第1章化工设计程序与内容
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第一章化工厂设计的内容与程序1、化工设计的种类有哪些?答:根据项目性质化工设计可分为:新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。
根据化工过程开发程序化工设计可分为:概念设计、中试设计、基础设计和工程设计;其中工程设计又包括:初步设计、扩大初步设计和施工图设计。
2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。
3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成?答:化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。
4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些?答:一、设计准备工作(1)熟悉设计任务书(2)制定设计工作计划(3)查阅文献资料(4)收集第一手资料。
二、方案设计方案设计的任务是确定生产方法和生产流程,是整个工艺设计的基础。
三、化工计算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,其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。
四、车间布置设计主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置,相应地确定厂房或框架的结构型式。
五、配管工程设计任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料,综合权衡建设投资和操作费用。
六、提供设计条件工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。
七、编制概算书及编制设计文件概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。
第二章工艺流程设计1、化工工艺设计包括哪些内容?答:生产方法选择,工艺流程设计,工艺计算,设备的设计与选型,设备布置,管道设计对非工艺设计提条件,设计说明书,概预算书。
2、在选择生产方法和工艺流程时,应该着重考虑的原则有哪些?其步骤有哪些? 答:先进性、可靠性、合理性;资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。
3、工艺流程设计的步骤有哪些?答:确定整个流程的组成,确定每个过程或工序的组成,确定工艺操作条件,确定控制方案,原料与能量的合理利用,制定“三废”处理方案,制定安全生产措施。
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。
化工设计教案(全面)第一章:化工设计基础1.1 教案概述:本章节主要介绍化工设计的概念、目的、任务和基本原则。
使学生了解化工设计的基本要求和流程,掌握化工设计的基本方法。
1.2 教学目标:了解化工设计的概念和任务。
掌握化工设计的基本原则和流程。
掌握化工设计的基本方法。
1.3 教学内容:1.3.1 化工设计的概念和目的1.3.2 化工设计的任务和分类1.3.3 化工设计的基本原则1.3.4 化工设计的流程1.3.5 化工设计的方法1.4 教学方法:讲授:讲解化工设计的概念、目的、任务和基本原则。
案例分析:分析实际化工设计案例,让学生了解化工设计的流程和方法。
1.5 教学评估:课堂问答:检查学生对化工设计概念、目的、任务和基本原则的理解。
案例分析:评估学生对化工设计流程和方法的应用能力。
第二章:化工过程设计2.1 教案概述:本章节主要介绍化工过程设计的基本原理和方法。
使学生了解化工过程设计的重要性和基本步骤,掌握化工过程设计的方法。
2.2 教学目标:了解化工过程设计的重要性和任务。
掌握化工过程设计的基本步骤和原理。
掌握化工过程设计的方法。
2.3 教学内容:2.3.1 化工过程设计的重要性2.3.2 化工过程设计的基本步骤2.3.3 化工过程设计的原理2.3.4 化工过程设计的方法2.4 教学方法:讲授:讲解化工过程设计的重要性、基本步骤和原理。
案例分析:分析实际化工过程设计案例,让学生了解化工过程设计的方法。
2.5 教学评估:课堂问答:检查学生对化工过程设计重要性、基本步骤和原理的理解。
案例分析:评估学生对化工过程设计方法的运用能力。
第三章:化工设备设计3.1 教案概述:本章节主要介绍化工设备设计的基本原理和方法。
使学生了解化工设备设计的重要性和基本步骤,掌握化工设备设计的方法。
3.2 教学目标:了解化工设备设计的重要性和任务。
掌握化工设备设计的基本步骤和原理。
掌握化工设备设计的方法。
3.3 教学内容:3.3.1 化工设备设计的重要性3.3.2 化工设备设计的基本步骤3.3.3 化工设备设计的原理3.3.4 化工设备设计的方法3.4 教学方法:讲授:讲解化工设备设计的重要性、基本步骤和原理。
化工设计教案(全面)第一章:化工设计概述1.1 化工设计的定义与目的解释化工设计的概念阐述化工设计的目的和意义1.2 化工设计的分类与流程介绍化工设计的分类详细讲解化工设计的流程1.3 化工设计的原则与要求阐述化工设计的原则列举化工设计的要求第二章:化工原料选择与工艺路线设计2.1 化工原料的选择介绍化工原料选择的重要性讲解化工原料选择的依据和方法2.2 工艺路线设计解释工艺路线设计的概念详细讲解工艺路线设计的方法和步骤2.3 工艺参数的确定与优化介绍工艺参数的概念讲解工艺参数的确定和优化方法第三章:设备选型与布局设计3.1 设备选型的依据与方法解释设备选型的依据讲解设备选型的方法和步骤3.2 常用化工设备介绍介绍常用化工设备的类型和特点讲解设备选型的注意事项3.3 布局设计的原则与方法阐述布局设计的原则讲解布局设计的方法和步骤第四章:管道与仪表设计4.1 管道设计的基本原则与方法解释管道设计的基本原则讲解管道设计的方法和步骤4.2 仪表设计的基本原则与方法解释仪表设计的基本原则讲解仪表设计的方法和步骤4.3 管道与仪表的安装与调试介绍管道与仪表的安装方法讲解管道与仪表的调试方法第五章:安全与环保设计5.1 安全设计的基本原则与方法解释安全设计的基本原则讲解安全设计的方法和步骤5.2 环保设计的基本原则与方法解释环保设计的基本原则讲解环保设计的方法和步骤5.3 安全与环保的评估与改进介绍安全与环保的评估方法讲解安全与环保改进的方法和步骤第六章:化工过程控制系统设计6.1 过程控制的基本概念介绍过程控制的重要性阐述过程控制的基本概念和原理6.2 控制系统的组成与设计解释控制系统的基本组成讲解控制系统的设计方法和步骤6.3 常用控制仪表与设备介绍常用控制仪表和设备的类型与功能讲解控制系统的安装与调试方法第七章:化工工厂布置与结构设计7.1 工厂布置的原则与方法阐述工厂布置的原则讲解工厂布置的方法和步骤7.2 结构设计的基本原则与方法解释结构设计的基本原则讲解结构设计的方法和步骤7.3 工厂布置与结构设计的综合考虑介绍工厂布置与结构设计的相互关系讲解综合考虑因素的方法和步骤第八章:化工项目经济评估8.1 经济评估的基本方法介绍经济评估的概念和目的讲解经济评估的基本方法和步骤8.2 成本分析与计算解释成本分析的重要性讲解成本分析的方法和步骤8.3 收益预测与投资回报分析介绍收益预测的概念讲解收益预测和投资回报分析的方法和步骤第九章:化工项目施工与验收9.1 施工准备与组织阐述施工准备的重要性讲解施工准备的方法和步骤9.2 施工过程的管理与控制解释施工过程管理的重要性讲解施工过程的管理和控制方法9.3 项目验收的标准与程序介绍项目验收的标准和程序讲解项目验收的方法和步骤第十章:化工设计的改进与更新10.1 化工设计改进的依据与方法解释化工设计改进的依据讲解化工设计改进的方法和步骤10.2 化工设计更新的原则与程序阐述化工设计更新的原则讲解化工设计更新的方法和步骤10.3 化工设计改进与更新的实施与监督介绍化工设计改进与更新的实施方法讲解化工设计改进与更新的监督方法重点和难点解析重点环节1:化工设计的定义与目的解析:化工设计的概念和目的对于理解整个化工设计过程至关重要。
化工设计教案(全面)章节一:化工设计基本概念教学目标:1. 了解化工设计的定义和基本流程。
2. 掌握化工生产过程的基本单元操作。
教学内容:1. 化工设计的定义和意义。
2. 化工设计的基本流程:设计任务书、工艺路线选择、设备选型、工艺计算、物料平衡、能量平衡、环境保护和安全评价。
3. 基本单元操作:流体流动、传热、传质、反应工程、分离工程等。
教学方法:1. 讲授法:讲解化工设计的定义、基本流程和单元操作。
2. 案例分析法:分析实际化工生产过程中的设计案例。
章节二:化工工艺路线选择教学目标:1. 了解化工工艺路线选择的原则和方法。
2. 掌握常见化工工艺路线的特点和应用。
教学内容:1. 化工工艺路线选择的原则:技术可行性、经济合理性、环境影响、安全生产等。
2. 常见化工工艺路线的选择方法:比较法、类比法、专家咨询法等。
3. 常见化工工艺路线的特点和应用:合成路线、精炼路线、聚合路线等。
教学方法:1. 讲授法:讲解工艺路线选择的原则和方法。
2. 案例分析法:分析实际化工生产过程中的工艺路线选择案例。
章节三:设备选型及工艺计算教学目标:1. 了解化工设备选型的原则和方法。
2. 掌握常见化工设备的工艺计算方法。
教学内容:1. 化工设备选型的原则:满足工艺要求、经济合理、安全可靠、便于操作和维护等。
2. 常见化工设备的选型方法:根据工艺参数、设备性能、材料性能等综合考虑。
3. 常见化工设备的工艺计算方法:流体流动、传热、传质、反应工程等。
教学方法:1. 讲授法:讲解设备选型的原则和方法。
2. 案例分析法:分析实际化工生产过程中的设备选型和工艺计算案例。
章节四:物料平衡和能量平衡教学目标:1. 掌握物料平衡和能量平衡的基本原理和方法。
2. 能够进行简单的物料平衡和能量平衡计算。
教学内容:1. 物料平衡的基本原理:系统内物料的守恒定律。
2. 能量平衡的基本原理:系统内能量的守恒定律。
3. 物料平衡和能量平衡的计算方法:列出平衡方程式,解方程得到平衡结果。
《化工设计》课程教学大纲一、 课程的教学目的和基本要求设计是工程技术的起点,设计是工程师的基本技能。
只有运用先进设计工具的工程师才能实施先进的工程设计,从而孕育出先进的工程技术成果。
本课程是学科工程技能训练课程,学生通过面向设计项目的实践学习过程,学习现代(化工专业)设计方法与工具,了解化工设计工作程序、工作内容、设计文档编制方法,从整体上实践学习化工设计的全过程,并初步掌握一种通用和一种化工专业CAD工具软件,以及基本的化工CAD方法,培养综合运用化学、热力学、单元操作、化学工艺学、化学反应工程、化机与设备、仪表与自控等化工专业基础理论解决具体工程问题的能力。
二、 相关教学环节安排本课程是一门实践教学课程,在教学安排上具有以下特点:1、教学过程面向模拟设计项目,以围绕完成项目进行的自主学习为核心学习手段;2、通过系列专题讲座对同学的实践过程进行宏观指导;3、通过分组和个别辅导对同学的实践过程进行微观指导;4、举行阶段性设计成果报告会,培养交流能力,督导教学过程有序进行;5、采取项目组合作承担项目的工作方式,培养团队工作精神和组织领导能力;6、采用计算机辅助教学技术,在校网范围内实行网上无纸教学过程;7、考试采用上机实作的方式进行。
三、 课程主要内容及学时分配平均每周课堂讲授2学时,实践教学4学时。
主要内容:绪论(课堂讲授学时:1)–课程的意义、内容、性质、任务、目标–教学模式与方法、考核、实施计划第1章化工设计概论 (课堂讲授学时:4,实践教学学时:8)1.1化工设计的类别和任务1.1.1化工过程设计与化工厂设计1.1.2化工设计阶段的划分1.2化工设计的内容和工作程序1.2.1项目可行性研究1.2.2化工过程概念设计1.2.3化工厂初步设计1.2.4化工厂施工图设计1.3现代化工设计的工具和方法1.3.1设计信息的获取1.3.2设计过程的自动化1.4设计结果的表达及设计文档的编制1.4.1设计说明书1.4.2工程图纸1.4.3设计条件表1.4.4设备、材料一览表1.4.5工程概算表1.5化工设计项目的技术经济评价1.5.1技术经济评价的类别1.5.2技术经济评价的指标体系第2章化工CAD基础(课堂讲授学时:15,实践教学学时:32)2.1化工CAD概述2.1.1化工CAD的内容与方法2.1.2化工CAD的工具软件2.2化工单元过程的仿真模型2.2.1流体输送单元2.2.2流股分割和混合单元2.2.3热过程单元2.2.4分离单元2.2.5反应器单元2.3化工流程的计算机辅助设计2.3.1化工流程计算机模型的构建2.3.2设计指标的实现2.3.3过程操作弹性及灵敏度分析2.3.4流程及操作条件优化2.3.5案例研究2.4化工设备的计算机辅助设计2.4.1化工设备设计的软件工具2.4.2典型化工设备设计示例2.5化工过程的计算机辅助经济评价期中考试(实践教学学时:3)第3章化工过程概念设计(课堂讲授学时:4,实践教学学时:8)3.1概述3.1.1概念设计的目的和内容3.1.2概念设计与应用基础研究的关系3.2化工工艺流程设计3.2.1工艺流程设计的内容与依据3.2.2物料衡算3.2.3能量衡算3.2.4化学反应途径的合成3.2.5分离过程的合成3.2.6工艺流程示意图3.3能量的管理与换热系统设计3.3.1换热系统的表示方法3.3.2换热系统的最小能耗3.3.3能量合理利用设计示例3.4化工过程的优化设计3.4.1连续生产过程的优化设计3.4.2间歇生产过程的优化设计3.5主要设备初选3.5.1设备初选的一般原则3.5.2设备类型的选择3.5.3设备规格的确定3.5.4各类设备的主要工艺参数3.6公用工程规格估算3.6.1公用工程规格的确定3.6.2公用工程成套设备的投资估算3.7化工过程概念设计的结果表达3.7.1物料工艺流程图3.7.2概念设计说明书3.7.3主要设备一览表第4章化工厂初步设计(课堂讲授学时:6,实践教学学时:8)4.1概述4.2工艺流程设计及PFD的绘制4.2.1工艺流程的细化4.2.2PFD的绘制4.3设备选型及典型非标设备的工艺设计4.3.1定型设备4.3.2非标准化系列设备4.3.3非标准设备4.4非工艺设计项目的处理4.4.1自动控制4.4.2公用工程4.4.3土建4.4.4储运及维修4.4.5环境、安全及工业卫生4.5工厂布置及总平面图设计4.6初步设计说明书的编制4.6.1总说明4.6.2总图与运输4.6.3化工工艺4.6.4空压站、氮氧站与冷冻站4.6.5自动控制4.6.6供电与电信4.6.7土建4.6.8给水、排水4.6.9环境保护4.6.10供热4.6.11采暖通风及空气调节4.6.12外部工艺及供热管道4.6.13储运4.6.14维修4.6.15消防4.6.16职业安全及工业卫生4.7设计概算书的编制4.7.1总则4.7.2概算文件的组成4.7.3概算文件的编制第5章化工厂施工图设计(课堂讲授学时:2,实践教学学时:8)5.1概述5.1.1施工图设计的主要任务5.1.2施工图设计的必要条件5.1.3施工图设计的基本程序5.1.4施工图设计开工报告的编制5.1.5施工图设计完工报告的编制5.1.6施工图设计基础资料5.1.7提供给非工艺专业的设计条件和要求5.2工艺管道及仪表流程图设计5.2.1工艺管道及仪表流程图的绘制5.2.2辅助管道系统图和蒸汽伴管系统图5.3装置布置设计5.3.1装置布置设计的内容5.3.2装置布置设计的一般要求5.3.3防火5.3.4防爆5.3.5典型设备的布置5.4管道设计5.4.1管道设计的原则及注意事项5.4.2管道设计的必需条件和资料5.4.3管道敷设的种类和一般要求5.4.4配管设计图的组成5.4.5管道布置图的绘制课程总结(设计结果汇报及答辩)(实践教学学时:6)四、 教材及主要参考书主要参考书:《过程设计软件》网络课件吴嘉 ftp://10.13.31.133/ppt/*.*《ASPEN Plus系列参考资料》,ASPEN Technology Co. Ltd.,ftp://10.13.31.133/reference/ Aspenplus 手册/*.*《化工过程数值模拟及软件》屈一新. 化学工业出版社《化工过程模拟与优化》杨有麒,项曙光. 化学工业出版社《Analysis, Synthesis, and Design of Chemical Processes》Turton R, Bailie RC, Whiting WB, Shaeiwitz JA.《The Art of Chemical Process Design》 Wells GL, Rose LM. Elsevier《Plant Design and Economics for Chemical Engineers》Peters MS, Timmerhaus KD. McGraw-Hill《Comceptual Design of Chemical Process》 Douglas JM. McGraw-Hill《Practical Process Engineering》Sandler HJ et al. McGraw-Hill《化工工艺设计手册》上海医药设计院编. 化学工业出版社《化工设计》王静康主编. 化学工业出版社《化工过程设计》倪进方主编. 化学工业出版社《化工设计》黄璐王宝国编. 化学工业出版社《化工设计》王红林陈砺编. 华南理工大学出版社《化工技术经济》. 宋航编. 化学工业出版社,2006。
《化工设计与制图》复习题一、填空题第一章化工厂设计的内容与程序1、概念设计是以过程研究中间结果或最终结果为基础,从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计。
2、化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算和设备选型和计算三方面内容。
3、设计代表工作的任务是参加基本建设的现场施工和安装。
4、根据化工过程开发程序进行分类,化工设计分为四种设计类型,即概念设计、中试设计、基础设计和工程设计。
5、在化工新技术开发过程中,可能存在三种类型的设计,即概念设计、中试设计和基础设计。
6、中试设计内容和程序基本上和工程设计相同,但由于规模小,若施工安装力量较强,可以不出管道、仪表、管架等安装图纸。
7、按国内传统设计体制,工程设计可分为三种类型,即初步设计、扩大初步设计和施工图设计。
第二章工艺流程设计8、在工艺流程草图中,流程线的起始和终了处注明物料的名称、来源及去向。
9、工艺流程草图又称为方案流程图或流程示意图,一般在生产方法(或工艺路线)确定后绘制,主要为工艺计算服务,也是工艺流程图设计的依据。
10、工艺管道及仪表流程图上,管道的标注内容应包括三个组成部分:即管道号、管径和管道等级。
11、工厂的三废治理工程的“三同时”是指三废治理工程必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。
12、在选择生产方法和工艺流程时,应遵循的三原则是先进性、可靠性和合理性。
13、当生产工艺路线(生产方法)选定后,就可以进行流程设计。
14、工艺管道及仪表流程图一般采用 A1 图幅横幅绘制,数量不限;流程简单时,可采用A2图幅;图纸不宜加长和加宽。
15、化工工艺图纸的图线宽度有粗、中、细三种类型,其宽度比例为4:2:1 。
16、绘制工艺流程图时,流程线一般画成水平线和垂直线,转弯一律画成直角。
第三章物料衡算与能量衡算17、对于物料衡算而言,按计算范围分为单个设备的物料衡算与全流程的物料衡算。
18、在进行化工设计计算时,生产时间现在一般按 330 天或 8000 小时进行设计计算。