设备，供设计开始时工艺方案讨论。
② 能量供给、移出方式——反应器结构设计和辅助设施。 ③ 催化反应——催化反应方式和催化剂的选择。
确定主反应装置，可参考文献、资料、中试结果或已工业 化装置。
(2) 原料预处理过程 主反应对原料提出要求：如过程
主反应对原料提出要求：如纯度、温度、压力以及加料方 式等。
确定公用工程的配套措施——动力电、水、蒸汽、 压缩空气、冷冻、电热、氮气等。
确定操作条件和控制方案——控制方案和控制仪 表。
制定安全生产措施——对开车、停车、长期运转 及检修中，可能存在的不安全因素进行分析，制 订切实可靠的安全措施。
保温、防腐的设计——对需要保温、防腐的设备 进行设计。
三、工艺流程设计的基本方法 — 方案比较
图，不编入设计文件，多用于项目建议书、可行性研究报告等。 ➢ 一般用方框、文字表示一个单元，用箭头表示物流方向，表示
化学加工过程的轮廓。
第1章机械制造工艺基础.ppt
1.3 生产纲领与生产类型
1.3.1 生产纲领
1. 生产纲领
生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产
量和进度计划。因计划期常常定为1年，所以也称为年
产量。
年度生产计划也称作年生产纲领。
零件的生产纲领要记入备品和废品的数量 ：
N=Qk(1+i1)(1+i2)
1.3 生产纲领与生产类型
2. 生产类型
机械加工工艺过程组成见图1-2。
1.2 工艺过程及其组成
1.2 工艺过程及其组成
1.2.1 工序 1. 工序及其划分
工序是一个（或一组）工人，在一个工作地对同 一个（或同时对几个）工件进行加工所连续完成的那 部分工艺过程 。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计 划的基本单元。
特点：“三同”和“一个连续”。
1.2 工艺过程及其组成 复合工步举例
1.2 工艺过程及其组成
2.工作行程（走刀） 工作行程，也称走刀，它是切削工具以加工进
给速度，相对工件所完成一次进给运动的工步部分。 当工件表面的加工余量较大，不可能一次工作行程
就能完成，这时就要分几次工作行程（走刀）。工 作行程的次数也称行程次数。
刀具以非加工进给速度相对工件所完成一次进 给运动的工步部分，称作“空行程”。空行程能检 查刀具相对工件的运动轨迹。
是产品除外购件以外的全部零（部）件，在 由毛坯准备到成品包装入库的生产过程中，所经 过的各有关部门（科室、车间、工段、小组或工 种）或工序的先后顺序。
1.2 工艺过程及其组成
工艺过程: 工艺过程就是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置
和性质等，使其成为成品或半成品的过程。 机械加工工艺过程：
机械加工工艺过程是指利用机械加工的方法，直接改变 毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为成品或半成品的过 程。
工艺系统画图基本要求
工艺系统画图基本要求：1、图层：1.1、所有图纸要求使用图层进行绘制，不同的图层代表不同的内容。
1.2、每个图层的基本色和线性均为基本白色和连续线性。
1.3、各个图层要明确其图层意义，如设备层、建筑层、结构层、公用工程层、文字层等。
2、颜色：2.1、不同的介质使用不同的颜色，不可混淆，要使读图者很容易辨清。
2.2、所有线的颜色要符合国家标准规定的基本颜色（《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识》（GB7231-2003））。
2.3、除规定颜色外，下列内容线型颜色为：加热介质：红色氮气：黄色物料：白色水或热水：绿色循环水：蓝色低温水：青色尾气：洋红结构：青色基础底线：白色3、线型规定：3.1、所有中心线均为DASHDOT或DONE；3.2、所有工艺线均为连续线型；3.3、仪表信号线为HIDDEN或专业规定线型；3.4、工艺系统中的线型厚度3.4.1、自控、设备、结构、建筑等非工艺管道使用LINE线，没有厚度（即厚度为0）。
3.4.2、工艺管道线的厚度可为25、40、50、75、100，具体的可依据图面处理。
3.4.3、公用工程系统的线型厚度比工艺系统线型厚度小一个等级。
4、标注4.1、文字标注4.1.1、图面表示文字高度为200-300mm。
4.1.2、文字注释说明文字高度为400-500mm。
4.2、尺寸标注4.2.1、标注数据文字高度为300mm。
4.2.2.、箭头或45度线长度为100-200mm。
4.2.3、标注位置：尺寸现上方并居中。
5、绘制5.1、所有图形均按1:1尺寸绘制（单位为mm）。
5.2、所有设备均需按设备外形尺寸和形状表示，如有关键的内部要求（如换热器、搅拌、塔器、泵连接、特种设备、管口等）均需明确表示。
5.3、各个设备间的位置需要反映将来安装布置的位置和高度关系。
5.4、阀门、管件、安全附件等要按比例分级绘制。
5.5、图面必须紧凑，图幅可用加长图纸，工艺流程图的图幅控制在2A以下（含2A）。
化工工艺及系统专业设计基本知识
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化工工艺及系统专业设计的基本知识 摘要；从化工工艺及系统专业的角度，整理和归纳了化工工艺及系统专业工程设计所涉 及到一些典型的技术要点，范围侧重在专业设计技术基本内容和涉及到的各种行业标准、国 家标准以及环保、防爆、防火和劳动安全卫生方面的要求。
这些要点大部分摘自于标准、规 范等资料，所列出的专业所需内容是专业设计人员应该理解和掌握的基本知识，文中还插编 了一些相关专业的设计技术知识。
１ 专业设计有关工程建设标准、标准体系表、有关主要法规、规定和强制性标准 专业设计有关工程建设标准、标准体系表、有关主要法规、 １．１ 推荐的工程建设标准体系表 （１） 《化工行业设计、施工技术标准体系表》化工部建设协调司，１９９６ 年，北京。
化工 部工程建设标准编辑中心出版； （２） 《石油化工工程建设标准体系表》中国石油化工集团公司工程建设部，２０００ 年 １２ 月，北京。
以上 ２ 份标准体系表中收集的标准和规定，在出版时所示版本均为有效，所有标准都会 被修改、升版，使用者在运用时应注意采用新发布的版本。
１．２ 在工程设计中常用的主要专业设计行政法规、规定 化工和石油化工行业，本专业常用的主要行政法规、规定有以下各项； （１） 《化工工厂初步设计文件内容深度规定》ＨＧ／Ｔ２０６８８—２０００； （２） 《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 （修订本） 化计发（１９９７）４２６ 号； （３） 《化工建设项目建议书内容和深度的规定》 （修订本） 化计发（１９９７）４２６ 号； （４） 《中外合资经营化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 （修订本） 化计 发（１９９７）４２７ 号； （５） 《中外合资经营化工建设项目建议书报告内容和深度的规定》 （修订本） 化计发 （１９９７）４２７ 号； （６） 《石油化工项目可行性研究报告编制规定》中国石油化工总公司（１９９７ 年版） 中 ， 石化（１９９７）咨字 ３４８ 号；中石化（１９９７）咨字 ３４８ 号； （７） 《工程设计各专业互提条件内容统一规定》ＳＨＳＧ—０３２—８８； （８） 《石油化工装置基础工程设计内容规定》ＳＨＳＧ—０３３—２００３； （９） 《施工图阶段专业会签规定》ＳＨＳＧ—０３４—８９； （１０） 《工程项目初步设计协调会议规定》ＳＨＳＧ—０３７—８９； （１１） 《工程项目施工图设计协调会议规定》ＳＨＳＧ 一 ０３８—８９； （１２） 《施工图设计交底会议规定》ＳＨＳＧ—０３９—８９ （１３） 《石油化工工程设计开工报告编制提纲》ＳＨＳＧ—０４０—９０； （１４） 《石油化工大型建设项目总体设计内容规定》ＳＨＳＧ—０５０—９８； （１５） 《石油化工生产装置设计定员暂行规定》 （试行）ＳＨＳＧ—０５１—９８； （１６） 《石油化工装置详细设计内容规定》ＳＨＳＧ—０５３—２００３；． （１７） 《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》ＳＨＳＧ—０５２—２００３； （１８） 《中国石油天然气集团公司建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 中油计 字［２０００］第 ４９９ 号； （１９） 《建设项目 （工程） 劳动安全卫生监察规定》 中华人民共和国劳动部令第 ３ 号 １９９６ 年 １０ 月 １７ 日； （２０） 《建设项目（工程）劳动安全卫生预评价管理办法》 中华人民共和国劳动部令第 １０ 号 １９９８ 年 ２ 月 ５ 日； １ （２１） 《关于国家安全生产监督管理局负责备案的化工建设项目（工程）安全预评价报告 审查、备案工作的通知》 安监管司办字 ［２００３］５６ 号； （２２）国家安全生产监督管理局文件《关于印发《安全评价通则》的通知》 安监管技装 字［２００３］３７ 号 ２００３ 年 ４ 月 ４ 日。
工艺包设计、总体、基础、详细设计审查工作要点教程
由专利商提供的催化剂、化学品要加以注明。
设备部
7
1.4.3 公用物料及能量消耗
分别列出水、电、蒸汽、氮气、压缩空气等正常操作和最大消耗 量。 水量 —— 包括循环冷却水、循环热水、新鲜水、软化水、脱氧 水、除盐水等的用户名称、温度、压力、流量。 电量 —— 包括用户名称、设备台数、操作台数、备用台数、电
则； k) 建设单位提供的设计基础（含项目采用的标准规范）； l) 工艺包设计文件； m) 批复的环境影响报告书； n) 安全预评价报告； o) 职业卫生预评价报告； p) 工程建设场地地震安全性评价报告； q)其他有关重要文件。
设备部 27
2.1.3 设计原则和主要规定 根据国家有关方针、政策，结合建设项目的具体情况，说 明本项目应遵循的一些主要设计原则，重点说明以下内容：
设备部 20
3 分析化验手册
如果对于原料、产品、排放物、催化剂、化学品等有必须按照 工艺提供者指定的方法、采用的特定仪器进行分析化验，而不能采
用国家标准、行业标准、国际通用标准（如ASTM标准）等的分析化
验方法的特殊项目应编写分析化验指导手册。
分析化验手册要说明分析化验方法名称、标准来源、标准编号、 使用的仪器设备及其安装调试方法、操作方法、精度要求等。
压、计算轴功率。
蒸汽量 —— 包括蒸汽压力等级、用户名称、用量、冷凝水量。 氮气、压缩空气量 —— 包括用户名称、用量。 燃料量 —— 包括燃料油、燃料气用户名称、用量。 冷冻量 —— 包括用户名称、使用参数、用量 在公用物料和能量表中工艺过程产生的物料和能量如蒸汽、冷凝 水或电等计“-”值。
设备部 8
1.3.2 公用物料平衡图
对于如水的多次利用或蒸汽逐级利用的复杂情况可采用平衡图 说明物料量及各用户之间的相互关系。
化工设计-新手培训手册_图文
Training Mamual培训手册目录要迅速融会企业理念………………………………………………………………( 4 工艺专业介绍………………………………………………………………………( 6 管道专业介绍………………………………………………………………………( 42 结构专业介绍………………………………………………………………………( 70 建筑专业介绍………………………………………………………………………( 76 电气专业介绍………………………………………………………………………( 81 仪表专业介绍………………………………………………………………………( 86 设备专业介绍………………………………………………………………………( 91 技术经济概算专业介绍…………………………………………………………( 95 暖通专业介绍………………………………………………………………………(124 水道专业介绍………………………………………………………………………(126 技术发展思路………………………………………………………………………(128 总图专业介绍………………………………………………………………………(132 质量控制岗位职责………………………………………………………………(148 设计管理程序………………………………………………………………………(161 计算机网络基础知识公司局域网管理…………………………………………(166 基本管理制度………………………………………………………………………(178 化工建设项目实施流程……………………………………………………………(191 新生成长谈…………………………………………………………………………(196第二讲工艺专业介绍1 工艺系统设计概念 1.1 专业划分工艺系统管道机泵设备布置管道机械材料化学分析我公司技术发展中心新出台了第1版一系列技术质量规定，其中的《设计工作专业分工规定》中有关工艺专业设计分工中规定：化工工艺、工艺系统、机泵、粉体专业。
HG20519[1].1--一般要求
![HG20519[1].1--一般要求](https://img.taocdn.com/s3/m/9615a11ff78a6529657d5306.png)
√
总则
3
工艺及系统设计规定
4
首页图
5
管道及仪表流程图
6
管道特性表
7
设备一览表
8
特殊阀门和管道附件数据表
√ 工艺系统
√
工艺系统
√
工艺系统
√
工艺系统
√
工艺系统
√
工艺系统
9
设备布置设计规定
10 分区索引图
11 设备布置图
12 设备安装材料一览表
√ 设备布置
√
设备布置
√
设备布置
√
设备布置
13 管道布置设计规定 14 管道布置图 15 软管站布置图 16 伴热站布置图和伴热表 17 伴热系统图 18 管道轴测图索引及管道轴测图
7
3. 采用的绝热、隔声结构及标准 4. 施工要求 包括： 1) 见×××规范； 2) 施工时注意防雨要求； 3) 保冷层是否现场发泡； 4) 隔声结构的特殊要求； 5) 阀门绝热要求； 6) 其他。 5. 采用的国家及部颁标准 4.0.6 防腐设计说明 1. 涂漆的范围 1) 本规定系指设备及管道外部涂漆； 2) 转动设备的涂漆应在制造厂内完成； 3) 其他。 2. 采用的涂料名称（底漆和面漆） 3. 施工要求 1) 底漆和面漆应配套； 2) 涂漆前的表面清理； 3) 涂漆的层数； 4) 施工规范标准号。 4. 涂漆的颜色 所依据的标准号及其它补充文件。 5. 埋地管道的外防腐 6. 管道的内防腐 7. 采用的国家及部颁标准
化工工艺设计施工图内容和深度统一规定
第 1 部分 一般要求
HG/T 20519.1-2009
1. 总则
1.0.1 为提高化工装置工程设计质量、统一化工装置施工图设计文件的内容和深度，特制定本部分。 1.0.2 本规定适用于化工行业新建、扩建或改建的施工图设计，特别适用于中小设计单位。石油、 石化、轻纺、医药等行业可参照执行。 1.0.3 施工图设计除应符合本部分及本规定的另 5 部分（HG/T20519.2~ HG/T20519.6）外，尚应符 合国家现行的有关标准的规定。
化工工艺基础安全设计ppt课件
2.1.2维护系统管道
1)暖泵及防凝管道--保送介质温度230℃以 上，或者介质的凝点高于环境温度的泵，为 了防止泵在启动时因温变过快而产生应力问 题。
暖泵管道
防凝管道
2)小流量旁路管道--当泵的流量低到一定的 程度，泵的任务效率很低，而且还会出现发 热、空转等平安问题，引起泵运转的事故形 状。
(3)换热器冷却水出口侧应设温度计，以便于调 理冷却水流量，控制冷却水出口温度不至于过高 而结垢。被冷却或加热的工艺介质的出口也应设 温度丈量点，以便控制物料的加热(冷却)温度。
(4)规格大小完全一样的换热器并联运用，普通 上管板应与塔釜稳时的控制液面相等。
7.泄压与放净
1)对换热器在阀门封锁后能够由于热膨胀或液 体蒸发呵斥压力太高的地方，应设泄压阀
2)换热器的管侧、壳侧根据需求普通应设置放 空阀及排净阀，必要时排火炬或排往特定的容器 加以搜集。
(4)拱顶常压罐的顶部应设呼吸阀、真空阀或 其他相应的设备，以防止贮罐超压损坏或被真 空吸扁。浮顶罐不需求设置呼吸阀和真空阀。
(5)球罐应设置平安阀和真空阀。 (6)球罐与产品塔之间常设置平衡管道，以使 球罐因日照而汽化出的气体可以及时排出，稳 定球罐的压力。 (7)常压贮罐常设有化学泡沫灭火系统。 (8)贮罐储存轻烃时，应设消防喷淋系统。拱 顶罐普通沿罐顶设一环状喷淋水管或者水堰； 球罐从顶究竟，可设多圈平行的喷水管。一旦 发生火灾，喷淋水管自动或手动开启，使贮罐 外表不致过热。
8)各级冷却器的冷凝液应分别用管道排出，并 保证各级排出压力。
9)凝液分别罐至紧缩机间的管道应进展保温或 伴热。
10)紧缩机入口和入口管道上的切断阀之间应设 过滤器。
工艺流程知识点
节目录
主菜单
3.2
方案流程图
设备位号
工艺流程 线
设备 用文字表明 流程情况
某物料残液蒸馏处理的工艺方案流程图
节目录 主菜单
3.2
3.2.2
方案流程图
方案流程图的画法
按照工艺流程的顺序，把设备和工艺流程线自左至右 地展开画在一个平面上，并加以必要的标注和说明。
设备画法 设备位号及名称的注写 工艺流程线的画法
（带控制点的工艺流程图）
这几种图由于要求不同，其内容和表达的重点也不一 致，但彼此之间却有着密切的联系。
节目录 主菜单
第二节 生产方法的选择和工艺流 程的设计原则
一、生产方法的选择 生产工艺流程设计是整个工艺设计的基础， 工艺流程图是指导施工的重要图纸。生产 方法即工艺路线的选择，是发酵工厂设计 的关键步骤。一般要对可选择的各种生产 方法进行全面的比较分析，从中选出技术 先进、经济合理的工艺路线，以保证项目 投产后能达到高产、低耗、优质和安全运 转。
节目录
主菜单
工艺流程设计具体内容：
1．确定工艺流程的组成 确定工艺流程中各生产过程的具体内容、顺 序和组合方式，是工艺流程设计的基本任 务。2.确定载能介质的技术规格和流向 发酵生产中常用的载能介质有水、水蒸气、 冷冻盐水、空气(真空或压缩)等，其技术规 格和流向可用文字和箭头直接表示在图纸 中。
设备序号 用粗实线来绘制主 相同设备的序号 要物料的工艺流程 V 04 08 A 真 空 受 槽 (b)管道交叉
板式塔 喷洒塔
浮头式列 管换热器
用细实线画出设 设备分类号 备的大概轮廓和 示意图，一般不 按比例，但应保 a)管道相连 持它们的相对大 填料塔 小。
车间或工段号
工艺设计基础知识培训
2．螺纹连接阀门：阀体带有内螺纹或外螺纹，与管 道采用螺纹连接的阀门。
3．焊接连接阀门：阀体带有焊口，与管道采用焊接 连接的阀门。
4．夹箍连接阀门：阀体上带有夹口，与管道采用夹 箍连接的阀门。
5．卡套连接阀门：采用卡套与管道连接的阀门。
压缩机进出口阀门间应有旁通管并设连通阀。 (1) 往复式压缩机设置旁通 (2) 空压机只需在出口阀上游加一个带切断阀
的直通大气的出口。 (3) 对离心式压缩机，旁路的通过能力应至少
相当于压缩机喘振点的负荷。 压缩机的辅助系统
调节阀系统阀门的设置
设置切断阀和旁路的目的 切断阀和旁路型式的选用和直径的确定
200/200 200/200 200/200 250/200 250/250
250/200 250/250 300/250 300/300
常开、常闭切断阀的设置
在化工生产操作中，根据工艺要求，阀 门或用于切断或用于调节流量。有的在 切断时必须关得很严，一点也不许泄漏。 有的则只能在停车或检修、及在特殊情 况下才能关闭
（5）低压密封性能好，密封面材料一般采用橡胶、塑料、 故密封性能好。受密封圈材料的限制，蝶阀的使用压力和 工作温度范围较小。但硬密封蝶阀的使用压力和工作温度 范围，都有了很大的提高。
止回阀
(1)止回阀是用以防止流体逆向流动的阀。一般用于防 止由于流体倒流造成的污染、温升或机械损坏。
(2) 常用的有旋启式、升降式和球式三类。旋启式直 径比后两种较大，可安装在水平管或垂直管上，安装 在垂直管上时流体应自下而上流动。升降式和球式口 径较小，且只能安装在水平管路上。
(2) 流体流经阀芯时改变流向，因而压力降大，同时易在 阀座上沉积固形物，故不适用于悬浮液。
工艺路线及工艺流程设计(一)
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从工艺角度进行流程设计
1. 反应过程
2. 原料预处理过程
3. 产物后处理过程
4. 产品包装
5. 原料的循环利用
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2.4 工艺流程图绘制方法
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1、基本要求
1. 流程框图：采用方框及文字表示主要的工艺设备及过 程，用箭头表示物流方向。
2. 流程示意图：用图例表示出主要工艺设备，用箭头表 示物流方向，标注主要工艺设备的位号和名称。（图 4-63）
3. 流程简图：用图例表示出主要工艺设备及部分关键的 辅助设备，用箭头表示物流方向，标注工艺设备的位 号和名称。以图例表示出主要控制回路仪表的参数、 功能、控制方法。
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4. 物料流程图：用图例表示出主要工艺设备及部分关键 的辅助设备，用箭头表示物流方向，标注工艺设备的 位号和名称。用表格形式表示出各流股的温度、压力 、流量、组分含量百分比；在有热量变化的过程或设 备旁，标出热量计算值。（图4-64 ）
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2.2 工艺流程
✓ 工艺流程设计是化工设计中极其重要的环节；
✓ 通过工艺流程图的形式，形象地反映了化工生产由 原料输入到产品输出的过程，其中包括物料和能量 的变化，物料的流向以及生产中所经历的工艺过程 和使用的设备仪表等；
✓ 工艺流程设计也是工艺设计的核心，在整个设计中 ，设备选型、工艺计算、设备布置等工作都与工艺 流程有直接关系。
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(6)设备位号应与初步设计一致，若施工图设计中设备有
所增加，则位号应按顺序增补，如有取消，原有设备位
号
不
再
使
用
。
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3. 物料管道和辅助管道绘制方法 (1)管道、管件及管道附件图例及常用阀门图例，如附录2
化工工艺流程设计
化工工艺流程设计
《化工工艺流程设计》
化工工艺流程设计是化学工程领域中至关重要的一环，它涉及到从原料到产品的整个生产过程。
在化工生产中，工艺流程设计的好坏直接关系到产品质量、生产效率和成本控制。
因此，进行科学合理的工艺流程设计是保证化工生产顺利进行的关键。
在化工工艺流程设计中，首先要对原料和产品的物理化学性质进行详细的分析和了解。
这为后续工艺流程的设计提供了基本数据和依据。
其次，需要根据生产需要确定反应方式、反应条件和反应器类型，以确保反应能够高效进行。
同时，需要考虑到废水处理、废气处理等环保问题，保证生产过程符合环保标准。
在工艺流程设计中，还需要考虑到生产过程中的安全性和稳定性。
化工生产往往涉及到高温高压、易燃易爆等危险因素，因此在工艺流程设计中需要考虑到如何防范和应对这些风险。
另外，在工艺流程设计中还需要考虑到生产设备的选型、布局等因素，确保生产设备能够高效运转。
一旦开始生产，工艺流程设计也需要不断地进行优化和改进。
随着生产过程的深入，可能会出现一些问题和挑战，需要及时调整工艺流程以解决这些问题。
同时，还需要不断关注新的技术和方法，以保持生产过程的先进性和竞争力。
总之，化工工艺流程设计是化工生产中的核心环节，它直接关
系到生产效率和产品质量。
科学合理的工艺流程设计能够提高生产效率、降低生产成本，是化工企业持续发展的重要保障。
化工工艺系统设计
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C.等额分付资本回收公式
本公式是上述B式的逆运算
式中， 为等额分付偿债基金系数，记为（A/P、i、n），可在《复利表》中查出----表中称为” 资本回收系数”
等额分付偿债基金系数表示，在考虑资金时间价值的条件下，对应于工业项目的单位投资，在项目寿命期内每年至少应该回收的金额。如果对应于单位投资的实际回收金额少于这个值，在项目寿命期内就不可能将投资全部收回。
C. 名义利率和有效利率（利息计算次数m） 名义利率是指，计息次数与利率时间单位不相同的年利率； 有效利率是指，计息次数与利率时间单位相同的年利率； 有效利率公式： i == ( 1 + r / m) m - 1
【例】若年利率（i）为8 % ，一年计息一次，即， r = i，m = 1。若年利率为8%，半年计息一次， 即r = 8 % ，m = 2 ，有效利率为 i = ( 1 + 8% / 2 ) 2- 1 = 8.16 %
（2）投资收益率。投资收益率是项目正常生产年份的净收益与投资总额的比值。 公式为： E ＝ R / I 式中， E —— 投资收益率；I —— 投资总额；R —— 正常年份净收益。依分析目的不同，R可以是利润（或利税）总额；
2.动态评价指标 （1）净现值（ＮＰＶ） 净现值是投资项目寿命期内各年度发生的净现金流量按基准收益率折现到初期的现金累加值。公式，
《第二种支付类型》 等额分付类型 A.等额分付终值公式
式中， A 为等额年金支付序列的总现金流出；
为等额分付终值系数，可记为（F/A 、i、n），该系数在《复利表》可查出
F（终值）
0
1
2
3
n-1 n
A
含义：在考虑资金时间价值的条件下，若n年内系统的总现金流出等于总现金流入，则第n年末的现金流入F应与等额现金流出序列等值。F为该序列的终值。如上图，可把等额序列视为n个一次支付组合。
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惰性气置换 适用于易燃、易爆介质系统 吹扫法 充压-泄压法
催化剂的钝化、保护 系统的隔离 安全控制和分析取样
1.6.4 系统紧急停车
紧急停车程序
罗列、分析事故发生的可能原因 确定事故处理措施及事故隔离措施 制定紧急停车程序 化学反应的超温处理 系统超压泄放 停车废弃物料的收集或排放 各种调节阀、开关阀的事故状态 运转机械的停车 惰性气置换、保护 系统的减温、减压 停车废弃物料的收集或排放
储槽、储罐、塔釜、液体分离器等一般应设置料位计 应能涵盖正常操作、报警、连锁三个区间 应能避开流动所造成的冲击
1.6.1 检测仪表的设置与定位原则
组成检测仪表设置举例
反应前、后，或介质对产品质量有影响，或产品、中间产品， 或对系统安全有影响，或对环境有影响等，应设置组成检测仪 表或取样点 应根据流体状态说明取样点设置要求，应考虑防冻、防凝结、 防结晶、防沉淀等 如果预计到安装位置不便取样，则应考虑取样方式 对易燃、易爆、有毒、腐蚀性流体，应考虑取样的密闭性、置 换放空的安全性，取样阀应采用有自动关闭作用的阀门 负压系统取样应考虑取样所需动力 固体、浆状流体的取样采用专用取样阀
1.8 工艺系统与工艺流程、管道、仪表专业的分工
管道等级表 阀门类型及选择 管道等级的分界
1.1 工艺系统设计程序
基础设计
接受任务，熟悉资料
理解、消化工艺软件包 理解、消化工程设计规定
对物料平衡和热量平衡进行校核计算 初步确定主要管线的尺寸 对所有设备进行工艺核算，准备设备数据表 对PFD进行生产控制分析，确定工艺控制方案 在PFD的基础上，通过开车、正常生产、正常停车、紧急停车、事故分析等初步确 定PID 将初步的PID与仪表数据表提交仪表专业，仪表专业完成PID的仪表控制方案 初步拟定设备布置，进行动力输送管线的阻力初步计算及输送设备的选择，初步确 定管径 准备并提交各种条件表 准备并提交机泵设备数据表 准备设备表 准备管道命名表、流体特性表 根据仪表、设备返回条件，完成PID 编制设计说明书
常见事故分析
泄压停车
1.6.5 系统安全分析
常见危险因素 危险程度：火灾<爆炸<高度有毒物质排放 反应过程的安全控制（主要是放热反应失控、造成超压进而引 发爆炸） 蒸馏工程的安全控制（加热继续而冷凝停止） 换热网络的安全控制（加热介质失控超温、超压，冷冻介质如 液化气体失控超压） 储存设备的安全控制（内部、蒸气释放造成外部爆燃、中毒） 事故分析 一般情况下，同一时间事故的发生按一次考虑，但对于易燃、 易爆、有毒生产过程，则要考虑次生灾害的发生 对化工等流程类装置，事故分析方法一般采用危险和操作分析 法（HAZOP）
1.4 UID设计深度要求
设备
如果有设备的，图中应表示所有的设备 设备安装高度有要求的，应标出控制点标高 设备内件应简要表示 标出所有管口（包括备用口）的管口符号、尺 寸
1.4 UID的深度要求
管线 所有管线应标出管线号、尺寸、管道等级、隔热或伴热及安装 要求，如坡度、无袋、两相流等 管线尺寸的确定
1.6 PID设计要点
1.6.1 1.6.2 1.6.3 1.6.4 1.6.5 检测仪表的设计与定位 系统的正常开车 系统的正常停车 系统紧急停车 系统安全分析
1.6.1 检测仪表的设置与定位原则
与过程控制、调节有关的阀门、仪表由工艺 流程专业确定并提出，观察、验证而设置的 由工艺系统专业补充、确定 对生产控制、产品质量、安全、环保等有影 响的工艺参数（温度、压力、压差、料位、 流量、组成等）应设置测量仪表 测量仪表的安装位置应能准确、及时地反应 被测参数的变化
1.4 UID设计深度要求
管线 图中应表示管道等级分界、管线号分界 正常生产时，对阀门开关状态有要求的，应表示出正常开NO 或正常关NC 安全阀前的阀门一般应锁开 对误操作可能引发事故的阀门，应加锁 地下与地上管线应标出分界 图中应表示所有的特殊管件如补偿器、软管、临时/永久过滤 器、疏水器、视镜、非标管件，并标注特殊件编号 吹扫、冲洗、置换等临时性或间断使用的管线应表示清楚 取样点应标出位置、编号、型式、型号或图号
1.6.1 检测仪表的设置与定位原则
压力检测仪表设置举例
稳态流体在输送机械的出口设压力检测 流体有脉动时，压力检测宜设置在缓冲器后 测设备压降时，压力监测、压差检测宜结合使用， 检测点尽量靠近设备进出口
温度检测仪表设置举例
工艺流体换热设备进出口 冷却设备工艺流体的进出口和冷却水的出口 反应设备的进出口，反应器设备内 内衬耐火材料的设备外壁
工艺系统设计基础
PID、UID设计基础 2. 系统安全设计要点 3. 工艺系统基本文件 4. 设备数据表编制要点 5. 管道命名表编制要点 特殊件工艺数据表编制要点
1.
6.
1 PID、UID设计基础
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 工艺系统设计程序 PID、UID设计的一般要求 PID设计深度要求 UID设计深度要求 工艺系统设计的一般原则 PID设计要点 管道等级表及其使用
1.3 PID设计深度要求
仪表 图中应表示仪表的一次元件、二次元件 流量计、调节阀等在线仪表应标注尺寸 调节阀的旁通阀应标注尺寸，原则上旁通阀尺寸应与调节阀一 致，但不大于主管尺寸 安全阀应标注连接尺寸、设定压力、阀门编号 压力、液位、流量等测量仪表应按仪表安装图表示出切断阀、 放空阀、排净阀等 附注 附注一般位于图签的上方 附注的内容一般包括：安装要求、操作说明或要求、特殊功能 说明等 PID例图
1.6.5 系统安全分析
常见事故
爆炸 化学反应爆炸 超压爆炸 超温爆炸 泄漏 密封失效 腐蚀（点蚀、磨蚀、应力腐蚀） 机械事故 操作失误 其他事故 凝结、冻结、沉降、结晶
1.6.5 系统安全分析
危险和操作分析法（HAZOP）分析步骤
1.4 UID设计深度要求
仪表
图中应表示仪表的一次元件、二次元件 流量计、调节阀等在线仪表应标注尺寸 调节阀的旁通阀应标注尺寸，原则上旁通阀尺 寸应与调节阀一致 安全阀应标注连接尺寸、设定压力、阀门编号 压力、液位、流量等测量仪表应按仪表安装图 表示出切断阀、放空阀、排净阀等 UID例图
1.1 工艺系统设计程序
详细设计
接受任务，熟悉资料
理解、消化基础设计 理解、消化工程设计规定
根据设备布置、管道研究，计算主要管线的阻力，核算机泵的扬程/压力， 修改机泵数据表 进行敏感管线的阻力计算，修改、确认管径及输送设备参数 准备并提交各种条件表 校核所有管线尺寸（核算阻力并最终确定管径） 在基础设计的基础上完善修改PID 根据仪表、设备、机泵、管道等专业反馈意见修改完善PID 编制流体特性表 编制管道命名表 编制特殊件工艺数据表 编制设计说明
1.6.1 检测仪表的设置与定位原则
压差检测仪表设置举例
对压差有控制要求或与系统压力相比，压降变化较小但对压降 有检测要求，在设备进出口最近处设置压差测量。例如：塔、 过滤器
流量检测检测仪表设置举例
流量有计量考核要求，或有流量控制要求 压力、温度稳定 应考虑介质的状态
料位检测检测仪表设置举例
按流速初估尺寸，再进行压降核算，使之在允许压降范围内 管道布置完成后，根据实际的管道布置，复核压降
进出装置时，应表示出上/下游PID图号、连接的管线号或设 备位号 装置内的分配管，应表示出管线号、接续图号和设备位号或管 线号 图中应表示所有阀门，包括仪表根部阀、放空排净阀 图中应表示所有的盲法兰、异径管、8字盲板，有拆装要求的， 还应表示出拆卸法兰 非密闭排放的放空、排净阀后，应设置丝堵、盲法兰、管帽
管线 所有管线应标出管线号、尺寸、管道等级、隔热或伴热及安装 要求，如坡度、无袋、对称布置、两相流、浆体等 管线尺寸的确定
按流速初估尺寸，再进行压降核算，使之在允许压降范围内 管道布置完成后，根据实际的管道布置，复核压降，复核流 体输送机械
与其它PID有联系的工艺管线应表示出上/下游PID图号、连接 的管线号或设备位号 图中应表示所有阀门，包括仪表根部阀、放空、排净阀等 图中应表示所有的盲法兰、管帽、异径管、集液包、8字盲板， 有拆装要求的，还应表示出拆卸法兰 非密闭排放的放空、排净阀后，应设置丝堵、盲法兰、管帽
1.4 UID设计深度要求
UID设计注意事项 水系统
地上、地下应以法兰联接，地下属于水道专业，地上属于管道专 业 进出装置宜设置切断阀，阀后设置排净 在总管上应设置压力表、温度表 室外地上管道应考虑防冻
蒸汽、冷凝水系统
饱和蒸汽70—80m设置一个疏水阀，过热蒸汽每隔150m左右设 置一个疏水阀 任一低点都应设置排净阀，高点不设置放空阀 以疏水阀为界，阀前保温、阀后防烫 疏水阀前应设置集水包，其直径一般为主管的1/2到2/3，直径小 于DN80的，其直径等于主管直径，最大一般不大于DN400
1.6.2 系统的正常开车
系统置换
惰性气置换 适用于易燃、易爆介质系统 吹扫法 充压-泄压法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
溶剂的填充 催化剂的还原或活化、干燥剂的再生 系统的升温、加压 加料顺序的控制 正常排污/放 质量控制和分析取样 开车废弃物料的收集或排放
1.6.3 系统的正常停车
1.2 PID、UID设计的一般要求
图幅
业主没规定时，一般用A1横幅
标题栏 图面布局
标题栏上方：备注及详图 左侧：图形，其中上部或底部为设备参数表或设备位号/ 名称 设备数量：一般3-5台，原则上不超过10台