2025年化工工艺设计核心要点与实战技巧攻略.doc

《化工工艺设计》讲座

1.概述

1.1要建设一种化工厂，必须具有一批化工工艺专业技术人员，这批化工工艺专业技术人员必须具有下列基本条件。

掌握化工基本理论

如化工热力学、流体力学、传热、传质、化学反应动力学（化学反应工程）。

掌握化工工艺设计措施和技能

工艺设计的任务、设计范围、工艺设计人员职责。

化工基本理论的应用（化工设计措施）。

工艺设计基本程序（工艺设计技能）。

工艺设计的成品文献（内容及深度）。

工艺设计的质量保证程序。

熟悉环境保护、安全、消防等方面的法规，如：

HG20667-1986 化工建设项目环境保护设计规定

SH3024-95 石油化工企业环境保护设计规范

HG20571-95 化工企业安全卫生设计规定

SH3047-93 石油化工企业职业安全卫生设计规范

GBJ16-87() 建筑设计防火规范

GB50160-92(1999版) 石油化工企业设计防火规范

GB50058-92 爆炸和危险性环境电力装置设计规范

一定的工作经验

1.2化工建设项目阶段

1.2.1建设项目阶段的划分以工程企业為主体，一般分為三个阶段

项目前期

项目提议书→同意后既為立项

可行性研究汇报→同意后既可展动工程设计

工程设计

按国内审批规定分為： 初步设计→同意后建设单位既可动工。

施工图设计

按国际常规做法分為： 工艺设计

基础设计

详细设计

施工、安装、试车、性能考核及国家验收（验收后工厂投入正常运行）

1.2.2建设项目阶段的划分以建设单位為主体，一般分為四个阶段

项目前期

工程设计

工程建设

工厂投入生产

2.工艺设计的内容和深度

2.1工艺设计的文献包括三大内容：

文字阐明（工艺阐明）

图紙

表格

2.1.1文字阐明（工艺阐明）

工艺设计的范围。

设计基础：生产规模、产品方案、原料，催化剂，化学品，公用工程燃料规格、产品及副产品规格。

工艺流程阐明：生产措施、化学原理、工艺流程论述。

原料、催化剂、化学品及燃料消耗定额及消耗量。

公用工程（包括水、电、汽、脱盐水、冷冻、工艺空气、仪表空气、氮气）消耗定额及消耗量。

三废排放：包括排放点、排放量、排放构成及提议处理措施

装置定员

安全备忘录（另行成册）

技术风险备忘录（一般為对内使用，另行成册）

操作指南（一般為对内使用，另行成册。供工艺系统、配管等专业使用）

2.1.2图紙

PFD：是PID的设计根据，供基础设计使用（一般分版次逐版深化）。

包括所有工艺设备、重要物料管道（表达出流向、物料号）、重要控制回路、联锁方案、加热和冷却介质以及工艺空气进出位置。

提议设备布置图：是总图布置、装置布置的根据，供基础设计使用（一般為平面布置图）。根据工艺流程的特点和规定进行布置。

PCD：一般是设计院内部设计过程文献、最终体目前终版PFD中（一般由自控专业完毕）。

2.1.3表格

物料平衡表：包括物流构成、温度、压力、状态、流量、密度、焓值、粘度等理化常数（热负荷表达在此表中或PFD图上）。

工艺设备数据表：根据设备形式不一样、作用不一样以及介质不一样可分為容器、塔器、换热器、工业炉、机泵、搅拌器的等。工艺设备数据表需表达出设备位号、介质名称、操作压力、设计压力、操作温度、设计温度、材质、传动机构、外形尺寸、特性尺寸及特殊规定。（各设计院均有多种规定的表格）。

工艺设备表

取样点汇总表

装置界区条件表：一般由工艺系统专业来完善并最终刊登（包括原材料、公用工程、产品、副产品、进出界区条件等）。

2.2补充阐明：化工工艺专业尚需参与前期工作，重要前期工作有：

项目提议书；可行性汇报编制工作。

项目报价书；投标书、技术文献编制工作。

引进项目：包括询价书、投标书的评标、协议技术附件談判。

大中型联合装置总体规划设计。

3.工艺设计措施（化工基本理论的应用）

3.1工艺路线的选择

原料来源

经济效益和社会效益（生产成本）

环境保护

其他，如操作条件、安全、消防、投资、工艺先进性，可行性，合理性。

3.2工艺流程方案优化

公用工程换热网络反应系统精馏系统“洋葱头”模型（由史密斯、林霍夫提供的模型）

公用工程

换热网络

反应系统

精馏系统

从图中可以看出设计的关键是反应系统的设计和开发。“洋葱头”模型强调过程开发和设计的有序和分层性质。

反应流程优化見表-7.4.2（P-544）

反应流程优化需要考虑的问題较多，问題复杂。如反应动力学、反应收率、催化剂特性、反应历程、反应途径。

反应器的最优操作条件有怎样保证反应温度、反应压力、混合规定、换热规定、各物料配比、給定条件下的生产成本等等。

精馏流程的优化

精馏流程如需要分离R个组份，就需要有R-1个精馏塔。

精馏优化需要考虑：那种组份為主产品，那种组份為付产品。