化工设计的内容和程序PPT(共 57张)
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化工设计
《化工设计》
《化工设计》
化工设计
一、课程的性质
本课程为化学工程与工艺专业的专业必修课。它基 于工程科学但重点是应用。
二、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。
过程合成（结构优化） 过程分析（参数优化）
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
化工设计可以根据项目性质、化工过程开发的程序分类 （两类）
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
第一节 化工设计的种类
• 1、新建项目设计
新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品 的设计。这类设计往往由开发研究单位提供基础设计，然后 由工程研究部门根据建厂地区的实际情况作出工程设计。
• 1、产品的数量和质量指标。 • 2、经济性：除少数生产只考虑社会效益外，其余均考虑经
济性。 • 3、安全：化工生产中的特殊性（易燃、易爆、有毒）。
《化工设计》
第一章 化工设计概论
• 4、符合国家和各级地方政府的环境保护法规，对三废进行 处理。
• 5、整个系统必须可操作和可控制。 可操作：设计不仅能满足常规操作，而也能满足开、停车等 非常规操作。 可控制：能抑制外部扰动的影响，系统能适应和稳定。
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
• 2、中试设计
• 中试设计的内容基本上与工程设计相同。 • 按照现代技术开发的观点，中试的主要目的是验证模型和数
据，即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。因此， 中试可以不是全流程试验，规模也不是越大越好。中试要进 行哪些试验项目，规模多大为益，均要由概念设计来确定。
• 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。
一、化工设计
化工过程（化学工业的生产过程）即： 原料→产品
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 即是对化工中的生产流程和装置以系统的、合理的方式组合和优 化。
• 2、重复建设项目设计
由于市场需要，有些产品需要再建生产装置，由于新建厂的 具体条件与原厂不同，即算是产品的规模、规格及工艺完全 相同，还是需要由工程设计部门进行设计。
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
• 3、已有装置的改造设计
一些老的生产装置其产品质量和产量均不能满足客户要求， 或者由于技术原因，原材料和能量消耗过高而缺乏竞争能力， 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”，优化生产过程操作控制，以及提高能量的综合 利用率和局部的工艺或设备改造更新等。这类设计往往由生 产企业的设计部门进行。
《化工设计》
二、根据化工过程开Biblioteka Baidu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。
• 由此可见，设计是一个多目标的优化问题。不同于常规的数 学问题，不是只有唯一正确的答案，设计师在作出判决和选 择时要考虑各种经常是互相矛盾的因素——技术、经济和环 保等，在允许的时间范围内选择一个兼顾各方面要求的方案， 这种选择成决策贯穿整个设计过程。
《化工设计》
第一章 化工设计概论
三、设计性质和过程
《化工设计》
化工设计
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、给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养； 3、掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管 道布置的原则、方法和步骤； 4、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； 5、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； 6、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。
设计是一种创造性的劳动。它是工程师从事的工作中最有新 意，最能使人感到满足的工作之一。 以前重研究、轻设计。 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。
《化工设计》
第一章 化工设计概论
二、设计要求
由于本课程从工艺工程师的角度讨论化工车间（装置）设计 的主要内容和设计。 化工装置是由各种单元设备以系统的、合理的方式组合起来 的整体。它根据现有的原料和公用工程条件，通过最经济和 安全的途径，生产符合一定质量要求的产品。化工装置设计 必须满足下列要求：
《化工设计》
第一章 化工设计概论
• 本章主要内容
1.1化工设计的种类 1.2化工厂设计的工作程序 1.3化工车间工艺设计的程序及内容 1.4设计文件 1.5国家和行业的设计政策和规范
• 本章重点难点：
化工设计的种类 化工厂设计的工作程序
《化工设计》
第一章 化工设计概论
《化工设计》
《化工设计》
化工设计
一、课程的性质
本课程为化学工程与工艺专业的专业必修课。它基 于工程科学但重点是应用。
二、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。
过程合成（结构优化） 过程分析（参数优化）
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
化工设计可以根据项目性质、化工过程开发的程序分类 （两类）
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
第一节 化工设计的种类
• 1、新建项目设计
新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品 的设计。这类设计往往由开发研究单位提供基础设计，然后 由工程研究部门根据建厂地区的实际情况作出工程设计。
• 1、产品的数量和质量指标。 • 2、经济性：除少数生产只考虑社会效益外，其余均考虑经
济性。 • 3、安全：化工生产中的特殊性（易燃、易爆、有毒）。
《化工设计》
第一章 化工设计概论
• 4、符合国家和各级地方政府的环境保护法规，对三废进行 处理。
• 5、整个系统必须可操作和可控制。 可操作：设计不仅能满足常规操作，而也能满足开、停车等 非常规操作。 可控制：能抑制外部扰动的影响，系统能适应和稳定。
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
• 2、中试设计
• 中试设计的内容基本上与工程设计相同。 • 按照现代技术开发的观点，中试的主要目的是验证模型和数
据，即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。因此， 中试可以不是全流程试验，规模也不是越大越好。中试要进 行哪些试验项目，规模多大为益，均要由概念设计来确定。
• 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。
一、化工设计
化工过程（化学工业的生产过程）即： 原料→产品
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 即是对化工中的生产流程和装置以系统的、合理的方式组合和优 化。
• 2、重复建设项目设计
由于市场需要，有些产品需要再建生产装置，由于新建厂的 具体条件与原厂不同，即算是产品的规模、规格及工艺完全 相同，还是需要由工程设计部门进行设计。
《化工设计》
第一节 化工设计的种类
• 3、已有装置的改造设计
一些老的生产装置其产品质量和产量均不能满足客户要求， 或者由于技术原因，原材料和能量消耗过高而缺乏竞争能力， 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”，优化生产过程操作控制，以及提高能量的综合 利用率和局部的工艺或设备改造更新等。这类设计往往由生 产企业的设计部门进行。
《化工设计》
二、根据化工过程开Biblioteka Baidu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。
• 由此可见，设计是一个多目标的优化问题。不同于常规的数 学问题，不是只有唯一正确的答案，设计师在作出判决和选 择时要考虑各种经常是互相矛盾的因素——技术、经济和环 保等，在允许的时间范围内选择一个兼顾各方面要求的方案， 这种选择成决策贯穿整个设计过程。
《化工设计》
第一章 化工设计概论
三、设计性质和过程
《化工设计》
化工设计
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、给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养； 3、掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管 道布置的原则、方法和步骤； 4、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； 5、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； 6、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。
设计是一种创造性的劳动。它是工程师从事的工作中最有新 意，最能使人感到满足的工作之一。 以前重研究、轻设计。 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。
《化工设计》
第一章 化工设计概论
二、设计要求
由于本课程从工艺工程师的角度讨论化工车间（装置）设计 的主要内容和设计。 化工装置是由各种单元设备以系统的、合理的方式组合起来 的整体。它根据现有的原料和公用工程条件，通过最经济和 安全的途径，生产符合一定质量要求的产品。化工装置设计 必须满足下列要求：
《化工设计》
第一章 化工设计概论
• 本章主要内容
1.1化工设计的种类 1.2化工厂设计的工作程序 1.3化工车间工艺设计的程序及内容 1.4设计文件 1.5国家和行业的设计政策和规范
• 本章重点难点：
化工设计的种类 化工厂设计的工作程序
《化工设计》
第一章 化工设计概论