第一章 化工厂设计的内容与程序

《化工设计》精品课程

第一章 化工厂设计的内容与程序

第一节 化工设计的种类

化工设计可根据项目性质分类，也可按设计性质分类。 一、根据项目性质分类 （一）新建项目设计

新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品的设计。这类设计往

往由开发研究单位提供基础设计，然后由工程研究部门根据建厂地区的实际情况作出工程设计。

（二）重复建设项目设计

由于市场需要，有些产品需要再建生产装置，由于新建厂的具体条件与原厂不同，

即算是产品的规模、规格及工艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。

（三）已有装置的改造设计

一些老的生产装置其产品质量和产量均不能满足客户要求，或者由于技术原因，

原材料和能量消耗过高而缺乏竞争能力，必须对老装置进行改造，其中包括去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”，优化生产过程操作控制，以及提高能量的综合利用率和局部的工艺或设备改造更新等。这类设计往往由生产企业的设计部门进行。

二、根据设计性质分类 （一）新技术开发过程中的设计

(1)概念设计。基础研究结束后，应进行概念设计。概念设计的规模应是工业化

时的最佳规模。概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计，其作法可参照常规的工程设计方法和步骤，设计工艺流程，进行全系统的物料衡算、热量衡算和设备工艺计

算，确定工艺操作条件及主要设备的型式和材质，进行参数的灵敏度和生产安全分析，确定三废治理措施，计算基建投资、产品成本等主要技术经济指标。

(2)中试设计。按照现代技术开发的观点，中试的主要目的是验证模型和数据，

即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。

(3)基础设计。基础设计是新技术开发的最终成果，它是工程设计的依据。基础

设计有些类似于我国的技术设计，但又有很大的差别。与技术设计不同的是基础设计除了一般的工艺条件外，还包括了大量的化学工程方面的数据，特别是反应工程方面的数据，以及利用这些数据进行设计计算的结果。

（二）工程设计

根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定，工程

设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。重要的大型企业和使用较复杂的技术时，为了保证设计质量，可以按初步设计、扩大初步设计及施工图设计三个阶段进行。一般技术比较成熟的大中型工厂或车间的设计，可按扩大初步设计和施工图设计两个阶段的设计。技术上比较简单、规模较小的工厂或车间的设计，可直接进行施工图设计，即一个阶段的设计。

1．初步设计

根据设计任务书，对设计对象进行全面的研究，寻求在技术上可能、经济上合理

的最符合要求的设计方案。主要是确定全厂性的设计原则、标准和方案，水、电、汽的供应方式和用量，关键设备的选型及产品成本、项目投资等重大技术经济问题。编制初步设计书，其内容和深度能使对方了解设计方案、投资和基本出处为准。

2．扩大初步设计

根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之明确、细化。编

制准确度能满足控制投资或报价使用的工程概算。

3.施工图设计

根据已批准的扩大初步设计，结合建厂地区条件，在满足安全、进度及控制投资

等前提下开展施工图设计，其成品是详细的施工图纸和必要的文字说明及工程预算书。

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第二节 化工厂设计的工作程序

一般的化工设计的工作程序是以基础设计为依据提出项目建议书，经上级主管

部门认可后写出可行性研究报告，上级批准后，编写设计任务书，进行扩大初步设计，后者经上级主管部门认可后进行施工图设计。

一、项目建议书

项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据，应包括下列内容。 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初步估算。 二、可行性研究

可行性研究是以拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何

建设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。

根据原化工部对“可行性研究报告”的有关规定，可行性研究报告的内容如下。 1.总论。包括项目名称、进行可行性研究的单位、技术负责人、可行性研究的依

据、可行性研究的主要内容和论据、评价的结论性意见、存在问题和建议等，并附上主要技术经济指标表。

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。 三、编制设计任务书

可行性研究呈报给上级主管部门，当被上级主管部门认可后，便可编写设计任务

书以作为设计项目的依据。设计任务书的内容主要包括：

1.项目设计的目的和依据；

2.生产规模、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。 五、施工图设计

施工图设计的任务是根据扩大初步设计审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的

各项问题，并以它作为施工单位编制施工组织设计、编制施工预算和进行施工的依据。

施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计的基础上，完善流程图设计和车间

布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。其中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、自控仪表线路安装图等。

六、设计代表工作

在扩大初步设计与施工图设计两个阶段，有大量的各专业人才参加，到设计文件

编制完毕，工作转入了基本建设和试车阶段的时候，就只需少量的各专业设计代表参加了。

各专业设计代表的任务就是参加基本建设的现场施工和安装（必要时修正设计），

建成化工装置后要参加试车运转工作，使装置达到设计所规定的各项指标要求。

当设计工作全面结束，且试车成功后，应做工程总结，积累经验，以利于设计质

量的不断提高。

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第三节 化工车间（装置）工艺设计的程序及设计内容

化工车间（装置）设计是化工厂设计的最基本的内容，也是初学者必须首先掌握

的。因此，本节着重介绍化工车间（装置）工艺设计内容和程序。下面按工作程序介绍车间工艺设计的内容。

一、设计准备工作

（l）一熟悉设计任务书。全面深入地正确领会设计任务书提出什么要求，又提

供了什么情况，这都是设计的依据，必须熟记、贯彻实施。

（2）了解化工设计以及工艺设计包括哪些内容，其方法步骤如何。参照设计进

度订出个人工作计划。

（3）查阅文献资料。按照设计要求，主要查阅与工艺路线、工艺流程和重点设

备有关的文献资料，并摘录笔记。此外，还应对资料数据加工处理，对文献资料数据的适用范围和精确程度应有足够的估计。

（4）收集第一手资料。深入生产与试验现场调查研究，尽可能广泛地收集齐全

可靠的原始数据并进行整理，这对搞好整个设计来说是一项很重要的基础工作。

二、方案设计

这个阶段的任务是确定生产方法和生产流程，它们是整个工艺设计的基础。要求

运用所掌握的各种资料，根据有关的基本理论进行不同生产方法和生产流程的对比分析。这个阶段的工作可以培养分析、归纳和理论联系实际的能力。

三、化工计算

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