1化工设计概论

化⼯设计概论化⼯设计概论第⼀章1.化⼯设计的种类:根据项⽬性质分：新建项⽬设计，重复建设项⽬设计和已有装置的改造设计.根据化⼯过程开发程序分类：概念设计，中试设计，基础设计和⼯程设计。

2.化⼯计算包括⼯艺设计中的物料衡算，能量衡算，设备选型与计算三个内容。

第⼆章1.⽣产⽅法和⼯艺流程选择的原则：（1）先进性。

先进性是指在化⼯设计过程中技术上的先进程度和经济上的合理性。

(2)可靠性。

可靠性主要是指所选择的⽣产⽅法和⼯艺流程是否成熟可靠。

（3）合理性。

合理性是指在进⾏化⼯⼚设计时，应该结合我国的国情，从实际情况出发，考虑各种问题，即宏观上的合理性。

2.⼯艺流程设计的步骤：（1）确定整个流程的组成（2）确定每个过程或⼯序的组成（3）确定⼯艺操作条件（4）确定⽅案的组成（5）原料与能量的合理利⽤（6）确定“三废”处理⽅案（7）制定安全⽣产措施3.⼯艺流程图有：⼯艺流程草图，⼯艺物料流程图，带控制点的⼯艺流程图及⼯艺管道仪表流程图等。

4.设备的标注压缩机、风机 C 换热器 E 泵 P反应器 R 塔 T 容器 V例如: 设备位号“P301A”由三部分组成：P为设备类别代号；第⼀个数字3为⼯序（或主项）的编号；01为该设备在⼯序同类设备中的顺序号；A为相同设备的数量尾号。

5.管道标注管道标注的内容有四部分：管段号（由三个单元组成）、管径、管道等级和绝热（或隔声）代号，总称为管道组合号。

例如：“PL0101A-150-A1A”：PL 为物料代号，表⽰⼯艺液体；第⼀个01为主项编号，表⽰第01号⼯序；第⼆个“01”为管道顺序号，表⽰第01号管道；150位管道的公称直径，表⽰该管道的公称直径为150mm；第⼀个A为公称压⼒等级代号，表⽰ASME标准压⼒等级代号；1表⽰管道材料等级顺序号；第⼆个A为管道材质类别代号，表⽰铸铁。

PA ⼯艺空⽓ PG ⼯艺⽓体PL ⼯艺液体 PW ⼯艺⽔PGS ⽓固两相⼯艺物料 PLS 液固两相⼯艺物料A~G⽤于ASME标准压⼒等级代号，H~Z⽤于国内标准压⼒等级代号（其中I,J,O,X不⽤）A-铸铁 B-碳钢6.常⽤阀门图例截⽌阀球阀三通截⽌阀三通球阀7.仪表的功能标志第⼀个字母表⽰被测变量，后继字母表⽰读出功能，输出功能。

化工设计概论绪论：1：化工设计特点：政策性强技术性强经济型强综合性强2：化工设计总原则：技术先进，经济合理！P3 中间3：新建项目设计类型：工程设计、复用设计和因地制宜设计4：化工工艺设计内容主要有：生产方法的选择生产工艺流程设计工艺计算设备选型车间布置设计及管道布置设向非工艺专业提供设计条件设计文件以及概算的编制等项设计工作第一章：1：工程设计包括：工艺设计：第一阶段；基础工程设计：关键性阶段；包括分析设计和平面设计2个阶段；详细工程设计：即施工图设计阶段；2：国际通用设计程序的阶段：P5 表1.13：国内设计阶段：初步设计：简单小规模时可省略；内容：P10；技术设计：又称扩初设计；施工图设计：内容P11；4：车间工艺设计：工艺流程设计：第二章；工艺流程草图；工艺计算：第三章；包括物料衡算和能量衡算；设备工艺计算及选型：第四章；设备一览表；设备布置设计：第五章；设备布置设计；管道设计与布置：第六章；管道布置图；提供设计条件：第七章；设计概算和经济分析：第八章；概算书和材料表；编写设计文件：第九章；设计说明书；工厂选址及总布置设计：第十章；第二章：1：工艺路线选择原则：先进性：技术上先进和经济上合理。

可靠性：是首要原则；结合国情，因地制宜：2：工艺流程草图的绘制：方框流程图：工艺流程草图：阶段：概念（方案）设计。

内容：物料流程；图例：画在图纸右上方；必要的文字说明。

画法：由左至右展开式，设备外形用细实线，主物料管线用粗实线，动力管线用中实线画出。

编号一般由四位数字组成。

物流线有压力变化的地方，要画上阀门。

设备间的流程线用带箭头的粗实线。

箭头在出口处或者拐弯处。

3：工艺物料流程图(Process Flowsheet Diagram ; PFD)：阶段: 初步设计。

对象: 设计主管部门和投资决策者。

内容:表达了一个生产工艺过程中的关键设备或主要设备，关键节点的物料性（如：温度、压力、流量及组成）。

包括设备图形、物流管线、物料平衡（或工艺数据）和标题栏。

化工设计概论绪论化工是化学工艺、化学工业、化学工程等的简称。

凡运用化学方法改变物质组成、结构或和成新物质的，都属于化工生产技术，也称化学工艺。

化工设计是把一项化工工程从设想变成现实的一个建设环节，化工设计的核心是化工工艺设计。

第1章化工设计程序和内容全部设计过程划分为两大设计阶段：基础设计、工程设计。

工程设计分为三个阶段：工艺设计、基础工程设计、详细工程设计。

第2章工艺流程设计化工工艺流程原料原料贮存、原料预处理、反应、产品分离、产品精制、包装和运输产品工艺路线流程化一般工作方法：主反应过程、原料准备过程和投料方式流程、产物净化分离过程、产品计量包装或后处理工艺过程、副产物处理的工艺过程、“三废”排出物的综合治理流程、确定动力使用和公用工程的配套。

2.3 工艺流程图的绘制2.3.1 方框流程图和工艺流程简图（block flowsheet、simiplified flowsheet） 2.3.2 工艺物料流程图（process flowsheet diagram）2.3.3 管道及仪表流程图（piping and instrument diagram）设备分类代号、物料代号、管道材质代号、隔热及隔声代号、测量参数代号、仪表功能代号、管道工程压力等级代号。

常用管道图示符号、测量点图形符号、仪表安装位置图形符号。

管道标注内容包括四部分：管道号、管径、管道等级、隔热或隔声管道号包括：物料代号、主项代号、管道分段顺序号。

管道等级号包括：管道工程压力等级代号、顺序号、管道材质代号。

泵的流量控制方案：（1）出口节流控制；（2）旁路控制。

换热器的温度控制方案：（1）调节换热介质的流量；（2）调节换热面积（适用于蒸汽冷凝换热器）；（3）旁路调节。

第3章物料衡算和能量衡算3.1 物料衡算在化工过程中，物料平衡是指在单位时间你进入系统（体系）的全部物料质量必定等于离开该系统（体系）的全部物料质量再加上损失掉的与积累起来的物料质量。

1、概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计。

2、工艺流程设计的基本方法是流程模拟.3、一般多层厂房采用6m×6m 的柱网。

4、车间平面愈近矩形就愈经济。

5、工艺设备和道路间距离不小于3 m.6、设备布置图的图幅一般采用一号图纸。

8、两层管道布置时，大口径管道需要在水平面上转向时，要将它布置在管架最上侧。

9、在管道布置图中，大直径或重要管道可以用粗实线双线绘制。

10、车间设备布置应满足工艺流程顺序。

1. 化工工艺设计是车间或界区工艺设计的核心。

2.工艺计算是工艺设计的中心环节，它包括物料衡算、能量衡算和设备工艺计算。

3. 车间工艺设计的最终成品是设计说明书、附图和附表。

4. 概算书是在初步设计阶段的工程投资的大概计算，是工程项目总投资的依据。

6.总图设计主要进行化工厂施工图设计。

7、生产工艺流程草图一般由物料流程、图例、设备一览表组成。

8、物料管线用粗实线画出，辅助管道用中粗线绘制。

11.换热器的热端温差应在20℃以上。

12.化工生产布置设备时，应将加热炉、明火设备、产生有毒气体的设备布置在上风处。

13.、化工设备在图上一般按比例用细实线绘制.14.带控制点的工艺流程图比例选用1:100进行绘制.1、根据工艺流程的特点，确定反应釜是连续操作还是间歇操作。

2、管架是用来支撑、固定和约束管道的。

3、循环水冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢。

4、物质爆炸必须具备爆炸物质、氧气、着火点三个条件。

5、工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个部分管道号、管径和管道等级。

6、容器按照用途可分为原料贮罐、中间及成品贮罐两类7、化工热源可分为直接热源、间接热源8、工艺管道及仪表流程图上一般应画出所有工艺物料和辅助物料管线1、工艺管道及仪表流程图上的设备图形极其高低间相对位置大致按1：20或1：40的比例进行绘制 2.设备布置图中的所有设备，均需标出名称与位号3.管道引出支管时，液体管道应从下方引出4.工艺管道及仪表流程图是以工艺流程图为依据6.生产方法和工艺流程的选择的合理性是指技术上的先进、经济上合理8、流程草图中的物料管线用粗实线画出9、塔的布置常分为操作区和配管区两部分配管区10、蒸馏是化工厂应用极为广泛的换热过程1、一个工艺流程可分为原料预处理、反应过程、产物后处理、三废的处理四个部分。

第1章化工设计综述一、单选题1.投资决策前时期的工作包括A.项目建议书、可行性研究、评估和决策、编制计划任务书和设计B.项目建议书、可行性研究、评估和决策和编制计划任务书C.评估和决策、编制计划任务书和设计D.评估和决策、编制计划任务书、设计和施工2.计划任务书A.是投资决策的依据B.是可行性研究的依据C.是设计工作的依据D.是基本建设的依据3.工程设计工作按照三段设计划分，包括A.概念设计、基础设计、施工设计B.项目建议书、可行性研究、施工设计C.计划任务书、初步设计、施工图设计D.初步设计、扩大初步设计、施工图设计4.对于爆炸性气体环境，按危险性的大小分区依次是A. 0区>1区>2区B. 1区>2区>0区C. 1区>0区>2区D. 2区>1区>0区5.生产的火灾危险性分为A. 0区、1区、2区B. 1级、2级、3级C. 一级、二级、三级、四级D. 甲、乙、丙、丁、戊五类6.化工厂房的耐火等级分为A. 0区、1区、2区B. 1级、2级、3级C. 一级、二级、三级、四级D. 甲、乙、丙、丁、戊五类7.化工设计的主要内容包括A.初步设计、技术设计、施工图设计B.化工工艺设计、非工艺设计、总图运输设计C.概念设计、中试设计、基础设计D.工艺流程设计、车间布置设计、管道布置设计8.设计的阶段可划分为A.初步设计、技术设计、施工图设计B.化工工艺设计、非工艺设计、总图运输设计C.概念设计、中试设计、基础设计D.工艺流程设计、车间布置设计、管道布置设计9.在化工工艺设计中，其核心内容是C.工艺流程设计、车间布置设计和管道设计D.化工工艺计算和车间布置设计10.按基本建设程序，项目建议书经批准后，应进行A.设计工作B.建设地点的选择C.建设准备D.可行性研究11.建设项目的盈亏平衡点是A.盈利额最高点B.盈利与亏损的转折点C.平均盈利额D.销售收入与固定成本相等时的产量二、多选题1.投资决策前时期的工作包括A.项目建议书B.可行性研究C.评估和决策D.编制计划任务书E.设计2.评价某一设计方案优劣时应考虑的因素是A.投资总额B.生产成本C.投资回收期D.借款偿还期E.投资收益率三、名词解释1.工程项目建议书：根据国民经济和社会发展的长远规划和产品的市场需要，结合矿藏、水利资源条件和现有生产力分析，在广泛调查、收集资料、踏勘厂址、基本弄清建厂的技术经济条件后，提出具体的项目设计书。

化工设计概论课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握化工设计的基本原理和方法，能够运用所学知识进行简单的化工设计。

具体目标如下：1.掌握化工设计的概念和基本流程。

2.了解常见的化工单元操作和设备。

3.熟悉化工设计的常用方法和工具有哪些。

4.能够运用化工设计软件进行简单的工艺设计和模拟。

5.能够进行化工设备的选型和计算。

6.能够撰写简单的化工设计报告。

情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队协作精神。

2.使学生认识到化工设计对于社会和环境的重要性。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个部分：1.化工设计的基本概念和流程。

2.常见的化工单元操作和设备。

3.化工设计的常用方法和工具。

4.化工设计实践案例分析。

教学大纲安排如下：第一周：化工设计的基本概念和流程。

第二周：常见的化工单元操作和设备。

第三周：化工设计的常用方法和工具。

第四周：化工设计实践案例分析。

三、教学方法为了达到课程目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：用于传授基本概念和理论知识。

2.案例分析法：通过实际案例分析，使学生更好地理解化工设计的流程和方法。

3.实验法：通过实验操作，使学生掌握化工设备的使用和操作方法。

四、教学资源教学资源包括以下几个方面：1.教材：《化工设计概论》。

2.参考书：相关的化工设计手册和论文。

3.多媒体资料：化工设计软件教程和实际案例视频。

4.实验设备：化工设备模型和实验器材。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。

1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等方式评估学生的参与度和积极性。

2.作业：布置相关的化工设计练习题，评估学生的理解和应用能力。

3.考试：期末进行闭卷考试，评估学生对课程知识的掌握程度。

评估方式将保持客观、公正，及时给予学生反馈，帮助他们改进学习方法和提高学习效果。

六、教学安排本课程的教学安排将合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。

化工设计概论一、填空1．化工设计是一个将系统（如一个工厂、一个车间或一套装置）全部用工程制图的方式，描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化成工程语言的过程。

2．化工设计的特点是政策性强、技术性强、经济性强、综合性强。

3．化工设计的发展与石油化学工业等技术的发展有直接的关系。

4．完成初步设计的同时还应当做出总概算。

5．施工图设计的任务是根据初步设计审批意见，解决初步设计阶段待定的各种问题，并以其作为施工单位编制施工组织、施工设计、施工预算和进行施工的依据。

6．施工图设计详细内容包括图纸总目录、工艺图纸目录、带控制点工艺流程图、首页图、设备布置图、设备图、设备表、管路安装图、综合材料表、设备管口方位图、设备及管路的保温与防腐设计等。

7．现场施工中设计代表的任务是参加基建的现场施工和安装、调试工作，作技术指导，使装置达到设计所规定的各项指标要求。

8．车间工艺设计包括的内容有生产方法的选择、工艺流程的设计、工艺计算、车间布置设计、化工管路设计、提供设计条件及编制概算书和设计文件等。

9．设计人员接受任务后，首先要解决的问题是选择合适的生产方法。

10．工艺设计的中心环节是工艺计算。

11．工艺计算的主要内容包括物料衡算、热量衡算、设备计算与选型等，并在此基础上绘制物料流程图、主要设备总图和必要部件图，以及带控制点的工艺流程图。

12．车间布置设计的任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面和空间中的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构形式。

13．化工管路设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足生产工艺的要求。

14．提供设计条件的内容包括总图、土建、运输、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、给排水等非工艺专业的设计条件。

15．设计中经常进行分析比较的技术经济指标有产品成本、基建投资、劳动生产率、投资回收率、消耗定额、劳动力需要量和工资总额等。

16．设计文件内容包括设计说明书、附图（流程图、设备布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。

《化工设计概论》课程教学大纲—\课程目标：（一）总体目标：《化工设计概论》是化学工程与工艺专业的一门专业必修课。

它综合运用已学过的专业基础课和专业课，讨论化工工艺过程及其设备的设计和化工厂设计问题。

通过对化工生产过程的结构分析，了解构成工艺过程的结构，为化工过程的整合提供依据。

主要内容有化工设计概述；过程物料衡算及热量衡算；工艺过程分析和化工过程整合；工艺流程设计；主要设备初选；总图布置及储运，设备平面及立面布置；管路布置和设计；公用工程及环境保护等。

课程以化工设计为主线，综合运用化工原理、化学反应工程、化工热力学、CAD制图、化工设备机械基础、化工仪表及自动化、化工环保等课程的知识，讲授化学工艺过程和设备的设计及化工厂设计问题，着力培养学生创造性思维和灵活运用各方面知识来解决实际问题的能力，加强工程实践能力的培养。

（二）课程目标：课程目标1：根据化工过程中所涉及的化学反应、分离过程、物料衡算和能量衡算以及工艺过程相关设备设计和选型，具备确定工艺路线并对化工工艺过程进行系统评价的能力。

课程目标2：具备化工过程相关的设备设计、自动控制方案配置、并通过使用新的化学反应工程、分离技术、强化能量传递和热量传递以及物料传输过程中的创新技术，实现对化工工艺过程的强化和优化。

课程目标3：能够利用现代设计方法对工艺过程进行过程模拟，并能够对结果进行系统评价和优化，以工艺流程图（物料流程图PF&D图和带控制点的工艺流程图PI&D图），车间设备布置图、管路布置图、厂区布置图、设备条件图等形式体现工艺设计和优化的结果。

课程目标4：了解国家和各地区对相关对节能减排、环境保护和生态保护相关的政策法规，对化工工艺过程所涉及的环境污染物、健康危害和人身危害因素作系统的风险分析和评估，在化工工艺设计中，为环境保护、安全生产、人身健康和防护做出相应的系统设计和优化。

课程目标5：通过对工厂设计、厂区设计、公用工程设计以及化工工艺过程设计相关原则的系统了解，理解设计过程中，能量综合利用、废弃物排放和治理、人身安全防护等相关原则，并能够在具体的设计方案优化中得以体现。