工艺包设计文件编制内容及深度的基本要求和化工工艺设计ppt课件.ppt

高振明 工艺包设计文件编制内容及深度的基本要求 2015年4月17日 1 内容 前言工程建设项目阶段设计阶段划分工艺设计包 2 工程建设项目阶段 1 1决策阶段项目建议书 批准后即为立项可行性研究报告 批准后即可开展工程设计1 2设计阶段按国内审批要求分为初步设计 批准后建设单位即可开工施工图设计按国际常规做法分为工艺设计基础工程设计详细工程设计 3 工程建设项目阶段 续 1 3施工阶段采购施工试车性能考核竣工验收1 4终结阶段生产运营 竣工验收后工厂投入正常运行项目后评价 4 内容 前言工程建设项目阶段设计阶段划分工艺设计包 5 国际上比较通行的设计阶段划分 6 化工工艺与工艺系统专业分工 7 工艺设计人员基本技能 了解工艺设计的任务 设计范围 工艺设计人员的职责掌握化工基本理论的应用能把化工热力学和反应动力学的理论用于分析实际问题熟练使用各类计算软件 并具有分析判断计算结果的能力熟悉设计基本程序和相关专业的基本知识 熟悉相关的设计规范和设计导则清楚工艺设计成品文件的内容和深度以及工艺设计的质量保证程序掌握生产 开停车的基本知识 分析生产事故的能力以及相应的实践经验熟悉有关劳动安全卫生 消防和环保等方面的法规沟通和协调能力 具有一定的工作经验 8 大型典型项目的设计进度安排 大型石化项目的典型的设计周期定为22个月工艺包设计阶段 第1 5月 基础工程设计阶段 第6 15月 详细工程设计阶段 第14 22个月 基础工程设计和详细工程设计在第14 15两个月交叉竣工验收考虑可能影响设计进度的审查设计过程HAZOP审查业主中间审查提高配管设计质量使用的PDS三维配管系统等上述工作都会明显增加设计时耗 设计进度安排时应加以考虑 9 内容 前言工艺设计包一般规定设计文件工艺手册分析化验手册 10 工艺包一般说明 工艺设计包 ProcessDesignPackage 简称 工艺包或PDP工艺包 ProcessPackage 是一个专门的技术名词 它特指包含一个或几个化工产品的成套技术文件随着石油化工产品生产技术的市场化 不管是引进的还是国内开发的专利技术 专有技术提供方 为确保工程设计的质量 都必须提供工艺设计包 这是开展基础设计和详细设计的主要基础和依据有一些特殊的复杂的物性数据也只有专利商才能提供 这也牵涉到责任问题 有了工艺包设计 增加了一次审查机会 更有利于保证工程设计的质量 11 工艺包一般说明 工艺设计包 ProcessDesignPackage 工艺包的深度根据工程设计的需要可深可浅 有些初次引进或复杂的技术可以让专利商提供加深工艺包 主要指联锁逻辑 仪表条件 配管研究等方面可以接近基础设计的深度 以便于国内工程公司更方便地开展工程设计有些技术相对比较简单成熟 没有太多工艺问题的项目 不作工艺包不影响基础设计完成的 可以不做工艺包设计工艺包的内容范围 深度应在技术合同谈判时确定GB T50933 2013 石油化工装置设计文件编制标准 已批准为国家标准 自2014年6月1日起实施 该标准内容包括工艺设计包 基础工程设计 详细工程设计等各阶段设计的文件编制要求 SHSG 052 2003 石油化工装置工艺设计包 成套技术工艺包 内容规定 12 工艺包一般规定 工艺设计包内容应包括设计文件及工艺手册两部分 如业主有要求的还应包括分析化验手册设计文件部分包括设计基础 工艺说明 工艺流程图 PFD 物流数据表 总物料平衡 消耗量 全部物料进出界区的条件 还应包括安全 卫生 环境保护方面的说明工艺手册部分包括工艺过程说明 正常操作控制步骤和方法 开车准备和开停车车程序 事故处理原则 催化剂装卸 工艺危险因素分析及控制措施 环境保护 设备检查与维护等内容分析化验手册应包括原料 产品以及过程控制的中间产品分析的频率和分析方法 13 内容 前言工艺设计包一般规定设计文件工艺手册分析化验手册 14 设计文件 2 1设计基础应项目背景及来源 设计依据 技术来源及授权 设计范围装置组成 装置规模 装置的年操作时数和不同工况下的装置处理能力产品 中间产品 副产品的产率 转化率 产量原料 产品 中间产品 副产品的规格催化剂理化性质和参数 化学品的化学特性参数及其商品名 产品标准编号水 蒸汽 压缩空气 氮气 燃料 电等规格装置性能保证指标的期望值和保证值工程设计执行的国际标准 国家标准 行业标准或专利 专有技术持有者指定的标准等 15 设计文件 2 1设计基础技术来源及授权 说明工艺技术使用的专利 专有技术及工艺技术的提供者 说明专利使用 授权的限制及排他性要求 说明专有技术的范围 专利编号 国内开发的技术应有鉴定书装置规模及组成可以用原料每年或每小时加工量或主要产品每年或每小时产量表示装置规模 要说明规模所依据的年操作小时数 如果有不同的工况 应分别说明装置在不同工况下的能力 如原料不同 如果有多个产品 中间产品 副产品 或装置由多部分组成 要列出各部分的名称 各部分加工量和产品 副产品 中间产品的产率 转化率 产量 如塑料 橡胶装置 16 设计文件 2 2工艺说明工艺过程的物理 化学原理及特点说明设计的工艺过程的物理 化学原理及特点 可以列出反应方程式 复杂的 多步骤过程可以用方框图表示相互关系并分别说明各部分原理工艺过程及不同工艺工况的主要操作条件 说明工艺过程的主要操作条件 温度 压力 物料配比等 要分别给出不同工艺工况的条件工艺流程说明 物料通过工艺设备的过程以及分离或生成物料的去向 主要工艺设备的关键操作条件以及过程中主要工艺控制要求和事故停车的控制原则对于间歇过程还要给出操作周期 物料一次加入量等 17 设计文件 工艺设备及其编号 名称 物流的编号 操作条件 公用物料的名称 操作条件 流量 主要工艺管道 特殊阀门位置 工业炉 换热器的热负荷 主要控制 联锁方案 工艺流程图 PFD 18 设计文件 物流数据表物流数据表应按不同工况列出各物流所有操作条件数据及相关的物理和化学性质数据2 3总物料平衡应包括内容装置所有产品方案的总物料平衡 多个产品 中间产品 副产品和由多部分组成的装置 可用物料平衡图表示物料量及各部分的相互关系对于多次利用或逐级利用的复杂情况可采用平衡图说明物料量及各用户之间的相互关系 19 设计文件 2 4消耗量应包括下列内容 1 2 3 4 原料的年消耗量 催化剂名称 首次装入量 寿命 年消耗量 折合每吨原料或产品的消耗量 化学品名称 年消耗量 折合每吨原料或产品的消耗量 水 电 蒸汽 氮气 压缩空气等正常和最大工况的消耗量 20 设计文件 2 5界区条件表消耗确定后应列出界区条件表列出包括原料 产品 副产品 中间产品 化学品 公用物料 不合格品等所有物料进出界区的条件 状态 温度 压力 进出界区处 流向 流量 输送方式等 21 设计文件 2 6HSE装置中危险物料性质及特殊的储运要求 列出装置中影响人体健康和安全的危险物料 包括催化剂 的性质 如比重或密度 分子量 闪点 爆炸极限 自燃点 卫生允许最高浓度 毒性危害程度级别 介质的交叉作用 如果有特殊的储运要求也需提出主要卫生 安全 环保要点说明 根据工艺特点 提出有关卫生 安全 环保的关键点 如工艺条件偏差或失控后果 建议的主要预防处理措施以及对安全仪表系统的要求 22 设计文件 2 6HSE安全泄放系统说明 说明不同的事故情况下安全泄放和吹扫数据 给出火炬系统负荷研究的结果 提出建议的火炬系统负荷三废排放说明 列表说明废气 废水 固体废物的来源 温度 压力 排放量 主要污染物含量 排放频度 建议处理方法等 23 设计文件 2 8 2 9 2 7 分析化验项目表应列出为满足生产需要和产品质量要求需要分析的物料名称 分析项目 分析频率 开车 正常操作工况 分析方法 工艺管道及仪表流程图 P ID 应表示下列内容 1工艺设备及其编号 名称 2主要工艺管道 开停工管道 安全泄放系统管道 公用物料管道及阀门的公称直径 3特殊管道材料等级和特殊要求 4安全泄放阀 5主要控制和联锁回路 建议的设备布置图应表示主要设备相对关系和建议的相对尺寸 说明特殊要求和必须符合的规定 24 设计文件 2 10工艺设备表列出PID中的设备的位号 名称 台数 操作 备用 操作温度 操作压力 技术规格 材质等专利设备列出推荐的供货商2 11工艺设备说明描述主要工艺设备特点 选型原则 材料选择的要求并应按反应器 塔器 一般容器 换热器 工业炉 机泵 机械等分类逐台列出数据表 给出介质性质 操作条件 工艺设计和机械设计条件 规格尺寸 材料 关键的设计要求及与工艺有关的必须说明的内容 主要的静设备应附简图 25 设计文件 2 12自控仪表仪表索引表列出工艺管道及仪表流程图 P ID 中的检测和控制回路的编号 名称等主要仪表数据表列出工艺管道及仪表流程图 P ID 中的仪表的名称 编号 工艺参数 形式或主要规格等主要的联锁逻辑关系 26 设计文件 4 2 14 4 2 15 4 2 13 特殊管道应说明下列内容 1规定特殊管道的材料等级及相应配件的要求 2特殊管道表应列出管道号 公称直径 工艺管道及仪表流程图 P ID 图号 管道起止点 物流名称 物流状态和操作条件等 3如果有特殊管道附件 要逐个提出工艺和机械要求 必要时附简图 列出安全阀 爆破片 呼吸阀等名称 编号 泄放介质 工艺参数 泄放量等 列出相关专利名称 专利号及授权区域 27 内容 前言工艺设计包一般规定设计文件工艺手册分析化验手册 28 工艺手册 目录工艺说明正常操作程序开停车工作程序事故处理原则催化剂装卸采样分析工艺危险因素分析及控制措施环境保护设备检查与维护其它 根据项目要求 29 工艺手册 工艺说明工艺原理 工艺特点说明过程的物理化学原理及其特点操作变量分析分析与过程有关的操作变量的影响 可以采用文字 图形 表格等所有便于表达清楚正常操作程序正常操作控制步骤和方法 30 工艺手册 开停车工作程序开车准备工作程序 包括容器检查 水压试验 管道检查等的步骤和工作要点按先后次序和单元说明开车步骤要点按先后次序和单元说明停车步骤要点事故处理原则对可能发生的事故所采取的紧急处理方法及步骤要点催化剂装卸催化剂装填步骤及要点 催化剂卸载步骤及要点采样分析分析化验采样地点 正常操作时的频次 采样方法等 31 工艺手册 工艺危险因素分析及控制措施说明装置中易燃易爆及有毒害物料的安全和卫生控制指标分析装置操作中可能发生的主要危险 提出相应采取的防护原则或方法环境保护说明正常操作 开停车 检修时的污染源 从工艺角度提出减少污染的控制方法或原则设备检查与维护对于装置中的专利设备或专有设备 设施要说明其检查与维护方法 如 检查步骤 主要维修点使用的润滑油 液压油等的介质规格要求特殊检修方法和工具 检修的安全注意事项与安全措施设备和设施控制系统的调试要求和调试参数 32 内容 前言工艺设计包一般规定设计文件工艺手册分析化验手册 33 分析化验手册 原料 产品 排放物 催化剂 化学品等物质的分析方法及分析频率 说明分析化验方法名称和标准编号 使用的仪器设备及其安装调试方法 操作方法 精度要求 34 谢谢THANKYOU 35 高振明 化工工艺及工艺系统设计 2015年4月17日 36 内容 化工工艺设计工艺系统设计 37 化工工艺设计 物料和热量平衡PFD 含控制PCD 设备和仪表条件表设备及管道设计压力和设计温度PID A版 建议设备布置图 38 化工工艺设计 化工管道设计工艺管道投资往往占装置投资的10 20 管径增大的影响 1 增加投资 管子重量 阀门 管件和管子支吊架 保温材料的尺寸和费用 2 影响阀门操作的方便性 管径缩小的影响 1 可能带来安全 卫生问题 如静电 噪声 2 增加流体输送设备的投资和操作费用 3 管内摩擦阻力大 管子 弯头等易冲刷变薄 缩短使用寿命工艺管道管径选择应在满足有关介质安全设计规定的前提下 在建设投资和操作费用之间寻找最佳结合点 求得最经济的管径 39 化工工艺设计 管道管径初选由于条件所限 一般难以求得经济管径 但可以采用查取常用流速范围和管道压力降控制表的方法 初选管径 这样计算出的管径比较接近经济管径常用流速范围见相关推荐标准或设计手册管道压力降控制表摘录如下 40 化工工艺设计 41 化工工艺设计 42 化工工艺设计 43 化工工艺设计 工艺控制要求在一般情况下 调节阀压降应占整个控制系统总压力降的30 或以上 为选型方便 且一般不低于0 5bar 这样调节阀的开大关小对流量控制就比较明显 易于调节一般气体管道内流速的限制值 44 化工工艺设计 设计一般规定回流罐的体积用净产量3分钟加回流量5分钟的量确定塔釜体积的确定 塔釜从 低液位到高液位 之间的体积 用如下方法确定从塔釜到下一个塔或中间罐时 用 5分钟净流量加2分钟再沸汽化量 确定 按操作条件下的液体密度 再沸器需要的体积 按操作条件下液体密度计的2分钟汽化量连续外送物料的塔釜体积 外送物料停留10 15分钟泵的富裕量一般要比最大负荷高10 45 化工工艺设计 设