化工厂设计概述课件

此外，厂址地方的投资及税收政策、人力资源及成本、管理是否方便、 协作关系等社会因素也应综合考虑。
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2.4.2 化工厂总图布置
总图布置（工厂布置、总图运输），由总图专业牵头完成。
化工厂广义的“车间”包括以下部分：
主要生产车间
化工厂
辅助生产车间（机修、电仪修、中央化验室、仓库等） 公用工程车间（水、电、汽、气、冷冻）
劳动定员等问题，下达的“规定性”文件。它和可行性研究报 告一起，共同作为项目的设计依据。
关注我国投资体制的改革问题： （1）、财政资金和限制目录； （2）、谁投资、谁决策、谁收益、谁承担风险的原则； （3）、国家宏观调控下，市场配置资源的原则。
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2.1.4 化工项目基建的设计阶段
初步设计（基础设计）
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二、化工厂厂址选址的几个基本原则
1、应符合国家、地区、行业、部门发展大局的需要； 2、应选在原料、燃料、动力充足，运输方便，产品销售便利的地区。并在 公用工程、生活设施有良好基础的地区； 3、化工厂厂址附件应该有良好、充足的水源；
（化工类企业对水有强烈的需求依赖） 4、应该注意节约用地及占地种类，并考虑工厂发展的需要； 5、应考虑附近居民的安全与健康，厂址的气候及防灾害能力。 6、避免建在国家或地区的水利、历史、自然、文化等各类保护区。
第二章 化工厂设计概述
2.1 我国化工厂基建的一般程序 基建：基本建设的简称，一个项目从设想到建成投产的过程。 我国化工厂基建的程序如下：
前期资料（信息）收集整理工作
项目建议书
初步或详细可行性研究 初步决策、工程评估、最终决策
投资决策期（阶段）
计划任务书
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初步设计 扩初设计 施工图设计
（1）、设计出一个或几个较优的流程是设计的最终目的； （2）、技术经济分析是判断流程优劣的依据（标准）； （3）、计算机辅助化工设计是设计的有力手段。
注意： （1）、在PID图中，关于管路的信息、控制回路的信息十分丰富。 （2）、根据设计的不同阶段，化工工艺设计的深度也相应变化。
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PID图样本
业主自行委托 上级主管部门指定
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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。
可行性研究报告的实质： 主要内容就是项目的技术经济分析报告，要求针对业主自己做出的
项目建议书的内容逐一地进行论证研究与分析。
相对于项目建议书，可行性研究报告在以下方面需要加强： （1）、重新收集信息资料，尤其是要求重新做市场预测分析； （2）、做初步的工艺计算，对项目的投资、产品成本、经济效益尽 可能详细估算； （3）、加强不确定性、风险性分析； （4）、得出明确的结论与建议
设计及施工期（阶段）
施工 试生产 正式投来自百度文库运行
试生产期（阶段）
化工厂基建分成三个阶段，其它行业工厂的建立程序也大抵如此。
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2.1.1 项目建议书
定义： 将收集到的有关项目的资料（信息）整理成文，由某地区、部门、
企业向其上级主管部门提出的申请项目投资立项的文件。
项目建议书应该包括的主要内容（章节）：
车间各层平面布置图
车间布置
（车间平立面布置）
车间的立面布置图（各种剖面）
车间平立面布置需要的主要资料： 1、化工厂总图布置图，厂房土建结构图； 2、PID图； 3、物料衡算及能量衡算结果、物性数据； 4、设备一览表（尺寸、重量、安装及保温情况）； 5、车间公用工程用量及车间外管情况； 6、车间定员（人数、男女比例、倒班情况）。
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2.4.3 化工厂的车间布置 一、化工厂车间的构成 生产部分
化工厂的一个车间
辅助部分
原料工段 生产工段 成品工段 回收工段 控制室
变配电室 通风空调室 车间化验室 机电仪修室 各类中转室
车间办公室
生活部分
工人休息室 浴室及更衣间
卫生间
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车间布置的任务：
在化工厂总图布置的框架下，按车间生产流程的工艺要求，同时考虑安 全、操作方便、设备维修、经济合理等因素，将车间内生产部分、辅助部分、 生活部分的所有硬件（主要是生产流程中的所有设备），在车间厂房的三维 空间内进行合理的布局。
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注意：
按项目工程的大小及复杂程度、上级主管部门的要求、设计能力等情况，设 计阶段分成三种情况：
简单工程： 中等复杂工程： 复杂、创新工程：
一步直接做施工图设计
初步设计
施工图设计
初步设计
扩初设计 施工图设计
最后的落脚点都是施工图设计
每步设计对要进行严格的审查 问题：为什么要将设计进行分段？
（1）、项目的背景、意义；
（2）、产品价格和市场需求预测分析；
（3）、产品方案和建设规模；
（4）、工艺技术路线和技术来源；
（5）、原料、燃料、动力、水的供应、运输，产品运输等；
（6）、厂址选择和厂址条件；
（7）、环保方案；
（8）、消防及安全措施；
（9）、工厂定员及人力资源P来PT学源习；交流
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（10）、投资估算、资金筹措方案； （11）、基建及投资规划； （12）、经济效益初步分析与评价； （13）、结论及建议
可行性研究的定义：
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。
初步可行性研究
可行性研究报告 （按内容深度分）
详细可行性研究
可行性研究报告
（根据资金来源、投 资额、重要性）
总图布置样图
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二、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。
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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。
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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。
6、初步设计说明书。
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二、扩初设计 在初步设计的基础上，针对工程的关键技术（主要指关键设备、关键工艺）
工段，补充以下文件： 1、关键设备设计图纸； 2、关键设备的布置图； 3、关键工艺工段操作说明； 4、扩初设计说明书。
注意： 对于有设备创新、工艺技术创新的化工工程，扩初设计阶段是十分必
（3）、物料及能量核算；
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（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。
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服务型车间（厂区办公楼、职工宿舍、医药、食堂等）
主要生产车间的含义：
输入物流
车间
输出物流
特点：
输入物流和输出物流，其物质在分子层面、形态、纯度等性质发
生了变化。
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一、总图布置的定义
在全面掌握工厂工艺概况的前提下，结合厂区的各种内、外部条件，对化 工厂的所有车间在厂址范围内进行合理的布局，以期获得安全、经济的人流及 物流流动路线。
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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。）；
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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： 单元的种类、数量
一、化工厂厂址选择的工作程序
厂址选择准备阶段
从全厂工艺及发展的眼光出发，确定用地大小， 初选几处，收集当地水文、地质、天气、人文、 历史、用地政策、投资政策等信息。
现场考察工作
多方案比较
完成厂址选择报告
在项目建议书阶段不强求有选址报告，但选址报告一定要同步于可行 性研究报告（或先于“可研”）完成。可以作为可行性研究报告的独立 章节。
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。
二层循环优化设计，工作量巨大，手工设计很难完成，只有靠计算 机辅助设计。
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从化工工艺设计的内容与步骤可以看出，设计、技术经济分析、计算机辅 助化工设计三者之间的关系：
项目的可行性研究十分重要，是基建程序中替国家、业主把关的关键步骤
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2.1.3 计划任务书（设计计划任务书）
来源： 项目可行性报告经过论证会（评审会）通过后，上级主管部
门将下达“关于××项目可行性研究报告的批复”和“关于×× 项目的设计计划任务书”。
定义： 由上级主管部门对拟建项目的地点、规模、投资、建设期、
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2.1.5 化工项目（工程）的试生产 化工项目（工程）试生产的顺序（步骤）： 1、清理现场 2、清洗设备及管道 （水洗、气冲，并注意清洗顺序） 3、设备的单体试车 （以水代料） 4、整个工程以水代料联动试车 5、投入物料进行试试车 注意：期间穿插人员的安全、健康、工艺操作培训。 此外，试生产一般处于非正常工况。
项目建议书的实质： 想投资该项目的主体，将它前期收集的所有资料（信息），经过加工
（初步定量计算、并结合专家经验）处理，按以上主要章节整理成一本文 件。其目的就是要打动上级决策者，让决策人下决心上该项目。
项目建议书被批准后，才能往下接着进行项目的可行性研究。
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2.1.2 项目的可行性研究（简称“可研”）
要的。
但总体而言，扩初设计只是从初步设计到施工图设计的一个过渡阶段， 它还不能指导施工建设。
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三、施工图设计 这是最详细、最深入的工程设计阶段。只有它的设计文件，才能交给施工
队进行施工建设。是针对初步设计或扩初设计的完全具体化。
对化工工艺部分的设计，施工图设计要出的主要文件： 1、PID最终版； 2、UID图； 3、所有设备的施工图； 4、平立面布置图； 5、配管图（配管设计图）； 6、施工材料明细表； 7、工程预算书； 8、施工图设计说明书。等等。
流程的单元结构参数
单元之间位置关系
化工流程的特性参数
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
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化外 循 环 优
化内 循 环 优
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
工艺设计不是一蹴而就的，要做许多回合的优化调整。
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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。
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） （如制药厂内同类药品种、剂型集中，放射、有毒、易燃易爆类分别集中）
5、厂区布置应考虑防火、防爆及卫生健康的要求。 （易燃易爆车间不要布置在厂区中央，并考虑相邻车间的安全。有粉尘、气
味的车间尽量布置在下风口）
6、工厂布置应考虑工厂、车间发展的需要。
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2.4 化工厂设计中的一些全局性问题
2.4.1 化工厂厂址的选择
厂址选择是在基建的投资决策阶段必须解决的重要问题，由工艺 系统专业部的总图专业牵头完成。
是项目建议书、可行性研究报告中必不可少的内容。
化工厂厂址选择的结果，直接影响到设计、投资、运营成本、生 产情况。
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化工项目设计 （按设计深度）
扩初设计（扩大的初步设计） 施工图设计（施工设计）
这就是所谓的“三段设计（设计的三个阶段）”
一、初步设计
是设计深度最浅的设计阶段，一般只要求：
1、PID图；
2、物料及热量核算计算；
3、对土建、公用工程提出要求；
4、对工厂布置（总图）和车间布置提出要求、建议；
5、工程概算；