化工过程设计

本文格式为Word版，下载可任意编辑——化工过程设计其次章化工厂设计概况

1、设计，是对一个事物造型、结构、功能和审美等方面进行的综合性的规划。2、设计系统的评价指标：经济效益；可持续发展能力：环境危害最小化，环境友好；柔韧性：化工过程在不同的条件下，能够正常操作的能力。譬如：进料组成变化、产品要求变化；

适用性：化工过程每年的操作时间；开停车等操作易于控制。

3、化工过程优化：一旦完成化工过程设计的评价，就可以通过一系列的变化改进设计过程的性能，这就是优化设计过程。这些变化可能涉及合成不同结构的流程，这就是流程结构优化。

4、外部约束条件是指不随项目具体状况变化的，无法松弛的约束条件。相反的称为内部约束条件。

外部约束条件一般为：政府制定的各种法律、规定和要求；各种自然规律；安全要求；资源状况；各种必需遵守的标准与规范；经济要求：投资限额、投资回收周期等等。

5、内部约束条件一般为：技术软件的来源，技术成熟度，价格，使用条件等；材料：原材料，建材，关键设备供应的难易；时间：允许和需要的设计时间；人员：素质和质量；产品规格；用户的具体要求；建厂地区的状况。6、常见的化工过程设计体系：决策式；阶梯式；洋葱式。

决策式——必需遵守层次式决策原则，即先做上层对全局有影响的决策，然后进行下层影响面较小的决策

化工过程设计与单元设备设计的区别：前者是从全系统考虑出发设计，后者是从单元设备角度出发设计；对系统中某一单元设备设计的结论不一定适合整个化工过程设计。

洋葱式——从反应器设计开始，中间是分开与再循环系统和换热网络，到公用工程终止。

当然有些过程设计中没有最内层的反应器设计部分，这个时候分开或混合过程就成最内层的部分。

7、选择间歇过程的原则：小于4500吨/年；市场需求；操作。8、工艺过程的费用估算：（1）系数估算法（2）数学关联法9、化工过程设计的方法：（1）建立一个不可简化的流程；采用洋葱规律结构。优点是：设计者能够控制基本的设计决定；设计者能够随设计进展与设计本身进行交流和再认识；通过控制基本的设计决定，设计中那些捉摸不定的因素就全部包括在决策之中了。缺点是:每个设计阶段可能有不同的设计决定；即使完成并评估了好多设计选择，也不能保证最终能找到最优化的设计。（2）建立并优化一个可简化的流程：采用超结构。优点：能够同时考虑大量不同的设计方案；能够将全部设计步骤编写为计算机程序，从而快速、高效地获得设计方案。缺点：最大的缺点：把设计工程师排除在决策过程之外。假使初始

超结构中不包含最正确的流程结构，则无法获得最正确的过程设计。

10、我国化工厂基建的一般程序：1、投资决策期：前期资料（信息）收集整理工作——项目建议书——初步或详细可行性研究——初步决策、工程评估、最终决策——计划任务书；2、设计及施工期：初步设计——扩初设计——施工图设计——施工；3、试生产期：试生产——正式投产运行。

11、项目建议书：将收集到的有关项目的资料（信息）整理成文，由某地区、部门、企业向其上级主管部门提出的申请项目投资立项的文件。项目建议书应当包括的主要内容：（1）、项目的背景、意义；（2）、产品价格和市场需求预计分析；（3）、产品方案和建设规模；（4）、工艺技术路线和技术来源；（5）、原料、燃料、动力、水的供应、运输，产品运输等；（6）、厂址选择和厂址条件；（7）、环保方案；（8）、消防及安全措施；（9）、工厂定员及人力资源来源（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）、结论及建议项目建议书的实质：

想投资该项目的主体，将它前期收集的所有资料（信息），经过加工（初步定量计算、并结合专家经验）处理，按以上主要章节整理成一本文件。其目的就是要打动上级决策者，让决策人下决心上该项目。

12、项目的可行性研究：定义：根据国家、地区、行业、部门的经济整体规划或布局，对拟建项目的技术、经济和工程、安全、环保等问题进行详细的研究与分析。就该项目是否该建、是否缓建、如何建提出建议，为投资决策提供更可靠的依据。

依照内容深度分：初步可行性研究、详细可行性研究。

根据资金来源、投资额、重要性可分为：业主自行委托、上级主管部门指定。可行性研究报告，必需由有相应设计资质或咨询资质的单位来完成可行性研究报告的实质：

主要内容就是项目的技术经济分析报告，要求针对业主自己做出的项目建议书的内容逐一地进行论证研究与分析。

项目的可行性研究十分重要，是基建程序中替国家、业主把关的关键步骤13、化工项目基建的设计阶段按设计深度可分为“三段设计〞：初步设计；扩初设计；施工图设计。施工图设计

这是最详细、最深入的工程设计阶段。只有它的设计文件，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的完全具体化。对化工工艺部分的设计，施工图设计要出的主要文件：

1、PID最终版；2、UID图；3、所有设备的施工图；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

第三章经济分析与评价

1、固定费用包括：投资费用；日常维护；工厂管理；地方税；人工费用；保险等。

可变费用包括：原料、消耗品、公用工程、操作引起的维护费、专利使用费、运输费用、质量控制费用等。

维护费用包括：固定维护费用：日常维护，如安全阀，每年大修等；可变维护费用：产量增加，易损件加快损坏等，超出设备的疲乏强度

专利费用包括：可变部分：每年随着产量的比例而增加的部分；固定部分：初期投产时，一次性交付的部分。

2、经济潜力（EP）EP=产值-固定费用-可变费用-税费年总费用（TAC）TAC=固定费用+可变费用+税费3、安装因子：IF?fIIEIf——整个系统的固定投资费用；Ie——设备费用；fi——安装因子3、不能形成固定资产的投资内容包括：因返工而报销的过程部分；临时建筑；人员培训费。

试车费一般都打入固定资产。化工项目一般投产稳定后，才进行竣工验收，才进行资产核算

4、滚动资金包括生产资金和储存现金。而生产资金又包括：生产运行资金和成品资金。

生产运行资金：用于支付员工工资及福利，支付原材料，支付能源、水等，支付日常管理费用，支付外协费用，支付研发费用，员工培训费用等

成品资金：用于支付成品库存费用，成品销售费用，成品运输费用，广告宣传费用等。

储存资金：用于储存原材料及能源、备件等。也包括储存部分现金（备用金）滚动资金的整体特点：“循环〞，具体表达在：只要工厂不停工，它就不能全部收回；其周转快慢，能一定程度反映出企业的经营状况。

5、化工企业的大修基金：化工企业的大修，指对化工厂全厂或某些车间进行大规模的修理或改造。一般分为两类：对重要问题随时进行不停产大修（针对大型的连续生产流程）；对重要问题，集中时间进行全面停产大修（对小型连续化生产和间歇流程）。

每年应当提取的大修基金数额，一般按与固定资产原值的适当比例来提取。就算今年不大修也要提取大修基金，佛纳甘后续年份需要大修时集中使用。

6、资金的时间价值最常见的表现形式：在银行存款得到的利息；投资得到的利润。

投资时间价值产生的原理：剩余价值理论。投资利润是剩余价值的转化。金融资本获利的来源：从产业资本家及商业资本家的利润中分得。

7、现金流量图：以时间为横坐标，令现金流入（收入）为正，现金流出（支出）为负，而作出的资金运动示意图。

8、一个项目的技术经济分析与评价：项目的财务分析与评价；项目的国民经济与分析与评价。

项目的财务分析与评价：静态财务分析（不考虑资金的时间价值）；动态财务分析方法（考虑资金的时间价值）。

静态方法：简单、直观，对短期投资、获利的项目分析比较有效

动态方法：繁杂一些，对长期投资、获利的项目进行分析，结果更确凿。对化工项目的财务分析，经常同时采用静态和动态的方法

9、投资利润率：项目投产后一个正常生产年度，其获得的利润与其总投资的比值。

投资利税率：项目投产后一个正常生产年度，其获得的利税与其总投资的比值。

基准投资利润率（MARR）在项目的实际财务评价时，MARR最小不能低于一个国家某个行业前几年的行业平均投资利润率。10、差额投资利润率（△ROI）方法的提出

投资利润率方法是将一个项目计算出来的投资利润率数值与基准投资利润率进行比较

判断各方案之间增量投资带来的利润率是否还满足MARR的要求。增量投资两个端点之间的斜率就是△ROI

边际投资收益递减律：针对某个项目，随着投资额的增加，利润增长速度降低。11、化工厂项目的动态财务分析

累计现金流量图：企业寿命期内各年的累计现金流量随年份的变化曲线累计折现现金流量图：企业寿命期内各年的累计折现现金流量随年份的变化曲线12、净现值（Netpresentvalue-NPV）：指各笔资金流通量现值的总和。

ACFnA?DCFnn（1?i）

，即NPV??ADCFn年期内的年折现流量总和?ADCF被称为项目的净现值（NPV）把一个项目在其寿命期内各年发生的现金流量，按规定的折现率分别折算成基准时刻（一般为项目投资的起始点）的现值，其流入资金的现值与流出资金现值的代数和。

实际上，累加折现现金流量曲线在其最终一个时间点对应的累加折现现金流量值，就是这个项目的净现值。净现值的物理意义：一个项目的净现值大于零，表示该项目在资金时间等效值的意义上，该项目是盈利的。该项目在归还全部贷款的本金及利息后依旧有盈余，而且净现值越大，项目的盈利能力越强。

13、用NPV方法进行项目的经济分析时，其折现率（i）选取的原则：

（1）当项目投资全部来源于自有资金时：计算NP