化工厂设计内容与程序

第一章化工厂设计的内容与程序化工厂设计专业配置工艺安全概预算技术经济环保通讯电气动力设备结构建筑暖通空调给排水总图运输自控化工厂设计是一种创造性活动，包括工艺设计、非工艺设计。工艺设计是化工厂设计的核心，决定了整个化工设计的概貌。第一节化工设计的种类化工设计是将一个系统(一个工厂、一个车间)按照工厂工艺技术要求，经工程技术人员的创造，将其全部描绘成的图纸，表格及必要的文字说明，即把工程技术装备用工程语言表达出来。然后根据这一“语言”，把这个系统建立起来，并投入运行。化工设计可根据项目性质分类，也可按设计性质分类一、项目性质分类1、新建项目设计新产品的研制设计,新工艺、新技术的设计,这类设计一般由开发研究单位提供基础设计,然后工程研究部门根据建厂地区的实际情况作出工程设计。2、重复建设项目的设计因为市场需求大产品需扩大生产，需再建生产装置。由于新厂的具体条件不同(就算生产规模、工艺要求不变)仍需要工程设计部门进行设计。3、已有装置改造设计一些老的生产装置质量和产量均不能满足市场需求,或者由于技术原因,原材料消耗过高而缺竞争能力，必须对老装置进行改造，其中包括去掉影响产品产量和质量的”瓶颈”优化生产过程控制操作，提高能量的综合利用率和局部设备的工艺改造。这类设计往往由生产企业的设计部门进行。(一)新技术开发过程中的设计新技术开发过程的设计包括概念设计、中试设计和基础设计三种。二、根据设计性质分类（一）概念设计为工程研究的一个环节，是在应用研究进行到一定阶段后，按未来的工业装置规模所进行的假想设计。概念设计的作用①对开发项目进行初步的经济评价，以确定技术路线的先进性和可靠性；②开发项目需改正之处和小试需要补充的试验内容和课题；③有无必要建立中试装置，确定中试的规模、范围和必需通过中试解决的问题和取得的数据。概念设计的内容①以投产两年后市场需求为依据,提出建立工业化规模生产的方案。包括原料和产品规格、工艺流程、流程叙述、物料和能量衡算、消耗定额、设备清单、生产控制、三废处理、人员组成、投资及成本估算等工作。②讨论实现工业化的可能性。对可进入中试的项目，提出中试方案。③提出对将来进行基础设计的意见。（二）中试设计当某些开发项目不能采用数学模型法放大，或者其中有若干研究课题无法在小试中进行，一定要通过相当规模的装置才能取得数据或经验才需进行中试设计。检验和修改小试与大型冷模试验结果所形成的综合模型，考察基础研究结果在工业规模下实现的技术、经济方面的可行性；(二)中试设计中试要进行哪些试验项目，规模多大为益，均要由概念设计来确定。中试设计的内容基本上与工程设计相同：由于中试装置较小，一般可不画出管道、仪表、管架等安装图纸。内容主要目的考察工业因素对过程和设备的影响；消除不确定性。为工业装置设计提供可靠数据。因此，中试可以不是全流程试验，规模也不是越大越好。（三）基础设计是一个完整的技术软件，是整个开发阶段的研究成果，是工程设计的依据。基础设计的内容除了一般的工艺条件外，还包括大量的化学工程方向的数据，特别是反应工程方面的数据，还要运用系统的理论和计算机模拟技术对工艺流程和工艺参数进行优化，力求降低定额和产品成本用项目投资，提高项目的经济效益。在基础设计的基础上，工程单位结合建厂条件作出完整的工程设计。（四）工程设计是将基础设计转化为工业装置建设所需的施工图。其设计阶段可分为三阶段设计：初步、扩大初步、施工图设计两阶段设计：扩大初步和施工图设计一阶段设计：施工图设计1．初步设计依据设计任务书《化工厂初步设计文件内容深度规定》HG／T20688—2000成品编制初步设计说明书，其内容和深度应能使对方了解设计方案、投资和基本出处为准对设计对象进行全面的研究，寻求在技术上可能、经济上合理的最符合要求的设计方案。在全局性的设计原则下,确定设计标准和设计方案，水、电、汽的供应方式和用量，关键设备的选型及产品成本、项目投资等重大技术经济问题。2.扩大初步设计:根据已批准的初步设计和有关行业规范，解决初步设计中的主要技术问题，使之明确、细化。编制扩初设计说明书和准确度能满足控制投资或报价使用的工程概算。3．施工图设计依据已批准的扩大初步设计《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》（HG／T20519-92）结合建厂条件满足安全和进度控制投资等前提成品详细的施工图纸必要的文字说明工程预算书三种设计的主要设计成品及内容见表1-1。工艺设计(processdesign)、基础工程设计(basicengineeringdesign)详细工程设计(detailedengineeringdesign)国际习惯设计分类第二节化工厂设计的工作程序一般化工厂设计的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。化工厂设计的工作程序图开发成果，资源条件产品需求发展规则编写设计任务书（并经主管部门认可）施工设计，提出预算主管部门进行评价扩大初步设计，提出总概算组织施工，制定开车方案项目建议书主管部门进行筛选可行性研究报告主管部门进行评价终止否是是是终止否投料试车。考核验收否终止是一、项目建议书（ProjectProposals）项目建议书又称立项报告，是项目建设筹建单位或项目法人，根据国民经济的发展、国家和地方中长期规划、产业政策、生产力布局、国内外市场、所在地的内外部条件，提出的某一具体项目的建议文件，是对拟建项目提出的框架性的总体设想。往往是在项目早期，由于项目条件还不够成熟，仅有规划意见书，对项目的具体建设方案还不明晰，市政、环保、交通等专业咨询意见尚未办理。项目建议书主要论证项目建设的必要性，建设方案和投资估算也比较粗，投资误差为±30%左右。是可行性研究和编制设计任务书的依据。编制项目建议书所需时间1.一般项目：15——20个工作日2.特殊项目:20——35个工作日不同行业和不同要求内容略有差异!《化工建设项目建议书内容和深度的规定化工部化计发(1992)995号》(修订本)工业项目建议书格式农业项目建议书格式水利水电项目建议书格式社会发展项目建议书格式煤矿安全改造项目建议书格式高新技术研发基地项目建议书二、可行性研究可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。作用：为业主和行政主管部门投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠依据。原化工部化计发(1997)426号《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》(修订本)中国石油化工集团公司[1997]咨字345号《石油化工项目可行性研究报告编制规定》一、总论（一）项目背景：1．项目名称；2．承办单位概况（新建项目指筹建单位情况，技术改造项目指原企业情况，合资项目指合资各方情况）；3．可行性研究报告编制依据；4．项目提出的理由与过程（二）项目概况：1．拟建地点；2．建设规模与目标；3．主要建设条件；4．项目投入总资金及效益情况；5．主要技术经济指标（三）问题与建议二、市场预测（一）产品市场供应预测：1．国内外市场供应现状；2．国内外市场供应预测（二）产品市场需求预测：1．国内外市场需求现状；2．国内外市场需求预测（三）产品目标市场分析：1．目标市场确定；2．市场占有份额分析（四）价格现状与预测：1．产品国内市场销售价格；2．产品国际市场销售价格（五）市场竞争力分析：1．主要竞争对手情况；2．产品市场竞争力优势、劣势；3．营销策略（六）市场风险35万吨C4综合利用项目Byproduct-C4UpTo13,950kt！kt35万吨C4综合利用项目C4来源&流程方案Source&Process16%市场前景ProjectMarketC4利用率16%市场前景分析6001050198070011802090200020052010TherelationshipbetweensupplyanddemandofButadieneYieldDemandkt丁二烯供求关系产量需求量59707820131506230810019050200220052010TherelationshipbetweensupplyanddemandofPropyleneYieldDemandkt市场良好经济可行丙烯供求关系产量需求量三、资源条件评价（一）资源可利用量：矿产地质储量、可采储量，水利水能资源蕴藏量，森林蓄积量等。（二）资源品质情况：矿产品位、物理性能、化学组分，煤炭热值、灰分、硫分等。（三）资源赋存条件：矿体结构、埋藏深度、岩体性质，含油气地质构造等。（四）资源开发价值：资源开发利用的技术经济指标。（一）建设规模：1．建设规模方案比选；2．推荐方案及其理由（二）产品方案：1．产品方案构成；2．产品方案比选；3．推荐方案及其理由四、建设规模与产品方案五、场址选择（一）场址所在位置现状：1．地点与地理位置；2．场址土地权属类别及占地面积；3．土地利用现状；4．技术改造项目现有场地利用情况（二）场址建设条件；1．地形、地貌、地震情况；2．工程地质与水文地质；3．气候条件；4．城镇规划及社会环境条件；5．交通运输条件；6．公用设施社会依托条件（水、电、汽、生活福利）；7．防洪、防潮、排涝设施条件；8．环境保护条件；9．法律支持条件；10．征地、拆迁、移民安置条件；11．施工条件（三）场址条件比选；1．建设条件比选；2．建设投资比选；3．运营费用比选；4．推荐场址方案；5．场址地理位置图陕西省榆林市靖边县JingbianCounty,Yulin,ShaanxiProvince地理/交通Geography/Traffic政策Policies市场Market资源Resources原料供应充足，由集团内供Abundant/internalsupply地质条件良好，交通设施完善Goodgeological/trafficconditions距目标市场相对较近Closetotargetmarket国家西部开发方针的支持Preferentialdevelopmentpolicies厂址选择FactoryLocation六、技术方案、设备方案和工程方案（一）技术方案：1．生产方法（包括原料路线）；2．工艺流程；3．工艺技术来源（需引进国外技术的，应说明理由）；4．推荐方案的主要工艺（生产装置）流程图、物料平衡图，物料消耗定额表（二）主要设备方案：1．主要设备选型；2．主要设备来源（进口设备应提出供应方式）；3．推荐方案的主要设备清单（三）工程方案：1．主要建、构筑物的建筑特征、结构及面积方案；2．矿建工程方案；3．特殊基础工程方案；4．建筑安装工程量及“三材”用量估算；5．技术改造项目原有建、构筑物利用情况；6．主要建、构筑物工程一览表混合C4Mixture-C4丁二烯抽提ButadieneExtraction催化裂解CatalyticCrackingACN法DMF法NMP法DMF法特点：选择性好对碳钢设备无腐蚀循环溶剂量少热稳定性化学稳定性好Mobil公司的MOI工艺上海石化公司的OCC工艺Lyondell的Superflex工艺Lurgi公司的Propylur工艺Atofina/UOP的MOI工艺日本旭化成公司Omega的工艺OCC工艺特点：添加蒸汽降低烯烃分压丙烯选择性高催化剂不易结焦通过中试研究技术先进、可行市场前景ProjectMarket流程方案抽余C4裂解ExtractedC4Cracking丁二烯抽提ButadieneExtractionBackground工艺设计流程特点ProcessFeature节能设计Energy-saving设备选型EquipmentSelection丁烷、丁烯等第二萃取精馏丁二烯精制聚合级丁二烯催化裂解预分离C4/C5深冷分离乙烯、丙烯产品加氢汽油萃取剂净化废气第一萃取精馏萃取剂循环使用DMF萃取剂混合碳四纯净DMF粗DMF粗丁二烯加热废锅丁二烯、丁炔抽余碳四C3及C3-C6及C6+七、主要原材料、燃料供应（一）主要原材料供应：1．主要原材料品种、质量与年需要量；2．主要辅助材料品种、质