化工设计概论 第一章 化工设计程序和内容
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第一章 化工厂设计的内容与程序
Design of Chemical Engineering
思考题: （1）什么是化工设计？它包括哪些内容？ （2）化工工艺设计包括哪些内容？ （3）化工设计人员应具备哪些基本素质，才 能完成设计任务？
化工设计
Design of Chemical Engineering
1.3 化工设计分类
1.3.1、根据项目性质分类 1.3.2、根据设计性质分类
• 非工艺设计条件 （7章，2h）
• 毕业设计 • 复习（2h）
化工设计
（2h）
Design of Chemical Engineering
第一章 化工设计概论
•化工设计的目的意义 •化工厂设计的内容 •化工设计分类 •化工厂设计的工作程序 •化工车间工艺设计程序及内容 •国家和行业的基本设计政策和规范 •设计文件
编制初步设计书，其内容和深度能使对方了解设计方 案、投资和基本出处为准。
化工设计
Design of Chemical Engineering
工程设计
2). 扩大初步设计
• 根据已批准的初步设计，解决初步设计中 的主要技术问题，使之明确、细化。 • 编制准确度能满足控制投资或报价使用的 工程概算。
化工设计
生产装置规模进行的假想设计。 • 内容 根据研究者提供的概念和数据，确定流程和工艺条 件以及主要设备的型式和材质，三废处理等措施， 最终得出基建投资和产品成本等主要技术经济指标。 • 作用 暴露和提出基础研究中提出的一些问题，并为解决 这些问题提供途径或方案；结合技术经济评价，应 得出开发的新产品或新技术是否有工业化价值的结
• 现场环境污染状况；
• 周围地区工厂和居民点分布状况和协调要求；
3）选出几种方案，编写报告。
化工设计程序与内容
4. 工艺初步设计的工作程序
扩大初步设计程序图
设计任务书 工艺路线与生产方法的确定
物料衡算 能量衡算 设备工艺计算及选型号 工艺流程图设计 车间布置设计
概算 编写设计说明书
工艺流程方框图 物料平衡图 原料用量、消耗定额及三废排放表
能量消耗综合表 设备一览表 非定型设备条件表
带控制点工艺流程图
车间平面及立面布置图
概算书、投资额及材料表
扩大初步设计说明书
5. 初步设计的成果(成品)
• 初步设计说明书 • 附表:设备一览表,主要材料估算表 • 附图:物料流程图,管道及仪表流程图,
总平面布置图,车间设备布置图, 关键设备总图 • 附：概算书和技术经济分析资料
五、施工图设计阶段工作内容与程序
1.施工图设计的主要任务 2.施工图设计的依据与规范 3.施工图设计的主要工作内容 4.施工图设计的工作程序 5.施工图设计的深度 6.施工图设计的成果(成品)
料;④建厂条件调查;⑤专业条件调查;⑥确定工艺技术方案
2.进行设计:①专业间条件往返;②各专业完成设计条件;③各专
业设计条件校审
3.完成设计:①设计文件评审;②各专业会签;③入库前规格检查
;④文件复制、归档、发送;⑤完工报告
二、化工设计阶段的划分
1. 国外设计阶段的划分 国际上，通常把全部设计过程划分为
1. 施工图设计的主要任务
把初步设计中确定的设计原则和设计 方案，根据建筑安装工程或设备制作的 需要，进一步具体化。把工程设计各个 组成部分的布置和主要施工方法，以图 样及文字的方式加以确定，并编制设备、 材料明细表。
2. 施工图设计的依据与规范
➢已审批的初步(或扩初)设计 ➢行业标准《化工工艺设计施工图
【天津工业大学】精品课程《化工设计》--全册课件
(2)认真贯彻“五化”设计原则（工厂布置一体化、生产装 置露天化、建构筑物轻型化、公用工程社会化、引进技 术国产化）。
(3)采用先进的科学技术，努力提高商品设计的质量，使设 计做到标准规范，切合实际，技术先进，经济合理，安 全适用，使建设项目的技术经济指标达到先进水平。
(4)设计使用的基础资料要准确、可靠，各种数据和技术条 件要正确、切合实际；文字说明要清楚、确切，图纸要 清晰、正确，避免出现重大设计错误。
设计（建设）前期 设计期
设计后期（建设期）
初步设计 施工图设计
投产
试车验收
施工安装 人员培训
《化工设计》
化工设计阶段的划分
1.国外设计阶段的划分 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。
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。
《化工设计》
通过该课程的学习，使学生具备化学工程师的基本 理论素质，今后无论对学生考研，还是参加工作都将是 大有意义的。
《化工设计》
化工设计概念
“化工设计” 是根据一个化学反应或过程设计
出一个生产流程，并研究流程的合理性、先进 性、可靠性和经济的可行性，再根据工艺流程 及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等， 进行合理的工厂布局设计以满足生产的要求， 工艺专业与有关非工艺专业进行密切设计合作， 最终使这个工厂建成投产，这种设计全过程称 为“化工设计”。
《化工设原计理》
第一章 化工设计程序和内容
(3)采用先进的科学技术，努力提高商品设计的质量，使设 计做到标准规范，切合实际，技术先进，经济合理，安 全适用，使建设项目的技术经济指标达到先进水平。
(4)设计使用的基础资料要准确、可靠，各种数据和技术条 件要正确、切合实际；文字说明要清楚、确切，图纸要 清晰、正确，避免出现重大设计错误。
设计（建设）前期 设计期
设计后期（建设期）
初步设计 施工图设计
投产
试车验收
施工安装 人员培训
《化工设计》
化工设计阶段的划分
1.国外设计阶段的划分 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。
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。
《化工设计》
通过该课程的学习，使学生具备化学工程师的基本 理论素质，今后无论对学生考研，还是参加工作都将是 大有意义的。
《化工设计》
化工设计概念
“化工设计” 是根据一个化学反应或过程设计
出一个生产流程，并研究流程的合理性、先进 性、可靠性和经济的可行性，再根据工艺流程 及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等， 进行合理的工厂布局设计以满足生产的要求， 工艺专业与有关非工艺专业进行密切设计合作， 最终使这个工厂建成投产，这种设计全过程称 为“化工设计”。
《化工设原计理》
第一章 化工设计程序和内容
第一章化工设计的内容和程序
第一章化工设计的内容和程序第一章化工设计的程序与内容engineering designChart1 The process and content of chemical1.什么是化工设计？2.工程设计分为几类？分类依据？3.化工厂的工作程序？扩大初步设计是否要向主管部门评价？2.1 化工设计的种类2.2 2.3 2.42.5 化工设计的工作程序化工设计的内容国家和行业的基本设计政策和规范设计文件的编制分类依据：项目性质、设计性质一、根据项目性质分类1. 新建项目设计新产品研发设计新工艺或新技术设计2. 重复建设项目设计二、根据设计性质分类工程设计(1) 概念设计化学试验化工设计电子课件概念设计内容：根据基础研究提供的概念和数据，确定工艺流程；对全系统进行物料衡算、热量衡算和设备工艺计算，确定工艺操作条件、主要设备型式和材质；确定三废治理措施；计算基建投资、产品成本等主要技术经济指标。
概念设计目的：暴露和提出基础研究中存在的问题，并为解决这些问题提供方案。
另外，结合技术经济评价，得出该新产品或新技术是否有工业化价值的结论。
化工设计电子课件(2)中试装置设计中试装置的主要任务：验证基础研究中得到的规律和概念设计中的一些结果和设想；考察从小试到中试的放大效应；研究一些由于各种因素没有条件在实验室进行的课题；进行新设备、新材料、新仪器、新控制方案的试验。
中试装置设计要求：在设计流程、规模和设备结构型式不一定与工业装置完全相同，但必须在实本质上反映工业装置的特性和规律，为基础设计提供基础数据。
基础设计一般在进行。
基础设计是，是。
基础设计包括建设生产装置的一切技术要点。
设计基础：依据、技术来源、生产规模、原材料规格等；工艺流程：生产工艺、主要特点、反应原理及工艺参数等；物料流程图和物流表：完成物料衡算；对工程设计提出要求；设备布置建议图；装置三废的排放；自控设计说明；消耗定额；有关的技术资料、物性数据等；安全技术与劳动保护的说明。
第一章化工设计程序和内容和工作步骤
根据初步设计的结果提供施工安装用的图纸、 表格和施工文字说明；向非工艺专业提供设计条 件和提出设计要求；完成施工图设计文件。
17
三、施工图设计阶段工作程序
1. 修改完善初步设计文件； 2. 各专业的协调，向配套专业提供正式
资料； 3. 完成必要的图纸，表格等； 4. 编写施工安装说明书。
18
四、施工图设计的深度
施工图设计的主要工作内容是完善初步设计中提出的 工艺流程图设计、工艺设备布置设计、工艺管道布置设计 和设备、管路的保温及防腐设计等。施工图设计的深度除 了和初步设计互相连贯衔接之外，还必须满足： (1)全部设备、材料的订货和交货安排； (2)非标准设备的订货、制造和交货安排； (3)能作为施工安装预算和施工组织设计的依据； (4)控制施工安装质量，并根据施工说明要求进行验收。
22
9
二.可行性研究报告主要内容
(1)总论；
(2)需求预测；
(3)产品方案及生产规模；(4)工艺技术方案；
(5)资源可靠性、原材料、燃料的供应及公用设施情况；
(6)建厂条件和厂址方案；(7)公用工程和辅助设施方案；
(8)环境保护；
(9)工厂组织、劳动定员和人员培训；
(10)项目实施规划和安排；(11)投资估算和资金筹措；
7
国内作法
（1）编写项目建议书,向国家推荐项目； （2）进行可行性研究(市场销售,技术路线,工程
条件,人力资源,实施计划,资金成本,经济效果等
研究,成品:可行性研究报告)； （3）编写计划任务书。
8
一.项目建议书的主要内容
(1)项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据， 投资的必要性及经济意义； (2)产品需求初步预测； (3)产品方案和拟建规模； (4)工艺技术方案(原料路线、生产方法和技术来源)； (5)资源、主要原材料、燃料和动力的供应； (6)建厂条件和厂址初步方案； (7)环境保护； (8)工厂组织和劳动定员估算； (9)项目实施规划设想； (10)投资估算和资金筹措设想； (11)经济效益和社会效益的初步估算。
17
三、施工图设计阶段工作程序
1. 修改完善初步设计文件； 2. 各专业的协调，向配套专业提供正式
资料； 3. 完成必要的图纸，表格等； 4. 编写施工安装说明书。
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四、施工图设计的深度
施工图设计的主要工作内容是完善初步设计中提出的 工艺流程图设计、工艺设备布置设计、工艺管道布置设计 和设备、管路的保温及防腐设计等。施工图设计的深度除 了和初步设计互相连贯衔接之外，还必须满足： (1)全部设备、材料的订货和交货安排； (2)非标准设备的订货、制造和交货安排； (3)能作为施工安装预算和施工组织设计的依据； (4)控制施工安装质量，并根据施工说明要求进行验收。
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二.可行性研究报告主要内容
(1)总论；
(2)需求预测；
(3)产品方案及生产规模；(4)工艺技术方案；
(5)资源可靠性、原材料、燃料的供应及公用设施情况；
(6)建厂条件和厂址方案；(7)公用工程和辅助设施方案；
(8)环境保护；
(9)工厂组织、劳动定员和人员培训；
(10)项目实施规划和安排；(11)投资估算和资金筹措；
7
国内作法
（1）编写项目建议书,向国家推荐项目； （2）进行可行性研究(市场销售,技术路线,工程
条件,人力资源,实施计划,资金成本,经济效果等
研究,成品:可行性研究报告)； （3）编写计划任务书。
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一.项目建议书的主要内容
(1)项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据， 投资的必要性及经济意义； (2)产品需求初步预测； (3)产品方案和拟建规模； (4)工艺技术方案(原料路线、生产方法和技术来源)； (5)资源、主要原材料、燃料和动力的供应； (6)建厂条件和厂址初步方案； (7)环境保护； (8)工厂组织和劳动定员估算； (9)项目实施规划设想； (10)投资估算和资金筹措设想； (11)经济效益和社会效益的初步估算。
1化工设计的内容与程序
项 目 建 议 书 可 筛 否 行 选 性 研 究 是 报 告 终止 编 评 否 写 价 设 计 是 任 务 书 终 施 扩 止 工 大 初 设 步 评 否 计 设 价 ， 计 提 是 出 ， 提 预 出 算 总 概 算 组 织 施 工 ， 制 定 开 车 方 案
投 料 试 车 ， 考 核 验 收
Chemical Engineering Design
具有毒性。在化工生产中，很多化工产品都是有毒的，对 化工生产装置操作的安全卫生等方面提出了持殊要求。
Chemical Engineering Design
易燃、易爆性。在化工生产中的原料及产品有些是易燃易爆 的。如一氧化碳、氢气、烷烃、烯烃、炔烃类及其衍生物， 特别是苯、甲苯的硝化物是属于炸药一类的物质，生产这些 产品的装置建设，对防爆要求很高，尤其是对电气工程、自 动化仪表工程的要求更高。（安全性） 非标设备多。化工生产过程的各个单元大部分是在静止设备 如反应器、换热器、蒸馏塔、结晶器、蒸发器、容器中进行 的，另外由于化工生产大多数物料是流体，故原料、半成品、 成品的贮存多采用贮罐、球罐、油罐、气柜一类的大型容器， 使化工生产的非标设备非常多。
的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等；
(5)原材料、燃料及水电汽的来源和供应；
Chemical Engineering Design
1.2 化工厂设计的工作程序
(6)建厂条件和厂址选择布局方案；
(7)公用工程和辅助设施方案；
(8)节能； (9)环境保护； (10)劳动保护与安全； (11)工厂组织、劳动定员和人员培训； (12)项目实施规划； (13)投资估算和资金筹措； (14)经济效益评价及社会效益评价； (15)结论：包括综合评价和研究结论、存在问题及建议等。
投 料 试 车 ， 考 核 验 收
Chemical Engineering Design
具有毒性。在化工生产中，很多化工产品都是有毒的，对 化工生产装置操作的安全卫生等方面提出了持殊要求。
Chemical Engineering Design
易燃、易爆性。在化工生产中的原料及产品有些是易燃易爆 的。如一氧化碳、氢气、烷烃、烯烃、炔烃类及其衍生物， 特别是苯、甲苯的硝化物是属于炸药一类的物质，生产这些 产品的装置建设，对防爆要求很高，尤其是对电气工程、自 动化仪表工程的要求更高。（安全性） 非标设备多。化工生产过程的各个单元大部分是在静止设备 如反应器、换热器、蒸馏塔、结晶器、蒸发器、容器中进行 的，另外由于化工生产大多数物料是流体，故原料、半成品、 成品的贮存多采用贮罐、球罐、油罐、气柜一类的大型容器， 使化工生产的非标设备非常多。
的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等；
(5)原材料、燃料及水电汽的来源和供应；
Chemical Engineering Design
1.2 化工厂设计的工作程序
(6)建厂条件和厂址选择布局方案；
(7)公用工程和辅助设施方案；
(8)节能； (9)环境保护； (10)劳动保护与安全； (11)工厂组织、劳动定员和人员培训； (12)项目实施规划； (13)投资估算和资金筹措； (14)经济效益评价及社会效益评价； (15)结论：包括综合评价和研究结论、存在问题及建议等。
化工设计第一章化工厂设计的内容与程序资料
SH 3401-3410 6、石油化工管道布置设计通则 SH3012-2000 7、石油化工企业给水排水系统设计规范
SH3015-2003
第一章 化工厂设计的内容与程序
§1-4 设计文件
一、初步设计文件 （一）设计依据 （1）文件，如计划任务书以及其他批文等。 （2）技术资料，如中试试验报告、调查报告等。 （二）设计指导思想和设计原则 （1）设计所遵循的具体方针政策和指导思想。 （2）总括各专业的设计原则，如工艺路线的选择、设备的
四、扩大初步设计
设计任务书
工艺路线与 生产方法的确定
物料衡算
能量衡算 设备工艺计算及选型号
工艺流程图设计
车间布置设计 概算
编写设计说明书
工艺流程方框图 物料平衡图 原料用量、消耗定额及三废排放表 能量消耗综合表 设备一览表 非定型设备条件表 带控制点工艺流程图
车间平面及立面布置图 概算书、投资额及材料表 扩大初步设计说明书
第一章 化工厂设计的内容与程序
§1-4 设计文件
（八）主要原料、动力消耗定额及消耗量 （九）生产控制分析 （十）仪表和自动控制（方案体现在流程图上，设备列表） （十一）技术保安、防火及工业卫生 （十二）车间布置（车间布置说明及设备平面图与剖面图） （十三）公用工程（水、电、蒸汽等） （十四）“三废”治理及综合利用 （十五）车间维修（人员、设备） （十六）土建（设计说明、图、表） （十七）车间装置定员 （十八）概算
图1-1 化工新技术开发的工作框图
第一章 化工厂设计的内容与程序
§1-1 化工设计的分类 (1)概念设计 定义 以过程研究中间结果为基础，从工程角度出发按照
未来生产规模所进行的一种假想设计。
目的 判断研究的工艺条件是否合理
SH3015-2003
第一章 化工厂设计的内容与程序
§1-4 设计文件
一、初步设计文件 （一）设计依据 （1）文件，如计划任务书以及其他批文等。 （2）技术资料，如中试试验报告、调查报告等。 （二）设计指导思想和设计原则 （1）设计所遵循的具体方针政策和指导思想。 （2）总括各专业的设计原则，如工艺路线的选择、设备的
四、扩大初步设计
设计任务书
工艺路线与 生产方法的确定
物料衡算
能量衡算 设备工艺计算及选型号
工艺流程图设计
车间布置设计 概算
编写设计说明书
工艺流程方框图 物料平衡图 原料用量、消耗定额及三废排放表 能量消耗综合表 设备一览表 非定型设备条件表 带控制点工艺流程图
车间平面及立面布置图 概算书、投资额及材料表 扩大初步设计说明书
第一章 化工厂设计的内容与程序
§1-4 设计文件
（八）主要原料、动力消耗定额及消耗量 （九）生产控制分析 （十）仪表和自动控制（方案体现在流程图上，设备列表） （十一）技术保安、防火及工业卫生 （十二）车间布置（车间布置说明及设备平面图与剖面图） （十三）公用工程（水、电、蒸汽等） （十四）“三废”治理及综合利用 （十五）车间维修（人员、设备） （十六）土建（设计说明、图、表） （十七）车间装置定员 （十八）概算
图1-1 化工新技术开发的工作框图
第一章 化工厂设计的内容与程序
§1-1 化工设计的分类 (1)概念设计 定义 以过程研究中间结果为基础，从工程角度出发按照
未来生产规模所进行的一种假想设计。
目的 判断研究的工艺条件是否合理
化工设计概论
化工设计概论绪论化工是化学工艺、化学工业、化学工程等的简称。
凡运用化学方法改变物质组成、结构或和成新物质的，都属于化工生产技术，也称化学工艺。
化工设计是把一项化工工程从设想变成现实的一个建设环节，化工设计的核心是化工工艺设计。
第1章化工设计程序和内容全部设计过程划分为两大设计阶段：基础设计、工程设计。
工程设计分为三个阶段：工艺设计、基础工程设计、详细工程设计。
第2章工艺流程设计化工工艺流程原料原料贮存、原料预处理、反应、产品分离、产品精制、包装和运输产品工艺路线流程化一般工作方法：主反应过程、原料准备过程和投料方式流程、产物净化分离过程、产品计量包装或后处理工艺过程、副产物处理的工艺过程、“三废”排出物的综合治理流程、确定动力使用和公用工程的配套。
2.3 工艺流程图的绘制2.3.1 方框流程图和工艺流程简图（block flowsheet、simiplified flowsheet） 2.3.2 工艺物料流程图（process flowsheet diagram）2.3.3 管道及仪表流程图（piping and instrument diagram）设备分类代号、物料代号、管道材质代号、隔热及隔声代号、测量参数代号、仪表功能代号、管道工程压力等级代号。
常用管道图示符号、测量点图形符号、仪表安装位置图形符号。
管道标注内容包括四部分：管道号、管径、管道等级、隔热或隔声管道号包括：物料代号、主项代号、管道分段顺序号。
管道等级号包括：管道工程压力等级代号、顺序号、管道材质代号。
泵的流量控制方案：（1）出口节流控制；（2）旁路控制。
换热器的温度控制方案：（1）调节换热介质的流量；（2）调节换热面积（适用于蒸汽冷凝换热器）；（3）旁路调节。
第3章物料衡算和能量衡算3.1 物料衡算在化工过程中，物料平衡是指在单位时间你进入系统（体系）的全部物料质量必定等于离开该系统（体系）的全部物料质量再加上损失掉的与积累起来的物料质量。
化工厂设计的内容与程序
• 土建设计(土建专业） • 设备设计（机械专业） • 给排水设计（给排水设计专业） • 自动化控制和仪表设计（自动化专业） • 热工设计 • 电气设计 • 采暖通风设计 • 安全环保设计
化工厂设计的内容与程序
• 初步设计评审
第一章 化工厂设计的内容与程序
•1) 概念设计（形成想法）
• 概念设计:以过程研究中间结果（或最终结果）为 基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种 假想设计。 • 作用:是暴露和提出过程研究中存在的问题，并 为解决这些问题提供途径或方案；评价开发的新产品 或新技术是否有工业化价值。
•2) 中试设计
•
国外各设计阶段的主要设计内容及成品，见表1-1。
•表1-1
工艺设计
1、工艺流程图(PFD) 2、工艺控制图(PCD) 3、工艺说明书 4、物料平衡表 5、工艺设备表 6、工艺数据表 7、安全备忘录 8、慨略布置图 9、主要专业设计条件
国外各设计阶段的主要设计内容及成品
基础工程设计
详细工程设计
1、管道仪表流程图(PID) 2、设备计算及分析草图 3、设计规格说明书 4、材料选择 5、请购文件 6、设备布置图(分区) 7、管道平面图(分区) 8、地下管网图 9、电气单线图 10、各专业设计条件
•扩大初步设计 根据行业规范，解决初步设计中的主要 技术问题，使之明确、细化。编制准确度能满足控制投资 或报价使用的工程概算。
• 施工图设计 根据行业标准结合建厂地区条件，在满 足安全、进度及控制投资等前提下开展施工图设计。
化工厂设计的内容与程序
第一章 化工厂设计的内容与程序
• 3. 国际通用的设计阶段划分
1、详细配管图 2、管段图(空视图) 3、基础图 4、结构图、建筑图 5、仪表设计图 6、电气设计图 7、设备制造图 8、其他为施工所需的各专业全部设计图 纸、文件 9、各专业施工安装说明
化工厂设计的内容与程序
• 初步设计评审
第一章 化工厂设计的内容与程序
•1) 概念设计（形成想法）
• 概念设计:以过程研究中间结果（或最终结果）为 基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种 假想设计。 • 作用:是暴露和提出过程研究中存在的问题，并 为解决这些问题提供途径或方案；评价开发的新产品 或新技术是否有工业化价值。
•2) 中试设计
•
国外各设计阶段的主要设计内容及成品，见表1-1。
•表1-1
工艺设计
1、工艺流程图(PFD) 2、工艺控制图(PCD) 3、工艺说明书 4、物料平衡表 5、工艺设备表 6、工艺数据表 7、安全备忘录 8、慨略布置图 9、主要专业设计条件
国外各设计阶段的主要设计内容及成品
基础工程设计
详细工程设计
1、管道仪表流程图(PID) 2、设备计算及分析草图 3、设计规格说明书 4、材料选择 5、请购文件 6、设备布置图(分区) 7、管道平面图(分区) 8、地下管网图 9、电气单线图 10、各专业设计条件
•扩大初步设计 根据行业规范，解决初步设计中的主要 技术问题，使之明确、细化。编制准确度能满足控制投资 或报价使用的工程概算。
• 施工图设计 根据行业标准结合建厂地区条件，在满 足安全、进度及控制投资等前提下开展施工图设计。
化工厂设计的内容与程序
第一章 化工厂设计的内容与程序
• 3. 国际通用的设计阶段划分
1、详细配管图 2、管段图(空视图) 3、基础图 4、结构图、建筑图 5、仪表设计图 6、电气设计图 7、设备制造图 8、其他为施工所需的各专业全部设计图 纸、文件 9、各专业施工安装说明
化工设计第一章化工设计概论
2. 编制可行性研究报告
•
同时进行环境评价、安全评价、节能报告、卫生评价
3. 进行初步设计
•
消防初步审查
4. 进行施工图设计
•
消防审查、施工图审查、取的施工证
5. 工程施工
6. 开车
7. 竣工验收
第四节 化工工程设计的内容
我国传统的工程设计体制与国际通用的设 计体制，其设计阶段划分不同，因而设计 程序、方法和设计内容、深度都有较大的 差异，这里将两种设计体制的程序和内容 分别说明于后。
2. 技术先进
技术先进是指在设计中要尽量采用成熟的先进 技术，而且是适合我国国情的先进技术。首先 应尽量采用国内成熟的先进技术和先进设备， 体现国内的先进技术水平。同时还应积极吸收 国外的先进经验，消化吸收引进的先进技术和 设备。使设计体现国内的先进技术水平，并力 争达到或超过国际水平。因此，设计人员既要 从实际出发，实事求是，又要不断创新、勇于 开拓。只有在设计中坚持求实和革新精神，才 能维护设计的科学性和先进性。
1．特殊工艺流程方面的试验、研究及确定； 2．新型设备的试验、制作及确定； 3．大型建筑物、构筑物(如水坝、桥梁等)某些关键部位的试验、 研究及确定；
4．某些技术复杂，需慎重对待的问题的研究及确定。 因此，技术设计的具体内容需视工程项目的具体情况、特点和需 要而定，上级都门对此一般不作硬性的规定，但其深度应能满足上 述各个方面的要求。
化工设计概论
第一节设计工作的地位和作用
设计：设计是一门涉及科学、经济和方针政策等各个方面的综 合性的应用技术科学 。 工程设计：是指根据批准的可行性研究报告或设计委托书（教 材上为设计任务书）所确定的拟建工程项目的产品方案、生产 规模、工艺技术方案、建厂条件、厂址方案、投资估算和经济 评价等要求，由业主通过招标后确定的设计单位(或工程公司)签 订的项目承包合同或设计合同。设计单位按照合同的规定，遵 照国家政策和法规，吸收国外先进的科学技术成果和生产实践 经验，选择最佳建设方案进行工程设计，为工程项目提供建设 依据和设计文件成果和图纸，并为项目建设提供施工安装、开 车服务的整个活动过程。 设计工作的成果：是以设计文件和图纸来体现的，它是安排工 程建设项目和组织施工的主要依据。
化工设计概论 (2)
9. 项目实施规划设想；
10. 投资估算和资金筹措设想； 11. 经济效益和社会效益的初步估算。
（二） 可行性研究（Feasibility Study）
可行性研究是对拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是 否应该建设及如何建设作出论证和评价，为企业和上级机关投资决 策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。内容如下： 1. 总论。 包括项目名称、进行可行性研究的单位、技术负责人、可行性研
测、控制等。
4. 工艺设备设计
设备的设计与选择是指通过工艺计算确定设备技术指标。 工艺设备设计的最终结果是“设备一览表”和“非标设备条件图”。
5. 设备平(立)面布置总图
设备布置的任务是在节约用地、安全和便于生产操作的前提下，确 定生产过程中使用的各种机器、设备的平面和空间位置，以满足安装、
生产、维修的需要和物料与人员的流动路线。
三段设计 （1）初步设计(Preliminary Design) 根据设计任务书，对设计对象进行全面的研究，寻求在技术上可 能、经济上合理的最符合要求的设计方案。其内容和深度能使对方了解 设计方案、投资和基本出处为准。 （2）扩大初步设计 根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之 明确、细化。编制准确度能满足控制投资或报价使用的工程概算。 （3）施工图设计(Detailed Design) 根据已批准的扩大初步设计，结合建厂地区条件，在满足安全、
化工设计是由各个专业许多设计人员共同创造的集体成果，它需
要设计人员在外部约束条件的制约下，以化工工艺专业为龙头，其他 专业设计人员紧密配合，精心设计、构思各种可能的方案，经过反复
比较，选择其中优化的方案。
化工设计的主体是化工工艺人员。 化工设计是科学与艺术相结合的一项工程，是将实验室的研究成果 转化为工业生产的一项具有创造性的劳动。 所谓科学即设计人员运用化学工程与工艺的基础知识，解决工程 中的有关问题。 所谓艺术，是指当遇到化学工程与工艺的基础知识不能解决问题 时，需要通过试验或凭借经验来正确决策，利用所获得的资料及数据
化工设计的内容和程序ppt课件
一、根据项目性质分类
根据项目 性质分类
新建项目设计
《化工设计》
重复建设 项目设计
已有装置的 改造设计
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第一节 化工设计的种类
• 1、新建项目设计
以前重研究、轻设计。
（现在要求科研成果以基础设计的形式出现）
设计师从接受任务之时起就要根据设计要求构思各种可能的 方案，然后根据一系列内部和外部约束条件，排出一些不合 理或不可能的方案，经过反复比较，选择其中最佳者。整个 设计过程是一个交替进行过程合成与分析，不断作出选择、 修改原有设想的迭代过程。
其中，各种图纸随设计的深入，分成多个版本。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
工艺专业部与工艺系统专业部之间，在设计工作过 程中有许多需要交流的条件、文件（“条件表”）， 有发出条件的主导专业，有接收“条件表”的接收专 业。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
化工过程设计的深化改革
复杂大型化工厂的设计
化工过程设计发展方向
柔性化工厂的设计 自主创新设计
与国际工程设计的接轨 我国化工设计院，原来的专业部门进行了相应的改革调整。
过程合成（结构优化） 过程分析（参数优化）
《化工设计》
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
根据项目 性质分类
新建项目设计
《化工设计》
重复建设 项目设计
已有装置的 改造设计
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第一节 化工设计的种类
• 1、新建项目设计
以前重研究、轻设计。
（现在要求科研成果以基础设计的形式出现）
设计师从接受任务之时起就要根据设计要求构思各种可能的 方案，然后根据一系列内部和外部约束条件，排出一些不合 理或不可能的方案，经过反复比较，选择其中最佳者。整个 设计过程是一个交替进行过程合成与分析，不断作出选择、 修改原有设想的迭代过程。
其中，各种图纸随设计的深入，分成多个版本。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
工艺专业部与工艺系统专业部之间，在设计工作过 程中有许多需要交流的条件、文件（“条件表”）， 有发出条件的主导专业，有接收“条件表”的接收专 业。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
化工过程设计的深化改革
复杂大型化工厂的设计
化工过程设计发展方向
柔性化工厂的设计 自主创新设计
与国际工程设计的接轨 我国化工设计院，原来的专业部门进行了相应的改革调整。
过程合成（结构优化） 过程分析（参数优化）
《化工设计》
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
化工设计的内容与程序
✓ 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。
✓ 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。
❖ 目的：
1. 总结整个技术开发阶段的研究成果； 2. 作为工程设计的依据
二、根据设计性质分类
2. 工程设计
一、项目性质分类
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。
一、项目性质分类
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.
通过概念设计，可以及早暴露研究工作中存在的问 题和不足之处，从而能及时解决问题，缩短开发周期
二、根据设计性质分类
② 中试设计：按照技术开发的观点，中试的主要目 的是验证模型和数据，即概念设计中的些结果和 设想通过中试来验证
❖ 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。
2. 工程设计
2.1 工程设计阶段的划分
• 项目建议书 • 可行性研究报告 • 总体设计(必要时) • 工艺包 • 基础设计 • 详细设计 • 施工配合 • 开车及性能考核 • 设计回访
2. 工程设计
2.2 各阶段主要内容
项目建议书（预可行性研究报告）—协助业主申请项目
可行性研究报告—作为项目咨询的第二阶段帮助业主立项。
✓ 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。
❖ 目的：
1. 总结整个技术开发阶段的研究成果； 2. 作为工程设计的依据
二、根据设计性质分类
2. 工程设计
一、项目性质分类
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。
一、项目性质分类
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.
通过概念设计，可以及早暴露研究工作中存在的问 题和不足之处，从而能及时解决问题，缩短开发周期
二、根据设计性质分类
② 中试设计：按照技术开发的观点，中试的主要目 的是验证模型和数据，即概念设计中的些结果和 设想通过中试来验证
❖ 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。
2. 工程设计
2.1 工程设计阶段的划分
• 项目建议书 • 可行性研究报告 • 总体设计(必要时) • 工艺包 • 基础设计 • 详细设计 • 施工配合 • 开车及性能考核 • 设计回访
2. 工程设计
2.2 各阶段主要内容
项目建议书（预可行性研究报告）—协助业主申请项目
可行性研究报告—作为项目咨询的第二阶段帮助业主立项。
化工设计的内容与程序
化工设计的内容与程序化工设计是指根据化学、物理、化工原理及实验结果，利用软件或手工进行计算、优化、模拟等方法，设计化工流程、设备、控制系统等的过程。
本文将以某化工制药厂为例，介绍一个化工设计的内容和程序。
化工设计的内容包括化工流程设计、设备设计、控制系统设计等方面。
在初步设计阶段，化工工程师需根据产品的要求、投资预算和现有设备情况等综合考虑，确定化工流程的基本方案。
首先，需要进行原料的筛选和配比，以保证产品质量和产量的要求。
其次，需要确定反应类型和反应条件，包括温度、压力、反应时间等。
然后，通过计算和模拟，确定各单元操作的设计参数，如反应器的体积、换热器的传热面积等。
最后，根据流程图，进行设备的布置，确定管道的尺寸和线路的走向。
在设计过程中，化工工程师还需要考虑安全性、环保和能耗等方面的因素，以实现技术经济指标的最佳化。
化工设计的程序通常包括以下几个步骤：前期准备、数据收集和分析、方案设计和优化、设备选择和设计、自动化控制系统设计等。
在前期准备阶段，化工工程师需要了解产品的相关要求和现有工艺流程，收集原料和产品的性质数据，获取设备和仪表的技术规格和参数。
此外，还需确定投资预算和工期计划等。
数据收集和分析阶段是化工设计的基础。
通过实验和文献调研，获得原料和产品的物性数据、反应机理及动力学参数等。
同时，还需收集和分析现有设备和工艺的工作情况和改进方向，为方案设计提供依据。
方案设计和优化阶段是化工设计的重要环节。
化工工程师使用化工计算软件，进行物料平衡、能量平衡、反应动力学模拟等计算和优化。
通过试运行和模拟实验，确定化工流程的合理方案，并进行经济评价和风险分析。
设备选择和设计阶段是根据方案设计结果，选择适宜的设备，并进行详细参数的设计。
根据反应器类型和体积计算反应器的尺寸和材质，选用适当的换热器、储罐、分离器、泵和阀门等。
此外，还需设计管道布局和输送系统，进行安装和施工过程中的技术交底。
自动化控制系统设计是化工设计的重要组成部分。
化工设计概论
第三节 化工车间（装置）工 艺设计的程序及设计内容
一、设计准备工作 （l）熟悉设计任务书。 （2）制定设计工作计划。 了解化工设计以及工艺设计包括哪些内容，
其方法步骤如何。 （3）查阅文献资料。 （4）收集第一手资料。
第三节 化工车间（装置）工 艺设计的程序及设计内容
二、方案设计 任务是确定生产方法和生产流程，是整个
第四节 设计文件
（四）生产方法和工艺流程 (1)生产方法；扼要说明设计所采用的原料路线和
工艺路线。 (2)化学反应方程式：写出方程式，注明化学物质
的名称、主要操作条件。 (3)工艺流程 ①工艺划分简图，用方块图表示。 ②带控制点工艺流程图和流程简述。带控制点工艺
流程图应表示出全部工艺设备、物料管线、阀件、 设备的辅助管路以及工艺和自控仪表图例、符号。
五、配管工程设计 配管工程设计是化工设计最重要的内容之一。 HG/T 20549-1998《化工装置管道布置设计规定》 SH 3012-2000《石油化工管道布置设计通则》 任务是确定生产流程中的全部管线、阀件、管件及各种
管架的位置、规格尺寸和材料，以满足工艺生产的要求。 设计中应注意节约管材，便于操作、检查和安装检修，
第一节 化工设计的种类
目前国际习惯划分： 工艺设计 基础工程设计 详细工程设计
第二节 化工厂设计的工作程序
一、项目建议书
项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据。 化计发（1992）995号《化工建设项目建议书内容和深度
的规定》（修定本） 1.项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据，投资
的必要性及经济意义； 2.市场初步预测分析； 3.产品方案和生产规模； 4.工艺技术初步方案（原料路线、生产方法和技术来源）；
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23
投资设想 机会研究 项目建议书 可行性研究 投资决策 设计（建设）前期 设计期 设计后期（建设期） 投产 试车验收 施工安装 人员培训
3
设计任务书
初步设计 施工图设计
化工设计阶段的划分
1、国外设计阶段的划分
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。
5
工艺专业的主要设计内容
确定流程 （PFD,PCD）
为其它专业 提供条件 物能恒算、确定 操作控制条件
工艺专业
设备概略布置
设备条件 提出和选型
6
§1.1 设计前期工作步骤与内容
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。
12
三个设计文件的区别
阶段不同
目的不同 编制的主体不同 深度不同
13
§1.2 初步设计阶段工作内容与程序
一、初步设计目的
项目建设地点和期限 在技术可行性和经济合理性 主要原料、燃料、水、动力供应来源 工程总造价和基本技术经济指标 提供审批依据，提供施工准备及施工图设 计依据。
4
化工设计阶段的划分
2、国内设计阶段的划分 重要的大型企业，技术比较复杂或比较新 型的工厂，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，可分为二个阶段设计，即 技术设计和施工图设计二个阶段。
20
§1.4 车间工艺设计
1、生产方法的选择 2、生产工艺流程设计 3、工艺计算 4、车间布置设计 5、管路设计 6、提供设计条件 7、编写设计说明书 8、概（预）算书的编制2122Fra bibliotek思考题
1、 “化工设计”的概念。
2、国内化工设计阶段是如何划分的？ 3、车间工艺设计内容？ 4、简述化工厂建立的过程。
织设计、编制施工预算以及如何实施施工等。
根据初步设计的结果提供施工安装用的图纸、
表格和施工文字说明；向非工艺专业提供设计条
件和提出设计要求；完成施工图设计文件。
18
三、施工图设计阶段工作程序
1. 修改完善初步设计文件； 2. 各专业的协调，向配套专业提供正式资料； 3. 完成必要的图纸，表格等；
4. 编写施工安装说明书。
第一章 化工设计程序和内容
1.1 设计前期工作步骤与内容 1.2 初步设计阶段工作内容与程序
1.3 施工图设计阶段工作内容与程序
1.4 车间工艺设计
1
化工厂建立的全过程:
一般需要经过可行性研究、化工设计、
施工、试车和考核等几个阶段。
一个工程项目从设想到建成投产这一阶
段称为基本建设阶段。
2
化工项目基本建设程序
16
§1.3 施工图设计阶段工作内容与程序
一、目的与作用
主要目的是为施工服务。
施工图是全部施工的依据，用于进行建筑
安装工程、设备安装、管道敷设、标准和
非标准设备、装置和金属结构的制造。
17
二、施工图设计阶段设计内容
根据初步设计审批的意见，解决初步设计中
特定的问题，并由此进行施工单位的编制施工组
19
四、施工图设计的深度
施工图设计的主要工作内容是完善初步设计中提出的
工艺流程图设计、工艺设备布置设计、工艺管道布置设计 和设备、管路的保温及防腐设计等。施工图设计的深度除 了和初步设计互相连贯衔接之外，还必须满足： (1)全部设备、材料的订货和交货安排； (2)非标准设备的订货、制造和交货安排； (3)能作为施工安装预算和施工组织设计的依据； (4)控制施工安装质量，并根据施工说明要求进行验收。
(10)项目实施规划和安排；
(11)投资估算和资金筹措； (12)产品成本估算； (13)财务、经济评价及社会效益评价； (14)评价结论；
(15)必要的附件。
11
三、设计计划任务书主要内容
(1) 建设的目的和依据。 (2) 建设规模、产品方案或纲领，生产方法或工艺原则。 (3) 矿产资源，水文地质和原材料、燃料、动力、供水、 运输等协作条件。 (4) 资源综合利用和环境保护，“三废”治理的要求。 (5) 建设地区或地点，以及占用土地的估算。 (6) 防空、抗震等的要求。 (7) 建设工期。 (8) 投资控制数。 (9) 劳动定员控制数。 (10)要求达到的经济效益。
14
二、初步设计任务和内容
初步设计阶段的成品：设计说明书
附表：设备一览表，主要材料估算表；
附图：物料流程图PFD，管道及仪表流程图PID，
总平面布置图，车间设备布置图，
关键设备总图；
附：概算书和技术经济分析资料。
15
三、初步设计的工作程序
初步设计准备； 讨论编制初步设计方案； 提供设计条件； 完成各专业的具体设计； 中间审查； 完成设计文件及图纸,最后审核； 进行经济分析概算； 审定设计文件(复制、归档、报批)。
7
国内作法
（1）编写项目建议书,向国家推荐项目；
（2）进行可行性研究(市场销售、技术路线、工程
条件、人力资源、实施计划、资金成本、经济效果 等研究，成品：可行性研究报告)；
（3）编写计划任务书。
8
一、项目建议书的主要内容
(1)项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据， 投资的必要性及经济意义； (2)产品需求初步预测； (3)产品方案和拟建规模； (4)工艺技术方案(原料路线、生产方法和技术来源)； (5)资源、主要原材料、燃料和动力的供应； (6)建厂条件和厂址初步方案； (7)环境保护； (8)工厂组织和劳动定员估算； (9)项目实施规划设想； (10)投资估算和资金筹措设想； (11)经济效益和社会效益的初步估算。
9
二、可行性研究报告主要内容
(1)总论；
(2)需求预测；
(3)产品方案及生产规模； (4)工艺技术方案； (5)资源可靠性、原材料、燃料的供应及公用设施情况； (6)建厂条件和厂址方案；
(7)公用工程和辅助设施方案；
(8)环境保护
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二、可行性研究报告主要内容
(9)工厂组织、劳动定员和人员培训；