大学生化工设计竞赛培训-2014

1、“中国石化中国石化-三井化学杯三井化学杯”大学生化工设计竞赛培训大学生化工设计竞赛培训竞赛要求和注意事项竞赛要求和注意事项刘华彦刘华665980）2014-03-152022-4-262主要内容主要内容 大学生化工设计竞赛简介大学生化工设计竞赛简介 竞赛要求竞赛要求 组织程序与评分标准组织程序与评分标准 竞赛指导教师竞赛指导教师 可行性报告要求与注意事项可行性报告要求与注意事项 初步设计要求与注意事项初步设计要求与注意事项 图表要求与注意事项图表要求与注意事项 总体把握要点总体把握要点2022-4-263大学生化工设计竞赛简介大学生化工设计竞赛简介 三个层次三个层次

2、校赛校赛 省赛：省赛：ZEDC杯（浙江工程设计有限公司）杯（浙江工程设计有限公司） 国赛（华东区、全国赛）国赛（华东区、全国赛） 注意：注意：三者没有关联三者没有关联 可同时报名参赛可同时报名参赛2022-4-264大学生化工设计竞赛简介大学生化工设计竞赛简介 性质与目的性质与目的 “化工设计化工设计”课程竞赛课程竞赛 通过专业知识与计算机软件的综合应用，提升工程实践通过专业知识与计算机软件的综合应用，提升工程实践与工程创新能力与工程创新能力 化工原理、反应工程、化工设计、热力学、物理化学化工原理、反应工程、化工设计、热力学、物理化学 Aspen Plus、 Aspen Pinch（Aspen

3、 Energy Analyzer）、）、AutoCAD、PDMS（SPDA）、）、Sketchup、3DMax、PhotoShop、换热器设计（、换热器设计（HTRI、Aspen Exchanger Design and Rating）塔设备设计（）塔设备设计（KG Tower、CUP-Tower）、设备强度校核（）、设备强度校核（CaeserII）、视频软件）、视频软件 培养团队协作精神培养团队协作精神/领导、组织与协调能力领导、组织与协调能力 提高交流、表达能力提高交流、表达能力 提高提高数据分析能力数据分析能力/逻辑思维能力逻辑思维能力/系统综合能力系统综合能力2022-4-265大学生

4、化工设计竞赛简介大学生化工设计竞赛简介 竞赛举办、学校获奖情况竞赛举办、学校获奖情况 2007年：年：生物柴油生物柴油(国：三国：三(1) ，DME (省：二省：二(1) 2008年：年：DME (国：二国：二(1) ) ，乙酸乙酯，乙酸乙酯(省：一省：一(1) 2009年：年：DMC (国：一国：一(1) ，省：一，省：一(1) 2010年：年：CCS&U (国：一国：一(1) ，省：一，省：一(2) 2011年：年：MTO/MTP(国：特国：特(1)，省：特，省：特(1) 2012年：年：C4综合利用综合利用(国：特国：特(1)，省一，省一(1) 2013年：丙烯下游产品年：丙烯下

5、游产品(国：特国：特(1)，省一，省一(1)2022-4-2662022-4-2672022-4-2682022-4-2692022-4-2610关于队伍组织关于队伍组织 每支队伍：每支队伍：5人；设队长人；设队长1人，队员人，队员4人人 任务：任务：5人合理分工人合理分工 工艺流程设计、工艺流程设计、Aspen plus模拟、模拟、Aspen pinch(Aspen Energy Analyzer) 设备设备(HTFS, HTRI, KG Tower, CUP Tower, Caeser II )、仪表与控制系统设计、仪表与控制系统设计 图纸：流程图图纸：流程图(PFD、PID、车间布置、总

6、图、车间布置、总图)、AutoCAD 三维设计：车间三维三维设计：车间三维(配管配管)、工厂三维、工厂三维、PDMS(PDS, Smart Plant 3D)、3DMAX(Sketchup)等等 经济评价经济评价(Aspen Economic Analyzer) 文档编辑文档编辑, PPT(现场答辩现场答辩), 工厂视频工厂视频(现场答辩现场答辩) 2022-4-26112022-4-2612竞赛作品提交文档竞赛作品提交文档 可行性研究报告可行性研究报告 初步设计说明书初步设计说明书 必须的图纸、表格必须的图纸、表格2022-4-2613组织程序与评分标准组织程序与评分标准 初赛评分初赛评分

7、网上评委对递交的电子稿进行评分网上评委对递交的电子稿进行评分 甄选决赛队伍甄选决赛队伍 决赛评分决赛评分 决赛现场答辩决赛现场答辩(20min)，评委、同学现场提问，评委、同学现场提问(1520min) 评委评分评委评分 队际互评队际互评 我校参加决赛队伍情况我校参加决赛队伍情况 省赛：省赛：2支队伍支队伍 华东区：华东区：2支队伍支队伍 全国赛：全国赛： 1支队伍支队伍2022-4-2614组织程序与评分标准组织程序与评分标准 评分内容与标准评分内容与标准 初赛评分：初赛评分：技术创新性技术创新性现代设计方法及工现代设计方法及工具应用具应用设计内容的正确、设计内容的正确、完整和规范程度完整和

8、规范程度设计文档的编设计文档的编制质量制质量20%25%30%25%组织程序与评分标准组织程序与评分标准 现代设计方法评分：现代设计方法评分： 决赛评分：决赛评分：2022-4-2615技术创技术创新性新性作品质量作品质量(正确、完整正确、完整)口头报告质量口头报告质量(感染力，感染力，PPT，用时，用时)答辩质量答辩质量(正确、简明正确、简明)特色亮点特色亮点10%40%22%15%3%计算机辅助过程设计计算机辅助过程设计计算机辅助设备设计计算机辅助设备设计计算机辅助工厂设计计算机辅助工厂设计6%2%25%2022-4-2616竞赛指导教师竞赛指导教师 刘军磊、应惠娟：刘军磊、应惠娟：组织、

9、演讲与答辩组织、演讲与答辩 孙勤、祝铃钰、刘华彦、贾建洪、吴纯鑫、孙勤、祝铃钰、刘华彦、贾建洪、吴纯鑫、贾继宁、张建庭：贾继宁、张建庭：工艺、设备工艺、设备 项菊萍：项菊萍：环保环保 与安全与安全 周猛飞、孙小方、蔡亦军：周猛飞、孙小方、蔡亦军：自控自控 艾宁、计伟荣：艾宁、计伟荣：总体规划总体规划 （学院其他老师）（学院其他老师）从哪里开始从哪里开始 化工过程设计的化工过程设计的“洋葱模型洋葱模型”2022-4-2617从哪里开始从哪里开始 工艺工艺 从反应过程开始从反应过程开始 向原料预处理、反应产物分离延伸向原料预处理、反应产物分离延伸 考虑未反应物、中间产物的循环考虑未反应物、中间产物

10、的循环 工艺原则流程图工艺原则流程图 工艺流程模拟：物料衡算、能量衡算、工艺流程模拟：物料衡算、能量衡算、PFD 工艺流程优化：夹点、精馏序列工艺流程优化：夹点、精馏序列2022-4-2618从哪里开始从哪里开始 工艺工艺-非工艺非工艺 设备：设备一览表、车间布置图（平面设备：设备一览表、车间布置图（平面、三维建模）、三维建模） 自控仪表：自控仪表：PID 消耗：物料、能量、三废消耗：物料、能量、三废 环境保护、消防、安全卫生、配电、建环境保护、消防、安全卫生、配电、建筑、运输筑、运输 总图：平面、全厂布置：三维总图：平面、全厂布置：三维 财务、经济评价财务、经济评价2022-4-2619关于

11、创新关于创新 什么叫什么叫“创新创新”？对现有技术和设备的改进对现有技术和设备的改进 体现自己的劳动，非拿来主义体现自己的劳动，非拿来主义 来源：来源： 文献（期刊论文、学位论文、图书、专利）文献（期刊论文、学位论文、图书、专利） 方法：方法： 逻辑分析、推理逻辑分析、推理 分析反应、分离、换热各个单元过程或装置的要求，并一一列出分析反应、分离、换热各个单元过程或装置的要求，并一一列出 文献资料、自己的专业基础知识：寻找符合要求的过程或装置文献资料、自己的专业基础知识：寻找符合要求的过程或装置 设计：设计：设计过程或装置结构，满足要求设计过程或装置结构，满足要求 证实：证实：查找相关文献，寻求

12、工程化支持查找相关文献，寻求工程化支持2022-4-26202022-4-2621可行性研究报告可行性研究报告 内容及要求内容及要求（一）（一） 总论总论 生产现状、需求与价格预测生产现状、需求与价格预测 产品方案与生产规划产品方案与生产规划 工艺技术方案工艺技术方案 原材料、燃料及动力供应原材料、燃料及动力供应 建厂条件和厂址方案建厂条件和厂址方案 公用工程和辅助设施方案公用工程和辅助设施方案2022-4-2622可行性研究报告可行性研究报告 内容及要求内容及要求（二）（二） 项目节能、节水方面的技术、措施等项目节能、节水方面的技术、措施等 环境保护及安全、工业卫生环境保护及安全、工业卫生

13、工程组织、劳动定员和人员培训工程组织、劳动定员和人员培训 项目实施计划项目实施计划 投资估算和资金筹措投资估算和资金筹措 财务、经济评价和社会效益评价财务、经济评价和社会效益评价 结论结论2022-4-2623可行性研究报告可行性研究报告 注意事项注意事项 注意注意逻辑关系逻辑关系：每个章节论证要达到的目的、：每个章节论证要达到的目的、结论结论 尽量采用尽量采用总分结构、层层递进总分结构、层层递进的原则论证的原则论证 内容的衔接性与完整性、规范性内容的衔接性与完整性、规范性 语言的专业性，避免口语化词语语言的专业性，避免口语化词语 总论：附上主要的技术经济指标表总论：附上主要的技术经济指标表

14、工艺流程叙述要完整：方框图工艺流程叙述要完整：方框图+流程图流程图2022-4-2624总论中的主要总论中的主要技术经济指标技术经济指标汇总汇总2022-4-2625工艺流程叙述要工艺流程叙述要完整：完整：方框图方框图+流程图流程图2022-4-2626产品方案中既要产品方案中既要包括主产品，还包括主产品，还要列出副产品要列出副产品列出主产品、副列出主产品、副产品的质量标准产品的质量标准2022-4-2627可行性研究报告可行性研究报告 注意事项注意事项 公用工程：水（新鲜水、循环水、软水）、电公用工程：水（新鲜水、循环水、软水）、电（机泵、制冷）、蒸汽用量的统计（机泵、制冷）、蒸汽用量的统计

15、依据物依据物料与热量衡算料与热量衡算，以前基本缺失，以前基本缺失 运输：输入运输：输入/输出总量要仔细统计（原材料、燃输出总量要仔细统计（原材料、燃料煤、废渣包括催化剂等）料煤、废渣包括催化剂等） 污染物排放与治理：要有污染物排放与治理：要有针对性针对性，通过分析你，通过分析你的生产工艺来解释、说明污染物的排放量、特的生产工艺来解释、说明污染物的排放量、特点及处理对策，点及处理对策，也是可以体现创新的也是可以体现创新的2022-4-2628所有的消耗指标所有的消耗指标都来源于衡算都来源于衡算2022-4-2629三废排放及处理三废排放及处理要有针对性要有针对性2022-4-2630可行性研究报

16、告可行性研究报告 注意事项注意事项 经济评价：注意资金筹措方案（需要一点基本的经济评价：注意资金筹措方案（需要一点基本的信贷知识），借助信贷知识），借助Excel表、或表、或Aspen Economic Analyzer软件（安装后集成在软件（安装后集成在Aspen Plus中）来中）来完成计算完成计算 定员：四（五）班三倒，所以每个班组的人员数定员：四（五）班三倒，所以每个班组的人员数应该是应该是4或者或者5的倍数的倍数 结论：包括综合评价和研究报告的结论等内容，结论：包括综合评价和研究报告的结论等内容，特别是在政策、原材料供应、产品销路、工艺技特别是在政策、原材料供应、产品销路、工艺技术、

17、经济效益和社会效益上的可行性作出术、经济效益和社会效益上的可行性作出明确的明确的结论结论2022-4-2631可行性研究报告可行性研究报告结论要明确结论要明确2022-4-2632初步设计初步设计 内容及要求内容及要求 原料路线和技术路线的选择原料路线和技术路线的选择 工艺流程设计工艺流程设计 物料衡算物料衡算 能量衡算能量衡算 工艺设备的设计和选型工艺设备的设计和选型 车间布置设计车间布置设计 化工管路设计化工管路设计 非工艺设计项目的考虑非工艺设计项目的考虑 编制设计文件编制设计文件2022-4-2633初步设计程序计划任务书计划任务书绘制工艺流程草图绘制工艺流程草图物料衡算物料衡算能量衡

18、算能量衡算设备工艺计算及选型设备工艺计算及选型工艺流程图设计工艺流程图设计车间布置设计车间布置设计概算概算编写设计说明书编写设计说明书工艺流程方框图工艺流程方框图物料平衡图物料平衡图原料用量、消耗定额、三废排放表原料用量、消耗定额、三废排放表能量消耗综合表能量消耗综合表设备一览表设备一览表非定型设备条件图非定型设备条件图带控制点工艺流程图带控制点工艺流程图车间平面及立面布置图车间平面及立面布置图概算书、投资数及材料表概算书、投资数及材料表设计说明书设计说明书还包括能量的还包括能量的集成、物质集集成、物质集成等优化成等优化2022-4-2634初步设计说明书内容初步设计说明书内容 设计依据设计依

19、据 设计指导思想和设计原则设计指导思想和设计原则 产品方案产品方案 生产方法和工艺流程生产方法和工艺流程 车间（装置）组成和生产制度车间（装置）组成和生产制度 原料、中间产品的主要技术规格原料、中间产品的主要技术规格 工艺计算（物料计算、主要工艺设备、工艺用水、工艺计算（物料计算、主要工艺设备、工艺用水、蒸汽、冷冻用量等）蒸汽、冷冻用量等） 主要原材料、动力消耗定额及消耗量主要原材料、动力消耗定额及消耗量 生产控制分析生产控制分析 仪表和自动控制仪表和自动控制2022-4-2635初步设计说明书内容初步设计说明书内容 技术保安、防火及工业卫生技术保安、防火及工业卫生 车间布置车间布置 公用工程

20、（供电、供排水、蒸汽、冷冻与空压）公用工程（供电、供排水、蒸汽、冷冻与空压） “三废三废”治理及综合利用治理及综合利用 车间维修车间维修 土建土建 车间定员车间定员 概算概算 技术经济技术经济 存在的问题及建议存在的问题及建议2022-4-2636初步设计初步设计注意事项注意事项 物料衡算与热量衡算：物料衡算与热量衡算： Aspen模拟：建议由单个主体设备（模拟：建议由单个主体设备（反应反应-分离分离）开始逐渐扩展到整个流程；注意对计算结果的开始逐渐扩展到整个流程；注意对计算结果的分析与讨论；注意热力学方法的选择（模拟的分析与讨论；注意热力学方法的选择（模拟的热力学参数与文献值对比）热力学参数

21、与文献值对比） 注意循环水上水、回水温度的限制；注意蒸汽注意循环水上水、回水温度的限制；注意蒸汽压力、温度等级的限制；压力、温度等级的限制； 例如：精馏塔冷凝器、再沸器的温度与上述温度的例如：精馏塔冷凝器、再沸器的温度与上述温度的匹配（通过优化塔操作压力实现）匹配（通过优化塔操作压力实现） 选择合理的载热体选择合理的载热体2022-4-26372022-4-2638初步设计初步设计注意事项注意事项 过程的集成：过程的集成： 能量的梯级利用及优化：夹点技术（换热网络）能量的梯级利用及优化：夹点技术（换热网络）（Aspen Pinch，Aspen Energy Analyzer）与精馏序列（与精馏

22、序列（Aspen Split） 物料的梯级利用与优化：水系统集成（物料的梯级利用与优化：水系统集成（Aspen Water） 对结果的表述要清楚：对结果的表述要清楚： 谁与谁匹配、匹配后的效果谁与谁匹配、匹配后的效果 理论匹配与实际工程实施是否有矛盾，改进方案理论匹配与实际工程实施是否有矛盾，改进方案 匹配后的流程图说明匹配后的流程图说明2022-4-26392022-4-2640初步设计初步设计注意事项注意事项 设备：注意对设备计算结果的校核设备：注意对设备计算结果的校核 换热器中的换热器中的Re、K、P：需要符合工程基本：需要符合工程基本要求与常识要求与常识 设备直径：标准系列（圆整）设备

23、直径：标准系列（圆整） 设备高度计算设备高度计算 如塔：填料如塔：填料/塔板塔板+气、液（再）分布器气、液（再）分布器+进出口管道进出口管道+塔下部贮液塔下部贮液+上、下封头等全部要计算在内上、下封头等全部要计算在内 设备操作点校核设备操作点校核 泵：压头（有没有考虑输送目的地如塔的高度）、泵：压头（有没有考虑输送目的地如塔的高度）、相态（进出口是否会出现混合相态）相态（进出口是否会出现混合相态） 精馏塔：操作弹性、操作点位置等精馏塔：操作弹性、操作点位置等2022-4-26412022-4-2642初步设计初步设计注意事项注意事项 自动控制：自动控制： 对于常规控制：建议列表对于常规控制：建

24、议列表 对于能对于能体现创新体现创新的展开说明：根据工艺、设备的展开说明：根据工艺、设备的特性提出控制要求，再有针对性地提出控制的特性提出控制要求，再有针对性地提出控制方案与技术实现方法方案与技术实现方法2022-4-2643初步设计初步设计注意事项注意事项 图表图表 物料与能量衡算结果表：物料与能量衡算结果表： 有编号及物料名称、来与去向有编号及物料名称、来与去向 成分名称建议写出全称，而不是一个难懂的符号成分名称建议写出全称，而不是一个难懂的符号（Aspen流程模拟时可修改）流程模拟时可修改） 总的摩尔流量和质量流量建议给出总的摩尔流量和质量流量建议给出 组分的摩尔分率和质量分率建议给出组分的摩尔分率和质量分率建议给出 温度和压力不要缺失温度和压力不要缺失2022-4-2644一目了然一目了然不知道是哪股物不知道是哪股物流、哪个组分！流、哪个组分！2022-4-2645一目了然一目了然不知道是哪台不知道是哪台设备！设备！初步设计注意事项初步设计注意事项 总图与车间布置总图与车间布置 总图布置要点：总图布置要点：GB50016、GB50160，防火，防火间距，厂区建筑系数不小于间距，厂区建筑系数不小于30%、