1、,1,化工设计Design of Chemical Engineering,2,教师联系方式 高筠 Tel：2722090(h),教学组办公室：化工楼三层化工系办公室 （答疑地点）,3,教学要求与安排,1. 学时: 讲课36h 2. 成绩评定:平时50% 期末50% 3. 学习方法: 预习、听讲、复习、做作业；课堂讨论；答疑（时间？）,4,教材:,化工设计. 陈声宗主编 . 化学工业出版社 .2001.,5,主要参考书:,高等学校毕业设计（论文）指导手册化工卷国家教委高教司 高教出版社 化工设计娄爱娟 华东理工大学出版社 化工设计 王静康主编 化学工业出版社 化学过程设计 倪进方主编 化学工
2、业出版社 化工项目设计训练 Martyn S. Ray 著 余立新等译 清华大学出版社,6,课程性质和目的：,本课程为化学工程与工艺专业的专业限选课。 课程以化工工艺设计为重点，讲述化工设计的原则、方法、设计程序和技巧，以及各种化工设备图和各种化工工艺图的绘制及阅读方法。通过本课程的学习，使学生学会应用已学过的基础理论解决实际工程问题，从过程的物料衡算及热量衡算入手，确定典型工艺过程的流程及工艺条件、设备选型；了解化工生产中的设备材质、安全生产、三废治理等问题。 通过加强基础、面向实际、引导思维、启发创新，使学生掌握一定的化工设计知识，培养理论联系实际的能力，为其将来从事化工过程的开发、设计、
3、建设和科学管理打下基础。,7,化工新技术从概念形成至付诸实施投产,大体要经过的主要阶段： 化工技术的研究 过程开发 项目设计 工程建设 试车投产 等等,8,化学工程与工艺专业（本科） 培养目标：培养掌握化工类型生产过程及设备的基本原理、化工工艺设计和研究开发的基本技能的高级人才。,9,10,化工设计是高等学校化学工程与工艺专业的一门专业必修课。 通过本课程的学习，使学生系统地获得化工设计（理论、规定、程序和方法）的基本知识和基本方法。培养学生树立正确的设计思想和求是精神，严谨负责协调创新的工作作风和基本设计技能，提高综合运用所学知识去分析问题、解决问题的能力，为学生顺利开展毕业设计工作打下坚实
4、的基础。 该课程同时是提高学生综合素质，使大学生向工程师转化的一个重要的教学环节。,11,课程主要内容:,化工设计概论 （1章） 工艺流程的设计 （3、4、5、6章） 物料衡算和热量衡算 （7章） 化工设备设计 （8章） 化工车间布置设计 （9章） 非工艺设计条件 （10章）计算机在化工设计中的应用 （11章）,12,1 化工设计概论,化工设计的种类 化工厂设计的工作程序 化工车间（装置）工艺设计的程序及设计内容 国家和行业的基本设计政策和规范 设计文件,13,1-1 化工设计的种类,一、根据项目性质分类 （一）新建项目设计 （二）重复建设项目设计 （三）已有装置的改造设计,14,二、根据设计
5、性质分类,（一）新技术开发过程中的设计 (1)概念设计(2)中试设计(3)基础设计,15,16,二、根据设计性质分类,（二）工程设计 初步设计 扩大初步设计 施工图设计,17,1-2 化工厂设计的工作程序,18,项目建议书,1.项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义； 2.产品需求初步预测； 3.产品方案和拟建规模； 4.工艺技术方案（原料路线、生产方法和技术来源）； 5.资源、主要原材料、燃料和动力的供应； 6.建厂条件和厂址初步方案； 7.环境保护； 8.工厂组织和劳动定员估算； 9.项目实施规划设想； 10.投资估算和资金筹措设想； 11.经济效益和社会效益的
6、初步估算。,19,可行性研究 报告,1.总论。 2.需求预测。包括国内外需求情况预测和产品的价格分析。 3.产品的生产方案及生产规模。 4.工艺技术方案包括工艺技术方案的选择、物料平衡和消耗定额、主要设备的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等内容。 5.原材料、燃料及水电汽的来源与供应。 6.建厂条件和厂址选择布局方案。 7.公用工程和辅助设施方案 8.环境保护及安全卫生。 9.工厂组织、劳动定员和人员培训。 10.项目实施规划。 11.投资估算和资金筹措。 12.经济效益评价及社会效益评价。 13.结论包括综合评价和研究报告的结论等内容。,20,设计任务书,1.项目设计的目的和依据； 2.生
7、产规模、产品方案、生产方法或工艺原则； 3.矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件； 4.资源综合利用、环境保护、三废治理的要求； 5.厂址与占地面积和城市规划的关系； 6.防空、防震等的要求； 7.建设工期与进度计划； 8.投资控制数； 9.劳动定员及组织管理制度； 10.经济效益、资金来源、投资回收年限。,21,扩大初步设计,22,施工图设计,工艺专业方面的主要内容包括：工艺图纸目录、工艺流程图、设备布置图、设备一览表、非定型设备制造图、设备安装图、管道布置图、管架管件图、设备管口方位图、设备和管路保温及防腐设计等； 非工艺专业方面有土建施工图、供水、供电、给排水、自
8、控仪表线路安装图等。,23,1-3 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 二、方案设计（工艺流程 设计） 三、化工计算（物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算 ） 四、车间布置设计 五、化工管路设计 六、提供设计条件（非工艺专业的设计条件 ） 七、编制概算书及编制设计文件 概算书：初步设计阶段编制的车间投资的大概计算 设计文件：设计说明书、附图（流程图、布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）,24,1-4 国家和行业的基本设计政策和规范,例： 1、化工企业总图运输设计规范 HG/T 206491998 2、工矿企业总平面设计规范 GB 501871993 3、
9、石油化工工艺装置布置设计通则 SH3011-2000 4、石油化工给水排水管道设计图例 SH 3089-1998 5、石油化工管道器材标准（合订本1996年）SH 3401-3410 6、石油化工管道布置设计通则 SH3012-2000 7、石油化工企业给水排水系统设计规范 SH3015-2003,25,1-5 设计文件（车间工艺专业设计 ）,一、扩大初步设计文件 二、施工图文件的编制,26,一、扩大初步设计文件,（一）设计依据 （1）文件，如计划任务书以及其他批文等。 （2）技术资料，如中试试验报告、调查报告等。 （二）设计指导思想和设计原则 （1）设计所遵循的具体方针政策和指导思想。 （2
10、）总括各专业的设计原则，如工艺路线的选择、设备的选型和材质选用、自控水平等原则。 （三）产品方案 产品名称和性质；产品质量规格；产品规模（吨年）；副产品数量（吨年）；产品包装方式。,27,一、扩大初步设计文件,（四）生产方法和工艺流程 (1)生产方法。扼要说明设计所采用的原料路线和工艺路线。 (2)化学反应方程式。写出方程式，注明化学反应名称、主要操作条件。 (3)工艺流程 工艺划分简图，用方块图表示。带控制点工艺流程图和流程简述。带控制点工艺流程图应表示出全部工艺设备、物料管线、阀件、设备的辅助管路以及工艺和自控仪表图例、符号。,28,一、扩大初步设计文件,（五）车间（装置）组成和生产制度
11、(1)车间（装置）组成。 (2)生产制度，年工作日、操作班制，间歇或连续生产。 （六）原料、中间产品的主要技术规格 (1)原料、辅助原料的主要技术规格。 (2）中间产品及成品的主要技术规格。,29,一、扩大初步设计文件,（七）工艺计算 1.物料计算 （1）物料计算的基础数据。 （2）物料计算结果以物料平衡图表示，计量单位用小时(h)（连续操作）或每批投料量Kg或M3（分批操作），采用的计量单位在一个项目内要统一。 2.主要工艺设备的选型、化工计算和材料选择 (1)基础数据来源包括物料及热量计算数据、主要化工数据等。 (2)主要工艺设备的工艺计算按流程编号为序进行编写。 3.一般工艺设备以表格形
12、式分类表示计算和选择结果。 （表1-1至表1-6） 工艺设备一览表按非定型工艺设备和定型工艺设备两类编制。（表1-7） 4.工艺用的水、蒸汽、冷冻用量。（表1-8） 5.分批操作的设备要排列工艺操作时间表和动力负荷曲线。,30,一、扩大初步设计文件,（八）主要原料、动力消耗定额及消耗量（表1-9） （九）生产控制分析（表1-10） （十）仪表和自动控制（方案体现在流程图上，设备列表） （十一）技术保安、防火及工业卫生 （十二）车间布置（车间布置说明及设备平面图与剖面图） （十三）公用工程（水、电、蒸汽等） （十四）“三废”治理及综合利用（表1-11） （十五）车间维修（人员、设备） （十六）土
13、建（设计说明、图、表） （十七）车间装置定员（表1-12） （十八）概算,31,一、扩大初步设计文件,（十九）技术经济 1.投资 （表1-13） 2.产品成本（表1-14、表1-15） （二十）存在问题及建议 （二十一）扩大初步设计中必要的附表及附图 附表：工艺设备一览表、自控仪表一览表、公用工程设备材料表 附图：带控制点工艺流程图、车间布置图（平面图及剖面图）、关键设备总图、建筑平面、立面、剖面图,32,二、施工图文件的编制,(一)施工图设计文件目录(二)工艺施工图设计文件,33,工艺施工图设计文件,(1)工艺设计说明。 (2)带控制点工艺流程图（施工流程图）。 带控制点工艺流程图应表示出全
14、部工艺设备和物料管路、阀件等，进出设备的辅助管线和工艺及自动仪表的图例、符号。 (3)辅助管路系统图。 (4)首页图。 (5)设备布置图。 (6)设备一览表。 (7)管路布置图。 (8)配管设计模型。 (9)管段图。 (10)管架和非标准管件图。 (11)管段表。 (12)管架表。 (13)综合材料表。 (14)管口方位图。 (15)换热器条件图。,34,附：毕业设计说明书 内容,一、总论 （概述、文献综述、设计任务的依据或项目来源等） 二、生产流程或生产方案确定 三、生产流程简述 四、工艺计算书（物料衡算、热量衡算 ） 五、主要设备的工艺计算和设备选型 六、原材料、动力消耗定额及消耗量 单位产品（吨）的消耗量（及消耗定额）和单位时间（小时和年）的消耗量。 七、车间成本估算 八、环境保护与安全措施 九、设计体会和收获 十、参考文献 十一、附工程图纸（带控制点的工艺流程图；主要设备装配图；设备平面布置图与立面布置图；主要车间的管道布置图 ）,35,复习思考题,1 化工设计的种类 2 （扩大）初步设计的程序及内容 3 （扩大）初步设计文件的内容 4 毕业设计说明书的内容,
