工厂设计复习资料1

1、以下材料仅供参考第一章 绪论1、 工厂设计课程的主要内容、化工厂厂设计及及化工工工艺设计计；、化工技技术经济济分析与与评价；、计算机机辅助化化工设计计。2、 化学学工业发发展阶段段：、古代化化学工业业：从数数千年前前人类阳阳光晒盐盐、地下下卤水煮煮盐开始始，萌发发了古老老的化学学工业。、近代化学工业：从18世纪中叶，欧洲造纸、玻璃、肥皂的大规模生产开始，表明近代化学工业的形成。、现代化化学工业业：上世世纪400年代开开始，随随着合成成橡胶、石石油炼制制、合成成纤维工工业的迅迅速发展展，随着着化工单单元操作作理论的的日益成成熟，在在科学技技术和生生产规模模二个层层面上，揭揭示现代代化学工工业开始

2、始形成。3、 化工工过程设设计的目目标: 确定最最佳流程程及最佳佳操作条条件，达达到最优优投入产产出比。在在定量计计算的基基础上，结结合专家家的经验验，考虑虑安全、健健康、环环保的因因素，确确定出一一个综合合的设计计方案。4、 化工工过程设设计的内内容：其其基本核核心内容容是化工工工艺设设计，其其附带内内容是针针对化工工工艺设设计，对对它的配配套部分分如公用用工程、外外管设计计等进行行深入设设计和完完善。5、 化工工过程设设计发展展方向（1）复杂杂大型化化工厂的的设计（2）柔性性化工厂厂的设计计（3）自主主创新设设计（4）与国国际工程程设计的的接轨我国化工设设计院，原原来的专专业部门门进行了了

3、相应的的改革调调整。PID（PProccesss Innstrrumeent Diaagraam）带控制制点的工工艺仪表表管道流流程图PFD（PProccesss Fllowssheeet Diaagraam）过程物物料流程程图UID（UUtillityy Innstrrumeent Diaagraam）公用工工程仪表表管道流流程图UFD（UUtillityy Fllowssheeet DDiaggramm）公用工工程物料料流程图图6、 计算算机辅助助化工过过程设计计的优势势（优点点）：、设计计工作效效率高、规范范性好、设计计水平高高（可进进行优化化设计）7、 计算算机辅助助化工过过程设计计软

4、件系系统的发发展方向向（趋势势）：（1）、单单元操作作模块的的种类数数；（2）、物物性数据据库的大大小及数数据的估估算方法法；（3）、能能处理的的流股数数量和组组份数量量；（4）、计计算技术术方法（求求解方法法）；（5）、能能处理的的流股相相态（气气、液、固固、胶体体、电解解质等）；（6）、软软件系统统的人性性化界面面及开放放程度；（7）、流流程图形形输入及及识别技技术。8、 化学学工业绿绿色化的的含义：以“减量化化、再利利用、资资源化”为基本本原则，具具体体现现在：（11）、减减少化工工过程的的能耗、物物耗；（22）、减减少有害害物质的的使用或或生成；（3）、减减少废弃弃物，并并使废弃弃物在

5、系系统类在在利用；（4）、尽尽量将排排放的废废弃物转转化为可可用的再再生资源源；（55）、尽尽量延长长产品的的生命周周期。*9、伦理理学理念念体现在在：（1）、自自觉维护护化工过过程的安安全；（2）、自自觉保护护环境的的意识；（3）、自自觉节约约资源的的意识；（4）、对对业主、化化工厂操操作人员员、同事事负责的的精神。*10、 责任关关怀制度度的含义义：（1）、提提高对安安全、健健康、环环保、资资源的认认知和行行动；（2）、充充分报道道成绩、行行动计划划，但不不回避缺缺陷；（3）、与与公众沟沟通，并并倾听意意见的日日常化。等等等。第二章 概概述1、 基建建：基本本建设的的简称，一一个项目目从设

6、想想到建成成投产的的过程。2、项目建建议书：将收集集到的有有关项目目的资料料（信息息）整理理成文，由由某地区区、部门门、企业业向其上上级主管管部门提提出的申申请项目目投资立立项的文文件。3、 项目目建议书书应该包包括的主主要内容容（1）、项项目的背背景、意意义；（2）、产产品价格格和市场场需求预预测分析析；（3）、产产品方案案和建设设规模；（4）、工工艺技术术路线和和技术来来源；（5）、原原料、燃燃料、动动力、水水的供应应、运输输，产品品运输等等；（6）、厂厂址选择择和厂址址条件；（7）、环环保方案案；（8）、消消防及安安全措施施；（9）、工工厂定员员及人力力资源来来源；（10）、投投资估算算

7、、资金金筹措方方案；（11）、基基建及投投资规划划；（12）、经经济效益益初步分分析与评评价；（13）、结结论及建建议4、项目建建议书的的实质： 想投资资该项目目的主体体，将它它前期收收集的所所有资料料（信息息），经经过加工工（初步步定量计计算、并并结合专专家经验验）处理理，按以以上主要要章节整整理成一一本文件件。其目目的就是是要打动动上级决决策者，让让决策人人下决心心上该项项目。5、可行性性研究的的定义：根据国国家、地地区、行行业、部部门的经经济整体体规划或或布局，对对拟建项项目的技技术、经经济和工工程、安安全、环环保等问问题进行行详细的的研究与与分析。就就该项目目是否该该建、是是否缓建建、

8、如何何建提出出建议，为为投资决决策提供供更可靠靠的依据据。6、计划任任务书（设设计计划划任务书书）定义义：由上上级主管管部门对对拟建项项目的地地点、规规模、投投资、建建设期、劳劳动定员员等问题题，下达达的“规定性性”文件。它它和可行行性研究究报告一一起，共共同作为为项目的的设计依依据。7、化工项项目设计计的“三段设设计（设设计的三三个阶段段）”：初步设设计（基基础设计计）, 扩初设设计（扩扩大的初初步设计计）, 施工图图设计（施施工设计计）8、 工艺艺包的定定义：工艺包包是一个个专用的的技术名名词，特特指某个个化工产产品生产产技术方方面的全全部技术术文件的的总和。9、 化工工工艺设设计的内内容

9、与步步骤10、 内内循环优优化：在在流程结结构不变变的前提提下，通通过修改改、调整整流程内内部的部部分设备备参数和和操作参参数，来来对流程程进行优优化设计计。11、 外外循环优优化：在在内循环环优化不不能满足足优化目目标的情情况下，重重新做流流程组织织，对流流程结构构进行改改头换面面的大变变动，而而达到对对流程进进行优化化设计的的目的。12、 设设计、技技术经济济分析、计计算机辅辅助化工工设计三三者之间间的关系系：（1）、设设计出一一个或几几个较优优的流程程是设计计的最终终目的；（2）、技技术经济济分析是是判断流流程优劣劣的依据据（标准准）；（3）、计计算机辅辅助化工工设计是是设计的的有力手手

10、段。13、 厂厂址选择择是在基基建的投投资决策策阶段必必须解决决的重要要问题，由由工艺系系统专业业部的总总图专业业牵头完完成。是是项目建建议书、可可行性研研究报告告中必不不可少的的内容。*14、 化工厂厂厂址选选址的几几个基本本原则1）应符合合国家、地地区、行行业、部部门发展展大局的的需要；2）应选在在原料、燃燃料、动动力充足足，运输输方便，产产品销售售便利的的地区。并并在公用用工程、生生活设施施有良好好基础的的地区；3）化工厂厂厂址附附件应该该有良好好、充足足的水源源；（化化工类企企业对水水有强烈烈的需求求依赖）4）应该注注意节约约用地及及占地种种类，并并考虑工工厂发展展的需要要；5）应考虑

11、虑附近居居民的安安全与健健康，厂厂址的气气候及防防灾害能能力。6）避免建建在国家家或地区区的水利利、历史史、自然然、文化化等各类类保护区区。此外，厂址址地方的的投资及及税收政政策、人人力资源源及成本本、管理理是否方方便、协协作关系系等社会会因素也也应综合合考虑。15、 厂厂址选择择的基本本方法：方案比比较法，评评分优选选法，最最小运输输费用法法16、 总总图布置置的定义义：在全全面掌握握工厂工工艺概况况的前提提下，结结合厂区区的各种种内、外外部条件件，对化化工厂的的所有车车间在厂厂址范围围内进行行合理的的布局，以以期获得得安全、经经济的人人流及物物流流动动路线。17、 化化工厂总总图布置置的几

12、条条基本原原则1、应尽量量考虑生生产工艺艺流程的的要求，避避免物流流交叉，缩缩短物流流路线。并并尽量减减少人流流和物流流的交叉叉。2、对公用用工程有有大需求求的车间间，应考考虑其与与外界的的联系，并并尽量靠靠近其供供应源。同同时遵守守“负荷集集中”原则。3、厂区内内与外界界有大运运输量的的车间应应尽量布布置在厂厂区外缘缘。4、厂区内内同类型型或相似似类型的的车间应应尽量集集中布置置。（“同类集集中”原则）5、厂区布布置应考考虑防火火、防爆爆及卫生生健康的的要求。6、工厂布布置应考考虑工厂厂、车间间发展的的需要。第三章 物料料衡算与与热量衡衡算*计算题：自由度度的判断断与计算算分析（见见书例33

13、.7，例例3.88，例33.166）物料衡算的的见书例例题1，22,3,4,55，61、物料衡衡算（MMateeriaal BBalaancee），简简称“MB”热量衡算（HHeatt Baalannce），简简称“HB”能量衡算（EEnerrgy Ballancce），简简称“EB”物料衡算与与能量衡衡算的联联立计算算（Coombiinedd Baalannce），简简称“CB”化工流程（过过程）中中MB、HHB、EEB三者者之间的的关系（1）MBB与HBB之间的的关系MB有可能能能单独独（不依依赖HBB而独立立）求解解；HB一般不不能单独独求解；（间壁壁式换热热器除外外）当MB不能能独立求

14、求解时，它它就必须须与HBB联合起起来，求求解CBB。（2）EBB与HBB之间的的关系流程压力水水平不高高，而且且压力变变化也不不大，系系统能量量只考虑虑其热焓焓，而忽忽略其动动能、势势能等机机械能，在在这种情情况下：EBHB（3）在HHB计算算中，压压力对焓焓值的影影响热焓是状态态函数，严严格而言言，它同同时与温温度和压压力有关关。但温温度对焓焓值的影影响更加加显著。在在压力水水平不高高且压力力变化不不大的化化工流程程中，一一般认为为焓值只只是温度度的函数数，以简简化计算算。2、MB、HHB衡算算计算的的任务：就是解解MB、HHB、其其它方程程组成的的方程（组组），求求解出衡衡算范围围内未知

15、知的流股股变量和和设备单单元变量量。3、化工流流程的操操作状态态及其对对应的衡衡算计算算基准（1）、连连续生产产流程（稳稳态流程程）特点：参数数是位置置的函数数，而不不随时间间而变。适用情况：产量大大，物系系稳定性性较好。衡算计算基基准：时时间基准准（ /s, /hh, /d）（2）、间间歇生产产流程（动动态流程程、批处处理过程程）特点：参数数不仅是是位置的的函数，也也是时间间的函数数。适用情况：产量小小，物系系稳定性性较差，需需要切开开批次的的过程。衡算计算基基准： /批批（ /Battch）（3）、半半间歇半半连续生生产流程程特点：间歇歇操作和和连续操操作同时时出现在在一个流流程内。适用情

16、况：物料流流在流程程内流量量变化大大；流程程内有些些物质稳稳定性好好，有些些物质稳稳定性较较差。4、 化工工流程的的自由度度流程变变量总数数衡算算方程数数已知知变量数数已知知其它关关系式数数5、 分流流器的自自由度分分析有特特殊性分流器的特特点：、其所有有流股的的组成相相同；、无反应应，各流流股只是是流量不不相同分流器的作作用： 将一个个流股拆拆分为几几个组成成相同、流流量不同同的分流流股，分分拆开的的流股，一一部分回回流（rrecyyclee），一一部分防防空（ppurgge）。分流器单元元的MBB方程数数的特殊殊性： 无无论分流流器牵涉涉到多少少种组份份，其独独立MBB方程只只有1个个。6

17、、 一个个流程是是弹性设设计，必必需同时时满足以以下二个个条件：（1）、流流程过程程自由度度必需是是1；（2）、流流程的已已知流股股变量全全部是强强度性质质（没有有一个流流量变量量已知）。7、 计算算基础的的挑选原原则： （11）、放放在自由由度最小小的单元元上；（2）、附附带再考考虑计算算基准对对相邻单单元的影影响。*8、 “变量置置换”的概念念：如果果一个流流程中只只有一个个流股的的流量已已知，而而且流程程过程自自由度为为0，那那么，可可以将这这个唯一一已知的的流股流流量先假假设为未未知，使使整个设设计条件件变成弹弹性设计计，再通通过选择择弹性设设计MBB的计算算基准，假假设另外外一个流流

18、股的流流量已知知，而达达到简化化MB计计算的目目的。 9、 变量量置换的的目的。变量置换后，MB计算变成了一个每步都能完全求解顺序序列，大大简化了计算。第四章 流流程组织织（过程程合成）1、 化工工流程包包括：原原料预处处理阶段段，反应应合成阶阶段，产产物分离离阶段。2、 专用用地址：确定性性的设计计条件与与限制3、 流程程组织专专用地址址分配的的含义：在流程程组织大大框架已已经确定定的情况况下，对对有关流流股的走走向、流流股之间间的配比比（流量量调配），以以及操作作单元的的拆分、合合并等问问题进行行综合的的考虑。*4、 流流程组织织的基本本原则(1) 重重视过程程开发实实验结果果（根本本出发

19、点点）(2) 尽尽量确保保工程中中运用的的工艺技技术和设设备的成成熟性(3) 要要考虑工工程放大大的影响响(4) 组组织流程程时，应应考虑流流程的可可操作性性，尽量量增大流流程（尤尤其是关关键设备备）的操操作弹性性(5) 重重视流程程的运行行安全问问题(6) 从从经济角角度，节节省流程程的固定定投资，减减少流程程的操作作费用(7) 重重视副产产品回收收，同步步考虑环环保因素素5、 分离离技术的的选择基基本原则则：(1) 以以待处理理物系的的各组份份的性质质为根本本出发点点，来挑挑选分离离技术(2) 充充分考虑虑分离过过程的投投资、成成本等经经济因素素(3) 根根据待处处理物系系的处理理量和分分

20、离纯度度要求，来来挑选合合适的分分离技术术(4) 尽尽量采用用技术、设设备上成成熟的分分离技术术，避免免工程风风险6、 分离离顺序选选择（确确定）的的基本原原则：(1) 根根据待处处理物系系的性质质，一般般是容易易分离的的组份，可可考虑先先分离(2) 相相分离可可考虑优优先进行行(3) 含含量较多多的组份份可考虑虑优先分分离(4) 高高附加值值的产物物组份可可考虑优优先分离离(5) 稳稳定性较较差、有有毒、有有腐蚀、有有放射性性的组份份可考虑虑优先分分离第五章 换热网网络*计算题、窄窄点运算算（参考考例4.12）第六章 管道布布置设计计*管道布置置走向和和控制方方案说明明1、 化工工车间管管道

21、布置置设计的的任务(1)确定定设备的的管口方方位和接接口位置置。(2)确定定管道的的安装连连接和铺铺设、支支承方式式。(3)确定定各管段段（包括括管道、管管件、阀阀门及控控制仪表表）在空空间的位位置。(4)画出出管道布布置图，表表示出车车间中所所有管道道在平面面、立面面的空间间位置，作作为管道道安装的的依据。(5)编制制管道综综合材料料表，包包括管道道、管件件、阀门门、型钢钢等的材材质、规规格和数数量。2、 化工工车间管管道布置置设计的的要求(1)符合合生产工工艺流程程和生产产管理的的要求；(2)便于于操作管管理，并并能保证证安全生生产；(3)便于于管道的的安装和和维护；(4)整齐齐美观，节节

22、约材料料和投资资。3、 化工工车间管管道布置置设计考考虑因素素：（1）物料料因素输送易燃燃、易爆爆、有毒毒及有腐腐蚀性的的物料管管道不得得铺设在在生活间间、楼梯梯、走廊廊和门等等处；应设置安全全阀、防防爆膜、阻阻火器和和水封等等防火防防爆装置置；应将将放空管管引至指指定地点点或高过过屋面22m以上上；有腐腐蚀性物物料的管管道，不不得铺设设在通道道上空和和并列管管线的上上方或内内侧。管道铺设设时应有有一定的的坡度真空管线线应尽量量短，尽尽量减少少弯头和和阀门，以以降低阻阻力，达达到更高高的真空空度。（2）考虑虑施工、操操作及维维修管道应尽尽量集中中布置在在公用管管架上，平平行走直直线，少少拐弯，

23、少少交叉，不不妨碍门门窗开启启和设备备、阀门门及管件件的安装装维修，并并列管道道的阀门门应尽量量错开排排列。支管多的的管道应应布置在在并行管管线的外外侧，引引出支管管时，气气体管道道应从上上方引出出，液体体管道应应从下方方引出。管道应尽尽量沿墙墙面铺设设，或布布置在固固定在墙墙上的管管架上，管管道与墙墙面之间间的距离离以能容容纳管件件、阀门门及方便便安装维维修为原原则。（3）安全全生产架空管道道与地面面的距离离除符合合工艺要要求外，还还应便于于操作和和检修。直接埋地地或管沟沟中铺设设的管道道通过道道路时应应加套管管等加以以保护。为了防止止介质在在管内流流动产生生静电聚聚集而发发生危险险，易燃燃、易爆爆介质的的管道应应采取接接地措施施，以保保证安全全生产。长距离输输送蒸汽汽或其他他热物料料的管道道，应考考虑热补补偿问题题，如在在两个固固定支架架之间设设置补偿偿器和滑滑动支架架。（4）其他他因素管道与阀阀门一般般不宜直直接支承承在设备备上。距离较近近的两设设备间的的连接管管道，不不应直连连，应用用45或90 弯接。管道布置置时应兼兼顾电缆缆、照明明、仪表表及采暖暖通风等等其他非非工艺管管道的布布置。4、 管道道和管架架的立面面布置原原则*(1)当当管架下下方为通通道时管底距车行行道路路