第1章-绪论

化工设计ProcessdesignPrinciples主要目的：了解化工设计的一般步骤了解流程模拟技术的基本原理掌握常用化工单元操作的工艺设计计算方法掌握石油化工装置的工艺设计计算方法主要参考文献[1]杨友麒等，化工过程模拟与优化[M].北京：化学工业出版社，2006年．[2]杨冀宏，麻德贤．过程系统工程导论[M].北京：化学工业出版社，1989年．[3]王松汉，石油化工设计手册[M],化学工业出版社，2002年.[4]娄爱娟，吴志泉，吴叙美．化工设计[M]．上海：华东理工大学出版社，2002年．[5]黄璐，王保国．化工设计[M]．北京：化学工业出版社，2000年．预修课程•化工原理----化工单元操作基本原理•分离工程----分离操作单元基本原理•化工热力学----系统热力学计算原理•化工系统工程----流程模拟基本原理考查方法※总成绩的构成：考勤：20%平时作业：40%（上机练习）期末作业：40%（期末考试）课程结构第1章绪论第2章化工设计的内容与程序第3章过程系统模拟的基本原理第4章UniSim软件介绍第5章UniSim模拟分离过程第6章UniSim模拟反应过程第7章UniSim模拟换热与压力变化过程第8章UniSim在化工设备设计中的应用第9章UniSim在石油化工领域中的应用第1章绪论一、课程的内容、地位和意义二、化工厂设计的目的和要求三、化工设计与工程设计工程公司与设计院设计专业的划分及工作内容设计阶段的划分工艺设计和工艺系统设计一、课程的内容、地位和意义1、内容•一般性介绍化工厂设计的基本原理、基本程序和基本方法•一般性介绍流程模拟的基本原理和方法•重点介绍流程模拟软件(UniSim)：–单元设备－－熟悉单元设备的模拟（闪蒸、精馏、萃取；反应；换热；压力变化）–常减压－－原油馏分切割–吸收稳定－－流程模拟一、课程的内容、地位和意义2、地位※化工技术人员必不可少的技术基础知识※化工工程项目最基础和最重要的工作之一3、意义※化工科研成果转化为生产力的桥梁和纽带，肩负着科教兴国重任的一部分※一项集体劳动的结晶，体现着专业人员的配合效果二、化工厂设计的目的和要求1、化工厂设计的目的使“生产原料”到“产品”工程语言化，并达到工艺上可靠、经济上合理、技术上先进、系统上最优的目的①根据原料的特性、工业生产中的先进经验或科学研究中的新成果，设计适宜的工艺流程;②选择正确的工艺条件和设备，井进行合理的设备配置;③设计适用的厂房结构，确保生产的正常进行;④配备必要的劳动定员，以满足正常生产的需要二、化工厂设计的目的和要求2、化工厂设计的总体要求(1)符合国家的经济政策和技术政策，合理运用国家的财富和资源；(2)工艺上可靠，经济上合理；(3)尽可能吸收最新科技成果，力求技术先进，经济效益更大；(4)不造成环境污染；(5)符合国家工业安全与卫生要求。三、化工设计与工程设计1.什么是工程设计1.1.工程设计的概念按照任务的目的和要求，预先定出工作方案和计划，绘出图样工程设计是一种创造性的技术活动，是把科研技术成果转化为生产力的过程。绝大多数工程设计应用成熟技术1.2.设计工作的重要责任技术责任质量责任安全责任社会责任1.3.设计工作在国民经济生产活动中的重要地位设计是一切工程的先行、设计工作的质量好坏将直接影响工厂的运行安全和经济效益（所选技术的先进性、可靠性、实用性，所选设备材料的适用性等等）2.工程公司与设计院2.1工程公司工程公司是以工程为基础，以工程建设为主业，具备工程项目设计、采购、施工和施工管理、开车服务、项目管理的能力，通过组织项目的实施，创造价值并获取合理利润的企业工程公司收入主要靠为业主提供工程建设服务，包括工程总承包和工程项目管理。不具备MEPCT全功能的企业不能称为工程公司MEPCT:项目管理（ProjectManagement---PM)设计（Engineering—E)采购（Procurement-P）施工（Construction—C）开车服务（Test—T）2.工程公司与设计院工程公司以设计为核心,或者叫做“工程化”。其能力就体现在对知识和技术的集成和加工上。人才是工程公司的财富和企业竞争力的载体，专业人员的齐全和具有相应的素质，是工程公司承担MEPCT工程项目的基础2.工程公司与设计院2.1.1国际工程公司应具备的条件国际型工程公司一般具有经营方式是国际化、业务范围多元化、技术装备现代化、项目管理科学化等主要特征（1）工程项目总承包的全功能（2）功能相适应的组后和科学的管理体系（3）拥有先进的工艺技术和工程技术，并具有获取专利并工程化的能力（4）具有数量相当、层次合理、各专业齐全配套的技术和管理队伍（5）拥有先进的计算机软硬件系统及数据库2.工程公司与设计院2.1.1国际工程公司应具备的条件（6）建立适应于国内外市场的工程标准体系（7）建立ISO-9000质量管理体系（8）建立HSE体系（9）具有健全的营销机制（10）具有完善的服务体系（11）具有较强的融资能力（12）职工具有良好的思想、技术、身体、心理素质和高尚的职业道德2.工程公司与设计院2.1.2工程公司的地位和作用工程公司作为完成工程设计、采购、施工作的承包商，在工程建设过程中处于非常重要地位，对项目的进度、质量、投资效益起决定性作用①工程公司是我国工程建设的主力军,在经济结构战略性调整中起重要作用②工程公司在工程建设中的主导作用,对节约投资、保证质量和建成投产后或交付使用后的效益都有着决定性作用③工程公司是整个工程建设的骨干力量,对提高工程建设的技术和管理水平起带动作用④工程公司通过开拓国际承包市场,可带动我国技术、机电设备及工程材料的出口,是促进劳务输出,提高企业国际竞争了的有效途径2.工程公司与设计院2.2工程公司的基本功能（1）项目前期咨询服务功能（2）设计、采购、施工管理功能（3）EPC(设计、采购、施工)/交钥匙工程总承包功能（Engineering、Procurement、Construction）（4）开车、培训和维护服务功能（5）项目管理（PM）和项目管理承包（PMC）功能(ProjectManagementContract)（6）组建项目公司承担BT、BOT、BOO、BOOT等工程项目的功能BT建设－移交（build-transfer）BOT建设－经营－转移(BuiId-Operate-Transfer)BOO建设－拥有－经营(Build-Own-Operate)BOOT建设－拥有－经营－转让(Build-Own-Operate-Transfer)设计与建造工程完成,直到初步操作顺利运转后,即将该工厂或项目所有权和管理权的钥匙依合同完整地交给对方2.工程公司与设计院2.3设计院主要根据业主要求完成工程图纸的设计、协助开工2.4工程公司与设计院的区别工程公司设计院①使命不同(全过程单阶段)②任务不同(总承包设计)③责任不同(全责任仅设计)④风险不同(全风险设计质量)⑤利润不同(多方位设计费)3.设计专业的划分及工作内容3.1工程公司一般设计专业划分：工艺、工艺系统、化验、环保、储运、配管、管道材料、管道机械、外管、自动控制、设备（静设备）、机械、工业炉、总图、给排水、暖通、电气、电信、热工、测量、建筑、结构、技术经济、工程经济辅助专业：计算机硬件、计算机软件、翻译、图书管理3.设计专业的划分及工作内容3.2设计专业简单分类方法：主要专业：工艺：工艺参数，设备和管线要求，平台要求工艺系统：工艺配套系统（公用工程等）配管：设备平面布置，管线布置设备及仪表：设备及仪表选型配套专业：其它与工程相关专业经济专业：技术经济和工程经济3.3各专业主要工作内容工艺(含储运专业)——完成炼油装置、石油化工装置、空分装置、氮氧站、空压站、冷冻站、油品储运、火炬系统和三废治理等项目的工艺、工艺系统和节能设计配管——负责装置的设备布置、管道布置设计；负责协调仪表托架、电缆桥架和其他专业的管道综合规划布置；管道伴热（伴冷）、绝热设计（防烫）工程经济——负责基础设计和详细设计投资估算、概算的编制,负责工程对外投标报价以及工程全过程费用控制的有关工作。配合施工监理部完成项目业、结算工作技术经济——负责工程项目建议书、预可行性研究报告、预可行性研究报告的经济效益测算工作负责工程项目基础设计中技术经济指标测算工作3.4工艺设计和工艺系统设计化工工艺专业、工艺系统专业是化工设计主导专业之一无论是开发新的化工生产过程，还是设计新的化工装置，化工工艺设计是直接关系到化工装置能否顺利开车、能否到到预计的生产能力和合格的产品，最终关系到工厂能否安全、环保、稳定可靠并获得获得最大的经济效益。化工工艺专业其工作的核心是PFD(ProcessFlowDiagram)工艺系统专业主要是将工艺专业提供的PFD发展成为能指导施工、安装、正常开车停车、事故停车、满足生产要求的PID(Process&InstrumentationDrawing)3.4工艺设计和工艺系统设计•工艺设计：作出详尽的工艺流程图(PFD)，并据此作出物料衡算、能量衡算、设备计算等•系统设计：作出详尽的管道和仪表流程图（PID）；算出所有工艺和公用工程管道的规格并汇总成表；决定控制方案并选定仪表；作出平面布置方案。目的：满足正常生产、开停车，以及事故情况的操作与安全的需要。化工工艺专业和工艺系统专业区别研究对象及主要解决的问题工作重点主要资料/成品责任化工工艺专业1.化学反应2.传热3.传质（流体力学）1.物料平衡计算2.热量平衡计算3.设备计算4.工艺流程1.PFD2.工艺设备数据表3.工艺说明4.建议布置图对生产技术可靠性负责工艺系统专业1.流体力学2.安全3.可操作性1.管道流体力学计算2.泵的计算3.管道附件计算、选择4.安全可操作性研究1.PID,附管道命名表2.特殊管件数据表3.界区条件表4.公用工程平衡图和标对系统的安全性和可操作性负责