化工设计概论复习题库

化工设计的意义和作用化工设计是将一个系统（如一个工厂、一个车间或一套装置等）全部用工程制图的方法，描绘成图纸、表格及必要的文字说明。也就是把工艺流程、技术装备转化为工程语言的过程。化工设计的任务在化工生产中，通过运用化工设计方面的知识和方法，对设备进行评价或者各种指标的评定在科学研究中，从小型试验到中试放大，以至投入工业生产，都离不开设计在基本建设中，设计是基本建设的首要环节，是现场施工的依据化工设计的特点：政策性强，技术性强，经济性强，综合性强化工设计的发展趋势：石油化学工业实现了装置大型化、工厂整体化、系统最优化、控制自动化，所以，也要有相应的提高幅度。根据项目性质分类装置改造设计，新建项目设计，重建项目设计根据设计性质分类：新技术开发过程设计：概念设计，中试设计，基础设计工程设计：初步设计，技术设计（扩大初步设计），施工图设计化工厂设计的工作程序：一般的化工设计的工作程序是以基础设计为依据提出项目建议书，经上级主管部门认可后写出可行性研究报告，上级批准后，编写设计任务书，进行扩大初步设计，后者经上级主管部门认可后进行施工图设计。项目建议书：是进行可行性研究和编制设计任务书的依据，应包括下列内容。项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义；产品需求初步预测；产品方案和拟建规模；工艺技术方案（原料路线、生产方法和技术来源）；资源、主要原材料、燃料和动力的供应；建厂条件和厂址初步方案；环境保护；工厂组织和劳动定员估算；项目实施规划设想；投资估算和资金筹措设想；经济效益和社会效益的初步估算。可行性研究：是以拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。根据原化工部对“可行性研究报告”的有关规定，可行性研究报告的内容如下：总论：包括项目名称、进行可行性研究的单位、技术负责人、可行性研究的依据、可行性研究的主要内容和论据、评价的结论性意见、存在问题和建议等，并附上主要技术经济指标表。需求预测：包括国内外需求情况预测和产品的价格分析。产品的生产方案及生产规模工艺技术方案：包括工艺技术方案的选择、物料平衡和消耗定额、主要设备的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等内容。原材料、燃料及水电汽的来源与供应。建厂条件和厂址选择布局方案。公用工程和辅助设施方案环境保护及安全卫生。工厂组织、劳动定员和人员培训。项目实施规划。投资估算和资金筹措。经济效益评价及社会效益评价。结论包括综合评价和研究报告的结论等内容。可行性研究呈报给上级主管部门，当被上级主管部门认可后，便可编写设计任务书以作为设计项目的依据。设计任务书的内容主要包括：项目设计的目的和依据；生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件；资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；厂址与占地面积和城市规划的关系；防空、防震等的要求；建设工期与进度计划；投资控制数；劳动定员及组织管理制度；经济效益、资金来源、投资回收年限施工图设计的任务是根据扩大初步设计审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问题，并以它作为施工单位编制施工组织设计、编制施工预算和进行施工的依据。施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计的基础上，完善流程图设计和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。其中工艺专业方面的主要内容包括：工艺图纸目录、工艺流程图、设备布置图、设备一览表、非定型设备制造图、设备安装图、管道布置图、管架管件图、设备管口方位图、设备和管路保温及防腐设计等；非工艺专业方面有土建施工图、供水、供电、给排水、自控仪表线路安装图等。在扩大初步设计与施工图设计两个阶段，有大量的各专业人才参加，到设计文件编制完毕，工作转入了基本建设和试车阶段的时候，就只需少量的各专业设计代表参加了。各专业设计代表的任务就是参加基本建设的现场施工和安装（必要时修正设计），建成化工装置后要参加试车运转工作，使装置达到设计所规定的各项指标要求。当设计工作全面结束，且试车成功后，应做工程总结，积累经验，以利于设计质量的不断提高。1化工车间（装置）设计是化工厂设计的最基本的内容，设计准备工作：熟悉设计任务书，了解化工设计以及工艺，查阅文献资料，收集第一手资料，2方案设计：这个阶段的任务是确定生产方法和生产流程，它们是整个工艺设计的基础3化工计算：化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。要完成的任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。4车间布置设计：这是工艺人员的主要设计任务之一，它也是决定车间面貌的又一个重要设计项目。布置设计的主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。当化工计算结束，绘出工艺流程图之后就可以进行车间布置设计，完成之后要绘制平面与立面的车间布置图。设计方法除了常用的摆纸块法之外。现在广泛采用模型设计的方法。5化工管路设计：管路配置设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足工艺生产的要求。应注意节约管材，便于操作、检查和安装检修，而且做到整齐美观。六、提供设计条件设计条件内容包括总图、土建、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、空调、给排水、工业炉等非工艺专业的设计条件设计条件：是各专业据以进行具体设计工作的依据，因此提好设计条件是确保设计质量的重要一环。七、编制概算书及编制设计文件：概算书是在初步设计阶段编制的车间投资的大概计算，作为银行对基本建设单位贷款的依据。概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。经济是否合理是衡量一项工程设计质量的重要标志。编制概算可以帮助判断和促进设计的经济合理性。初步设计阶段与施工图设计阶段的设计工作完成后都要编制设计文件。概算书是设计成果的汇总，是进行下一步工作的依据，内容包括设计说明书、附图（流程图、布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。以上仅是车间工艺设计的大体内容，叙述的顺序就是一般的设计工作程序，实际设计过程中，这些工作内容往往是交错进行的。第五节设计文件工艺专业人员在扩大初步设计阶段和施工图设计阶段应编制说明书和说明书的附图、附表等设计文件。其中车间工艺设计文件是最基本的和最常碰到的。一、扩大初步设计文件扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：设计说明书和说明书的附图、附表。初步设计说明书的内容如下：1设计依据文件，如计划任务书以及其他批文等。技术资料，如中试试验报告、调查报告等2设计指导思想和设计原则，设计所遵循的具体方针政策和指导思想。总括各专业的设计原则，如工艺路线的选择、设备的选型和材质选用、自控水平等原则。3产品方案包括：产品名称和性质；产品质量规格；产品规模（吨／年）；副产品数量（吨／年）；产品包装方式4生产方法和工艺流程生产方法：扼要说明设计所采用的原料路线和工艺路线。化学反应方程式：写出方程式，注明化学反应名称、主要操作条件。工艺流程：11工艺划分简图，用方块图表示22控制点工艺流程图和流程简述5车间（装置）组成和生产制度车间（装置）组成。生产制度，年工作日、操作班制，间歇或连续生产。6原料、中间产品的主要技术规格原料、辅助原料的主要技术规格。中间产品及成品的主要技术规格。7工艺计算a)物料计算物料计算的基础数据。物料计算结果以物料平衡图表示，计量单位用小时(h)（连续操作）或每批投料量Kg或M3（分批操作），采用的计量单位在一个项目内要统一。b)主要工艺设备的选型、化工计算和材料选择基础数据来源包括物料及热量计算数据、主要化工数据等。主要工艺设备的工艺计算按流程编号为序进行编写。c)一般工艺设备以表格形式分类表示计算和选择结果。工艺设备一览表按非定型工艺设备和定型工艺设备两类编制。d)工艺用的水、蒸汽、冷冻用量。e)分批操作的设备要排列工艺操作时间表和动力负荷曲线。7主要原料、动力消耗定额及消耗量8生产控制分析9仪表和自动控制10技术保安、防火及工业卫生11车间布置12公用工程13公用工程14“三废”治理及综合利用15车间维修16土建17车间装置定员18概算19技术经济包括：投资和产品成本20存在问题及建议21扩大初步设计中必要的附表及附图施工图文件的编制A.施工图设计文件目录编制各主项施工图设计时，应编写主项图纸总目录、非定型设备图纸目录和工艺图纸目录。B.工艺施工图设计文件工艺设计说明。工艺设计说明可根据需要按下列各项内容编写。带控制点工艺流程图（施工流程图）。带控制点工艺流程图应表示出全部工艺设备和物料管路、阀件等，进出设备的辅助管线和工艺及自动仪表的图例、符号。辅助管路系统图。辅助管路系统图应表示出系统的全部管路。一般在带控制点工艺流程图左上方绘制，如辅助管路系统复杂时，可单独绘制。首页图。当某一个设计项目（装置）范围较大（如除主要生产厂房或构筑物外，附有生活室、控制室、分析室或有较多的室外其他生产和辅助生产部分），设备布置和管路安装图需分别绘制首页图。设备布置图。设备布置图包括平面图与剖面图，其内容应表示出全部工艺设备的安装位置和安装标高，以及建筑物、构筑物、操作台等。设备一览表。根据设备订货分类的要求，分别作出非定型设备表、定型设备表等。管路布置图。管路布置图包括管路布置平面图和剖面图，其内容表示出全部管路、管件和阀件及其在空间的位置，简单的设备轮廓线及建、构筑物外形。配管设计模型。作模型设计时，可用配管设计模型代替管路布置图。管段图。管段图表示一段管道在空间的位置的图形，也叫做空视图或单线图。管架和非标准管件图。管段表。当绘制管段图时，可不单独绘制管段表，其相应内容可填入管段图的附表中去。管架表。综合材料表综合材料表应按以下三类材料进行编制。管口方位图。管口方位图应表示出全部管口、吊耳、支脚及地脚螺栓的方位，并标注管口编号、管口和管径名称。对塔还要表示出地脚螺栓、吊柱、直爬梯和降液管位置。换热器条件图。工艺流程设计是化工设计中非常重要的环节，它通过工艺流程图的形式，形象地反映了化工生产由原料进入到产品输出的过程，其中包括物料和能量的变化，物料的流向以及生产中所经历的工艺过程和使用的设备仪表。工艺流程图集中地概括了整个生产过程的全貌。工艺流程设计是工艺设计的核心。在整个设计中，设备选型、工艺计算、设备布置等工作都与工艺流程有直接关系。工艺流程设计动手最早，而往往又结束最晚。生产方法和工艺流程的选择生产同一化工产品即使采用同一原料，也可采用不同生产路线，同一生产路线中也可以采用不同的工艺流程。选择生产路线也就是选择生产方法，是决定设计质量的关键。如果某产品有几种不同的生产方法，就应逐个进行分析研究，通过各方面比较，从中筛选一个最好的方法，作为下一步工艺流程设计的依据。生产方法和工艺流程选择的原则1.先进性先进性主要指技术上的先进和经济上的合理可行，具体包括基建投资、产品成本、消耗定额和劳动生产率等方面的内容，应选择物料损耗小、循环量少，能量消耗少和回收利用好的生产方法。2.可靠性可靠性是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。应坚持一切经过试验的原则，不允许把未来的生产厂当作试验工厂来进行设计。另外，对生产工艺流程的改革也应采取积极而又慎重的态度，不能有侥幸心理。3.结合国情生产方法和工艺流程确定的步骤搜集资料，调查研究。落实设备。全面对比。全面分析对比的内容很多，主要比较下列几项：几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势；产品的质量情况；生产能力及产品规格；原材料、能量消耗情况；建设费用及产品成本；三废的产生及治理情况；其他特殊情况。工艺流程设计I.1流程设计的任务.确定流程各生产过程的具体内容、顺序和组合方式；II.是绘制工艺流程图。为了使设计出来的工艺流程能够实现优质、高产、低消耗和安全生产，应按步骤逐步解决以下问题。1确定整个流程的组成2确定每个过程