化工设计复习资料

第一章绪论

※1、化工设计的概念

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、可靠性和经济可行性,再根据工艺流程以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需要,最终使工厂建成投产,这种设计的全过程称为“化工设计”。

2、化工过程设计的主要目标：确定最佳流程及最佳操作条件,达到最优化投入产出比。

3、

PID (Process Instrument Diagram)带控制点的工艺仪表管道流程图

PFD (Process Flowsheet Diagram) 过程物料流程图

UID (Utility Instrument Diagram) 公用工程仪表管道流程图

UFD (Utility Flowsheet Diagram) 公用工程物料流程图

4、化工设计的种类

第二章化工设计的内容与工作程序

1、化工设计的种类（一部分分类方法如上）

根据设计性质分类

工程设计是将基础设计转化为工业装置建设所需的施工图。

初步设计成品是初步设计说明书；

扩大初步设计成品是扩大初步设计说明书及工程概算书；

施工图设计成品是详细的施工图纸和必要的文字说明及工程预算书。

初步设计阶段的主要成果是初步设计阶段带控制点的工艺流程图;

施工图设计阶段的主要成果是施工阶段带控制点的工艺流程图。

补充：化工过程开发的基本步骤

第一次可行性研究即在信息和实验研究的基础上对技术、经济、环境综合的可行性研究。技术的可行性研究是指原料线路和技术线路的可行性、可靠性和先进性。

2、可行性研究

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,必须由有相应设计资质或咨询资质的单位来完成。

3、化工项目设计

简单工程: 一步直接做施工图设计；

中等复杂工程: 初步设计、施工图设计；

复杂、创新工程: 初步设计、扩大初步设计、施工图设计。

最后的落脚点都是施工图设计。

4、化工产基建的一般程序：投资决策期——设计及施工期——试生产期

5、化工厂总图布置的几条基本原则

(1) 应尽量考虑生产工艺流程的要求,避免物流交叉,缩短物流路线。并尽量减少人流和物流的交叉。

(2) 对公用工程有大需求的车间,应考虑其与外界的联系,并尽量靠近其供应源。同时遵守“负荷集中”原则。

(3) 厂区内与外界有大运输量的车间应尽量布置在厂区外缘。

(4) 厂区内同类型或相似类型的车间应尽量集中布置。(“同类集中”原则)

(5) 厂区布置应考虑防火、防爆及卫生健康的要求。

(6) 工厂布置应考虑工厂、车间发展的需要。

※6、化工工艺设计的内容与步骤

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。

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；

外循环优化经常用于新厂设计时,对多个流程方案进行分析比较。

7、方案设计：确定生产方法和生产流程。

技术上先进、经济上合理、安全上可靠、三废治理、因地制宜。

车间布置设计：

当化工计算结束,绘出工艺流程图后进行,完成后要绘制平面与立面的车间布置图。

第三章厂址选择和厂区总平面设计

※1、厂址选择例题：

※2、厂址选择总原则（简答题）

自然条件适合与项目的特定生产需要和排放要求;

合理地靠近原料和市场;

具有良好的投资环境和公共政策;

运输条件优越;

有可供利用的社会基础设施和协作条件;

土地使用有优惠条件,可不占或少占良田,地质条件符合要求。

补充：

仓库应尽量靠近相应的生产车间和辅助车间,并应靠近运输干线,具有防火设施

※第四章化工工艺流程设计

（重点章节占30分）

1、工艺流程设计的重要性:

工艺流程设计是化工工艺设计的核心。

工艺流程设计和车间布置设计决定整个装置的基本面貌;

工艺流程设计与设备的设计选型与布置,工艺计算和管路设计密切相关。

工艺流程设计的过程:

工艺流程设计开始于可行性研究，完善于初步设计、扩大初步设计和施工图设计各个阶段。工艺流程设计贯穿于整个设计过程中,是由浅入深、由定性而定量逐步分阶段地进行的。

2、化工工艺技术路线:原料加工成为产品的方法,包括生产工艺、生产方法、工艺设备和技术方案。

3、化工工艺技术路线选择的原则（工艺流程设计的原则）

可靠性：可靠性是工艺技术路线选择的首要原则。流程是否通畅、生产是否安全、工艺是否稳定、消耗定额、生产能力、产品质量和三废排放是否达到预定指标；

合理性：在工厂设计时不仅要从技术观点考虑,也应结合中国具体国情；

先进性：技术上先进和经济上合理。

选择工艺技术路线的原则是: 技术上先进和经济上合理

4、工艺流程设计的任务

(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。

5、原料路线的选择原则是什么?

原料来源的可靠性：原料的稳定供应；资源的储藏量是否丰富,开采和运输条件；原料企业的发展前景。

尽可能选择当地或附近的原料：既可确保来源,又能减少运输费用和货运量。

经济性：在选择原料时,必须考虑该种原料是否符合技术要求。所选择的原料路线最好是没有副产物或副产物较少的。

资源利用的合理性：从整体利益出发,根据国家的资源政策合理利用资源；也要努力开拓低品位矿产资源合理利用的方法。

例：煤、石油和天然气是化学工业特别是有机化学工业的基础矿产资源。上世纪三、四十年代以后,化工生产逐渐由以煤为基础转为以石油为基础。

答案:由于石油是液态原料,开采和运输都比较方便和经济,从性质上说含氢量较高,更宜于用来生产有机化工原料,使生产经济性明显地优于原来的煤化工生产。