化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

第五节 设计内容

（一）设计原则

（二）设计基础

（三）工艺流程图

（四）工艺设备设计

（五）设备布置

（六）管道工程

（七）保温工程

（八）安全与工业卫生

§1-5 设计内容

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（一）设计原则

1 、技术经济评价指标原则

2 、要求生产的可靠程度原则

3 、生产能力波动的适应范围原则

4 、材质使用原则

5 、自动化水平原则

6 、设备的备用原则

7 、发展规划原则

§1-5 设计内容

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（一）设计原则

1 、技术经济评价指标原则　　这是具体方案比较的依据 . 如： 投资回收期小

于 6 年投资，利润率大于 15%等

§1-5 设计内容

2 、要求生产的可靠程度原则

例如最低的小时（日）生产能力不低于公称设

计能力的 95%等。★由此决定设计裕量

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（一）设计原则

3 、生产能力波动的适应范围原则

　　例如要求最低操作负荷为正常操作负荷的 5%。 ★根据这

个要求决定透平机的防喘振措施、塔板流体力学计算的下限等。

§1-5 设计内容

4 、材质使用原则

　　以耐腐蚀材料为例，在一般情况下耐腐蚀性能

愈好的材料价格愈高。 ★因此，究竟采用什么材料应有统一

的规定。

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（一）设计原则

5 、自动化水平原则

　自动化水平的高低取决于装置的安全要求、生产要求以及

控制的投资和得益。

★如果建厂条件是劳动力富裕而资金短缺，则不应盲目追求

高自动化水平。

§1-5 设计内容

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（一）设计原则

6 、设备的备用原则

是对转动设备和易磨损、易腐蚀或易结焦设备而言。

§1-5 设计内容

设备是否备用可根据设备的平均故障间工作时间，平均修

复时间，全装置的连续运转时间和利润等，用可靠性理论

得出定量的结论。当没有可靠的数据时，应根据经验对全

装置的动设备作出统一的规定。

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（一）设计原则

7 、发展规划原则

有的设计项目因投资、市场需求和各配套装置的建设

进度等原因需分期建设，若分期建设的间隔时间不长，则

在第一期设计时应考虑后期建设的需要，以节约总投资和

减少改造工作量。

★例如在设备平面布置、单系列设备能力和主要管道的管

径等方面应留有余地。

§1-5 设计内容

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（二）设计基础1 、年操作时间

2 、原材料规格

3 、产品规格

4 、原材料消耗和产品收率

5 、界区交接条件

6 、公用工程规格

7 、公用工程消耗

8 、催化剂、干燥剂、助剂及其他化学品用量

9 、三废的来源、数量、组成和建议的处理方法

§1-5 设计内容

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（二）设计基础

1 、年操作时间

　年操纵时间是指每年的自然日扣除大、中、小修和非正常

停车时间后的实际生产时间，其数量随装置而异。

§1-5 设计内容

★对于腐蚀性强或易聚合结焦而设备备用系数较低的装置，

或第一次工业化的装置，采用较小的年操作日，例如

7560 时。对于工艺成熟、工况稳定、工人操作水平高的

装置可取 8280 时，一般连续化生产过程可取 8000 时。

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（二）设计基础

2 、原材料规格

　是指原料的浓度和纯度。

§1-5 设计内容

★对于原料的浓度和纯度要考虑如下因素：

⑴杂质对反应、催化剂的影响

⑵对惰性杂质要考虑原料浓度降低后对反应速率

以及排放损失的影响。

⑶原料浓度对产物分离系统的影响

⑷提高原料浓度和纯度所需付出的代价

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（二）设计基础

3 、产品规格

应符合产品质量标准（ IS国际、国家、行业、企业标准）。 ★如果一个装置的产品即为另一个装置的原料，决定产品规格需考虑的因素与同决定原料规格需考虑的因素相同。

§1-5 设计内容

4 、原材料消耗和产品收率

　原料消耗应作为设计指标在设计开始前规定，然后通过合

理组织流程和设定设计变量来实现。

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（二）设计基础

5 、界区交接条件

　生产装置占地面积的范围称为界区。

§1-5 设计内容

★界区交接条件指用管道输送的原料、产品和公用工程在界

区线交接的温度、压力和相态。6 、公用工程规格　指电、水、蒸汽、仪表用空气等的规格。

★例如：电的规格，对于大功率电机，如 150KW，应输入

高电压；一般中小型电机采用 380/220V低电压。

水：一般分为工艺用水、冷却用水和其他用水，其规格

要有供水温度和压力。

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（二）设计基础

7 、公用工程消耗

　根据系统模拟计算结果汇总公用工程消耗，列出单位时间

和单位产品的消耗。

§1-5 设计内容

8 、催化剂、干燥剂、助剂及其他化学品用量

　应根据反应器、干燥器等单元过程计算结果和工艺要求决

定。

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

（二）设计基础

9 、三废的来源、数量、组成和建议的处理方法

废气的来源：反应器、吸收器、分离器等工艺设备的排放

气，安全阀起跳或泄漏的排放气，火炬废气和各种加热炉

及锅炉的烟道气。

§1-5 设计内容

废水是指生产过程排放的有毒液体。

废渣是指废催化剂，废干燥剂，煤渣，结焦聚合物质等

各种废固体物。

★三废处理方法见环境工程设计手册。