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1、化 工 設(shè) 計(jì)Chemical Process Design 任 務(wù) 化 工 設(shè) 計(jì) 是 以 化 工 廠 或 化 工 生 產(chǎn) 裝 置 的 建 設(shè)為 目 的 ， 以 技 術(shù) 先 進(jìn) 、 生 產(chǎn) 安 全 可 靠 、 經(jīng) 濟(jì) 效 益和 環(huán) 境 效 益 優(yōu) 良 為 目 標(biāo) ， 設(shè) 計(jì) 最 佳 的 原 料 和 工 藝技 術(shù) 路 線 ， 通 過 工 藝 軟 件 的 模 擬 分 析 ， 確 定 優(yōu) 化的 工 藝 流 程 、 工 藝 條 件 、 設(shè) 備 選 型 及 其 他 非 工 藝專 業(yè) 等 內(nèi) 容 。 內(nèi) 容 全 面 介 紹 了 化 工 設(shè) 計(jì) 的 基 礎(chǔ) 知 識 （ 化 工 設(shè) 計(jì)的 基 本 原 理 、

2、 標(biāo) 準(zhǔn) 、 規(guī) 范 、 技 巧 和 經(jīng) 驗(yàn) 等 ） ， 重點(diǎn) 闡 述 工 藝 流 程 設(shè) 計(jì) 、 物 料 和 能 量 衡 算 、 車 間 布置 等 內(nèi) 容 ， 并 結(jié) 合 工 藝 計(jì) 算 、 工 程 經(jīng) 濟(jì) 和 通 用 計(jì)算 機(jī) 軟 件 ， 力 求 體 現(xiàn) 當(dāng) 今 化 工 設(shè) 計(jì) 的 水 平 。 目 錄1.緒 論2.工 藝 路 線3.物 料 衡 算 和 能 量 衡 算4.工 藝 流 程 設(shè) 計(jì)5.化 工 設(shè) 備 的 選 型 和 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 6.化 工 廠 布 置7.非 工 藝 專 業(yè) 設(shè) 計(jì)8.化 工 管 路9.設(shè) 計(jì) 中 必 須 注 意 的 幾 個 問 題10.工 程 經(jīng) 濟(jì) 1.緒

3、論1.1 化 工 廠 概 況1.2 立 項(xiàng) 過 程1.3 設(shè) 計(jì) 要 求1.4 質(zhì) 量 管 理 體 系1.5 設(shè) 計(jì) 部 門 與 其 他 部 門 關(guān) 系 建 設(shè) 新 的 化 工 工 程 項(xiàng) 目 的 過 程立 項(xiàng) 設(shè) 計(jì) 制 造 、 安 裝 試 車 化 工 設(shè) 計(jì) 是 科 學(xué) 與 藝 術(shù) 相 結(jié) 合 的 一 項(xiàng) 工 程 ，是 將 實(shí) 驗(yàn) 室 的 研 究 成 果 轉(zhuǎn) 化 為 工 業(yè) 生 產(chǎn) 的 一 項(xiàng) 具有 創(chuàng) 造 性 的 勞 動 ?？?學(xué) ： 設(shè) 計(jì) 人 員 運(yùn) 用 化 學(xué) 工 程 與 工 藝 等 基 礎(chǔ) 知 識 ，解 決 工 程 中 的 有 關(guān) 問 題 。藝 術(shù) ： 通 過 實(shí) 驗(yàn) 或 憑 借

4、 經(jīng) 驗(yàn) 來 解 決 工 程 問 題 。 在 化 工 設(shè) 計(jì) 中 ， 應(yīng) 努 力 做 到 ：(1)符 合 國 家 的 經(jīng) 濟(jì) 政 策 和 技 術(shù) 政 策 ， 合 理 運(yùn) 用國 家 的 財(cái) 富 和 資 源 ；(2)工 藝 上 可 靠 ， 經(jīng) 濟(jì) 上 合 理 ；(3)盡 可 能 吸 收 最 新 科 技 成 果 ， 力 求 技 術(shù) 先 進(jìn) ，經(jīng) 濟(jì) 效 益 更 大 ；(4)不 造 成 環(huán) 境 污 染 ；(5)符 合 國 家 工 業(yè) 安 全 與 衛(wèi) 生 要 求 。 1.1 化 工 廠 概 況1.1.1 化 工 廠 分 類主 要 有 ： 化 學(xué) 肥 料 工 業(yè) 、 無 機(jī) 化 學(xué) 工 業(yè) 、 有 機(jī) 化

5、工 原 料 、 石 油 化 工 、 合 成 橡 膠 工 業(yè) 、 合 成 纖 維 工業(yè) 、 合 成 樹 脂 和 塑 料 、 染 料 涂 料 工 業(yè) 、 農(nóng) 藥 工 業(yè) 、醫(yī) 藥 工 業(yè) 、 精 細(xì) 化 工 等 。 A.化 工 生 產(chǎn) 的 特 點(diǎn)(1)工 藝 流 程 復(fù) 雜 。(2)操 作 狀 態(tài) 變 化 大 。(3)流 體 輸 送 多 。(4)具 有 腐 蝕 性 。(5)具 有 毒 性 。(6)易 燃 、 易 爆 性 。(7)非 標(biāo) 設(shè) 備 多 。 B.化 工 廠 分 類(1)按 產(chǎn) 品 分 類 ： 日 用 化 工 廠 、 石 油 化 工 廠 、 農(nóng)藥 化 工 廠 、 橡 膠 廠 、 塑 料 廠

6、 等 種 類 繁 多 的 化 工 廠 。 (2)按 生 產(chǎn) 規(guī) 模 分 類 ： 大 型 化 工 廠 (一 般 年 生 產(chǎn) 能力 在 100kt以 上 的 )， 例 如 揚(yáng) 子 乙 烯 、 安 慶 石 油 化工 總 廠 等 ； 中 型 化 工 廠 (年 生 產(chǎn) 能 力 在 10kt100kt)， 例 如 合 肥 化 工 廠 、 合 肥 化 肥 廠 等 ； 小 型化 工 廠 (年 生 產(chǎn) 能 力 在 10kt以 下 的 )， 例 如 鄉(xiāng) 鎮(zhèn) 企業(yè) 的 生 產(chǎn) 規(guī) 模 。各 類 規(guī) 模 的 劃 分 標(biāo) 準(zhǔn) 見 表 1-1。 (3)按 生 產(chǎn) 方 式 分 類 ： 連 續(xù) 操 作 和 間 歇 操 作 。

7、(4)按 生 產(chǎn) 技 術(shù) 的 先 進(jìn) 程 度 分 類 ： 現(xiàn) 代 化 及 技 術(shù)水 平 一 般 的 化 工 廠 。 1.1.2 化 工 廠 組 成A.化 工 廠 結(jié) 構(gòu)(1)人(2)財(cái)(3)物(4)產(chǎn)(5)供(6)銷 B.專 業(yè) 技 術(shù) 人 員(1)工 藝(2)設(shè) 備(3)自 動 控 制(4)給 排 水(5)電 氣此 外 ， 還 有 土 建 、 熱 工 等 專 業(yè) 的 技 術(shù) 人 員 。 C.化 工 廠 組 成(1)生 產(chǎn) 部 門(2)輔 助 部 門 (3)行 政 、 生 活 部 門 1.2 立 項(xiàng) 過 程1.2.1 立 項(xiàng) 建 設(shè) 單 位 在 建 設(shè) 一 個 項(xiàng) 目 之 前 ， 首 先 要

8、經(jīng) 過詳 細(xì) 的 調(diào) 查 ， 并 報(bào) 主 管 部 門 審 批 立 項(xiàng) 后 才 能 委 托設(shè) 計(jì) 單 位 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 。 立 項(xiàng) 情 況 一 般 根 據(jù) 項(xiàng) 目 的 大小 可 分 為 三 類 ： (1)國 家 級 大 型 項(xiàng) 目 ： 經(jīng) 過 部 委 或 國 務(wù) 院 批 準(zhǔn) 后才 能 立 項(xiàng) 。(2)中 型 項(xiàng) 目 ： 由 地 方 政 府 主 管 部 門 批 準(zhǔn) 。(3)小 型 項(xiàng) 目 ： 通 常 由 化 工 廠 本 身 發(fā) 展 需 要 而 建設(shè) ， 只 需 報(bào) 本 地 區(qū) 主 管 部 門 批 準(zhǔn) 即 可 立 項(xiàng) ， 進(jìn) 行建 設(shè) 。 1.2.2 招 標(biāo)1.2.3 項(xiàng) 目 建 議 書 的 編

9、制它 應(yīng) 包 括 以 下 內(nèi) 容 ：(1)項(xiàng) 目 建 設(shè) 的 目 的 和 意 義 ， 即 項(xiàng) 目 提 出 的 背 景和 依 據(jù) ， 投 資 的 必 要 性 及 經(jīng) 濟(jì) 意 義 ；(2)產(chǎn) 品 需 求 初 步 預(yù) 測 ；(3)產(chǎn) 品 方 案 和 擬 建 規(guī) 模 ； (4)工 藝 技 術(shù) 初 步 方 案 (原 料 路 線 、 生 產(chǎn) 方 法 和 技術(shù) 來 源 )；(5)主 要 原 材 料 、 燃 料 和 動 力 的 供 應(yīng) ；(6)建 廠 條 件 和 廠 址 初 步 方 案 ；(7)公 用 工 程 及 輔 助 設(shè) 施 初 步 方 案 ；(8)環(huán) 境 保 護(hù) ； (9)工 廠 組 織 和 勞 動 定

10、 員 估 算 ；(10)項(xiàng) 目 實(shí) 施 初 步 規(guī) 劃 ；(11)投 資 估 算 和 資 金 籌 措 方 案 ；(12)經(jīng) 濟(jì) 效 益 和 社 會 效 益 的 初 步 估 算 ；(13)結(jié) 論 與 建 議 。 1.3 設(shè) 計(jì) 要 求1.3.1 設(shè) 計(jì) 原 則A.設(shè) 計(jì) 要 求(1)產(chǎn) 品 的 數(shù) 量 和 質(zhì) 量 指 標(biāo)(2)經(jīng) 濟(jì) 性(3)安 全(4)環(huán) 境 保 護(hù)(5)整 個 系 統(tǒng) 必 須 可 操 作 和 可 控 制 由 此 可 見 ， 設(shè) 計(jì) 是 一 個 多 目 標(biāo) 的 優(yōu) 化 問 題 ，不 是 只 有 唯 一 正 確 的 答 案 。 設(shè) 計(jì) 人 員 在 作 出 選 擇和 判 斷 時 要

11、 考 慮 各 種 經(jīng) 常 是 相 互 矛 盾 的 因 素 ， 即技 術(shù) 、 經(jīng) 濟(jì) 和 環(huán) 境 保 護(hù) 等 方 面 的 要 求 。 在 允 許 的條 件 范 圍 內(nèi) 選 擇 一 個 兼 顧 各 方 面 要 求 的 方 案 ， 這種 選 擇 或 決 策 貫 穿 了 整 個 設(shè) 計(jì) 過 程 。 B.約 束 條 件 外 部 約 束 條 件 通 常 是 指 下 列 幾 項(xiàng) ：(1)政 府 制 定 的 各 種 法 律 、 規(guī) 定 和 要 求 ；(2)各 種 自 然 規(guī) 律 ；(3)安 全 要 求 ；(4)資 源 情 況 ；(5)各 種 必 須 遵 循 的 標(biāo) 準(zhǔn) 和 規(guī) 范 ；(6)經(jīng) 濟(jì) 要 求 ，

12、如 投 資 限 額 和 投 資 回 收 期 。 內(nèi) 部 約 束 條 件 是 指 ：(1)生 產(chǎn) 技 術(shù) ： 來 源 、 成 熟 程 度 、 價 格 等 ；(2)材 料 ： 原 材 料 、 關(guān) 鍵 設(shè) 備 等 供 應(yīng) 的 難 易 ；(3)時 間 ： 允 許 和 需 要 的 設(shè) 計(jì) 時 間 ；(4)人 員 ： 素 質(zhì) 和 數(shù) 量 ；(5)產(chǎn) 品 規(guī) 格 ；(6)建 設(shè) 單 位 的 具 體 要 求 ；(7)建 廠 地 區(qū) 的 具 體 情 況 。 由 于 化 工 裝 置 是 一 個 由 各 種 單 元 設(shè) 備 以 系 統(tǒng)的 、 合 理 的 方 式 組 合 起 來 的 整 體 ， 因 此 在 進(jìn) 行 過

13、程 合 成 與 分 析 時 必 須 從 全 系 統(tǒng) 出 發(fā) 。 這 一 點(diǎn) 正 是化 工 裝 置 設(shè) 計(jì) 與 單 元 設(shè) 備 設(shè) 計(jì) 的 差 別 ， 前 者 不 僅要 求 設(shè) 計(jì) 人 員 掌 握 各 單 元 設(shè) 備 的 設(shè) 計(jì) 方 法 ， 而 且還 要 求 掌 握 化 工 系 統(tǒng) 工 程 的 基 本 概 念 。 1.3.2 設(shè) 計(jì) 種 類 從 一 個 新 產(chǎn) 品 或 一 個 新 技 術(shù) 的 試 驗(yàn) 研 究 開 始到 進(jìn) 行 工 廠 或 裝 置 的 建 設(shè) ， 整 個 階 段 一 般 需 要 進(jìn)行 兩 大 類 的 設(shè) 計(jì) 。 第 一 類 是 新 技 術(shù) 開 發(fā) 過 程 中 的 幾 個 重 要 環(huán)

14、 節(jié) ， 即概 念 設(shè) 計(jì) (Conceptual Design)， 中 試 設(shè) 計(jì)(Pilot-plant Design)和 基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) (Foundation Design)等 ， 這 一 類 設(shè) 計(jì) 由 研 究 單 位 的 工 程 開 發(fā)部 門 負(fù) 責(zé) 進(jìn) 行 。 若 研 究 單 位 設(shè) 計(jì) 力 量 不 足 ， 可 以委 托 設(shè) 計(jì) 單 位 或 與 設(shè) 計(jì) 單 位 合 作 進(jìn) 行 。 第 二 類 是 工 程 設(shè) 計(jì) (Engineering Design)， 包括 可 行 性 研 究 (Feasibility Study)， 初 步 設(shè) 計(jì)(Preliminary Design)，

15、施 工 圖 設(shè) 計(jì) (Detailed design)等 ， 這 類 設(shè) 計(jì) 是 由 設(shè) 計(jì) 單 位 負(fù) 責(zé) 進(jìn) 行 。 另 外 ， 有 通 用 設(shè) 計(jì) (復(fù) 用 設(shè) 計(jì) )、 “ 因 地 制 宜 ”設(shè) 計(jì) 。 也 可 根 據(jù) 項(xiàng) 目 性 質(zhì) 分 為 新 建 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) 、 技術(shù) 改 造 項(xiàng) 目 的 設(shè) 計(jì) 。 第 一 類 設(shè) 計(jì)A.概 念 設(shè) 計(jì) 是 工 程 研 究 的 一 個 環(huán) 節(jié) ， 根 據(jù) 研 究 提 供 的 概念 和 數(shù) 據(jù) ， 確 定 流 程 和 工 藝 條 件 及 主 要 設(shè) 備 的 型式 和 材 質(zhì) ， 三 廢 處 理 措 施 等 ， 最 終 得 出 基 建 投 資和 產(chǎn)

16、 品 成 本 等 主 要 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo) 。 通 過 概 念 設(shè) 計(jì) ，可 以 及 早 暴 露 研 究 工 作 中 存 在 的 問 題 和 不 足 之 處 ，從 而 能 及 時 解 決 問 題 ， 縮 短 開 發(fā) 周 期 。 B.中 試 設(shè) 計(jì) 中 試 的 目 的 是 驗(yàn) 證 基 礎(chǔ) 研 究 得 到 的 規(guī) 律 ， 考察 從 小 試 到 中 試 的 放 大 效 應(yīng) ， 必 須 在 實(shí) 質(zhì) 上 反 映工 業(yè) 裝 置 的 特 性 和 規(guī) 律 ， 能 得 到 基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 所 需 的全 部 數(shù) 據(jù) ， 使 得 工 業(yè) 裝 置 投 產(chǎn) 時 不 會 出 現(xiàn) 沒 有 預(yù)計(jì) 到 的 問 題 。 中

17、 試 裝 置 設(shè) 計(jì) 的 內(nèi) 容 基 本 上 和 工 程設(shè) 計(jì) 相 同 ， 但 規(guī) 模 小 。 C.基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 是 整 個 技 術(shù) 開 發(fā) 階 段 的 研 究 成 果 。 一 般 情 況下 ， 應(yīng) 在 研 究 內(nèi) 容 全 部 完 成 并 通 過 鑒 定 后 進(jìn) 行 ?；?礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 的 內(nèi) 容 包 括 將 要 建 設(shè) 的 生 產(chǎn) 裝 置 的 一 切技 術(shù) 要 點(diǎn) 。 它 將 作 為 工 程 設(shè) 計(jì) 的 依 據(jù) ， 合 格 的 工程 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 人 員 應(yīng) 能 根 據(jù) 基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 完 成 一 個 能 順利 投 產(chǎn) 、 達(dá) 到 一 定 產(chǎn) 量 和 質(zhì) 量 等 指 標(biāo) 的 生 產(chǎn) 裝 置

18、 。 基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 須 詳 細(xì) 說 明 工 業(yè) 生 產(chǎn) 過 程 、 主 要 工藝 特 點(diǎn) 、 反 應(yīng) 原 理 及 工 藝 參 數(shù) 和 操 作 條 件 。 提 出管 道 流 程 和 控 制 方 案 ， 并 對 特 殊 管 道 的 等 級 公 稱直 徑 提 出 要 求 。 確 定 流 程 中 主 要 控 制 方 案 的 原 則 、控 制 要 求 、 控 制 點(diǎn) 數(shù) 據(jù) 表 、 主 要 儀 表 選 型 及 特 殊儀 表 技 術(shù) 條 件 。 說 明 裝 置 危 險 區(qū) 的 劃 分 ， 列 出 所處 理 介 質(zhì) 的 特 性 和 允 許 濃 度 ， 安 全 生 產(chǎn) 、 事 故 處理 及 勞 動 保 護(hù)

19、設(shè) 置 應(yīng) 用 的 特 殊 措 施 等 。 1.3.3 設(shè) 計(jì) 程 序 本 節(jié) 所 述 設(shè) 計(jì) 程 序 是 針 對 工 程 設(shè) 計(jì) 而 言 的 。根 據(jù) 原 化 學(xué) 工 業(yè) 部 化 工 設(shè) 計(jì) 管 理 標(biāo) 準(zhǔn) (1992)關(guān) 于 “ 設(shè) 計(jì) 工 作 基 本 程 序 ” 的 規(guī) 定 ， 化 工 設(shè) 計(jì) 單位 在 化 工 基 本 建 設(shè) 過 程 中 根 據(jù) 建 設(shè) 單 位 的 委 托 ，進(jìn) 行 以 下 工 作 ： (1)接 受 委 托 ， 參 加 編 制 項(xiàng) 目 建 議 書 ：(2)參 加 廠 址 選 擇 ， 編 制 廠 址 選 擇 報(bào) 告 ；(3)進(jìn) 行 技 術(shù) 考 察 ；(4)編 制 預(yù) 可

20、行 性 研 究 報(bào) 告 ；(5)編 制 可 行 性 研 究 報(bào) 告 ；(6)進(jìn) 行 廠 址 復(fù) 查 ；(7)提 出 建 廠 區(qū) 域 地 質(zhì) 初 勘 要 求 ；(8)開 展 初 步 設(shè) 計(jì) ； (9)進(jìn) 行 設(shè) 備 及 主 要 材 料 的 采 購 ；(10)提 出 詳 勘 要 求 ；(11)開 展 施 工 圖 設(shè) 計(jì) ；(12)配 合 現(xiàn) 場 施 工 ；(13)參 加 試 車 、 考 核 ；(14)參 加 竣 工 驗(yàn) 收 ；(15)工 程 總 結(jié) ， 設(shè) 計(jì) 回 訪 ；(16)參 加 項(xiàng) 目 后 評 價 。 下 面 針 對 設(shè) 計(jì) 程 序 中 的 幾 個 關(guān) 鍵 步 驟 進(jìn) 行 說 明 。A.可

21、 行 性 研 究 報(bào) 告 的 編 制 可 行 性 研 究 報(bào) 告 是 基 本 建 設(shè) 前 期 工 作 的 重 要內(nèi) 容 ， 是 對 基 本 建 設(shè) 項(xiàng) 目 的 必 要 性 和 可 行 性 分 析預(yù) 測 的 一 種 科 學(xué) 方 法 ， 是 為 建 設(shè) 項(xiàng) 目 正 確 決 策 ，保 證 投 入 的 資 金 能 發(fā) 揮 最 大 效 益 所 提 供 的 科 學(xué) 依據(jù) 。 可 行 性 研 究 報(bào) 告 的 內(nèi) 容 ：(1)總 論 ： 包 括 項(xiàng) 目 名 稱 、 主 辦 單 位 名 稱 、 企 業(yè)性 質(zhì) 及 法 人 、 可 行 性 研 究 的 依 據(jù) 、 可 行 性 研 究 的主 要 內(nèi) 容 和 論 據(jù) 、

22、 評 價 的 結(jié) 論 性 意 見 、 存 在 問 題和 建 議 等 ， 并 附 上 主 要 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo) 表 ；(2)需 求 預(yù) 測 ： 包 括 國 內(nèi) 外 需 求 情 況 預(yù) 測 和 產(chǎn) 品的 價 格 分 析 ；(3)產(chǎn) 品 的 生 產(chǎn) 方 案 及 生 產(chǎn) 規(guī) 模 ； (4)工 藝 技 術(shù) 方 案 ： 包 括 工 藝 技 術(shù) 方 案 的 選 擇 、物 料 平 衡 和 消 耗 定 額 、 主 要 設(shè) 備 的 選 擇 、 工 藝 和設(shè) 備 擬 采 用 標(biāo) 準(zhǔn) 化 酌 情 況 等 內(nèi) 容 ；(5)原 材 料 、 燃 料 及 水 電 汽 的 來 源 與 供 應(yīng) ；(6)建 廠 條 件 和

23、廠 址 選 擇 布 局 方 案 ；(7)公 用 工 程 相 輔 助 設(shè) 施 方 案 ；(8)節(jié) 能 ；(9)環(huán) 境 保 護(hù) ； (10)勞 動 保 護(hù) 與 安 全 衛(wèi) 生 ；(11)工 廠 組 織 、 勞 動 定 員 和 人 員 培 訓(xùn) ；(12)項(xiàng) 目 實(shí) 施 規(guī) 劃 ；(13)投 資 估 算 和 資 金 籌 措 ；(14)經(jīng) 濟(jì) 效 益 評 價 及 社 會 效 益 評 價 ；(15)結(jié) 論 ： 包 括 綜 合 評 價 和 研 究 報(bào) 告 的 結(jié) 論 、 存在 問 題 及 建 議 等 內(nèi) 容 。 B 初 步 設(shè) 計(jì) 初 步 設(shè) 計(jì) 是 根 據(jù) 已 批 準(zhǔn) 的 可 行 性 研 究 報(bào) 告 ，確

24、 定 全 廠 性 的 設(shè) 計(jì) 原 則 、 設(shè) 計(jì) 標(biāo) 準(zhǔn) 、 設(shè) 計(jì) 方 案 和重 大 技 術(shù) 問 題 ， 如 總 工 藝 流 程 (Process Flow)、生 產(chǎn) 方 法 、 工 廠 組 成 、 總 圖 布 置 、 水 電 汽 的 供 應(yīng)方 式 和 用 量 、 關(guān) 鍵 設(shè) 備 及 儀 表 選 型 、 全 廠 的 貯 運(yùn)方 案 、 消 防 、 職 業(yè) 安 全 、 工 業(yè) 衛(wèi) 生 、 環(huán) 境 保 護(hù) 和綜 合 利 用 等 。 編 制 出 初 步 設(shè) 計(jì) 文 件 及 概 算 文 件 。 初 步 設(shè) 計(jì) 是 確 定 建 設(shè) 項(xiàng) 目 的 投 資 額 、 征 用 土地 、 組 織 主 要 設(shè) 備 及

25、 材 料 的 采 購 以 及 編 制 施 工 圖設(shè) 計(jì) 的 依 據(jù) ， 也 是 簽 訂 建 設(shè) 總 承 包 合 同 ， 銀 行 貸款 及 實(shí) 行 投 資 包 干 和 控 制 建 設(shè) 工 程 撥 款 的 依 據(jù) 。根 據(jù) 原 化 學(xué) 工 業(yè) 部 對 “ 初 步 設(shè) 計(jì) 說 明 書 ” 的 規(guī) 定內(nèi) 容 如 下 。 (1)總 論 ；(2)技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) ： 基 礎(chǔ) 經(jīng) 濟(jì) 數(shù) 據(jù) ， 經(jīng) 濟(jì) 分 析 ， 附 表 ；(3)總 圖 運(yùn) 輸 ： 廠 址 選 擇 ， 總 平 面 布 置 ， 豎 向 布 置 ，工 廠 運(yùn) 輸 ， 工 廠 防 護(hù) 設(shè) 施 ， 徘 渣 場 ， 防 護(hù) ， 綠 化 ； (4)化

26、工 工 藝 ： 原 材 料 及 產(chǎn) 品 的 主 要 技 術(shù) 規(guī) 格 ， 裝置 危 險 性 物 料 表 ， 生 產(chǎn) 流 程 敘 述 ， 原 材 料 、 動 力(水 電 氣 汽 )消 耗 定 額 及 消 耗 量 ， 成 本 估 算 ， 車 間定 員 ， 管 道 材 料 等 ； (表 格 ： 設(shè) 備 一 覽 表 ， 綜 合 材料 表 ； 圖 紙 ： 帶 控 制 點(diǎn) 的 工 藝 流 程 圖 ， 物 料 流 程圖 ， 設(shè) 備 布 置 圖 )(5)空 壓 站 ， 氮 氧 站 ， 冷 凍 站 ；(6)外 部 工 藝 ， 供 熱 管 線 ； (7)設(shè) 備 (含 工 業(yè) 爐 )： 設(shè) 備 技 術(shù) 特 征 ， 主

27、 要 設(shè) 備 總圖 ；(8)自 動 控 制 全 廠 自 動 化 水 平 、 信 號 及 聯(lián) 鎖 ， 環(huán) 境特 征 及 儀 表 選 型 ， 復(fù) 雜 控 制 系 統(tǒng) ， 動 力 供 應(yīng) 等 ；(9)供 電 ： 電 源 狀 況 、 負(fù) 荷 等 級 及 供 電 要 求 ， 主 要用 電 設(shè) 備 材 料 選 擇 配 電 所 ， 照 明 、 接 地 、 接 零 及防 靜 電 、 車 間 配 電 、 防 雷 等 ；(10)電 信 ； (11)土 建 ： 氣 象 、 地 質(zhì) 、 地 震 等 自 然 條 件 資 料 、地 方 材 料 、 施 工 安 裝 條 件 等 ， 建 筑 設(shè) 計(jì) 、 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 、 對

28、地 區(qū) 性 特 殊 問 題 的 設(shè) 計(jì) 考 慮 ， 對 施 工 的 特殊 要 求 、 對 建 筑 物 內(nèi) 高 、 大 、 重 的 設(shè) 備 安 裝 要 求的 說 明 等 ；(12)給 水 排 水 ： 自 然 條 件 資 料 (氣 象 資 料 、 水 文地 質(zhì) 資 料 等 )， 給 水 水 源 及 輸 水 管 道 ， 給 水 處 理 ，廠 區(qū) 給 水 、 廠 區(qū) 排 水 、 污 水 處 理 場 、 定 員 等 ； (13)供 熱 ；(14)采 暖 通 風(fēng) 及 空 氣 調(diào) 節(jié) ；(15)維 修 (機(jī) 修 、 儀 修 、 電 修 、 建 修 )(16)中 央 化 驗(yàn) 室 ；(17)消 防 ； (18)

29、環(huán) 境 保 護(hù) 及 綜 合 利 用 ： 設(shè) 計(jì) 采 用 的 環(huán) 保 標(biāo) 準(zhǔn) ，主 要 污 染 源 及 主 要 污 染 物 ， 設(shè) 計(jì) 中 采 取 的 環(huán) 保 措施 及 簡 要 處 理 工 藝 流 程 ， 綠 化 概 況 、 其 他 環(huán) 保 措施 、 環(huán) 境 監(jiān) 測 體 制 、 環(huán) 保 投 資 概 算 、 環(huán) 保 管 理 機(jī)構(gòu) 及 定 員 等 ； (19)勞 動 安 全 與 工 業(yè) 衛(wèi) 生 ； 生 產(chǎn) 過 程 中 職 業(yè) 危 險因 素 分 析 及 控 制 措 施 ， 勞 動 安 全 及 工 業(yè) 衛(wèi) 生 設(shè) 施 ，預(yù) 期 效 果 及 防 范 評 價 、 勞 動 安 全 與 工 業(yè) 衛(wèi) 生 專 業(yè)投

30、 資 情 況 ；(20)節(jié) 能 ： 主 要 耗 能 裝 置 能 耗 狀 況 ， 主 要 節(jié) 能 措施 、 節(jié) 能 效 益 等 ；(21)概 算 。 C.施 工 圖 設(shè) 計(jì) 施 工 圖 設(shè) 計(jì) 是 把 初 步 設(shè) 計(jì) 中 確 定 的 設(shè) 計(jì) 原 則和 設(shè) 計(jì) 方 案 ， 根 據(jù) 建 筑 施 工 、 設(shè) 備 制 造 及 安 裝 工程 的 需 要 進(jìn) 一 步 具 體 化 。 該 階 段 工 藝 專 業(yè) 的 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 主 要 包 括 ：(1)工 藝 圖 紙 目 錄 、 帶 控 制 點(diǎn) 的 工 藝 流 程 固 、 公用 工 程 系 統(tǒng) 圖 、 設(shè) 備 布 置 圖 、 設(shè) 備 一 覽 表 、 管 道

31、布 置 圖 、 管 架 管 件 圖 、 設(shè) 備 管 口 方 位 圖 、 設(shè) 備 和管 路 保 溫 及 防 腐 設(shè) 計(jì) ；(2)設(shè) 備 專 業(yè) 有 非 定 型 設(shè) 備 制 造 圖 、 設(shè) 備 安 裝 圖等 ； (3)非 工 藝 專 業(yè) 方 面 有 土 建 施 工 圖 ， 供 電 、 給 排水 、 自 控 儀 表 線 路 安 裝 圖 等 等 ；(4)除 施 工 圖 外 ， 還 應(yīng) 附 有 各 部 分 施 工 說 明 以 及各 部 分 安 裝 材 料 表 ， 便 于 設(shè) 備 訂 貨 與 制 造 及 安 裝材 料 的 選 購 。 1.3.4 原 始 資 料 收 集1.3.4.1 原 始 數(shù) 據(jù) 及 資

32、 料A 基 礎(chǔ) 資 料 包 括 廠 址 區(qū) 域 的 地 形 、 氣 象 、 工 程 地 質(zhì) 、 水 文地 質(zhì) 等 資 料 ， 人 文 及 地 理 情 況 ， 礦 產(chǎn) 資 源 、 技 術(shù)經(jīng) 濟(jì) 條 件 ， 原 材 料 、 燃 料 及 其 他 動 力 供 應(yīng) 、 交 通運(yùn) 輸 及 施 工 條 件 等 情 況 。 B.生 產(chǎn) 方 法 及 工 藝 流 程 資 料(1)各 種 生 產(chǎn) 方 法 及 其 工 藝 流 程 。 包 括 主 要 原 料路 線 、 操 作 規(guī) 程 、 控 制 指 標(biāo) 、 主 要 設(shè) 備 及 防 腐 措施 、 綜 合 利 用 情 況 、 生 產(chǎn) 安 全 可 靠 性 情 況 、 每 個

33、工 序 的 主 要 參 數(shù) 等 。 (2)各 種 生 產(chǎn) 方 法 的 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 比 較 。 包 括 產(chǎn) 品 成本 ， 原 材 料 的 用 量 及 供 應(yīng) 的 可 能 性 ， 水 、 電 、 汽的 用 量 及 供 應(yīng) ， 副 產(chǎn) 品 的 利 用 ， 三 廢 處 理 ， 生 產(chǎn)自 動 化 水 平 ， 基 本 建 設(shè) 投 資 ， 占 地 面 積 ， 主 要 基建 材 料 的 用 量 ， 設(shè) 備 制 作 的 復(fù) 雜 程 度 等 。 C.工 藝 資 料(1)物 料 衡 算 ： 包 括 生 產(chǎn) 步 驟 和 化 學(xué) 反 應(yīng) ， 各 步驟 所 需 原 料 、 中 間 體 的 規(guī) 格 和 物 理 化 學(xué)

34、性 質(zhì) ； 產(chǎn)品 的 規(guī) 格 和 物 理 化 學(xué) 性 質(zhì) ； 各 反 應(yīng) 步 驟 的 轉(zhuǎn) 化 率 、收 率 ； 每 批 加 料 量 等 。 (2)熱 量 衡 算 及 設(shè) 備 計(jì) 算 ： 包 括 原 料 、 中 間 體 、產(chǎn) 品 的 比 熱 容 、 生 成 熱 、 燃 燒 熱 、 導(dǎo) 熱 系 數(shù) 、 傳熱 系 數(shù) 等 與 傳 熱 計(jì) 算 有 關(guān) 的 熱 力 學(xué) 數(shù) 據(jù) ； 各 種 溫度 、 壓 力 、 流 量 、 液 面 等 生 產(chǎn) 控 制 參 數(shù) ； 設(shè) 備 的容 積 、 結(jié) 構(gòu) 、 材 質(zhì) 、 主 要 設(shè) 備 圖 ； 設(shè) 備 材 料 對 介質(zhì) 的 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 。 (3)車 間 布 置

35、 ： 包 括 平 面 、 立 面 布 置 情 況 ； 防 火 、防 爆 措 施 ； 設(shè) 備 的 檢 修 和 吊 裝 要 求 ； 控 制 室 和 配電 室 的 布 置 。 D.其 他 資 料 包 括 非 工 藝 專 業(yè) 如 自 控 、 土 建 、 電 力 、 采 暖通 風(fēng) 、 給 排 水 、 供 熱 、 廢 水 處 理 等 資 料 ； 概 算 資料 ； 原 材 料 供 應(yīng) ， 總 圖 運(yùn) 輸 資 料 ； 勞 動 保 護(hù) ， 安全 衛(wèi) 生 資 料 ； 三 廢 排 放 及 處 理 方 法 等 。 1.3.4.2 資 料 的 來 源(1)設(shè) 計(jì) 單 位 的 資 料 。 包 括 可 行 性 研 究 報(bào)

36、告 、 設(shè) 計(jì)前 期 工 作 報(bào) 告 、 初 步 設(shè) 計(jì) 說 明 書 施 工 圖 及 施 工 說明 書 、 概 (預(yù) )算 書 、 標(biāo) 準(zhǔn) 設(shè) 計(jì) 圖 集 、 復(fù) 用 設(shè) 計(jì) 、標(biāo) 準(zhǔn) 與 規(guī) 范 等 。 (2)向 科 學(xué) 研 究 單 位 收 集 有 關(guān) 資 料 。 包 括 小 試 研究 報(bào) 告 、 中 試 研 究 報(bào) 告 及 鑒 定 報(bào) 告 、 中 試 試 驗(yàn) 生產(chǎn) 工 藝 操 作 規(guī) 程 、 中 試 裝 置 設(shè) 計(jì) 資 料 、 基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì)資 料 、 有 關(guān) 產(chǎn) 品 或 技 術(shù) 的 國 外 文 獻(xiàn) 。 (3)向 有 關(guān) 生 產(chǎn) 單 位 收 集 資 料 。 包 括 車 間 原 始 記錄 ，

37、 各 種 生 產(chǎn) 報(bào) 表 ， 工 藝 操 作 規(guī) 程 ， 設(shè) 備 崗 位 操作 法 ， 設(shè) 備 維 護(hù) 檢 修 規(guī) 程 ， 勞 動 保 護(hù) 及 安 全 技 術(shù)規(guī) 程 ， 車 間 化 驗(yàn) 分 析 研 究 資 料 ， 工 廠 中 心 試 驗(yàn) 室的 試 驗(yàn) 研 究 報(bào) 告 ， 供 銷 科 的 產(chǎn) 品 目 錄 和 樣 本 及 有關(guān) 設(shè) 備 的 價 格 ， 全 廠 職 工 的 勞 動 及 福 利 資 料 等 。 (4)向 建 設(shè) 單 位 收 集 資 料 。 包 括 廠 址 選 擇 的 原 始資 料 ， 設(shè) 計(jì) 的 基 礎(chǔ) 資 料 如 人 文 、 地 氣 象 、 水 文 、地 質(zhì) 等 資 料 基 本 建

38、設(shè) 決 算 書 ， 施 工 技 術(shù) 匯 總 ，試 車 總 結(jié) 及 原 始 記 錄 。(5)在 設(shè) 計(jì) 過 程 中 為 設(shè) 計(jì) 的 開 展 而 進(jìn) 行 的 試 驗(yàn) 研究 的 有 關(guān) 資 料 。(6)有 關(guān) 產(chǎn) 品 、 目 錄 、 樣 本 銷 售 價 格 等 資 料 。(7)有 關(guān) 手 冊 、 工 具 書 、 雜 志 等 書 籍 。 (8)文 獻(xiàn) 和 專 利 ， 各 類 化 工 過 程 與 工 藝 設(shè) 備 計(jì) 算書 籍 、 各 類 生 產(chǎn) 調(diào) 查 報(bào) 告 、 各 類 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 匯集 、 各 類 化 工 設(shè) 計(jì) 書 籍 。(9)由 于 技 術(shù) 的 保 密 以 及 專 利 的 限 制 ，

39、 在 生 產(chǎn) 裝置 所 需 數(shù) 據(jù) 中 最 重 要 的 工 藝 數(shù) 據(jù) 及 化 學(xué) 工 程 數(shù) 據(jù) ，應(yīng) 該 由 建 設(shè) 單 位 及 相 關(guān) 的 研 究 單 位 提 供 ， 部 分 查問 的 數(shù) 據(jù) 主 要 提 供 設(shè) 計(jì) 時 參 考 。 1.3.5 項(xiàng) 目 組 織 及 設(shè) 計(jì) 機(jī) 構(gòu)1.3.5.1 項(xiàng) 目 組 織 工 程 設(shè) 計(jì) 將 基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 轉(zhuǎn) 化 成 工 業(yè) 裝 置 建 設(shè) 所需 的 施 工 圖 紙 ， 這 需 要 眾 多 的 專 業(yè) 技 術(shù) 人 員 協(xié) 助工 作 ， 解 決 一 系 列 問 題 。 因 此 ， 要 有 合 理 的 項(xiàng) 目組 織 ， 但 其 具 體 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 根

40、據(jù) 項(xiàng) 目 的 范 圍 和 復(fù) 雜 程度 而 異 。 大 型 工 程 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) 需 要 的 專 業(yè) 有 ：工 藝 (Chemical Process)管 道 工 程 (Piping)自 動 控 制 (Automatic Control)設(shè) 備 (Machanic)安 裝 (Installment)土 建 (Civil)電 氣 (Electricity) 給 排 水 (Water Supply and Sewage)環(huán) 境 工 程 (Environment Engineering)熱 力 (Thermodynamic)貯 運(yùn) (Store and transport)總 圖 (Assemb

41、ly Drawing)采 暖 通 風(fēng) (Heating and Ventilate)技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) (Technological Economy)等 專 業(yè) 。 A.組 織 設(shè) 計(jì) 班 子 ， 安 排 階 段 設(shè) 計(jì) 計(jì) 劃B.了 解 主 管 部 門 意 見 ， 進(jìn) 一 步 落 實(shí) 設(shè) 計(jì) 條 件C.確 定 全 廠 工 藝 生 產(chǎn) 總 流 程 和 全 廠 性 的 設(shè) 計(jì) 方 案D.確 定 車 間 設(shè) 計(jì) 方 案 和 各 專 業(yè) 重 大 技 術(shù) 方 案 及 設(shè)計(jì) 標(biāo) 準(zhǔn)E.估 算 工 作 量 、 安 排 工 程 進(jìn) 度F.開 工 報(bào) 告 1.3.5.2 設(shè) 計(jì) 機(jī) 構(gòu)A.機(jī) 構(gòu) 分 支B.質(zhì) 量

42、 保 證 體 系 與 國 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 組 織 質(zhì) 量 保 證 體 系 相 對 應(yīng) ，我 國 工 程 設(shè) 計(jì) 行 業(yè) 現(xiàn) 行 的 版 本 為 GB T19001-2000-ISO9001:2000質(zhì) 量 保 證 體 系 。C.硬 件 、 軟 件 配 備 1.3.6 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容1.3.6.l 設(shè) 計(jì) 原 則(1)技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 評 價 指 標(biāo) 的 種 類 和 數(shù) 值(2)要 求 生 產(chǎn) 的 可 靠 程 度(3)生 產(chǎn) 能 力 波 動 的 適 應(yīng) 范 圍(4)材 質(zhì) 使 用 原 則(5)自 動 化 水 平(6)傳 動 設(shè) 備 和 易 磨 損 、 易 腐 蝕 等 設(shè) 備 的 備 用 原 則(7

43、)考 慮 發(fā) 展 規(guī) 劃 1.3.6.2 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ)A.年 操 作 時 間要 考 慮 下 列 因 素 ：(1)工 藝 介 質(zhì) 的 腐 蝕 性 強(qiáng) 弱 ；(2)生 產(chǎn) 過 程 中 有 無 結(jié) 焦 、 聚 合 現(xiàn) 象 ；(3)設(shè) 備 備 用 系 數(shù) 的 高 低 ；(4)建 廠 地 區(qū) 管 理 和 操 作 水 平 ；(5)工 藝 成 熟 程 度 。 B.原 材 料 規(guī) 格(1)雜 質(zhì) 對 反 應(yīng) 的 影 響 。(2)雜 質(zhì) 對 催 化 劑 的 影 響 。(3)對 于 惰 性 雜 質(zhì) ， 考 慮 原 料 濃 度 降 低 后 對 主 反應(yīng) 絕 對 速 率 和 主 副 反 應(yīng) 相 對 速 率 的 影

44、響 。(4)原 料 濃 度 對 反 應(yīng) 產(chǎn) 物 提 純 系 統(tǒng) 的 影 響 。(5)提 高 原 料 濃 度 和 純 度 所 需 付 出 的 代 價 。(6)提 高 原 料 濃 度 ， 分 離 出 的 其 他 副 產(chǎn) 品 的 價 值 。 C.產(chǎn) 品 規(guī) 格D.原 材 料 消 耗E.界 區(qū) (Battery Limits)交 接 條 件F.公 用 工 程 規(guī) 格(1)電 氣 (2)冷 卻 水 (3)蒸 汽超 高 壓 11.5 MPa(絕 壓 )高 壓 10 MPa(絕 壓 )中 壓 2.5、 4 MPa(絕 壓 )低 壓 0.4， 0.5， 0.6， 1.3， 1.6 MPa(絕 壓 )(4)儀

45、表 用 空 氣(5)壓 縮 空 氣(6)冷 凍 G.公 用 工 程 消 耗H.催 化 劑 、 干 燥 劑 、 助 劑 及 其 他 各 種 化 學(xué) 品 用 量I.三 廢 的 來 源 、 數(shù) 量 、 組 成 和 建 議 的 處 理 方 法 1.3.6.3 工 藝 專 業(yè) 的 主 要 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容A.物 料 衡 算 和 能 量 衡 算B.物 料 流 程 圖C.工 藝 管 道 及 儀 表 流 程 圖D.工 藝 設(shè) 備 設(shè) 計(jì)E.設(shè) 備 布 置 圖F.管 道 布 置 圖G.材 料 統(tǒng) 計(jì) 1.4 質(zhì) 量 管 理 體 系(1)GB T19000-2000（ ISO9000:2000） 質(zhì) 量 管理 體

46、系 基 礎(chǔ) 和 術(shù) 語 ；(2)GB T19001-2000（ ISO9001:2000） 質(zhì) 量 管理 體 系 要 求 ；(3)GB T19004-2000（ ISO9004:2000） 質(zhì) 量 管理 業(yè) 績 改 進(jìn) 指 南 。 在 該 體 系 中 ， 設(shè) 計(jì) 成 品 被 定 義 為 設(shè) 計(jì) 輸 出 。以 設(shè) 計(jì) 成 品 為 對 象 把 工 程 設(shè) 計(jì) 成 品 質(zhì) 量 形 成 的 全過 程 分 為 設(shè) 計(jì) 市 場 調(diào) 研 、 合 同 評 審 、 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 備 、設(shè) 計(jì) 和 設(shè) 計(jì) 評 審 、 文 件 印 制 和 歸 檔 、 外 部 評 審 、后 期 服 務(wù) 、 回 訪 與 總 結(jié) 等 8個

47、 階 段 。 1.5 設(shè) 計(jì) 部 門 與 其 他 部 門 關(guān) 系A(chǔ).建 設(shè) 單 儀B.技 術(shù) 研 究 單 位C.項(xiàng) 目 審 批 部 門D.管 理 部 門E.施 工 單 位F.工 程 建 設(shè) 監(jiān) 理 部 門 2.工 藝 路 線2.1 概 況2.2 工 藝 路 線 的 確 定2.3 工 藝 流 程 建 設(shè) 單 位 根 據(jù) 本 地 區(qū) 或 國 家 的 需 要 建 設(shè) 一 個項(xiàng) 目 時 ， 首 先 需 要 對 此 項(xiàng) 目 進(jìn) 行 調(diào) 研 ， 了 解 需 建項(xiàng) 目 目 前 的 研 究 動 態(tài) 、 國 內(nèi) 外 生 產(chǎn) 概 況 、 生 產(chǎn) 工藝 路 線 以 及 市 場 需 求 量 等 方 面 的 情 況 。

48、 在 此 資 料分 析 基 礎(chǔ) 上 ， 可 委 托 設(shè) 計(jì) 單 位 進(jìn) 行 可 行 性 研 究 報(bào)告 ， 并 報(bào) 上 級 部 門 批 準(zhǔn) 后 ， 投 資 興 建 。2.1 概 況 從 建 設(shè) 情 況 看 ， 大 致 可 分 為 以 下 一 些 類 型 ：(1)引 進(jìn) 國 外 技 術(shù) 新 建 工 廠 。(2)大 型 生 產(chǎn) 裝 置 擴(kuò) 建 。(3)選 用 國 內(nèi) 開 發(fā) 成 功 的 技 術(shù) 建 廠 。(4)國 內(nèi) 成 熟 工 藝 技 術(shù) 擴(kuò) 建 、 搬 遷 或 改 變 生 產(chǎn) 技術(shù) 路 線 。 2.2 工 藝 路 線 的 確 定 化 工 產(chǎn) 品 生 產(chǎn) 的 技 術(shù) 方 案 或 工 藝 路 線 的

49、 確 定 ，主 要 考 慮 的 因 素 有 ：(1)技 術(shù) 上 可 行 ；(2)經(jīng) 濟(jì) 上 合 理 ；(3)原 料 的 純 度 及 來 源 ；(4)公 用 工 程 中 的 水 源 及 電 力 供 應(yīng) ； (5)環(huán) 境 保 護(hù) ；(6)安 全 生 產(chǎn) ；(7)國 家 有 關(guān) 的 政 策 及 法 規(guī) 。 若 以 上 各 因 素 中 任 意 一 項(xiàng) 未 達(dá) 規(guī) 定 要 求 ， 均可 以 否 決 此 項(xiàng) 目 的 建 設(shè) 。 2.3 工 藝 流 程2.3.1 一 般 化 工 工 藝 流 程 工 藝 流 程 設(shè) 計(jì) 是 工 藝 設(shè) 計(jì) 的 核 心 。 只 有 流 程確 定 后 ， 其 他 各 項(xiàng) 工 作

50、才 能 開 展 ， 同 時 工 藝 流 程設(shè) 計(jì) 涉 及 各 個 專 業(yè) 方 面 ， 流 程 要 在 設(shè) 計(jì) 中 不 斷 修改 完 善 。 所 以 ， 在 化 工 設(shè) 計(jì) 中 工 藝 流 程 的 設(shè) 計(jì) 總是 最 早 開 始 ， 最 晚 結(jié) 束 。 一 個 典 型 的 化 工 工 藝 流 程 一 般 可 由 六 個 單元 組 成 ， 如 下 圖 所 示 。原料 原料貯存 進(jìn)料預(yù)處理 反應(yīng) 產(chǎn)品分離 產(chǎn)品精制 貯存包裝 產(chǎn)品 2.3.2 工 藝 路 線 論 證 工 藝 流 程 設(shè) 計(jì) 的 任 務(wù) 主 要 有 兩 個 ：(1)確 定 生 產(chǎn) 流 程 中 各 單 元 過 程 和 單 元 操 作 的

51、組合 方 式 。(2)繪 制 工 藝 流 程 圖 。 即 以 流 程 圖 的 形 式 表 達(dá) 生產(chǎn) 過 程 中 物 料 在 各 單 元 中 的 流 向 ， 以 及 物 料 和能 量 在 這 些 設(shè) 備 中 發(fā) 生 的 變 化 ， 同 時 表 示 設(shè) 備的 大 致 形 式 以 及 管 路 和 自 控 方 式 。 2.3.2.1 工 藝 路 線 論 證 原 則A.先 進(jìn) 性B.可 靠 性C.是 否 符 合 國 情(1)消 費(fèi) 水 平 及 消 費(fèi) 趨 勢 ；(2)化 工 機(jī) 械 設(shè) 備 及 電 氣 儀 表 的 制 造 能 力 ；(3)化 工 原 材 料 及 設(shè) 備 用 金 屬 材 料 的 供 應(yīng) 情

52、 況 ； (4)環(huán) 境 保 護(hù) 的 有 關(guān) 規(guī) 定 和 化 工 生 產(chǎn) 中 三 廢 排 放 情 況 ；(5)勞 動 就 業(yè) 與 化 工 生 產(chǎn) 自 動 化 水 平 的 關(guān) 系 ；(6)資 金 籌 措 和 外 匯 儲 備 情 況 。 2.3.2.2 工 藝 路 線 確 定 的 步 驟 確 定 工 藝 路 線 一 般 要 經(jīng) 過 三 個 階 段 ：A.搜 集 資 料 ， 調(diào) 查 研 究(1)國 內(nèi) 外 生 產(chǎn) 情 況 ， 各 種 生 產(chǎn) 方 法 及 工 藝 流 程(2)原 料 來 源 及 產(chǎn) 品 應(yīng) 用 情 況 ；(3)試 驗(yàn) 研 究 報(bào) 告 ；(4)安 全 技 術(shù) 及 勞 動 保 護(hù) 措 施 ；

53、(5)綜 合 利 用 及 三 廢 處 理 ； (6)生 產(chǎn) 技 術(shù) 是 否 先 進(jìn) ， 生 產(chǎn) 連 續(xù) 化 、 自 動 化 程度 ；(7)設(shè) 備 的 大 型 化 及 制 造 、 運(yùn) 輸 情 況 ；(8)基 本 建 設(shè) 投 資 、 產(chǎn) 品 成 本 、 占 地 面 積 ；(9)水 、 電 、 氣 、 燃 料 的 用 量 及 供 應(yīng) ， 主 要 基 建材 料 的 用 量 及 供 應(yīng) ；(10)廠 址 、 地 質(zhì) 、 水 文 、 氣 象 等 資 料 ；(11)車 間 (裝 置 )環(huán) 境 與 周 圍 的 情 況 。 B 落 實(shí) 設(shè) 備C.全 面 分 析 對 比(1)國 內(nèi) 外 采 用 的 情 況 及 發(fā)

54、 展 趨 勢 ：(2)產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 情 況 ；(3)生 產(chǎn) 能 力 及 產(chǎn) 品 規(guī) 格 ；(4)原 材 料 、 能 量 消 耗 情 況 ；(5)建 設(shè) 費(fèi) 用 及 產(chǎn) 品 成 本 ；(6)三 廢 的 產(chǎn) 生 及 治 理 情 況 ；(7)其 他 特 殊 情 況 。 2.3.3 流 程 設(shè) 計(jì) 程 序2.3.3.1 設(shè) 計(jì) 程 序A.流 程 框 圖B.流 程 示 意 圖C.流 程 草 圖D.工 藝 流 程 圖(1)物 料 流 程 圖 (PFD圖 )；(2)帶 控 制 點(diǎn) 的 工 藝 流 程 圖 (PID圖 )。 2.3.3.2 工 程 建 設(shè) 進(jìn) 展A.項(xiàng) 目 建 議 書 階 段B.可 行

55、性 研 究 階 段C.初 步 設(shè) 計(jì) 階 段D.施 工 圖 設(shè) 計(jì) 階 段E.竣 工 圖 設(shè) 計(jì) 階 段苯 胺乙 苯 3.1 物 料 衡 算3.2 熱 量 衡 算3.3 運(yùn) 用 計(jì) 算 軟 件 進(jìn) 行 化 工 工 藝 計(jì) 算3.物 料 衡 算 與 能 量 衡 算 物 料 衡 算 是 工 藝 設(shè) 計(jì) 的 基 礎(chǔ) 。 根 據(jù) 所 需 設(shè) 計(jì)項(xiàng) 目 的 年 產(chǎn) 量 ， 可 以 計(jì) 算 出 ： 原 料 的 消 耗 量 、 副產(chǎn) 品 量 以 及 輸 出 過 程 物 料 的 損 耗 量 及 三 廢 生 成 量 ；計(jì) 算 出 蒸 汽 、 水 、 電 、 煤 或 其 他 燃 料 的 消 耗 定 額 ；對 生

56、產(chǎn) 設(shè) 備 和 輔 助 設(shè) 備 進(jìn) 行 選 型 或 設(shè) 計(jì) 。 最 終 ，可 以 確 定 產(chǎn) 品 的 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo) 以 及 對 項(xiàng) 目 可 行 性進(jìn) 行 估 價 。 3.1 物 料 衡 算3.1.1 基 本 原 理A.物 料 衡 算 的 目 的(1)原 材 料 消 耗 定 額 ， 判 斷 是 否 達(dá) 到 設(shè) 計(jì) 要 求 。(2)各 設(shè) 備 的 輸 入 及 輸 出 的 物 流 量 和 組 成 。 列 表 ，在 此 基 礎(chǔ) 上 進(jìn) 行 設(shè) 備 的 選 型 及 設(shè) 計(jì) ， 并 確 定 三 廢排 放 位 置 、 數(shù) 量 及 組 成 ， 有 利 于 進(jìn) 一 步 提 出 三 廢治 理 的 方 法

57、 。 (3)作 為 熱 量 計(jì) 算 的 依 據(jù) 。(4)根 據(jù) 計(jì) 算 結(jié) 果 繪 出 物 流 圖 ， 可 進(jìn) 行 管 路 設(shè) 計(jì)及 材 質(zhì) 選 擇 ， 儀 表 及 自 控 設(shè) 計(jì) 等 。 B.物 料 衡 算 的 依 據(jù)(1)設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 中 確 定 的 技 術(shù) 方 案 、 產(chǎn) 品 生 產(chǎn) 能 力 、年 工 作 時 間 及 操 作 方 法 。(2)建 設(shè) 單 位 或 研 究 單 位 所 提 供 的 要 求 、 設(shè) 計(jì) 參 數(shù)及 實(shí) 驗(yàn) 室 試 驗(yàn) 或 中 試 等 數(shù) 據(jù) ， 主 要 有 ： a)化 工 單 元 過 程 的 主 要 化 學(xué) 反 應(yīng) 方 程 式 、 反 應(yīng) 物配 比 、 轉(zhuǎn)

58、化 率 、 選 擇 性 、 總 收 率 、 催 化 劑 狀 態(tài) 及加 入 配 比 量 、 催 化 劑 是 否 回 收 使 用 、 安 全 性 能 (爆炸 上 下 限 )等 。b)原 料 及 產(chǎn) 品 的 分 離 方 式 ， 各 步 的 回 收 率 ， 采 用物 料 分 離 劑 時 ， 加 入 分 離 劑 的 配 比 。c)特 殊 化 學(xué) 品 的 物 性 ， 如 沸 點(diǎn) 、 熔 點(diǎn) 、 飽 和 蒸 汽壓 、 閃 點(diǎn) 等 。 (3)工 藝 流 程 示 意 圖 C.物 料 衡 算 基 準(zhǔn)(1)時 間 基 準(zhǔn)(2)質(zhì) 量 基 準(zhǔn)(3)體 積 基 準(zhǔn)(4)干 濕 基 準(zhǔn) D.物 料 衡 算 程 序(1)確

59、 定 衡 算 的 對 象 、 體 系 與 環(huán) 境 ， 并 畫 出 計(jì) 算對 象 的 草 圖 。(2)確 定 計(jì) 算 任 務(wù) 。(3)確 定 過 程 所 涉 及 的 組 分 。(4)對 物 流 流 股 進(jìn) 行 編 號 ， 并 標(biāo) 注 物 流 變 量 。 (5)收 集 數(shù) 據(jù) 資 料 。a)生 產(chǎn) 規(guī) 模 和 生 產(chǎn) 時 間 。b)有 關(guān) 的 定 額 和 技 術(shù) 指 標(biāo) 。c)原 輔 材 料 、 產(chǎn) 品 、 中 間 產(chǎn) 品 的 規(guī) 格 。d)與 過 程 有 關(guān) 的 物 理 化 學(xué) 參 數(shù) 。(6)列 出 物 料 衡 算 方 程 。 (7)列 出 過 程 的 全 部 獨(dú) 立 物 料 平 衡 方 程

60、式 及 其 他 相關(guān) 約 束 式 。 對 于 有 化 學(xué) 反 應(yīng) 發(fā) 生 的 ， 要 寫 出 其 化學(xué) 反 應(yīng) 方 程 式 ， 明 確 反 應(yīng) 前 后 的 物 料 組 成 和 各 個組 分 之 間 的 定 量 關(guān) 系 ， 必 要 時 還 應(yīng) 指 出 其 轉(zhuǎn) 化 率和 選 擇 性 ， 為 計(jì) 算 作 準(zhǔn) 備 。 約 束 式 有 ： 歸 一 化 方程 、 恒 沸 組 成 、 相 平 衡 數(shù) 據(jù) 、 化 學(xué) 平 衡 方 程 、 回流 比 、 相 比 等 。 (8)選 擇 計(jì) 算 基 準(zhǔn) 。(9)統(tǒng) 計(jì) 變 量 個 數(shù) 與 方 程 個 數(shù) ， 確 定 設(shè) 計(jì) 變 量 的個 數(shù) 及 全 部 設(shè) 計(jì) 變

61、量 。(10)整 理 計(jì) 算 結(jié) 果 。(11)繪 制 物 料 流 程 圖 。 3.1.2 物 料 衡 算 舉 例A.無 反 應(yīng) 的 物 料 衡 算B.有 反 應(yīng) 的 物 料 衡 算(1)直 接 計(jì) 算 法 ；(2)利 用 反 應(yīng) 速 率 進(jìn) 行 物 料 衡 算(3)元 素 平 衡 ；(4)以 化 學(xué) 平 衡 進(jìn) 行 衡 算 ；(5)以 結(jié) 點(diǎn) 進(jìn) 行 衡 算 ；(6)利 用 聯(lián) 系 組 分 進(jìn) 行 衡 算 。 C.帶 循 環(huán) 和 旁 路 過 程 的 物 料 衡 算(1)試 差 法 。(2)代 數(shù) 解 法 。 3.2 熱 量 衡 算3.2.1 基 本 原 理A.能 量 衡 算 的 基 本 方

62、程 式B.熱 量 計(jì) 算 中 各 種 熱 量 的 說 明 3.2.2 加 熱 劑 與 冷 卻 劑A.加 熱 劑 的 選 擇 要 求B.加 熱 劑 和 冷 卻 劑C.加 熱 劑 和 冷 卻 劑 的 用 量 計(jì) 算D.熱 量 衡 算 結(jié) 果 整 理 3.2.3 熱 量 衡 算 中 的 幾 個 問 題A.有 效 平 均 溫 差B.壁 溫 的 確 定 3.2.4 熱 量 衡 算 舉 例 3.3 運(yùn) 用 計(jì) 算 軟 件 進(jìn) 行 化 工 工 藝 計(jì) 算3.3.1 概 述 計(jì) 算 機(jī) 用 于 化 工 設(shè) 計(jì) 主 要 有 ： 物 性 數(shù) 據(jù) 檢 索 、化 工 過 程 模 擬 設(shè) 計(jì) (CAPD)、 計(jì) 算 機(jī)

63、 輔 助 繪 圖 設(shè) 計(jì)(CAD)、 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 工 程 (CAE)等 。 A.流 程 模 擬 軟 件(1)ASPEN PLUS（ Advanced system for Process Engineering） 模 擬 系 統(tǒng) 是 1976年 美 國 麻 省 理 工學(xué) 院 (MIT)設(shè) 計(jì) 的 。 它 可 用 于 計(jì) 算 穩(wěn) 態(tài) 過 程 的 物料 平 衡 、 能 量 平 衡 和 設(shè) 備 尺 寸 ， 并 對 過 程 投 資 進(jìn)行 經(jīng) 濟(jì) 成 本 分 析 。 (2)PRO/II系 列 軟 件 是 美 國 的 Simulation Sciences Inc.開 發(fā) 的 流 程 模 擬 應(yīng)

64、用 軟 件 。 廣 泛應(yīng) 用 于 煉 油 、 石 油 化 工 、 化 學(xué) 工 業(yè) 等 各 個 領(lǐng) 域 的工 藝 設(shè) 計(jì) 、 流 程 模 擬 、 系 統(tǒng) 優(yōu) 化 、 單 元 過 程 設(shè) 計(jì)等 。 它 具 有 很 廣 泛 的 功 能 ： 設(shè) 計(jì) 新 工 藝 ； 估 算 新工 廠 的 投 資 ;舊 廠 挖 潛 改 造 ； 環(huán) 境 評 估 、 事 故 診斷 、 收 率 與 利 潤 的 優(yōu) 化 與 提 高 等 。 (3)FLOWTRAN是 由 美 國 孟 山 都 公 司 開 發(fā) 的 一 套 流 程模 擬 軟 件 ， 它 采 用 序 貫 模 塊 法 設(shè) 計(jì) ， 含 有 設(shè) 備 規(guī)格 及 費(fèi) 用 設(shè) 計(jì) 子 程 序 ， 實(shí) 際 應(yīng) 用 性 強(qiáng) 。 B.單 元 過 程 計(jì) 算 軟 件C.繪 圖 設(shè) 計(jì) 軟 件