工艺设计程序和基础知识.

工艺工作程序及基本知识工艺工作程序和基础知识•一、设计过程中的程序文件–公司程序文件–工艺工作手册•二、化工工艺工作流程：设计过程标准：国家、公司相关的标准•国家法律法规文件–产品标准–产品入门标准（能耗、安全、环保、节水）–环境和职业安全控制•成达公司标准：程序文件–文件和记录的控制程序•项目文件管理规定•技术档案管理规定–设计和开发控制程序•设计输入、设计评审、设计验证、设计输出、设计更改–其他设计规定•设计文件深度规定•专业接口条件规定设计程序文件：工艺工作手册•工艺专业职责和任务•工艺专业策划•工艺技术方案评审•工艺各阶段与其它专业的关系•工艺专业工作程序•质量保证程序•工艺文件的编制–设备位号编制、流程图绘制、工艺说明编制–操作原则编制二、化工工艺设计过程•1、化工工艺的工作内容•2、化工工艺工作流程1、工艺的工作内容•1）工艺专业设计–单纯的工艺设计工作内容•2）参与项目中的全过程–商务活动（协助确定设计方案、合同附件）–采购、施工、试车、开车活动、性能考核•3）工艺专业的技术管理–设计文件管理–文件归档–设计总结2、工艺设计过程：1）工艺设计•工艺设计的主要过程–确认工艺设计输入条件–确定工艺设计工作内容–完成设计工作–工艺条件发表–参与项目文件的审查–编制工艺成品•工艺设计的具体工作–工艺计算：物料、热量、设备分析计算–完成工艺的输出条件：流程图绘制、工艺数据表、仪表控制条件表、公用工程条件表–工艺发表–项目文件的审查–成品文件的编制1、工艺设计过程：1）工艺设计•工艺输入条件–设计基础条件：确定用户的目标•产品的技术方案、技术来源•工艺工作范围：装置、单元、设备•生产规模、年操作日、产品规格•原料规格•公用工程辅助条件–蒸汽、电力、循环水、脱盐水•气候条件：设计温度、设计压力、设计湿度的确定、尘含量、极端气候条件•三废排放要求，节能、节水、安全要求1、工艺设计过程：1）工艺设计•确定工艺设计的工作内容–确定设计类型及工作•工程设计、总承包项目•成熟产品、成熟技术•新产品、新技术•老厂扩建或改造–确定工艺技术方案•产品规模、产品规格、年操作日、装置规模和组成•主要技术方案、技术提供商•共享的工程资料–工艺设计工作分解和完成•装置总体、装置单元•参与人员的工作分解（按工序或按工艺设计过程）1、工艺设计过程：1）工艺设计•项目的准备工作–老厂的性能测试及改造方案–技术询价书–初步技术方案–专业策划–方案评审•按设计阶段完成设计工作–工艺计算–接口条件编制–工艺发表–成品文件的编制化工设计过程：方案评审•一般规定：各种设计的工艺方案须评审–引进或购买工艺技术，可不评审，须经室级确认•工艺方案评审内容:新工艺、重大技术方案–技术风险性的评估；–对环境质量的影响程度；–装置运行的可靠程度；–工艺流程及主要设备选型的先进性–安全生产评价化工工艺设计：方案评审•成熟技术的方案评审–方案合理性:•满足用户要求:设计输入•工艺流程是否有所改进或创新；•热利用是否充分合理；•主要设备选型的正确性、合理性和经济性；•主要工艺参数的确定依据及工艺装置的一致性；–重要控制方案；–综合能耗；–工艺装置所采取的环境保护措施；–工艺装置所采取的安全保护措施–工艺装置长周期运行的可靠性–开停车操作的难易程度–变工况操作的适用性–各项性能保证指标化工工艺设计:工艺计算细解•准备工作，确定工艺方案:找资料\定水平\定参数•找资料–公司完成的同类产品的设计成品资料–外商工艺包、报价、技术交流资料–国内行业的统计资料\产品入门规定–行业技术年会等会议资料\专业期刊报道–化工产品信息–行业产品设计手册•定水平:确定项目的技术水平–产品规格\产品消耗\能耗水平\环保水平\控制水平\节水•定参数:主要设备的关键操作参数:温度\压力\组分–反应器\机泵\蒸汽系统\废热回收网络1）工艺设计：工艺物热计算•工艺设计工作细化：工艺计算–确定工艺流程：已有的技术（公司、国内外）•参照公司\国内外成熟产品的技术流程和参数•工厂现有的流程和操作参数•产品设计手册的流程和参数–编制工艺模拟计算程序：ASPEN、PROII、自编程•单元计算模块选择、关键反应模型和控制参数•单元物性参数的确定：气液平衡模型及二元交互作用参数•热量平衡和蒸汽平衡计算•流程模拟计算/多工况计算•优化设计计算•节能改造的选择原则：3~5年回收投资–性能测试计算工艺计算细化:设备分析计算•单元设备分析计算:参照化学工程手册的单元计算方法•主要的参考资料：化学工程手册（第二版）、化工工艺手册第三版、PERRY化学工程（第六版）•主要的单元设备分类–反应器：各种反应器，均相、非均相\固定床、流化床\催化、非催化，气液、气固、气液固，新型反应器–精馏塔\吸收塔、萃取塔–特殊的过滤器、分离器–传热设备(换热器、炉子）–结晶\过滤–干燥–透平及机泵–分离器及容器:丝网分离器计算–各种槽\罐的设备系列参数–锅炉系列容器的计算:热工计算手册或定型产品工艺计算细化:设备分析计算•程序计算–单元设备程序分析计算：工业炉、换热器、各种塔器–工业炉：PFR程序计算–换热器:各种换热器HTFS计算，特殊的厂商完成–塔器计算:吸收\精馏\萃取工艺计算由ASPEN\PROII程序•水力学计算:化学工程手册\工艺设计手册的单元计算方法•内件计算:传质内件、塔板\填料，气液分布器•成熟产品的工厂实际数据\内件形式\填料高度\塔板数等•手算、编程计算：反应器、分离器、贮槽（罐）•反应器计算–找已有的成熟产品的设计计算方法及程序–程序计算:合成氨\甲醇\制氢装置的转化PFR计算–催化反应器计算•成熟产品反应器计算：参照产品设计手册•催化剂厂商计算•国内外同类生产装置的数据(设备规格\催化剂\操作参数）–分离器及容器:丝网分离器计算：设计标准（HG、SH）和化学工程手册•各种槽\罐的设备系列参数–锅炉系列容器的计算:热工计算手册或定型产品化工工艺设计：工艺条件表•发表条件的次序–一次发表设计条件•工艺说明、工艺流程图、物料表、过程设备表•工艺室内部条件：工艺数据表包括换热器、工业炉、塔器、机泵、空分、空压、分析项目一览表–二次发表条件•设备数据表（反应器、分离器、机泵、塔器等）•设备布置图•装置控制条件（不包括机泵）•装置联锁逻辑条件–三次发表条件：内部外部完成的设备分析数据表•换热器、炉子、塔器分析数据表•蒸汽平衡图、或用汽条件表；化水、冷却水条件表•电气、电讯条件1、工艺设计：条件编制•工艺设计条件编制–工艺说明:原理\流程叙述\多工况描述\特殊要求–工艺流程图、物料平衡表(多工况生产初期末期\规模变化)–各种类型设备条件表:工艺专业内部\下游专业正式条件–设备过程表(版次\温度\压力\特殊保温\防腐要求)–建议布置图–仪表控制条件表:温度\压力\流量\液位\复杂控制\事故停车–分析项目一览表\在线分析项目–概算技经条件:催化剂及化学药品、产品\消耗\定员–三废条件–电气条件表(用电设备\阀\特殊照明)、通风条件–电讯条件车间通讯、工厂视频监视–开停车操作说明,予试车\特殊的钝化、清洗要求–安全备忘录、技术风险备忘录化工工艺设计：条件表编制•仪表及控制系统的设计：监视、分析、控制生产过程•监视仪表：温度、压力、流量、分析等的显示、计量累计、历史曲线–进出界区的产品、原料、蒸汽等设置流量（带温压补偿）•控制仪表：控制生产过程、单元设备主要最佳操作工况控制–单控制系统：温度、压力、流量、液位的控制–汽包液位应设多套，参与联锁的与正常控制分开–燃料压力：超压、低压联锁与切断–复杂控制系统：工艺需要的多参数的控制系统•反应器的多进料比例调节、温度、压力串级控制、汽包的多参数控制–压缩机控制：转速控制、防踹振控制、机组安全控制•进口参数控制、润滑油系统等–蒸汽系统控制–ESD系统设计：事故引发的装置整体、单系统、局部生产装置、单个反应器的联锁停车–控制阀的泄露等级要求–调节阀、流量孔板的设置位置：单相流管道化工工艺设计：工艺说明的编制•工艺工程设计说明的内容：对下游专业•开停车说明：原始开车、冷态、热态开车、停车（事故、计划）•材料要求–腐蚀介质–特殊工况下的传热设备的壁温与露点–冲刷、磨损说明•流体特性要求自流和排净：易凝固、易堵、结冻、结晶、结疤•放空火炬与阻火器•现场巡查与现场仪表•设备保温（保冷）要求•工艺操作条件、安全备忘录、泄漏源评估、以及爆炸源分析等化工工艺设计：设备布置•建议布置图–成熟产品的装置布置图•新产品的设备布置原则：–参考化工工艺设计手册、公司布置专业的工作手册–工艺流程、物料特性–遵守相关的设计规范–设备操作、安装、检修要求–设备更换内件（催化剂、填料）–原材料、产品的贮存、装卸、运输–现场巡查与现场仪表–设备保温（保冷）要求–风向要求：有毒介质、腐蚀介质设备在下风向–安全距离：有毒、易燃易爆介质设备–整齐、美观化工工艺设计：公用工程条件•辅助工程设计–脱盐水：规格、参数；–工艺回用水条件：温度、压力、组分–循环水•污垢系数•进水、回水的温度、压力•对水中杂质的要求–电气条件•工艺控制要求•电讯条件：生产电话、对讲机、电视监视•特殊场所照明要求•静电防护–通风要求：密闭场所有毒、易燃介质换风、采暖要求–建筑的抗爆：只针对石化项目的控制室工艺设计：项目文件审查•项目内内部审查–总图会议–工艺包审查–PID内审–PID外审–HAZOP审查•Hazardandoperabilityreview危险及可操作性审查–爆炸危险区域审查–PDS模型审查工艺设计：参与项目中的活动•设计评审(项目外的设计会议\设计审查等)–环评大纲、环评、安评、节能减排、可研、初设审查•参与项目的技术谈判–询价、合同技术谈判（引进和购买第三方技术)•参与项目的采购服务：包单元或单元设备–编制询价文件、技术规格书、技术谈判、技术评定•参与项目的施工\试车–设计交底、施工、三查四定–参与编制予试车、开车方案、性能考核程序–装置开车、性能考核–设计回访和设计修改–设计文件整理(最终成品)1）工艺设计活动：专业管理•工艺专业的技术管理–工艺策划、技术方案评审–专业管理：项目文件和接口条件的管理–项目文件的归档–成品文件入库–工艺设计的最终版–工艺总结：项目关键信息的归档整理•原料特性、主要技术流程、装置消耗及能耗、装置投资、超限设备特性、关键设备规格；装置占地、环保、节水指标–项目现场更改的文件的整理：更改原因分析、过程技术完善修改建议、产品设计规定工艺设计活动：工程管理•专业在项目过程中的管理–专业策划•工艺方案评审•专业运作方式（设计文件的复用，计算软件的开发和应用）•工艺专业的工作分解•主要设计进度：分阶段计划•工艺设计进度：设计、校审、条件发表、项目会议、成品提交–人员组成及分工–工艺专业重要会议–项目进度计划、工作报表–质量保证措施–专业协调工艺设计：工艺成品编制•工艺成品文件的编制–工艺说明、工艺流程图、物料表、设备表–工艺操作原则–开车方案、操作规程（总包项目）性能测试程序–包单元的请购文件、技术规格书–化学药品规格、催化剂规格、填充物规格–性能考核报告–编写设计总结化工工艺：成品文件归档公司入库资料：纸版、电子版–工艺流程图•包括工艺流程、蒸汽平衡图、循环水平衡图–物料平衡表–设备表–操作原则–采购数据表：给业主•填充物采购数据表•化学药品数据表•催化剂采购数据表工艺内部资料归档：专业组指定目录–工艺计算书、工艺发表条件电子版及上述成品文件电子版–项目试车总结、性能考核报告–项目设计总结化工工艺工作：试车•装置试车和性能考核–单体试车–予试车•系统吹扫、气密性试验、脱脂、烘炉、锅炉水化学清洗•溶液系统（精馏系统）准备、催化剂装填、吹灰•系统置换•低温系统的冷却–装置试车•联动试车•原始开车：蒸汽系统建立、催化剂还原或活化、化工投料•按系统或独立装置进入轻负荷生产•装置轻负荷生产试车过程中出现的违反安全的操作:提交安全备忘录化工工艺工作：性能考核•性能考核：新装置和老厂改造–装置达到满负荷生产–装置生产满负荷运转时间超过1个月