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化学工程与工艺 应用化学专业化学工程与工艺专业基础综合设计 内容 要求 方法 中国矿业大学 北京 2008 12 内容 化工设计简介 意义 任务 特点 设计阶段划分化工专业基础综合设计 内容 目的 要求专业基础综合设计 初步设计 的方法化工反应单元计算 物料衡算 能量衡算说明 主要参考文献设计任务完成期限考核方法 1化工设计简介化工设计的意义一项化工新技术从概念形成到付诸实施投产 经过化工技术研究过程开发项目设计工程建设试车投产化工设计A将研究 开发的技术及过程开发的成果与过程建设 试车投产衔接起来 B将过程设计与工程设计有机地结合起来 C在保证生产安全 环境保护等条件下 提高产品质量和收率 以经济效益为目标进行系统优化D化工设计提供的方案 数据 图纸 文件等是器材购置 设备制造 施工组织等的依据无论是新厂建设还是老厂改造 化工设计均是不可缺少的环节 化工设计的任务化工设计的任务 内容 包括厂址选择总体设计工艺设计非工艺设计化工设计的特点A政策性 法规性 国民经济建设的要求 工业经济法规 环保法规 考虑国情B多学科 多专业 工艺 机械 自控 电气 运输 土建 C继承的基础上 消化吸收 综合应用并有创造性 化工设计阶段划分对于大中型化工工程项目建设可行性研究报告 可研 项目建议书由主管部门 董事会 批准初步设计1 基本包括厂址选择 总体设计 工艺设计2 其它专业 土建 设备 仪表 公用工程等 以工艺专业设计为中心和依据 围绕工艺设计确定各相关专业的技术原则初步设计提供设计材料和文件 图 表 说明 给主管部门和施工单位 供组织审查论证之用施工图设计把初步设计具体化 形成能用于组织施工 设备制造安装的施工图纸化工设计阶段也有按工艺设计 系统设计 施工图设计划分的 2化工专业综合基础设计任务相当于化工设计中初步设计阶段 介于课程设计与毕业设计之间 目的通过专业基础综合设计 使学生A能够综合运用所学专业各门课程的基本知识 进行融会贯通的独立思考 B了解工程设计的基本内容 掌握化工设计的主要程序和方法 培养分析和解决工程实际问题的能力 C树立正确的设计思想 培养实事求是 严肃认真 高度负责的工作作风专业基础综合设计应涵盖化工初步设计的主要内容包括A设计准备B方案设计C化工计算D车间布置设计E化工管路设计F给非工艺专业提供设计条件G编制概算书及设计文件 要求通过专业基础综合设计 提高以下几个方面的能力 A查阅文献资料 搜集有关数据 正确选用公式当缺乏必要数据时 会通过实验测定或到生产现场查定B在兼顾技术先进性 可行性 经济合理性的前提下 综合分析设计任务要求 确定化工工艺流程 进行设备选型 并提出保证过程正常 安全运行所需要的检测和计量参数C准确而迅速地进行过程计算和主要设备的工艺计算D用精练的语言 简洁的文字 清晰的图表来表达设计思想和计算结果 3专业基础综合设计 初步设计 的方法设计的步骤A认真领会 设计任务书 的内容和要求B设计的准备 搜集资料C设计 计算 绘图 概算 编制设计文件初步设计就是依据设计任务书提出的目标 搜集相关的设计用资料 进行初步设计 完成初步设计的基本内容 编制出合格的设计文件 设计任务书规定建设规模 建厂地址 投资 原材料供应 动力和燃料供应 建设进度 协作关系与设计分工等原则性问题主要包括 1设计项目名称2建设规模 主要产品的等级 数量 3建设地址 和占地面积 4建设依据 原燃料供应 运输条件 水文和地址资料 5主要协作关系 协作产品 水 电 汽用量和规格 6主要技术经济指标 投资 消耗定额 成本估算 定员 7建设工程分期及建设进度8三废治理和综合利用9设计单位分工 设计进度10有关资料专业基础综合设计任务书示例 3 1资料搜集设计资料是一切设计工作的基础要求搜集的设计资料全面 完整 准确 先进设计资料的来源设计单位 科研单位 生产厂家 手册基建单位 供销单位积累搜集资料的内容包括建厂资料 地理 气象 交通运输 水电气汽 工艺流程资料生产方法及其工艺流程各生产方法的技术经济资料物料和热量衡算资料生产步骤 主副反应方程原料 中间体 副产品的规格及其物化数据物料和能量的计算方法和有关公式设备计算资料流程图 设备草图 国标 定型设备图集物性参数 过程参数 计算方法和公式车间 管道布置资料非工艺设计资料 自控 仪表 土建 采暖 水电汽 三废其他有关资料 经济指标 原料供应 产品销售 总图 3 2设计工艺方案确定 生产工艺流程草图 标准 工艺方案 技术上先进 经济上合理必要时对多种方案进行比较物料与能量衡算数质量流程图 标准 在物料能量衡算后绘制 为设备选型 计算做准备带控制点的工艺流程图 标准 设备选型与计算车间布置其它 管路计算与布置 非工艺部分 技术经济分析 注意 设备示意图 管线与流向 图例 设备一览表 完整的专业基础综合设计 初步设计 文件说明书标题页 设计任务书 摘要 目录概述 设计依据 指导思想 方案论证车间组成 设计范围 项目 生产制度产品 中间体 原料的规格与包装工艺方案简介 工艺流程草图及说明物料与能量衡算主体设备的设计 辅助设备的计算与选型设计结果概要或设计一览表 设备表 材料表 技术经济分析 定员 投资 盈亏表 敏感性分析 非工艺部分要求与说明参考文献图纸工艺物料流程图 带控制点的工艺流程图 设备联系图 设备布置图 主要设备安装图图纸符合要求 包括必要的文字 说明 图例 图签等 4化工反应单元的物料和能量衡算物料和能量衡算是化工中经常遇到的任务设计 物料和能量衡算是工艺计算的基础生产 提高产量 节能降耗的依据反应单元物料和能量衡算的特点存在化学反应 反应多样性 主副反应 连串反应 反应的选择性 反应的不完全性 转化率衡算的基础 质量和能量守恒定律衡算的顺序I物料衡算II能量衡算 衡算步骤1选定衡算的范围 根据反应和工艺过程 画出简图 反应流程 循环过程 2写出反应单元的主要反应和次要反应 同时标明 各反应物料 产物的状态 反应物系的组成 反应条件 反应热 选择性 转化率3搜集计算缺少的数据 工具书 研究院所 生产现场 实测4计算 基准 过程 数据来源 评价 结果的合理性 结果汇总见 吴指南主编 基本有机化工工艺学 第八章 主要参考文献1吴指南主编 基本有机化工工艺学 修订版 北京 化学工业出版社 19902华东