化工设计全套课件.ppt
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1、化工设计DesignofChemicalEngineering第一章化工厂设计的内容与程序第一节第一节 化工设计的种类化工设计的种类第二节第二节 化工厂设计的工作程序化工厂设计的工作程序第三节第三节 化工车间工艺设计的程序及内容化工车间工艺设计的程序及内容第四节第四节 设计文件设计文件第五节第五节 国家和行业的基本设计政策和规范国家和行业的基本设计政策和规范基本要求基本要求(1 1)理解化工设计(种类)的概念理解化工设计(种类)的概念(2 2)熟练掌握化工厂设计的工作程序和内容熟练掌握化工厂设计的工作程序和内容(3 3)掌握国家和行业的基本设计政策和规范掌握国家和行业的基本设计政策和规范(4
2、4)掌握设计文件的编制掌握设计文件的编制第一节 化工设计的种类一、根据项目性质分类一、根据项目性质分类(一)新建项目设计(一)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。技术的产品的设计。(二)重复建设项目设计(二)重复建设项目设计由由于于市市场场需需要要或或者者设设备备老老化化,有有些些产产品品需需要要再再建建生生产产装装置置,由由于于新新建建厂厂的的具具体体条条件件与与原原厂厂不不同同,即即算算是是产产品品的的规规模模、规规格格及及工工艺艺完完全全相相同同,还还是是需要由工程设计部门进行设计。需要由工程设计部门进行设计。
3、第一节 化工设计的种类(三)已有装置的改造设计(三)已有装置的改造设计一一些些老老的的生生产产装装置置其其产产品品质质量量和和产产量量均均不不能能满满足足客客户户要要求求,或或者者由由于于技技术术原原因因,原原材材料料和和能能量量消消耗耗过过高高而而缺缺乏乏竞竞争争能能力力,或或者者因因环环保保要要求求的的提提高高、为为了了实实现现清清洁洁生生产产,必必须须对对老老装装置置进进行行改改造造,其其中中包包括括去去掉掉影影响响产产品品产产量量和和质质量量的的“瓶瓶颈颈”,优优化化生生产产过过程程操操作作控控制制,提提高高能能量量的的综综合合利利用用率率和和局部的工艺或设备改造更新等。局部的工艺或设
4、备改造更新等。第一节 化工设计的种类二、根据化工过程开发程序分类二、根据化工过程开发程序分类(一一)概概念念设设计计。是是以以过过程程研研究究中中间间结结果果(或或最最终终结结果果)为为基基础础,从从工工程程角角度度出出发发按按照照未未来来生生产产规规模模所所进进行的一种假想设计。行的一种假想设计。概念设计的作用是暴露和提出过程研究中存在的问题。概念设计的作用是暴露和提出过程研究中存在的问题。(二二)中中试试设设计计。按按照照现现代代技技术术开开发发的的观观点点,中中试试的的主主要要目目的的是是检检验验和和修修改改小小试试与与大大型型冷冷模模试试验验结结果果所所形形成的综合模型。成的综合模型。
5、中试设计的内容基本上与工程设计相同。中试设计的内容基本上与工程设计相同。(三)基础设计。基础设计是过程开发的成果形式,(三)基础设计。基础设计是过程开发的成果形式,是工程设计的依据。是工程设计的依据。第一节 化工设计的种类(四)工程设计(四)工程设计工工程程设设计计可可根根据据工工程程的的重重要要性性、技技术术的的复复杂杂性性和和技技术术的的成成熟熟程程度度及及计计划划任任务务书书的的规规定定,分分为为三三段段设设计计、两两段段设设计和一段设计。计和一段设计。(1)(1)初步设计初步设计根根据据设设计计任任务务书书和和行行业业标标准准化化工工厂厂初初步步设设计计文文件件内内容容深度规定深度规定
6、HG/T20688-2000HG/T20688-2000(2)(2)扩大初步设计扩大初步设计(3)(3)施工图设计施工图设计根根据据已已批批准准的的扩扩大大初初步步设设计计和和行行业业标标准准化化工工工工艺艺设设计计施工图内容和深度统一规定施工图内容和深度统一规定HG/T20519-92HG/T20519-92第一节 化工设计的种类目前国际习惯划分:目前国际习惯划分:工艺设计工艺设计基础工程设计基础工程设计详细工程设计详细工程设计第二节 化工厂设计的工作程序一、项目建议书一、项目建议书项项目目建建议议书书是是进进行行可可行行性性研研究究和和编编制制设设计计任任务务书书的的依依据。据。化化计计发
7、发(19921992)995995号号化化工工建建设设项项目目建建议议书书内内容容和和深深度的规定度的规定(修定本)(修定本)1.1.项项目目建建设设目目的的和和意意义义,即即项项目目提提出出的的背背景景和和依依据据,投资的必要性及经济意义;投资的必要性及经济意义;2.2.市场初步预测分析;市场初步预测分析;3.3.产品方案和生产规模;产品方案和生产规模;4.4.工工艺艺技技术术初初步步方方案案(原原料料路路线线、生生产产方方法法和和技技术术来来源);源);第二节 化工厂设计的工作程序5.5.资源、主要原材料、燃料和动力的供应;资源、主要原材料、燃料和动力的供应;6.6.建厂条件和厂址初步方案
8、;建厂条件和厂址初步方案;7.7.公用工程和辅助设施初步方案;公用工程和辅助设施初步方案;8.8.环境保护;环境保护;9.9.工厂组织和劳动定员估算;工厂组织和劳动定员估算;10.10.项目实施初步规划;项目实施初步规划;11.11.投资投资估算估算和资金筹措方案;和资金筹措方案;12.12.经济效益和社会效益的初步评价。经济效益和社会效益的初步评价。13.13.结论与建议结论与建议第二节 化工厂设计的工作程序二、可行性研究二、可行性研究可可行行性性研研究究是是对对拟拟建建项项目目进进行行全全面面分分析析及及多多方方面面比比较较,对对其其是是否否应应该该建建设设及及如如何何建建设设作作出出论论
9、证证和和评评价价,为为上上级级机机关关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。化化计计发发(19971997)426426号号化化工工建建设设项项目目可可行行性性研研究究报报告告内内容和深度的规定容和深度的规定(修定本)(修定本)中中石石化化(19971997)咨咨字字345345号号石石油油化化工工项项目目可可行行性性研研究究报报告编制规定告编制规定1.1.总论。总论。2.2.市场预测。市场预测。第二节 化工厂设计的工作程序3.3.产品的生产方案及生产规模。产品的生产方案及生产规模。4.4.工艺技术方案。工艺技术方案。5.5.原材料,辅助材
10、料,燃料及水、电、汽的来源与供应。原材料,辅助材料,燃料及水、电、汽的来源与供应。6.6.建厂条件和厂址方案。建厂条件和厂址方案。7.7.公用工程和辅助设施方案。公用工程和辅助设施方案。8.8.环境保护与劳动安全。环境保护与劳动安全。第二节 化工厂设计的工作程序9.9.工厂组织、劳动定员和人员培训。工厂组织、劳动定员和人员培训。10.10.项目实施规划。项目实施规划。11.11.投资估算和资金筹措。投资估算和资金筹措。12.12.经济效益评价及社会效益评价。经济效益评价及社会效益评价。13.13.结论。包括综合评价和研究报告的结论等内容。结论。包括综合评价和研究报告的结论等内容。第二节 化工厂
11、设计的工作程序三、编制设计任务书三、编制设计任务书可可行行性性研研究究呈呈报报给给上上级级主主管管部部门门,当当被被上上级级主主管管部部门门认可后,便可编写设计任务书以作为设计项目的依据。认可后,便可编写设计任务书以作为设计项目的依据。行行业业标标准准化化工工厂厂初初步步设设计计文文件件内内容容深深度度规规定定HG/T20688-2000HG/T20688-20001.1.项目设计的目的和依据;项目设计的目的和依据;2.2.生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则;生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则;3.3.矿矿产产资资源源、水水文文地地质质、原原材材料料、燃燃料料、动动力力、供供水水、运输
12、等协作条件;运输等协作条件;第二节 化工厂设计的工作程序4.4.资源综合利用、环境保护、三废治理的要求;资源综合利用、环境保护、三废治理的要求;5.5.建设地区或地点,占地面积的估算;建设地区或地点,占地面积的估算;6.6.防空、防震等的要求;防空、防震等的要求;7.7.建设工期与进度计划;建设工期与进度计划;8.8.投资控制数;投资控制数;9.9.劳动定员及组织管理制度;劳动定员及组织管理制度;10.10.经济效益、资金来源、投资回收年限。经济效益、资金来源、投资回收年限。第二节 化工厂设计的工作程序四、扩大初步设计四、扩大初步设计五、施工图设计五、施工图设计施施工工图图设设计计的的任任务务
13、是是根根据据扩扩大大初初步步设设计计审审批批意意见见,解解决决扩扩大大初初步步设设计计阶阶段段待待定定的的各各项项问问题题,并并以以它它作作为为施施工工单单位位编编制制施施工工组组织织设设计计、编编制制施工预算和进行施工的依据。施工预算和进行施工的依据。施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计的基础上,完善流程图设计和车间布置设计,的基础上,完善流程图设计和车间布置设计,进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。防腐设计。第二节 化工厂设计的工作程序六、设计代表工作六、设计代表工作在在扩扩大大初初步步设设计
14、计与与施施工工图图设设计计两两个个阶阶段段,需需要要大大量量的的各各专专业业设设计计代代表表参参加加,到到设设计计文文件件编编制制完完毕毕,工工作作转转入入了了基基本本建建设设和和试试车车阶阶段段的的时时候候,就就只只需需少少量量的的各各专专业业设设计计代表参加。代表参加。各各专专业业设设计计代代表表的的任任务务就就是是参参加加基基本本建建设设的的现现场场施施工工和和安安装装(必必要要时时修修正正设设计计),建建成成化化工工装装置置后后要要参参加加试试车车运转工作,使装置达到设计所规定的各项指标要求。运转工作,使装置达到设计所规定的各项指标要求。当当设设计计工工作作全全面面结结束束,且且试试车
15、车成成功功后后,应应做做工工程程总总结结,积累经验,以利于设计质量的不断提高。积累经验,以利于设计质量的不断提高。第三节 化工车间(装置)工艺设计的程序及设计内容化工厂化工厂化工生产车间化工生产车间辅助生产装置辅助生产装置公用工程及罐区公用工程及罐区服务性工程服务性工程生活福利设施生活福利设施三废处理设施三废处理设施厂外工程厂外工程化工车间(装置)设计是化工厂设计的核心部化工车间(装置)设计是化工厂设计的核心部分,而车间(装置)设计的主体是工艺设计。分,而车间(装置)设计的主体是工艺设计。第三节 化工车间(装置)工艺设计的程序及设计内容一、设计准备工作一、设计准备工作(l l)熟悉设计任务书。
16、)熟悉设计任务书。(2 2)制定设计工作计划。)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。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 3)查阅文献资料。)查阅文献资料。(4 4)收集第一手资料。)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、方案设计二、方案设计任务是任务是确定生产方法和生产流程,是整个工艺设计的基础确定生产方法和生产流程,是整个工艺设计的基础。要要求求运运用用所所掌掌握握的的各各种种资资料料,根根据据有有关关的的基基本本理理论论进进行行不不同同生生产产方方法和生产流程的对比分析。法和生产流程的对比分析。流程设
17、计可分为计算机法和手工算法。流程设计可分为计算机法和手工算法。第三节 化工车间(装置)工艺设计的程序及设计内容三、化工计算三、化工计算化化工工计计算算包包括括工工艺艺设设计计中中的的物物料料衡衡算算、能能量量衡衡算算、设备选型和计算设备选型和计算三个内容。三个内容。任任务务是是在在这这三三项项计计算算的的基基础础上上绘绘制制物物料料流流程程图图、主要设备图和带控制点工艺流程图。主要设备图和带控制点工艺流程图。经经验验表表明明,在在化化工工计计算算阶阶段段会会用用到到大大量量的的基基本本理理论论、基基本本概概念念和和基基本本技技能能(数数据据处处理理、计计算算技技能能、绘图能力等)。绘图能力等)
18、。第三节 化工车间(装置)工艺设计的程序及设计内容四、车间布置设计四、车间布置设计HG20546-92HG20546-92化工装置设备布置设计规定化工装置设备布置设计规定SH/T3032-2002SH/T3032-2002石油化工企业总体布置设计规范石油化工企业总体布置设计规范这这是是工工艺艺人人员员的的主主要要设设计计任任务务之之一一,它它也也是是决决定定车车间间面貌的又一个重要设计项目。面貌的又一个重要设计项目。布布置置设设计计的的主主要要任任务务是是确确定定整整个个工工艺艺流流程程中中的的全全部部设设备备在在平平面面上上和和空空间间中中的的正正确确的的具具体体位位置置,相相应应地地确确定
19、定厂房或框架的结构型式。厂房或框架的结构型式。当当化化工工计计算算结结束束,根根据据工工艺艺流流程程图图和和设设备备一一览览表表及及设设备备设设计计条条件件图图,就就可可以以进进行行车车间间布布置置设设计计,完完成成之之后后要绘制平面与立面的车间布置草图。要绘制平面与立面的车间布置草图。第三节 化工车间(装置)工艺设计的程序及设计内容五、配管工程设计五、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。配管工程设计是化工设计最重要的内容之一。HG/T 20549-1998HG/T 20549-1998化工装置管道布置设计规定化工装置管道布置设计规定SH 3012-2000SH 3012-20
20、00石油化工管道布置设计通则石油化工管道布置设计通则任任务务是是确确定定生生产产流流程程中中的的全全部部管管线线、阀阀件件、管管件件及及各各种种管管架的位置、规格尺寸和材料,以满足工艺生产的要求。架的位置、规格尺寸和材料,以满足工艺生产的要求。设设计计中中应应注注意意节节约约管管材材,便便于于操操作作、检检查查和和安安装装检检修修,而而且做到整齐美观。且做到整齐美观。第三节 化工车间(装置)工艺设计的程序及设计内容六、提供设计条件六、提供设计条件设设计计条条件件内内容容包包括括:总总图图、土土建建、外外管管、非非定定型型设设备备、自自控控、电电气气、电电讯讯、电电加加热热、采采暖暖通通风风、空
21、空调调、给给排排水水、工工业业炉炉等等非非工工艺艺专专业业的的设设计条件。计条件。设设计计条条件件是是各各专专业业据据以以进进行行具具体体设设计计工工作作的的依依据据,因因此此提提好好设设计计条条件件是是确确保保设设计计质质量量的的重重要要一一环环。为为了了正正确确贯贯彻彻执执行行各各项项方方针针政政策策和和已已定定的的设设计计方方案案,保保证证设设计计质质量量,工工艺艺专专业业设设计计人人员员应应认认真真负负责责地地编编制制各各专专业业的的设设计计条条件件,并并确确保其完整性和正确性。保其完整性和正确性。第三节 化工车间(装置)工艺设计的程序及设计内容七、编制概算书及编制设计文件七、编制概算
22、书及编制设计文件根根据据中中石石化化2000建建字字476号号石石油油化化工工工工程程建建设设设设计概算编制办法计概算编制办法(修订版修订版)进行编制进行编制.概概算算书书是是在在初初步步设设计计阶阶段段编编制制的的车车间间投投资资的的大大概概计计算算,作作为为银银行行对对基基本本建建设设单单位位贷贷款款的的依依据据。概概算算主主要要提提供供了了车车间间建建筑筑、设设备备及及安安装装工工程程费费用用。经经济济是是否否合合理理是是衡衡量量一一项项工工程程设设计计质质量量的的重重要要标标志志。编编制制概概算算可可以以帮帮助判断和促进设计的经济合理性。助判断和促进设计的经济合理性。初初步步设设计计阶
23、阶段段与与施施工工图图设设计计阶阶段段的的设设计计工工作作完完成成后后都都要要编编制制设设计计文文件件。它它是是设设计计成成果果的的汇汇总总,是是进进行行下下一一步步工工作作的的依依据据,内内容容包包括括设设计计说说明明书书、附附图图(流流程程图图、布布置置图图、设设备备图图等等)和和附附表表(设设备备一一览览表表、材材料料汇汇总总表等)。表等)。第四节 设计文件一、扩大初步设计文件一、扩大初步设计文件扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容:扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容:设计说明书和说明书的附图、附表。设计说明书和说明书的附图、附表。(一)设计依据(一)设计依据(1 1)文件
24、,如计划任务书以及其他批文等。)文件,如计划任务书以及其他批文等。(2 2)技术资料,如中试试验报告、调查报告等。)技术资料,如中试试验报告、调查报告等。第四节 设计文件(二)设计指导思想和设计原则(二)设计指导思想和设计原则(1 1)指指导导思思想想:设设计计所所遵遵循循的的具具体体方方针针政政策策和和指指导思想。导思想。(2 2)设设计计原原则则:包包括括各各专专业业的的设设计计原原则则,如如工工艺艺路路线线的的选选择择、设设备备的的选选型型和和材材质质选选用用、自自控控水水平平等原则。等原则。(三)产品方案(三)产品方案产产品品名名称称和和性性质质;产产品品质质量量规规格格;产产品品规规
25、模模(吨吨年年);副副产产品品数数量量(吨吨年年);产产品包装方式。品包装方式。第四节 设计文件(四)生产方法和工艺流程(四)生产方法和工艺流程(1)(1)生生产产方方法法;扼扼要要说说明明设设计计所所采采用用的的原原料料路路线线和和工艺路线。工艺路线。(2)(2)化化学学反反应应方方程程式式:写写出出方方程程式式,注注明明化化学学物物质质的名称、主要操作条件。的名称、主要操作条件。(3)(3)工艺流程工艺流程工艺划分简图,用方块图表示。工艺划分简图,用方块图表示。带带控控制制点点工工艺艺流流程程图图和和流流程程简简述述。带带控控制制点点工工艺艺流流程程图图应应表表示示出出全全部部工工艺艺设设
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