现代化工厂工艺设计方案

第二章化工厂设计概述2.1我国化工厂基建普通程序基建：基本建设简称，一个项目从构想到建成投产过程。我国化工厂基建程序以下：前期资料（信息）搜集整理工作项目提议书初步或详细可行性研究初步决议、工程评定、最终决议计划任务书投资决议期（阶段）现代化工厂工艺设计方案第1页初步设计扩初设计施工图设计

施工设计及施工期（阶段）

试生产正式投产运行试生产期（阶段）化工厂基建分成三个阶段，其它行业工厂建立程序也大抵如此。现代化工厂工艺设计方案第2页2.1.1项目提议书定义：将搜集到相关项目标资料（信息）整理成文，由某地域、部门、企业向其上级主管部门提出申请项目投资立项文件。项目提议书应该包含主要内容（章节）：（1）、项目标背景、意义；（2）、产品价格和市场需求预测分析；（3）、产品方案和建设规模；（4）、工艺技术路线和技术起源；（5）、原料、燃料、动力、水供给、运输，产品运输等；（6）、厂址选择和厂址条件；（7）、环境保护方案；（8）、消防及安全办法；（9）、工厂定员及人力资源起源；现代化工厂工艺设计方案第3页（10）、投资估算、资金筹措方案；（11）、基建及投资规划；（12）、经济效益初步分析与评价；（13）、结论及提议项目提议书实质：想投资该项目标主体，将它前期搜集全部资料（信息），经过加工（初步定量计算、并结合教授经验）处理，按以上主要章节整理成一本文件。其目标就是要打动上级决议者，让决议人下决心上该项目。项目建议书被批准后，才能往下接着进行项目可行性研究。现代化工厂工艺设计方案第4页2.1.2项目可行性研究（简称“可研”）可行性研究定义：依据国家、地域、行业、部门经济整体规划或布局，对拟建项目标技术、经济和工程、安全、环境保护等问题进行详细研究与分析。就该项目是否该建、是否缓建、怎样建提出提议，为投资决议提供更可靠依据。

可行性研究汇报（按内容深度分）初步可行性研究详细可行性研究

可行性研究汇报（依据资金起源、投资额、主要性）业主自行委托上级主管部门指定现代化工厂工艺设计方案第5页可行性研究汇报，必须由有对应设计资质或咨询资质单位来完成。可行性研究汇报实质：主要内容就是项目标技术经济分析汇报，要求针对业主自己做出项目提议书内容逐一地进行论证研究与分析。相对于项目提议书，可行性研究汇报在以下方面需要加强：（1）、重新搜集信息资料，尤其是要求重新做市场预测分析；（2）、做初步工艺计算，对项目标投资、产品成本、经济效益尽可能详细估算；（3）、加强不确定性、风险性分析；（4）、得出明确结论与提议项目标可行性研究十分主要，是基建程序中替国家、业主把关关键步骤现代化工厂工艺设计方案第6页2.1.3计划任务书（设计计划任务书）起源：项目可行性汇报经过论证会（评审会）经过后，上级主管部门将下达“关于××项目可行性研究汇报批复”和“关于××项目标设计计划任务书”。定义：由上级主管部门对拟建项目标地点、规模、投资、建设期、劳动定员等问题，下达“要求性”文件。它和可行性研究汇报一起，共同作为项目标设计依据。关注我国投资体制改革问题：（1）、财政资金和限制目录；（2）、谁投资、谁决议、谁收益、谁负担风险标准；（3）、国家宏观调控下，市场配置资源标准。现代化工厂工艺设计方案第7页2.1.4化工项目基建设计阶段

化工项目设计（按设计深度）初步设计（基础设计）扩初设计（扩大初步设计）施工图设计（施工设计）一、初步设计是设计深度最浅设计阶段，普通只要求：1、PID图；2、物料及热量核实计算；3、对土建、公用工程提出要求；4、对工厂布置（总图）和车间布置提出要求、提议；5、工程概算；6、初步设计说明书。这就是所谓“三段设计（设计三个阶段）”现代化工厂工艺设计方案第8页二、扩初设计在初步设计基础上，针对工程关键技术（主要指关键设备、关键工艺）工段，补充以下文件：1、关键设备设计图纸；2、关键设备布置图；3、关键工艺工段操作说明；4、扩初设计说明书。注意：对于有设备创新、工艺技术创新化工工程，扩初设计阶段是十分必要。

但总体而言，扩初设计只是从初步设计到施工图设计一个过渡阶段，它还不能指导施工建设。现代化工厂工艺设计方案第9页三、施工图设计这是最详细、最深入工程设计阶段。只有它设计文件，才能交给施工队进行施工建设。是针对初步设计或扩初设计完全详细化。对化工工艺部分设计，施工图设计要出主要文件：1、PID最终版；2、UID图；3、全部设备施工图；4、平立面布置图；5、配管图（配管设计图）；6、施工材料明细表；7、工程预算书；8、施工图设计说明书。等等。现代化工厂工艺设计方案第10页注意：按项目工程大小及复杂程度、上级主管部门要求、设计能力等情况，设计阶段分成三种情况：简单工程：一步直接做施工图设计中等复杂工程：初步设计

施工图设计复杂、创新工程：初步设计扩初设计

施工图设计最终落脚点都是施工图设计每步设计对要进行严格审查问题：为何要将设计进行分段？现代化工厂工艺设计方案第11页2.1.5化工项目（工程）试生产化工项目（工程）试生产次序（步骤）：1、清理现场2、清洗设备及管道（水洗、气冲，并注意清洗次序）3、设备单体试车（以水代料）4、整个工程以水代料联动试车5、投入物料进行试试车注意：期间穿插人员安全、健康、工艺操作培训。另外，试生产普通处于非正常工况。现代化工厂工艺设计方案第12页2.2工艺包设计1、工艺包定义工艺包是一个专用技术名词，特指某个化工产品生产技术方面全部技术文件总和。工艺包是一个化工厂工艺关键技术文件。工艺包起源国内高等院校、研究院所国外专利商2、工艺包（工艺包设计）主要内容（1）、工艺包范围；（2）、工艺详细说明（原料、公用工程、产品规格，操作条件及流程说明，控制方案，物料性质等。）；（3）、物料及能量核实；现代化工厂工艺设计方案第13页（4）、PID图；（5）、设备一览表（设备规格、材质、数量等）；（6）、布置提议；（7）、化验、检修要领等。

从工艺包内容来看，它基本到达了工艺初步设计深度。我国设计院基本都是从接手工艺包开始，直接做项目过程扩初设计和施工图设计。现代化工厂工艺设计方案第14页2.3化工工艺设计内容与步骤

化工厂设计除了化工工艺设计外，还包含工厂总图设计、厂房土建设计、公用工程设计、外管设计等等。

但化工工艺设计是整个化工厂设计关键。化工工艺设计贯通初步设计、扩初设计、施工图设计每个阶段。

一个化工流程特征（特点、特征、性能）决定于它内部一些特征参数：化工流程特征参数流程单元结构参数单元种类、数量单元之间位置关系流股走向关键单元设备特征参数关键工艺工段操作参数现代化工厂工艺设计方案第15页化工工艺设计内容与步骤第一步：流程组织（过程合成）第二步：物料衡算及热量衡算第三步：设备设计及选型第四步：PFD图及PID图设计与绘制第五步：车间流程平立面布置设计第六步：主要材料表及概（预）算（工艺部分）第七步：对流程技术经济分析第八步：编写工艺设计说明书内循环优化外循环优化工艺设计不是一蹴而就，要做许多回合优化调整。现代化工厂工艺设计方案第16页内循环优化：在流程结构不变前提下，经过修改、调整流程内部部分设备参数和操作参数，来对流程进行优化设计。外循环优化：在内循环优化不能满足优化目标情况下，重新做流程组织，对流程结构进行改头换面大变动，而到达对流程进行优化设计目标。内循环优化经惯用于老流程改造，并对试验室研究开发有指导意义。外循环优化经惯用于新厂设计时，对多个流程方案进行分析比较。

二层循环优化设计，工作量巨大，手工设计极难完成，只有靠计算机辅助设计。现代化工厂工艺设计方案第17页

从化工工艺设计内容与步骤能够看出，设计、技术经济分析、计算机辅助化工设计三者之间关系：（1）、设计出一个或几个较优流程是设计最终目标；（2）、技术经济分析是判断流程优劣依据（标准）；（3）、计算机辅助化工设计是设计有力伎俩。注意：（1）、在PID图中，关于管路信息、控制回路信息十分丰富。（2）、依据设计不一样阶段，化工工艺设计深度也对应改变。现代化工厂工艺设计方案第18页

PID图样本现代化工厂工艺设计方案第19页2.4化工厂设计中一些全局性问题2.4.1化工厂厂址选择

厂址选择是在基建投资决议阶段必须处理主要问题，由工艺系统专业部总图专业牵头完成。

是项目提议书、可行性研究汇报中必不可少内容。

化工厂厂址选择结果，直接影响到设计、投资、运行成本、生产情况。现代化工厂工艺设计方案第20页一、化工厂厂址选择工作程序厂址选择准备阶段现场考查工作多方案比较完成厂址选择汇报从全厂工艺及发展眼光出发，确定用地大小，初选几处，搜集当地水文、地质、天气、人文、历史、用地政策、投资政策等信息。

在项目提议书阶段不强求有选址汇报，但选址汇报一定要同时于可行性研究汇报（或先于“可研”）完成。能够作为可行性研究汇报独立章节。现代化工厂工艺设计方案第21页二、化工厂厂址选址几个基本标准1、应符合国家、地域、行业、部门发展大局需要；2、应选在原料、燃料、动力充分，运输方便，产品销售便利地域。并在公用工程、生活设施有良好基础地域；3、化工厂厂址附近应该有良好、充分水源；（化工类企业对水有强烈需求依赖）4、应该注意节约用地及占地种类，并考虑工厂发展需要；5、应考虑附近居民安全与健康，厂址气候及防灾害能力。6、防止建在国家或地域水利、历史、自然、文化等各类保护区。

另外，厂址地方投资及税收政策、人力资源及成本、管理是否方便、协作关系等社会原因也应综合考虑。现代化工厂工艺设计方案第22页2.4.2化工厂总图布置总图布置（工厂布置、总图运输），由总图专业牵头完成。化工厂广义“车间”包含以下部分：化工厂主要生产车间辅助生产车间（机修、电仪修、中央化验室、仓库等）服务型车间（厂区办公楼、职员宿舍、医药、食堂等）公用工程车间（水、电、汽、气、冷冻）主要生产车间含义：

车间输入物流输出物流特点：输入物流和输出物流，其物质在分子层面、形态、纯度等性质发生了改变。现代化工厂工艺设计方案第23页一、总图布置定义

在全方面掌握工厂工艺概况前提下，结合厂区各种内、外部条件，对化工厂全部车间在厂址范围内进行合理布局，以期取得安全、经济人流及物流流动路线。总图布置样图现代化工厂工艺设计方案第24页二、化工厂总图布置几条基本标准1、应尽可能考虑生产工艺流程要求，防止物流交叉，缩短物流路线。并尽可能降低人流和物流交叉。1231232、对公用工程有大需求车间，应考虑其与外界联络，并尽可能靠近其供给源。同时恪守“负荷集中”标准。现代化工厂工艺设计方案第25页3、厂区内与外界有大运输量车间应尽可能布置在厂区外缘。4、厂区内同类型或相同类型车间应尽可能集中布置。（“同类集中”标准）（如制药厂内同类药品种、剂型集中，放射、有毒、易燃易爆类分别集中）5、厂区布置应考虑防火、防爆及卫生健康要求。（易燃易爆车间不要布置在厂区中央，并考虑相邻车间安全。有粉尘、气味车间尽可能布置在下风口）6、工厂布置应考虑工厂、车间发展需要。现代化工厂工艺设计方案第26页2.4.3化工厂车间布置一、化工厂车间组成生产部分原料工段生产工段成品工段回收工段控制室辅助部分变配电室通风空调室车间化验室机电仪修室各类中转室生活部分车间办公室工人休息室浴室及更衣间卫生间化工厂一个车间现代化工厂工艺设计方案第27页车间布置任务：在化工厂总图布置框架下，按车间生产流程工艺要求，同时考虑安全、操作方便、设备维修、经济合理等原因