北京化工大学——化工过程设计概述
化工设计知识点概括
化工设计知识点概括化工设计是指根据工艺技术要求和经济指标，对化工产品的工艺过程进行优化设计的过程。
在化工设计过程中，需要掌握一些基本的知识点。
本文将概括介绍几个重要的化工设计知识点。
1. 化工工艺流程化工工艺流程是指化工产品的生产工艺过程中的各个环节及其相互关系。
通常，化工工艺流程包括原料处理、反应过程、分离过程和产品收率等几个基本步骤。
在设计过程中，需要对每个步骤进行合理安排，以保证产品质量和生产效率。
2. 物质平衡和能量平衡物质平衡和能量平衡是化工设计中的两个重要方面。
物质平衡要求对原料和产物之间的质量关系进行准确计算和控制，以确保产品的质量稳定。
能量平衡则是指对能量流动进行计算和优化，以提高能源利用效率和降低生产成本。
3. 设备设计在化工设计中，需要进行各种设备的设计，如反应器、蒸馏塔、换热器等。
设备的设计要考虑到工艺流程的特点和要求，以及设备的操作安全和可靠性。
因此，在设计过程中需要掌握各种设备的性能参数和设计原理。
4. 材料选择化工设计中的材料选择非常重要，它直接影响到产品的质量和生产成本。
在选择材料时，需要考虑到其化学性质、物理性质、耐腐蚀性等方面的要求。
同时，还需要根据不同的工艺条件选择合适的材料。
5. 安全与环保安全和环保是化工设计的重要考虑因素。
合理设计化工过程，减少事故风险，遵循安全操作规程，确保工作人员的生命安全和健康。
同时，在设计过程中应考虑到对环境的影响，并采取相应的措施减少污染。
以上仅是化工设计中的部分知识点概括，实际上，化工设计是一个综合性强的学科，需要掌握化学、工程学和计算机等多个领域的知识。
通过不断学习和实践，不断提高自己的综合能力，才能成为一名优秀的化工设计师。
北化化工原理课程设计
北化化工原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握化工原理中流体流动与输送、热量传递和质量传递的基本理论；2. 了解北化化工原理课程中涉及的单元操作原理及其应用；3. 掌握化学工程中的典型工艺流程及设备。
技能目标：1. 能够运用流体力学、传热学和传质学原理分析化工过程中的实际问题；2. 学会运用单元操作原理设计简单的化工工艺流程；3. 培养运用化工原理解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作精神和沟通能力，提高合作解决问题的能力；3. 增强学生的环保意识，认识到化工技术在可持续发展中的重要性。
课程性质：本课程为化学工程与工艺专业核心课程，旨在使学生掌握化工原理的基本理论、方法和技能。
学生特点：学生具备一定的化学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和工程观念。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，为我国化工行业的发展贡献力量。
后续教学设计和评估将围绕上述具体学习成果展开。
二、教学内容1. 流体流动与输送：涵盖流体静力学、流体动力学、管道与阀门等内容，结合课本第二章进行教学。
- 流体静力学：压力、压强、流体作用力等概念；- 流体动力学：流体运动方程、伯努利方程、流体阻力等；- 管道与阀门：管道类型、流体输送设备、阀门种类及选用。
2. 热量传递：包括热传导、对流和辐射等原理，结合课本第三章进行教学。
- 热传导：热传导方程、热阻、热绝缘材料等；- 对流：对流换热量、Nu数、流体与固体表面的对流换热；- 辐射：辐射定律、热辐射计算、辐射换热器。
3. 质量传递：涉及传质方程、扩散、对流传质等，结合课本第四章进行教学。
- 传质方程：质量守恒方程、Fick定律；- 扩散：扩散系数、扩散传质计算；- 对流传质：对流传质系数、对流传质计算。
4. 单元操作原理及设备：包括沉降、过滤、吸收、蒸馏等，结合课本第五章进行教学。
化工设计知识点总结
化工设计知识点总结化工设计是化学工程领域中非常重要的一部分，它涉及到各种化工流程、设备选择和操作等方面的内容。
本文将对化工设计中的一些关键知识点进行总结，并分为以下几个方面来进行讨论：一、化工流程设计化工流程设计是化工设计的核心内容，它包括流程图的绘制、物料平衡、能量平衡、设备选择等方面的内容。
1. 流程图的绘制在化工流程设计中，流程图的绘制是非常重要的一步。
可以使用标准的符号和线条来表示不同的操作步骤和设备，以清晰地表达化工过程中的各个环节。
2. 物料平衡物料平衡是指在化工流程中，对物料的输入和输出进行计算和控制。
通过物料平衡的计算，可以确保化工过程中物料的使用效率和产出效果。
3. 能量平衡能量平衡是指在化工流程中，对能量的输入和输出进行计算和控制。
能量平衡的计算是化工过程中节能减排的重要手段，可以提高能量利用效率。
4. 设备选择在化工流程设计中，选择合适的设备是非常重要的一环。
需要考虑设备的工艺性能、安全性能、经济性、可靠性等方面的因素，以确保化工过程的稳定运行。
二、化工设备设计化工设备设计是化工设计中的另一个重要内容，它涉及到各种设备的结构设计、功能设计和操作设计等方面。
1. 结构设计化工设备的结构设计是指对设备的外形和内部结构进行设计和优化。
需要考虑设备的强度、稳定性和方便性等方面的因素，以确保设备在使用过程中的安全性和可靠性。
2. 功能设计化工设备的功能设计是指根据化工过程的需求，对设备的功能进行设计和调整。
需要考虑设备的传热、传质、混合等功能，以满足化工过程的要求。
3. 操作设计化工设备的操作设计是指对设备的操作方式和操作流程进行设计和规划。
需要考虑操作的简便性、安全性和效率性等方面的因素，以确保设备在操作过程中的顺利运行。
三、化工安全设计化工安全设计是化工设计中最重要的一部分，它涉及到化工过程中的安全措施和应急预案等方面的内容。
1. 安全措施化工安全设计需要考虑设备的安全性能、操作的安全性和人员的安全等方面的因素。
化工过程开发与设计
化工过程开发与设计化工过程开发是从一个化学新产品、新工艺概念的形成，通过实验室研究、中试放大、工艺设计、技术经济评价等环节，直至付诸工业化的全部过程。
1. 化工过程开发概论科学：关于自然、社会和思维的知识体系。
技术：根据自然科学原理和生产实践经验发展成的各种工艺操作方法和技能。
研究：钻研、反复探索开发：开拓、发展、扩张的意思方法：是解决问题的手段、途径等1.1 收集材料方法（1）观察、测量（2）情报调研（3）实验、试验（4）模拟1.1.2 搜集事实材料的方法1、观察法2、测量法3、实验法4、模拟法1.1.3 思维加工方法整理事实材料建立系统理论随即搜索性思维数学处理化学工艺：凡是运用化学方法改变物质组成、结构，合成新物质的生产过程和技术。
化学工业：运用化学工艺生产化学品的产业部门。
化学工程：研究化学工业生产过程中的共同规律，解决规模放大，设计和生产操作的科学。
化工过程研究与开发：从一个有关新产品、新技术或新工艺的概念的形成，到科研、设计、建设工厂，从实验室研究过渡到第一套工业规模生产装置，付诸实施的全部过程。
化工过程研究与开发的目的：①产品开发②工艺过程开发③工艺改进④应用开发化工过程开发的基本内容：根据基础理论研究的成果和有关工程资料，按照科学的方法，寻求技术可靠、经济合理的途径来制备该化学品，然后进行扩大试验，评价过程的可行性，设计工业装置，实现工业化。
1.3.1 实验室研究与工业生产的不①原料来源的影响②杂质的积累③传递规律变化1.3.2 化工过程开发的特点（1）原料、生产方法和产品的多样性和化工开发的多方案性（2）化工过程开发要十分重视能量和资源的充分利用（3）环境保护和过程安全是化工过程开发中必须重视的问题（4）在化工过程开发中技术经济观点十分重要1.3.3 放大是化工过程开发的核心1.4 化工过程开发的基本方法1.4.1 实验研究方法1.4.2 数学模型方法数学模型方法放大是过程开发研究中的一个重要方向。
化工设计化工过程设计教学教案
化工设计化工过程设计教学教案PPT一、教学目标1. 了解化工过程设计的基本概念和重要性。
2. 掌握化工过程设计的主要步骤和方法。
3. 了解化工过程中的单元操作和设备选型。
4. 培养学生的工程思维和创新能力。
二、教学内容1. 化工过程设计概述化工过程设计的定义和目的化工过程设计与化工工艺设计的区别2. 化工过程设计的主要步骤需求分析与项目可行性研究工艺流程设计设备选型与设计工艺参数优化安全、环保与经济评估3. 单元操作及设备选型流体流动与输送设备传热与换热器设备传质与分离设备反应与反应器设备4. 工艺流程图的绘制工艺流程图的符号与表示方法工艺流程图的绘制步骤与技巧5. 工艺参数的优化与计算基本工艺参数的计算方法工艺参数的优化方法与技巧三、教学方法1. 讲授法：讲解化工过程设计的基本概念、步骤和方法。
2. 案例分析法：分析实际案例，让学生了解化工过程设计的具体应用。
3. 互动教学法：引导学生参与课堂讨论，提高学生的工程思维和创新能力。
4. 实践操作法：让学生动手绘制工艺流程图，优化工艺参数，提高实际操作能力。
四、教学资源1. 教材：化工过程设计相关教材。
2. PPT课件：详细讲解化工过程设计的基本概念、步骤和方法。
3. 案例资料：提供实际案例，供学生分析和学习。
4. 绘图软件：如AutoCAD，用于绘制工艺流程图。
五、教学评价1. 课堂参与度：评估学生在课堂讨论中的表现，考察学生的工程思维和创新能力。
2. 作业完成情况：评估学生对课堂所学知识的掌握程度。
3. 工艺流程图的绘制：评估学生对工艺流程图的绘制能力和工艺参数的优化能力。
4. 期末考试：全面考察学生对化工过程设计的理解和掌握程度。
六、教学环境1. 教室环境：宽敞明亮的教室，配备投影仪、计算机等教学设备。
2. 网络环境：保证学生能够访问互联网，获取相关资料和信息。
3. 实验室环境：提供化工过程设计相关的实验室，让学生能够进行实际操作和实验。
七、教学过程1. 导入：通过引入实际案例，引发学生对化工过程设计的兴趣和关注。
化工设计的内容和程序
对原料进行加工处理，改变了化学组成及机械和物理的性质，从 而达到合乎要求的产品。该过程包括许多步骤，原料在各步骤中 依次通过若干个设备，经历各种方式的处理后才成为产品。
例：2NH3(l)+CO2(g)---CO(NH2)2(l)+H2O+Q
转化率50% 化工过程即是由生产流程和装置设备有机组合起来的。化工设计 即是对化工中 1、概念设计(假想设计)
• 概念设计是以过程研究中间结果（或最终结果）为基础，从 工程角度按照工业化时的最佳规模进行的一种假想设计。
• 其作法参照常规的工程设计方法和步骤，设计工艺流程，进 行全系统的物料衡算、热量衡算和设备工艺计算，确定工艺 操作条件及主要设备的型式和材质，进行参数的灵敏度和生 产安全分析，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。
《化工设计》
二、根据化工过程开发程序分类
新技术 开发过程 中的设计
工程设计
概念概念设设计 计
中试中试设设计 计
基础设计
初步设计、
扩大 初步设计
施工图 设计
第一节 化工设计的种类
化工过程开发工作框图
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
• 化工新技术开发过程是在基础研究的基础上，通过过程研究、 工程研究和工程设计，最终完成化工新技术开发。其中包括 四种设计类型：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计。
《化工设计》
第二节 化工厂设计的工作程序
国家重点行业的化工设计的工作程序是以基础设计为依据提出 项目建议书，经上级主管部门认可后写出可行性研究报告，上 级批准后，编写设计任务书，进行扩大初步设计，后者经上级 主管部门认可后进行施工图设计（见图1-2 ）。 （非国家重点行业一般由董事会批准）
初步设计说明书(北京化工) 精品
目录第一章项目总论 (4)1.1 项目概述 (4)1.2 设计依据 (4)1.3 工艺特点与优势 (5)1.4 主要原料及产品方案 (6)1.5 装置主要技术经济指标 (7)第二章总图运输 (9)2.1 设计依据 (9)2.2 设计范围 (9)2.3 厂址概况 (9)2.4 总平面布置 (10)第三章工艺路线 (20)3.1 抽提工段特点 (20)3.2 抽提工艺基本原理 (20)3.3 工艺流程简述 (22)3.4 物料平衡 (35)3.5 开停车步骤和异常现象及处理方法 (37)3.6主要原辅料、产品性质及消耗 (45)3.7 公用工程消耗 (50)3.8 ETBE制取工段 (51)3.9 正丁烯精制工段 (53)3.10 热回收式焚烧炉（RTO/TNV）尾气处理工段 (54)第四章自动控制 (56)4.1 自控水平 (56)4.2 仪表的选型 (59)4.3 工艺控制方案 (60)4.4 主要控制方案 (63)4.5 控制点一览表（丁二烯抽提） (70)第五章空压站、氮氧站 (75)5.1 设计依据 (75)5.2 空压站 (75)5.3 氮氧站 (75)第六章供电与通信 (77)6.1 设计依据 (77)6.2 供电电源 (77)6.3 变电所和配电间 (77)6.4 动力和照明 (79)6.5 室外线路 (80)6.6 防爆和防火 (80)6.7 防雷和接地 (81)第七章土建 (84)7.1 设计依据 (84)7.2 厂区自然条件 (84)7.3 建筑、结构设计 (87)第八章给水排水 (88)8.1 概述 (88)8.2 编制依据 (88)8.3 给排水系统设计 (88)第九章环境保护 (92)9.1 设计依据 (92)9.2 厂址与环境现状 (92)9.3 主污染物、污染源分析 (92)9.4 主要防治措施 (94)9.5 厂内绿化 (95)第十章采暖通风与空气调节 (97)10.1 设计标准与依据 (97)10.3 设计目标 (97)10.4 采暖系统 (98)第十一章管路布置 (99)11.1 设计依据 (99)11.2 管道选型 (99)11.3 管道编号 (101)11.4 工艺管道编号及选型结果 (104)11.5 管道布置 (104)第十二章储运 (108)12.1 设计依据 (108)12.2 储存系统 (108)12.3 运输系统 (109)第十三章维修 (111)13.1 设计原则 (111)13.2 设备维护 (111)13.3 维修管理 (113)第十四章安全技术规程 (115)14.1 设计规范 (115)14.2 装置常规安全设施简介 (115)14.3 主要物品的安全技术数据 (125)14.4 生产操作安全 (127)14.5 突发事件处理原则及要求 (129)第十五章工业卫生 (132)15.1 工业卫生 (132)第一章项目总论1.1 项目概述本新建化工厂通过新型精馏技术分离乙烯裂解联产的混合碳四组分，提高其综合利用率，增加商品的附加值。
北京化工大学——《化工设计》物料衡算与热量衡算
2
1 塔精 馏
3
C3 i-C4 0.40 i-C5
i-C4 0.20 i-C5
设计要求： 1、进料中85％的i-C5 从塔顶馏出； 2、组成均为mol%；
C5
解：该精馏塔系统的自由度分析如下：
流股变量数
10
MB方程数 已知流股变量数 已知其它关系式数
注意：变量、方程全部必 须相互独立。
二、化工流程的自由度分析
2、化工流程自由度分析应注意的几个问题 1、流股变量 对一个含n种组份的单相流股，其流股变量描述为： F，T，P，x1， x2 ，……，x n－1 若压力P对热焓影响较小，则流股变量忽略P，变为： F，T，x1， x2 ，……，x n－1 进一步，若仅做MB计算，则流股变量忽略温度T， 变为： F，x1， x2 ，……，x n－1 （共n个） 注意：对多相流股，其流股变量的描述比较特别。
一、基本概念
依据质量守恒定律，物料衡算首先要划定体系 。 体系—— 为讨论一个过程，人为地圈定这个过程的全部或一部分作为
一个完整的研究对象，这个圈定的部分叫体系。 环境—— 体系以外的部分叫环境。 边界—— 体系与环境的分界线（人为地圈定）。
衡算中只涉及进出边界的物料流股。其余可不考虑。
一、基本概念
注意：变量、方程全部必须相互独立。
二、化工流程的自由度分析
2、设备单元变量
在忽略流程做功（dW/dt或W）的情况下，设备单元变量分为 两种：
设备单元变量
ri （i＝1,2,…,m；某单元内含m个独立反
应）
（描述反应程度）
dQ/dt （Q）（描述某设备单元的传热）
3、分流器的自由度分析有特殊性
化工工艺设计概述
化工工艺设计概述引言化工工艺设计是指在化学工程领域中，根据产品的要求和工艺流程，进行各种化学反应的选型和优化，以及设备的选择和设计的过程。
化工工艺设计的目标是确保产品的质量和产量，并同时考虑经济性和环境友好性。
本文将从化工工艺设计的基本流程、设计原则和现代化趋势等方面进行概述。
化工工艺设计基本流程化工工艺设计的基本流程一般包括以下几个阶段：1.前期调研和确定产品要求：在设计化工工艺之前，需要调研市场的需求和产品的特性，并确定产品的基本要求，例如产品的纯度、产量、工艺条件等。
2.反应过程选型和优化：根据产品的要求和反应过程的特性，在候选的反应过程中选择最适合的反应路径和催化剂，并进行反应条件的优化，以达到最佳的反应效果和产量。
3.设备选择和设计：根据反应过程的特性和产品的要求，选择合适的设备，并进行设备的布局和设计，包括反应器、分离装置、传热设备等。
4.工艺流程模拟和优化：通过工艺流程的模拟和优化，分析和评估工艺的可行性和经济性，以及确定最佳的操作条件和工艺流程。
5.安全性和环境友好性评估：对设计的工艺进行安全性和环境友好性的评估，包括对化学品的危险性评估、事故风险评估和环境影响评估等。
6.工艺自动化和控制系统设计：根据工艺流程的特性和要求，设计工艺的自动化系统和控制策略，以实现工艺的稳定性和自动化控制。
化工工艺设计原则在进行化工工艺设计时，需要遵循以下几个原则：1.安全性原则：化工工艺设计应当以安全为首要考虑因素，避免使用有害物质和不安全的工艺条件，以及对操作人员和环境造成的风险。
2.经济性原则：化工工艺设计应当追求经济性，降低生产成本，提高产量和效益，并考虑到原材料和能源的利用效率。
3.环境友好性原则：化工工艺设计应当遵循环保的原则，减少对环境的污染和对资源的消耗。
4.可行性原则：化工工艺设计应当保证工艺的可行性，确保产品能够按照设计要求进行生产，并满足市场需求。
5.灵活性原则：化工工艺设计应当考虑到工艺的灵活性，使得工艺能够适应不同规模的生产和市场需求的变化。
第一章 化工过程设计
第一章化工过程设计1.1 过程工程化工过程是化学工业和石油化学工业等复杂系统的核心部分。
过程工程概括了建立和定量地分析整个工厂工艺过程流程的全部工作内容，而且要求所建立的过程流程必须是技术上可行、经济上合理、符合安全条例、易于操作的实体。
一般来说，过程工程包括过程开发、过程设计和过程改善三个部分。
过程工程的发展与化工系统工程的研究方法是密不可分的。
过程开发是指过程的概念设计及研究的定向评价。
其内容可分为如下几个方面：①研究部门所研究的过程开发及评价；②引进技术的过程评价；③新过程的基准规模或中试规模的开发；④出于革新的目的对现存过程的综述。
过程设计一般包括两方面内容：预过程设计与最终过程设计。
最终过程设计可提供建立过程所需的全部文件和图纸。
过程改善是面对已经建成的化工过程，对它进行过程分析、寻找卡脖因素，优化操作策略，改革工程设施等，以实现挖潜的目的。
简言之，过程工程包括全新过程的建立和老过程的改造两部分内容。
必须强调指出的是，经济法则是指导过程工作的基本方针之一。
发展国民经济，必须重视经济效益，经济效益是评价过程工程的基本准则之一。
1.2 过程设计过程设计是过程工程中极有意义的一个阶段。
通常是指继过程开发研究之后直至完成课题全部设计图纸的阶段。
过程设计阶段是总结过程开发阶段的全部信息，进而完成全部过程的合成（或过程的改善）方案。
因而，从事过程设计的设计者必须全面掌握过程开发的工作内容，分清所开发的内容哪些是属于成熟的、有操作经验的技术；哪些是没有经验的、不具备工业实践条件的技术。
对于后者要慎重的对待，应在使用传统的设计方法及常用的数学模型，作进一步考查之后再下结论。
在现代过程设计中，一个重要概念就是，寻找过程的最优设计方案。
这一点在过去是难以设想的，四、五十年代逐级放大的中试过程，方案有限，谈不到多方案的比较；到了五、六十年代，虽然出现了台式计算器和计算尺，但也无法应付庞大工作量的多方案寻优计算。
化工设计知识点总结
化工设计知识点总结化工设计是一门综合性极强的学科，涵盖了化学、物理、工程学、经济学等多个领域的知识。
它旨在将实验室中的化学反应和工艺流程转化为可实际操作的工业生产装置，从而实现产品的大规模生产。
以下是对化工设计中一些重要知识点的总结。
一、工艺流程设计工艺流程设计是化工设计的核心。
它需要对原料的选择、反应条件的确定、分离提纯方法的选择等进行综合考虑。
首先，原料的选择要综合考虑其来源、价格、纯度等因素。
比如，对于一些常见的化工原料，如石油、天然气、煤等，需要评估其供应稳定性和成本。
反应条件的确定则要依据化学反应的热力学和动力学原理。
例如，温度、压力、催化剂的选择等都会显著影响反应的速率和选择性。
过高或过低的温度、压力可能导致副反应的增加或者反应无法进行。
分离提纯方法的选择也是关键环节。
常见的分离方法有蒸馏、萃取、结晶等，每种方法都有其适用范围和优缺点。
比如蒸馏适用于沸点差异较大的混合物分离，而萃取则适用于溶质在不同溶剂中溶解度差异较大的情况。
在设计工艺流程时，还需要考虑流程的连续性和稳定性，尽量减少中间产物的储存和运输环节，以降低成本和提高安全性。
二、物料衡算与能量衡算物料衡算是根据质量守恒定律，对化工过程中的进出物料进行计算和平衡。
通过物料衡算，可以确定原料的需求量、产品的产量以及各个环节的物料损失量。
能量衡算则是基于能量守恒定律，计算化工过程中的能量输入和输出。
这包括热量、功等形式的能量。
能量衡算有助于确定加热或冷却的需求，选择合适的能源供应方式，以及优化工艺流程以降低能耗。
物料衡算和能量衡算通常需要借助专业的软件和工具进行，同时要考虑实际生产中的误差和不确定性。
三、设备选型与设计化工生产中涉及到各种各样的设备，如反应器、分离器、换热器、储罐等。
正确的设备选型和设计对于保证生产的顺利进行和产品质量至关重要。
反应器的设计要考虑反应类型、反应条件、物料流动状态等因素。
例如，对于气液反应，可能需要选择塔式反应器；对于固相反应，则可能需要选择流化床反应器。
化工设计期末知识点总结
化工设计期末知识点总结化工设计是化工专业学生必修的一门课程，主要涉及到化工流程的设计、优化和改进。
在期末考试中，掌握和理解重要的知识点是取得好成绩的关键。
本文将对化工设计期末考试的知识点进行总结，以帮助同学们更好地复习和备考。
一、化工设计概述化工设计是指在确定了产品种类、工艺路线和原料配方之后，对化工生产过程进行结构分析、参数计算和设计，并在此基础上确定化工生产设备和流程的一门综合性课程。
化工设计的核心内容是流程设计、设备设计和工艺设计。
1.1 流程设计流程设计是化工设计的起点和基础，它确定了化工生产的工艺路线和生产流程。
在流程设计中，需要考虑反应器的类型和选型、反应条件的确定以及原料和产物的流动方式等因素。
1.2 设备设计设备设计是化工设计的重要环节，它与整个化工生产过程的顺利进行密切相关。
在设备设计中，需要考虑设备的类型、尺寸和选型，并根据工艺流程要求确定设备的操作压力、温度和流量等参数。
1.3 工艺设计工艺设计是化工设计的核心内容，它包括反应过程的工艺条件、产物纯度要求、设备的规格和操作要求等方面。
在工艺设计中，需要进行物质平衡计算、能量平衡计算以及传质和传热计算等，以确保化工生产过程的稳定和高效。
二、化工热力学热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科，对于化工设计而言，热力学的理论和方法是不可或缺的。
以下是化工热力学的常见知识点总结。
2.1 热力学基本定律热力学基本定律包括能量守恒定律、熵增定律和化学势定律。
能量守恒定律指出，在孤立系统中，能量既不能自己产生也不能自己消失，只能由一种形式转化为另一种形式。
熵增定律指出，孤立系统的总熵只能增加或保持不变，不能减少。
化学势定律指出，化学势是描述系统中物质变化趋势的物理量。
2.2 热力学循环热力学循环是指在一定条件下，将热能转化为功的过程。
常见的热力学循环包括卡诺循环、布雷顿循环和雪球循环等。
2.3 状态函数和过程函数在热力学中，我们常常用状态函数和过程函数来描述系统的热力学性质。
【北京化工大学】化工管理专业--《化工设计》第十二章 化工安全技术
2020/9/11
《化工设计电子课7件》
主要内容
化工生产过程自动化的主要内容
自动控制系统的组成 工业仪表的类型 过程检测及控制系统的设计符号
检测点及控制点的标注方法
《化工设计电子课件》
化工生产过程自动化的主要内容
生产过程自动化系统一般包括四种自动化系统，即自动检测系统、自动 保护系统、自动操纵和开停车系统、自动控制系统。
2020/9/11
《化工设计电子课6件》
第十二章 化工安全技术
8、管线标识，石油化工生产管线纵横交错，错综 复杂，为了便于管理，在行业中规定了管线的基本标识， 不仅便于生产工人操作，也有利于灭火救援中的操作。通 常情况下，易腐蚀的物料管线用不锈钢作材料，不涂颜色； 循环水管线涂墨绿颜色；酸（碱）液管线涂粉经颜色；氮 气吹扫管线涂淡黄色；放空管线（紧急出料管线）涂黄色； 消防供水、灭火剂输送管线涂红色；水蒸汽管线设保温层 外包白铁皮；主物料管线不涂色。
§ 1.自动检测系统 利用各种化工测量仪表对各种
工艺参数进行测量、指示或记录的， 称为自动检测系统。它代替了操作 人员对工艺参数的不断观察与记录， 起到人的眼睛的作用。
图1 热交换器自动检测系统示意图
2020/9/11
《化工设计电子课件9》
化工生产过程自动化的主要内容
自动检测系统的主要自动化装置为检测元件、传感器与显示仪表。下面分别介 绍一下自动检测系统的三个组成部分：
•检测元件 对被测参数作出响应，把它转换为适合测量的物理 量。如图1所示系统中，用孔板将流量转换为差压信号，用热电 阻将温度转换为电(电阻)信号。
•传感器 对检测元件输出的物理量信号作进一步信号转换，并 对信号进行远传（远距离传送）。当传感器输出的信号为统一 的标准信号（例0～10mA、4～20mA、0.02～0.1MPa等)时， 传感器就称为变送器。
化工设计重要知识点总结
化工设计重要知识点总结一、化工设计概述化工设计是指根据工艺要求、工艺流程和操作条件对化工设备进行设计、选型和计算，以满足产品质量、生产能力和安全环保要求的一种专业工程技术工作。
化工设计过程需要考虑工艺、机械、热工、控制、安全等多方面因素，以确保设计方案的合理性和可行性。
化工设计是化工工程中的核心环节，决定了生产线的运行效率和产品质量稳定性，因此在化工生产过程中具有重要意义。
二、化工设计的主要内容1. 工艺流程设计：工艺流程设计是化工设计的起点和基础，它确定了生产线的整体结构和产品生产的基本原理。
在工艺流程设计中，需要考虑原料的选择、生产过程、反应条件、产品分离和净化工艺等方面的问题，以确保生产线能够稳定运行和生产出符合质量要求的产品。
2. 设备选型与设计：设备选型与设计是化工设计的重要内容，通过对设备的选型和设计，可以确保生产设备能够符合工艺要求并且在操作过程中能够稳定运行。
3. 施工图设计：施工图设计是化工设计的落实阶段，主要包括工艺管道图、装置安装图、电气图和控制图等。
这些施工图是生产设备安装、调试和运行的重要依据，对生产设备的使用和维护具有重要意义。
三、化工设计的基本原则1. 安全可靠原则：化工设计应当保证生产过程和产品的安全可靠运行，防止安全事故和质量事故的发生。
2. 经济合理原则：化工设计应当注重生产成本和能源消耗的合理性，以降低生产成本并提高产品竞争力。
3. 环保节能原则：化工设计应当符合环保政策和节能要求，减少对环境的污染和能源的消耗。
4. 设备兼容原则：化工设计应当保证生产设备的兼容性和灵活性，可以适应不同生产工艺和产品的生产要求。
四、化工设计的关键技术1. 设备选型与设计技术：通过对生产设备的选型和设计，保证设备符合工艺要求和操作条件，包括设备的尺寸、材料、压力和温度等。
2. 工艺流程设计技术：通过对原料、反应条件和产品分离工艺等的设计和优化，提高生产过程的效率和产品质量。
3. 输送管道设计技术：通过对输送管道的设计和选型，保证原料能够准确输送到生产设备之中，并且产品能够安全流出。
化工设计概论（第一章）化工过程设计（可编辑）
化工设计概论(第一章)化工过程设计2.2 工艺包设计 1、工艺包的定义工艺包是一个专用的技术名词，特指某个化工产品生产技术方面的全部技术文件的总和。
工艺包是一个化工厂工艺的核心技术文件。
工艺包的来源国内高等院校、研究院所国外专利商 2、工艺包（工艺包设计）的主要内容（1）、工艺包的范围；（2）、工艺的详细说明（原料、公用工程、产品规格，操作条件及流程说明，控制方案，物料性质等。
）；（3）、物料及能量核算；（4）、PID图；（5）、设备一览表（设备规格、材质、数量等）；（6）、布置建议；（7）、化验、检修要领等。
从工艺包的内容来看，它基本达到了工艺初步设计的深度。
我国设计院基本都是从接手工艺包开始，直接做项目过程的扩初设计和施工图设计。
2.3 化工工艺设计的内容与步骤化工厂设计除了化工工艺设计外，还包括工厂总图设计、厂房土建设计、公用工程设计、外管设计等等。
但化工工艺设计是整个化工厂设计的核心。
化工工艺设计贯穿初步设计、扩初设计、施工图设计每个阶段。
一个化工流程的特性（特点、特征、性能）决定于它内部的一些特性参数：化工流程的特性参数流程的单元结构参数单元的种类、数量单元之间位置关系流股走向关键单元设备的特性参数关键工艺工段的操作参数化工工艺设计的内容与步骤第一步：流程组织（过程合成）第二步：物料衡算及热量衡算第三步：设备设计及选型第四步：PFD图及PID 图的设计与绘制第五步：车间流程的平立面布置设计第六步：主要材料表及概（预）算（工艺部分）第七步：对流程的技术经济分析第八步：编写工艺设计说明书内循环优化外循环优化工艺设计不是一蹴而就的，要做许多回合的优化调整。
内循环优化：在流程结构不变的前提下，通过修改、调整流程内部的部分设备参数和操作参数，来对流程进行优化设计。
外循环优化：在内循环优化不能满足优化目标的情况下，重新做流程组织，对流程结构进行改头换面的大变动，而达到对流程进行优化设计的目的。
内循环优化经常用于老流程的改造，并对实验室研究开发有指导意义。
化学化工与过程设计专业
化学化工与过程设计专业化学化工与过程设计专业是一个专注于化学原理、工艺流程和设计技术的领域。
学生在该专业中学习了化学原理、化学反应、化学工程、工业过程设计等相关知识，以便在工业生产中开发新的化学产品和工艺流程。
在化学化工与过程设计专业中，学生需要掌握化学原理和工艺流程的基础知识。
他们学习了化学反应的动力学、速率和平衡，了解了不同反应的特性和条件，以及如何优化反应条件以提高产量和减少副产物。
此外，他们还学习了化学工程的基本原理，包括质量守恒、能量守恒和动量守恒，以及各种化工设备的设计和操作。
在工业生产过程中，化学化工与过程设计专业的毕业生发挥着关键的作用。
他们可以设计新的化学反应和工艺流程，改进现有的生产方法，以提高产品质量和产量，降低生产成本，并减少对环境的影响。
他们还可以开发新的化学产品，满足不同行业的需求，如医药、农业、食品等。
在化学化工与过程设计专业中，学生将接触到许多实验室和实践项目。
他们学习如何操作和控制化学实验设备，以及如何进行实验计划和数据分析。
通过这些实践项目，学生可以应用他们所学的理论知识，并培养解决实际问题的能力。
此外，学生还将学习如何在团队中合作和与其他专业人士进行有效沟通，这对于在工业生产中顺利开展工作非常重要。
在化学化工与过程设计专业毕业后，学生有很多就业机会。
他们可以在化工企业、制药公司、石油和能源行业、食品和饮料行业等领域找到工作机会。
他们可以成为工艺工程师、产品开发专员、质量控制员、工艺优化工程师等。
他们还可以选择从事研究和开发工作，为新的化学产品和工艺流程做出贡献。
化学化工与过程设计专业是一个充满挑战和机遇的领域。
它需要学生具备扎实的化学原理基础，良好的实践能力和团队合作精神。
此外，学生还需要不断学习新的技术和进展，以跟上行业的发展和变化。
总之，化学化工与过程设计专业为学生提供了理论和实践的结合，使他们能够在工业生产中发挥重要作用。
它是一个充满挑战和机遇的领域，为学生提供了广泛的就业机会。
化工过程设计(化学工程与工艺专业)
化工过程设计（化学工程与工艺专业）（Chemical Process Design）目的和要求化工过程设计是化工类专业的专业课程，是一门综合性、应用性的课程。
内容包括化工工艺过程设计、化工厂设计、过程分析以及经济分析与评价等。
化工过程设计是化工技术与生产实践相结合的中间环节，是化工科研成果实现工业化的桥梁，因而是化学工程技术人员必不可少的技术基础知识之一。
本课程的学习能帮助学生培养综合应用已学过的各种课程知识来进行系统地分析问题和解决问题的能力。
掌握化工过程设计的基本概念和方法，将有助于学生从高等院校走向社会时能适应新的工作岗位的需要，迅速实现从大学生向工程师的转化。
化工过程设计一般应安排在大四年级，要求学生已学习了化工原理、化工热力学和反应工程等课程。
基本内容及学时分配（30学时）1．化工设计概论（4学时）1．1化工设计的工作程序1．2化工工艺设计1．3整套设计中的全局性问题2．物料衡算与热量衡算（6学时）2．1 物料衡算与热量衡算2．2 过程流程的物料衡算与热量衡算2．3 计算机辅助工艺计算3．流程的组织与分析（4学时）3．1 过程合成3．2 分离过程的合成4．经济分析与评价（6学时）4．1 投资及成本估算4．2 经济评价5．化工过程分析（6学时）5．1 可靠性与可靠度分析5．2 过程能耗分析与评价6．工艺流程设计（4学时）6．1 工艺路线选择6．2 工艺流程设计主要参考书[1]国家医药管理局上海医药设计院编，化工工艺设计手册，上下册，化学工业出版社，1989[2]倪进方，化工设计，华东理工大学出版社，1994[3]U lrich, G D., A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics, Johnwiley, Inc. 1984。
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现化学工程 ▪ 经过100多年的发展，化学工程已经成为一门有独特研究对象和完
整体系的现代工程学科
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化学工程
❖ 发展与回顾：
▪ 1940s
• 流态化技术应用于石油催化裂化过程，使石油化学工业产生了划时代 的变化
• 溶剂萃取法用于核燃料后处理分离钚，精密精馏用于重水的提取，为 核工业的发展奠定了基础
化学工业是所有高新技术产业的支撑工业，如能源、电子、信息、生物、 材料等领域，都离不开化学工业提供的物质支撑。
化学工业绝不是所谓的“夕阳产业”，它现在仍然正在平稳高速的 发展，将来必将持续快速发展。
1990年～1999年，美国、欧盟化学工业的发展速度是其全部工业平 均增长速度的2.69倍。
美国化学工业的规模一直雄居世界化学工业总量的30％左右，是美 国为数不多在国际贸易体系内具有贸易顺差的制造业之一。
▪ 1990s
• 先进材料制备工艺与设备开发直接推动信息产业发展；
化学工程为现代高新技术产业的发展，提供了 最基本的生产手段与技术
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化学工程学科体系的发展
❖ 1888年 ▪ 由Lewis Mills Norton教授提议，MIT开设了世界上第一个定名为 化学工程的四年制学士学位课程（MIT第十专业） ▪ 1908年，AIChE成立，美国化学工程师学会
基本要求
1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范 和基本思维方式；
2、培养学生扎实的化工设计基础和创新思维；
3、掌握工艺方案选择和工艺设计、以及车间设备布置和管道布 置的原则、方法和步骤；掌握物料衡算、热量衡算及设备的选 型与工艺计算的原理和方法，并能运用计算机进行工艺计算； 掌握工艺流程图、设备布置图、管道布置图及化工设备图的表 达内容、绘制方法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺流程 图、设备布置图和化工设备图；
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化学工程学科体系的发展
❖ 1915年 ▪ Arthun D. Little在为MIT校长拟定的报 告中，提出了“单元操作”这一名词 ：
• 所有的化学过程，无论其操作规模的大小 ，都可能分解成为一系列相互关联的‘单 元操作’，如粉碎、染色、烘烤、结晶、 过滤、蒸发、电解，等等。这些基本操作 的数目并不多，而且对任何特别过程，相 对只有几个‘操作’参与其中。
1. 化工设计、化工厂设计、化工过程设计、 化工工艺设计之间的联系与区别
化工设计是泛称，在不同场合可分别指称化工厂设计、 化工过程设计、化工工艺设计，其内涵最广，但意义不明确。
化工工艺设计（核心） 化工过程设计（核心）
• 深层培养法用于大规模生产青霉素，标志着现代制药工业的产生
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化学工程
❖ 发展与回顾：
▪ 1960s末
• 化工系统优化的出现并与计算机控制技术相结合，为超大型现代化工 企业的发展奠定了基础；
▪ 1980s
• 人工脏器与大规模动植物细胞培养，以及高精密度分离技术的发展， 生物技术的基础研究成果开始造福人类；
第一章 化工过程设计
化学工程
❖ 化工过程
▪ 以天然物料为原料，经过物理或化学加工制成产品的过程 ▪ 用适当的原料，经过一系列物理单元操作和化学反应，转化为合
乎需要的产品的过程
• 化工过程 • 石油炼制过程 • 医药生产过程 • 环境治理过程
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化学工程
❖ 发展与回顾：
▪ 10000年以前，中国已掌握了用窑穴烧制陶器的技艺 ▪ 5000年以前，中国古人利用日光，蒸发海水，结晶制盐 ▪ 5000年以前，埃及人开始酿造葡萄酒，并在生产过程中用布袋对
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化学工程学科体系的发展
❖ 1957年
▪ 反应工程形成了独立的学科
❖ 1960年
▪ R. Byron Bird等编著了《传递现象》将化学 工程发展到第二个阶段
• 从分子水平研究单元操作，形成了多组分热 力学与动力学、传递现象、单元操作、反应 工程、设备设计和控制、工厂设计与系统工 程组成的化学工程基本体系，其特征被归纳 为“三传一反”，即传质、传热、动量传递 及反应工程
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我国化工先驱
❖ 范旭东（1883~1945）
▪ 化工实业家，中国化学工业的奠基人 ， “中国民族化学工业之父”
▪ 20年代初，创办亚洲第一座纯碱工厂 ——永利化学公司碱厂（天津碱厂）
❖ 侯德榜（1892~1974）
▪ 1916，MIT，学士 ▪ 1919~1921，哥伦比亚大学，硕士、
博士
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在世界500强企业中，以化工为主或涉足化工领域的企业为数不少。
二、课程简介
1、课程的性质 本课程为化学工程与工艺等大化工相关专业的专业必修
课，基于工程科学但重点是应用。
2、课程的内容和基本要求 本课程以化工生产车间(装置)的工艺设计为重点，讲述
与国际化工设计相接轨、目前国内通用的化工设计的原则、方法、 设计程序与技巧，和各种化工工艺图与化工设备图的绘制与阅读 方法，以及计算机在化工设计计算与绘图中的应用。
2、现代化学工业
按美国、欧盟的化学工业年鉴，现代化学工业覆盖以下范围：
石油化工（包括其衍生的有机化工）
煤化工（包括其衍生的有机化工）
无机化工
现
精细化工及中间体
代 化
化肥工业
学
农药工业
工
业
医药工业
轻工（造纸、玻璃、塑料、合成橡胶等）
染料、油墨、化妆品、清洁剂
生物化工
3、化学工业在现代经济体系中的地位
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化学工程学科体系的发展
❖ 单元操作的概念，将复杂的化工生产过程归纳为 有限的单元操作，初步奠定了化学工程学科的基 础，“单元操作”被公认为化学工程体系第一个 阶段的标志
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化学工程学科体系的发展
❖ 1920，MIT年建立化学工程系 ▪ 第一任系主任：Warren K. Lewis ▪ 1923年，《化工原理》首版（作者：William Walker, Lewis, McAdacms），化学工程开始步上正轨
4、了解非工艺专业的设计及概算的内容，设计的技术经济评价 方法，为非工艺专业提供设计条件。
3、课程特点
综合性（多专业基础课知识的综合与集成）； 实战性（化工工艺设计、化工厂设计的工程运用）
4、课程目的
了解国内外有关化工工艺设计、化工厂设计的先进理念；
掌握化工工艺设计的内容、步骤及方法。
三、化工过程设计基本内容