化工過程開發(fā)與設計第1章-1緒論-kjd

化工過程開發(fā)與設計

課程性質：新的化工產品或新的化工工藝經(jīng)由實驗室研究、放大試驗到工業(yè)化生產的全過程為化工產品開發(fā)。課程涉及合成、工藝、工程、設備、控制、經(jīng)濟、環(huán)保等多種學科知識。內容實用性強，是學生從學習知識到應用知識的橋梁。課程目的：學生了解新的化工產品開發(fā)的過程，掌握新的化工產品開發(fā)的方法和相關的知識。過程開發(fā)設計課程形式專業(yè)必修32課時考查參考書

1.于遵宏編，化工過程開發(fā)，華東理工大學出版社，

2.鄭潔修等編，化工過程開發(fā)概要，高等教育出版社，

3.武漢大學主編，化工過程開發(fā)概要，高等教育出版社，

4.陸震維編譯，化工過程開發(fā)，化學工業(yè)出版社，市場調研與預測2選題和立項3化工過程開發(fā)實驗中的實驗設計與數(shù)據(jù)處理4物料衡算5能量衡算6化工過程開發(fā)與設計概述1目錄化工工藝流程設計7化工過程放大8計算機在化工過程開發(fā)與設計中的應用9技術經(jīng)濟評價10化工過程開發(fā)與技術轉讓中的相關問題11緒論化工過程開發(fā)的定義：

由實驗室研究成果（新工藝、新產品等）到實現(xiàn)工業(yè)化的科學技術活動。緒論化工發(fā)展現(xiàn)代化學工業(yè)石油化工（包括其衍生的有機化工）煤化工（包括其衍生的有機化工）無機化工精細化工及中間體化肥工業(yè)農藥工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)輕工（造紙、玻璃、塑料、合成橡膠等）染料、油墨、化妝品、清潔劑生物化工石油化工煤化工醫(yī)藥化工生物化工

化學工業(yè)是所有高新技術產業(yè)的支撐工業(yè)，如能源、電子、信息、生物、材料等領域，都離不開化學工業(yè)提供的物質支撐。從化學工業(yè)的發(fā)展看，各種新產品、新工藝和新技術，在它們實現(xiàn)工業(yè)化之前，大多都是從實驗室研究開始的。由于物料處理量等許多條件相差懸殊，實驗室研究和化工生產之間存在很大差別，實驗室成果往往不能真實反映工業(yè)生產的情況。為什么實驗室研究成果不能直接用于大規(guī)模化工生產？實驗室工業(yè)生產實驗室工業(yè)生產間歇操作連續(xù)操作物料不回收物料回收實驗條件精確控制實驗條件控制不精確設備容量小，很小考察傳質傳熱等條件設備容量大，對傳熱傳質的影響考察多設備受限設備大，考慮生產諸多條件不考慮設備腐蝕對生產影響必須考慮設備腐蝕對生產影響此外，工業(yè)生產還必須從經(jīng)濟角度考慮：

◆原材料的品級及供應渠道

◆產品質量及市場銷售

◆能源供應及消耗

◆建設投資和生產成本

◆

“三廢”治理和環(huán)境保護這些都是在實驗室研究中很少考慮的一些問題。因此，將實驗室研究成果直接用于大規(guī)模工業(yè)生產是不合適的。如何才能使實驗室研究成果用于大規(guī)?；どa？所以在實驗室研究完成后，還必須對研究成果進行多種形式的研究和反復論證，采用不同的研究方法和手段考察在實驗室條件下未能獲得的各種技術經(jīng)濟信息，并論證該研究成果放大成為工業(yè)規(guī)模的可行性。只有經(jīng)過科學論證，確認其工藝技術路線在技術上的可靠性、經(jīng)濟上的合理性，并能提供設計生產裝置的精確數(shù)據(jù)，才能進一步建立生產裝置投入工業(yè)生產。這種由實驗室研究過渡到建立生產裝置的全過程，就是化工新產品、新工藝或新技術的開發(fā)過程，統(tǒng)稱為“化工過程開發(fā)”?；み^程開發(fā)是一種綜合性的工程技術緒論1．計算化學工程發(fā)展迅速2．認識時空多尺度結構及其效應3．與產品工程的聯(lián)系日趨緊密4．綠色化學工程與工業(yè)生態(tài)園區(qū)建設成為化工研發(fā)的前沿緒論1．計算化學工程發(fā)展迅速計算流體力學的發(fā)展（CFD)數(shù)學模型的建立主要體現(xiàn)在-----計算機輔助化工過程設計計算輔助化工過程設計軟件系統(tǒng)的發(fā)展情況：第一代商品化軟件系統(tǒng)20世紀60年代，以美國各高校聯(lián)合開發(fā)的CHESS軟件系統(tǒng)為代表。Chem.Eng.SimulationSystem20世紀70年代初，以美國Monsanto公司牽頭開發(fā)的FLOWTRAN軟件系統(tǒng)代表。第二代商品化軟件系統(tǒng)FlowsheetTranslator第三代商品化軟件系統(tǒng)20世紀80年代，以ASPEN

和PROCESSII兩大軟件系統(tǒng)代表。AdvancedSystemforProcessEng.4過程工業(yè)綠色化的其主要內容包括：（1）建立資源（2）原子經(jīng)濟性化學反應處于綠色過程的核心地位，理想的綠色化學反應，即原料中的原子100％地轉變?yōu)楫a物，不產生副產物或廢棄物，實現(xiàn)廢棄物的零排放。（3）運用環(huán)境（4）發(fā)展生物轉化技術，潔凈能源和可再生資源替代技術。（5）模擬自然界物種共生、互生、能量與元素傳遞循環(huán)網(wǎng)絡，建立物質分層多級循環(huán)優(yōu)化利用的生態(tài)化產業(yè)體系。其中：

化學工業(yè)綠色化的含義：以“減量化、再利用、資源化”為基本原則，也就是所謂的“3R”原則（Reduce、Recycle、Resource）具體體現(xiàn)在：（1）、減少化工過程的能耗、物耗；（2）、減少有害物質的使用或生成；（3）、減少廢棄物，并使廢棄物在系統(tǒng)類在利用；（4）、盡量將排放的廢棄物轉化為可用的再生資源；（5）、盡量延長產品的生命周期。ReduceRecycleResource緒論現(xiàn)代化學工業(yè)發(fā)展方向新物質經(jīng)濟合理的大批量高質量柔性化綠色化多尺度化學工程倫理學及責任關懷制度

在化學工程領域實施注冊工程師制度，在化學工程師心目中樹立倫理學觀念，建立責任關懷制度。開始逐步成為國際化學工程領域的一個發(fā)展大趨勢。倫理學理念體現(xiàn)在：（1）、自覺維護化工過程的安全；（2）、自覺保護環(huán)境的意識；（3）、自覺節(jié)約資源的意識；（4）、對業(yè)主、化工廠操作人員、同事負責的精神。責任關懷制度的含義：（1）、提高對安全、健康、環(huán)保、資源的認知和行動；（2）、充分報道成績、行動計劃，但不回避缺陷；（3）、與公眾溝通，并傾聽意見的日?；?。等等。設計工作者要具有良好的工作素質(專業(yè)基礎理論、工程經(jīng)驗)，還必須具備良好協(xié)調能力和敬業(yè)精神及職業(yè)道德。作為工程設計人員，應該具備什么樣的工程倫理觀念呢？

中國加入WTO后，職業(yè)道德日受重視。美國化學工程師協(xié)會對其會員在職業(yè)道德方面要求如下：

會員要以誠實和無私、忠誠于主顧、顧客和大眾；努力提高工程專業(yè)的勝任能力和聲望，運用其知識和技能增加人類福祉來支持和推進工程專業(yè)的廉政、榮譽和尊嚴。

化學工程師應該：1.在完成工程任務時，首先應考慮到公眾的安全、健康和福祉。2.如發(fā)現(xiàn)其工作后果將對其同事或公眾現(xiàn)有的或將來的健康、安全構成不利影響時，正式地忠告其雇主或客戶(如認為正確可考慮進一步通告)。3.對其行動承擔責任并承認他人的貢獻，要求對其工作的批評性評論及提出對他人工作的客觀評論。4.客觀并真實的發(fā)表報告和提供資料。5.作為忠實的委托人或代理人，對每一顧客和客戶進行專業(yè)服務，并避免利益沖突。6.與所有同事及合作人公平共事，承認其特有的貢獻和能力。7.僅在其能力勝任領域完成專業(yè)服務。8.通過其服務的功績建立其專業(yè)信譽。9.通過其經(jīng)歷繼續(xù)開發(fā)其專業(yè)，并為在其監(jiān)管下人員發(fā)展專業(yè)提供機會。通過學習化工過程開發(fā)與設計了解化工開發(fā)流程及注意事項第1章化工過程開發(fā)與設計概述

化工工藝設計1.2二十一世紀化工過程開發(fā)與設計的新發(fā)展1.3化工過程開發(fā)及工藝路線選擇1.1工藝設計中的全局性問題1.41.1化工過程開發(fā)及工藝路線選擇12化工過程開發(fā)程序工藝路線選擇3可行性研究化工過程開發(fā)是一種綜合性的工程技術，它包括：立項前的可行性研究，實驗室小試，放大模型試驗、中試，技術經(jīng)濟評價，設計生產裝置，安裝、調試、開車等多個步驟，涉及化學，化學工藝，化學工程，化工機械，測量與控制，經(jīng)濟分析，系統(tǒng)優(yōu)化等多種學科。因此必須把整個開發(fā)過程看作一個系統(tǒng)，使系統(tǒng)內各個相互聯(lián)系和相互作用的要素協(xié)調配合，才能合理而有效地完成化工過程開發(fā)任務。雖然化工過程開發(fā)的步驟很多，所研究的問題與考察的內容又十分廣泛，但歸納起來，主要是放大和優(yōu)化兩項工作。如果能保證這兩項工作順利地進行，則化工過程開發(fā)的整個任務就可以較為圓滿地完成?；み^程開發(fā)是從立項前的可行性研究開始的，經(jīng)過試驗研究、設計、建立生產裝置、開車調試到正常生產的整個過程?；み^程開發(fā)的主要內容開發(fā)基礎研究過程研究：小型工藝試驗大型冷模試驗中間試驗工程研究：概念設計經(jīng)濟評價基礎設計1.1.1化工過程開發(fā)程序圖1.1過程工業(yè)新產品開發(fā)的基本步驟1.1.1化工過程開發(fā)程序1．信息研究

實驗性研究

第一次可行性研究2小試

概念設計

第二次可行性研究3模型試驗

中試

基礎設計

第三次可行性研究4工程設計

施工1.1.1化工過程開發(fā)程序1、信息研究

1）市場——需求量、前景、收益估算、社會效益、環(huán)境影響

2）技術——收集工業(yè)化方法、資料、文獻、專利

技術對比

生產過程各反應參數(shù)（如動力學參數(shù)、反應溫度、

時間、主副反應及物料參數(shù)）1.1.1化工過程開發(fā)程序2、實驗性研究

1）工藝方法——原料路線、生產路線等

2）工藝條件——轉化率、催化劑、選擇性、反應條件、分類方式

3）物料平衡、能量衡算、生產成本估算

4）產品質量研究

5）產品用途分析通過實驗研究，對化工方案進行優(yōu)化篩選，得到理想的流程及必要的物性數(shù)據(jù)1.1.1化工過程開發(fā)程序3、第一次可行性分析

1）技術可行性——原料路線（占2/3）、技術路線等

2）經(jīng)濟可行性——投資、人力、生產費用、回報

3）環(huán)境評估

下一步是否進行1.1.1化工過程開發(fā)程序圖1.1過程工業(yè)新產品開發(fā)的基本步驟1.1.1化工過程開發(fā)程序4、小試

1）也就是根據(jù)實驗室結果進行放大，放大倍數(shù)一般不一樣，如5－10倍

2）需要任務驗證開發(fā)方案的可行性測定收集需要的個物化數(shù)據(jù)建立產品分析及過程檢測方法對產品的三廢提出治理的初步方案

1.1.1化工過程開發(fā)程序5、概念設計（方案設計或預設計）

1）根據(jù)開發(fā)基礎研究結果及收集的技術經(jīng)濟資料對預定規(guī)模的工業(yè)生產裝置進行的假想設計，亦即對工業(yè)化方案提出的初步設想。2）目的：檢驗基礎研究結果是否符合要求；估計技術方案實施后的主要技術經(jīng)濟指標及經(jīng)濟效益；確定模型試驗或中間工廠試驗的內容，重點及規(guī)模；并估計為技術方案實施而可能承擔的風險1.1.1化工過程開發(fā)程序5、概念設計

主要內容：原料和成品規(guī)格；生產裝置規(guī)模的估計；工藝流程圖及簡要說明；物料衡算和熱量衡算；主要設備的規(guī)格、型號和材質要求；檢測方法；主要技術經(jīng)濟指標；投資和成本估算；投資回收期預測；三廢治理的初步方案；對中試(或模型試驗)研究的建議等。1.1.1化工過程開發(fā)程序5、概念設計

主要內容：工業(yè)化的可能性對將來基礎設計提出意見但是僅為放大研究，不能作為工程設計和建設的依據(jù)1.1.1化工過程開發(fā)程序6、第二次可行性分析（方案論證）

1）實際上再詳細資料的基礎上對工廠規(guī)模、投資、成本及效益的進一步評價，決定開發(fā)是否進行2）可以作為同有關部門簽訂合同的依據(jù)1.1.1化工過程開發(fā)程序7、模型試驗

1）在基礎研究之后所做的放大考察，一般是對工業(yè)生產中的某些重要過程作放大的工業(yè)模擬試驗。所用設備一般比實驗室規(guī)模大并且具有工業(yè)設備的仿真性質。主要研究內容：考察各種工程因素對過程的作用及其規(guī)律，觀察放大效應和分析、尋找產生放大效應的原因。

冷模試驗：采用物理性質與實際工作介質相近的物料進行試驗，考察過程的物理規(guī)律。

熱模試驗：采用實際工作介質并用與實際工藝相同的條件進行的試驗。屬于綜合實驗考察1.1.1化工過程開發(fā)程序8、中試

1）必須按照工業(yè)化條件進行，中間工廠試驗

2）它是在小試或模型試驗之后進行的半工業(yè)化規(guī)模的模擬試驗。是一次較大規(guī)模的對開發(fā)的技術方案作較全面的試驗考察。其結果可作為基礎設計的依據(jù)。如流化床反應器、管道材質等1.1.1化工過程開發(fā)程序9、基礎設計

1）在最終評價獲得肯定結論之后，依據(jù)中試研究結果及有關資料，針對工業(yè)裝置進行的原則設計。內容：生產裝置說明、工藝流程及流程敘述、物料衡算及能量衡算、設備型式和規(guī)格明細表、“三廢”排放及治理、檢測方法和檢測儀表等詳細設計內容。

2）開發(fā)研究成果的主要表現(xiàn)形式，可以作為技術轉讓的主要技術文件，是工程設計的依據(jù)。

3）由研究單位編制。1.1.1化工過程開發(fā)程序10、第三次可行性分析（初步設計或擴初設計審定）著重在工廠投資、經(jīng)濟效益、產品趨勢等方面1.1.1化工過程開發(fā)程序11、工程設計指導建立生產裝置的最終設計文件。內容：說明設計依據(jù)和設計程序的設計說明書，定型設備、零部件及原材料明細表，非定型設備施工圖，工藝流程圖；測點流程圖；管系圖，管線布置圖，設備平面布置圖和立面布置圖；投資概算和消耗定額；三廢處理裝置，排放點和排放量。由工程技術人員承擔。1.1.1化工過程開發(fā)程序12、建立生產裝置

依據(jù)工程設計的圖紙和文件，選購定型設備，制作非定型設備，安裝生產裝置，按工藝要求進行調試、開車和試生產。1.1.2工藝路線選擇在選擇化工產品的工藝路線時應考慮下面幾方面的問題。（1）技術上可行，經(jīng)濟上合理（2）原料路線（3）環(huán)境保護（4）公用工程中的水源及電力供應（5）安全生產1.1.3可行性研究1．可行性研究報告的基本要求（1）化工建設項目可行性研究報告的基本要求（2）可行性研究報告編寫中應注意的問題加強前期發(fā)展規(guī)劃編制單位須有質量保證對重大項目需組織專家論證1.1.3可行性研究2．化工建設項目可行性研究報告的內容（1）總論（2）需求預測（3）產品的生產方案及生產規(guī)模（4）工藝技術方案（5）原材料、燃料及水、電、汽的來源與供應（6）建廠條件及廠址方案、布局方案（7）公用工程和輔助設施方案1.1.3可行性研究（8）節(jié)能（9）環(huán)境保護（10）勞動保護與安全衛(wèi)生（11）工廠組織、勞動定員和人員培訓（12）項目實施規(guī)劃（13）投資估算和資金籌措（14）經(jīng)濟評價及社會效益評價（15）結論1.1.4化工設計圖1.1過程工業(yè)新產品開發(fā)的基本步驟4.1化工設計的種類分類依據(jù)：項目性質、設計性質

一、根據(jù)項目性質分類1.新建項目設計開發(fā)研究單位提供基礎設計，工程研究部門根據(jù)建廠地區(qū)的實際情況做出工程設計。

新產品研發(fā)設計新工藝或新技術設計2.重復建設項目設計

由于市場需要，有些產品需要再建生產裝置。由于新建廠的具體條件與原廠不同，即使產品的規(guī)模、規(guī)格及工藝完全相同，還是需要由工程設計部門進行設計。3.已有裝置改造改造原因：老裝置產品的質量和產量不能滿足市場需求，或由于技術原因，原材料消耗過高，缺乏競爭能力。改造內容：去掉影響產品產量和質量的“瓶頸”，優(yōu)化生產過程和控制操作。改造目的：提高原材料、能量的綜合利用率，更新局部工藝和設備。這類設計往往由生產企業(yè)的設計部門進行.二、根據(jù)設計性質分類

分為兩類新技術開發(fā)過程中的設計工程設計新技術開發(fā)過程的設計包括：概念設計、中試設計和基礎設計。設計單位：研究單位的工程開發(fā)部門、或委托設計單位、或與設計單位合作進行。1.新技術開發(fā)過程的設計(1)概念設計

概念設計——應用研究進行到一定階段，從工程角度，參照常規(guī)工程設計方法和步驟，按未來工業(yè)生產裝置規(guī)模進行的一種假想設計。工程研究概念設計基礎設計各級經(jīng)濟評估工程設計過程研究小試驗中間試驗大型冷模試驗化學試驗概念設計目的：暴露和提出基礎研究中存在的問題，并為解決這些問題提供方案。另外，結合技術經(jīng)濟評價，得出該新產品或新技術是否有工業(yè)化價值的結論。

概念設計內容：根據(jù)基礎研究提供的概念和數(shù)據(jù)，確定工藝流程；對全系統(tǒng)進行物料衡算、熱量衡算和設備工藝計算，確定工藝操作條件、主要設備型式和材質；確定三廢治理措施；計算基建投資、產品成本等主要技術經(jīng)濟指標。(2)中試裝置設計

中試裝置的主要任務：驗證基礎研究中得到的規(guī)律和概念設計中的一些結果和設想；考察從小試到中試的放大效應；研究一些由于各種因素沒有條件在實驗室進行的課題；進行新設備、新材料、新儀器、新控制方案的試驗。中試裝置設計要求：

在設計流程、規(guī)模和設備結構型式不一定與工業(yè)裝置完全相同，但必須在實本質上反映工業(yè)裝置的特性和規(guī)律，為基礎設計提供基礎數(shù)據(jù)。(3)基礎設計

基礎設計一般在研究內容全部完成，并通過鑒定后進行?；A設計是新技術開發(fā)的最終研究成果，是工程設計的依據(jù)?；A設計包括建設生產裝置的一切技術要點?；A設計主要內容包括：

設計基礎：依據(jù)、技術來源、生產規(guī)模、原材料規(guī)格等；工藝流程：生產工藝、主要特點、反應原理及工藝參數(shù)等；物料流程圖和物流表：完成物料衡算；帶控制點的管道流程圖；設備名稱表和設備規(guī)格說明書；對工程設計提出要求；設備布置建議圖；裝置的操作說明；裝置三廢的排放；自控設計說明；消耗定額；有關的技術資料、物性數(shù)據(jù)等；安全技術與勞動保護的說明。2.工程設計一段設計：技術上比較簡單，規(guī)模較小的工廠或車間的設計——可直接進行施工圖設計。兩段設計：一般技術比較成熟的大型工廠或車間的設計——按擴大初步設計和施工圖設計進行。三段設計：重要的大型企業(yè)和使用較復雜的技術時——可按初步設計、擴大設計及施工圖設計三階段進行。

根據(jù)工程的重要性、技術的復雜性和技術的成熟程度，工程設計分三段設計、兩段設計和一段設計，由設計單位負責進行。(1)初步設計根據(jù)設計任務書，對設計對象進行全面研究，尋求技術上可能、經(jīng)濟上合理、安全適用、三廢治理完善的設計方案。確定全廠性的設計原則、標準、方案和水、電、汽的供應方式和用量，關鍵設備的選型及產品成本，三廢治理，項目投資等重大技術經(jīng)濟問題。

初步設計階段應編寫初步設計說明書——設計成品。(2)擴大初步設計根據(jù)批準的初步設計，解決初步設計中的主要技術問題，使之更明確、更具體，能夠滿足控制投資或報價使用的工程概算的要求。例如：工藝部分：應有工藝流程圖及工藝流程說明、物料流程圖和物料表、管道流程圖、各車間主要設備的選擇說明和計算依據(jù)、較為詳細的車間平面布置圖、設備一覽表等。建筑部分要說明采用的建筑結構、基礎工程和施工條件等技術要求。擴大初步設計階段應編寫擴大初步設計說明書及工程概算書。

(3)施工圖設計根據(jù)已批準的擴大初步設計，結合建廠地區(qū)條件，在滿足安全、進度及控制投資等前提下開展施工圖設計。根據(jù)建筑施工、設備制造及安裝工程的需要將初步設計中確定的設計原則和設計方案進一步具體化。此設計階段的設計成品包括詳細的施工圖紙，必要的文字說明和工程預算書。4.2

化工設計的工作程序一、工程項目建設程序

一個化工項目從設想到建成投產，分三個階段：即可行性研究決策階段、設計階段、建設階段。

1.可行性研究決策階段工作內容：做好技術經(jīng)濟分析，選擇最佳技術方案、確保項目順利進行和獲得最佳經(jīng)濟效益。在國外分為機會研究、初步可行性研究、可行性研究、評估和決策；國內包括項目建議書、(預)可行性研究、評估和決策、編制計劃任務書等內容。在決策階段，設計單位最重要的產品是一個詳細的《可行性研究報告》，送政府有關部門或建設單位董事會審查批準。2.設計階段根據(jù)批準的可行性研究報告，制定設計計劃任務書、完成初步設計(基礎設計)、施工圖設計(詳細設計)。設計階段成果是一套可供施工的圖紙和說明文件匯編，作為建設階段的依據(jù)。3.建設階段根據(jù)施工圖設計成果，編制基建計劃、進行商務和技術談判，簽訂合同，施工、生產準備、試車、竣工和驗收等。建設階段，設計單位需配合建設單位施工，進行現(xiàn)場服務，并委派現(xiàn)場設計代表，對施工圖設計負責。必要時下達修改通知單，直至竣工驗收。二、化工設計的工作程序

在化工基本建設過程中，化工設計單位根據(jù)建設單位的委托，按右圖基礎程序進行工作。接收委托編寫設計任務書（主管部門認可）施工圖設計，提出預算擴大初步設計，提出總概算組織施工，制定開車方案編制項目建議書主管部門篩選可行性研究報告主管部門評價終止否投料試車，考核驗收是終止否是主管部門評價終止否是工程總結，設計回訪廠址選擇技術考察環(huán)境影響目的：報呈各級領導部門審批—匯總平衡，列入規(guī)劃建設前期規(guī)劃。提出：部門或企業(yè)(跨地區(qū)、跨行業(yè)建設項目及影響國計民生的重大項目，由有關部門和地區(qū)聯(lián)合提出項目建議書。

編制：由建設單位或建設單位委托專業(yè)公司（如有資格的工程公司、咨詢公司）完成編制。項目建議書是進行可行性研究和編制設計任務書的依據(jù)。項目建議書——對擬建設項目的一個輪廓設想，主要是從建設的必要性來衡量，初步分析和說明建設的可能性?？紤]因素：國民經(jīng)濟發(fā)展長遠規(guī)劃、地區(qū)規(guī)劃和行業(yè)規(guī)劃、資源情況、設計布局.三、項目建議書1.項目建設的目的和意義；2.產品需求初步預測;3.產品方案和擬建規(guī)模;4.工藝技術方案(原料路線、生產方法和技術來源);6.建廠條件和廠址初步方案;7.環(huán)境保護;8.工廠組織和勞動定員估算;9.項目實施規(guī)劃設想;5.資源、主要原材料、燃料和動力的供應;10.投資效益和社會效益的初步估算;11.結論與建議。項目建議書主要內容四、可行性研究報告可行性研究——擬議中的投資項目在決定實施以前，對該項目技術上的可行性和先進性，及經(jīng)濟上的合理性和獲利性進行調查研究、分析論證好方案選優(yōu)的工作。目的：報上級部門批準——建設銀行貸款依據(jù)編制：以批準的項目建議書為依據(jù)，由設計單位組織完成。1.可行性研究報告的內容(1)總論項目編制的依據(jù)和原則；項目的背景、投資的必要性和經(jīng)濟意義；項目的范圍；研究結果、主要技術經(jīng)濟指標、結論、存在問題和建議。(2)需求預測國內外需求情況的調查與預測；國內外現(xiàn)有生產能力、產量及銷售情況；產品的及進入國銷售預測、競爭能力際市場的前景。(3)產品的生產方案及生產規(guī)模生產規(guī)模和裝置組成，確定規(guī)模的理由；產品方案的選擇和對比，包括產品、中間產品和副產品。(4)工藝技術方案國內外工藝技術概括；工藝技術的對比和選擇，新技術的先進性和可靠性；引進技術來源、特點及推薦理由，轉讓費估算，引進方式及消化吸收建議；生產工藝流程說明；主要設備選擇，如需引進技術應提出國內外設備分交方案；消耗指標。(5)原材料、燃料及動力供應(6)建廠條件、廠址選擇廠址自然、經(jīng)濟、社會、交通運輸?shù)葪l件的概述；幾個可供比較方案的比較與論證、選定的理由。(7)總圖、儲運、土建和公用工程、輔助設施(8)環(huán)境保護及安全、工業(yè)衛(wèi)生本項目三廢、粉塵、放射性廢物排放情況好治理措施;本項目對環(huán)境的影響，并進行評價。

(9)工廠組織、勞動定員和人員培訓(10)項目實施規(guī)劃建設周期的規(guī)劃，各階段實施進度及正式投產的時間；建筑安裝工作量及施工組織計劃、進度表；(11)投資估算和資金籌措投資估算的原則和依據(jù)；單項工程及建設總投資的估算；資金來源(包括人民幣和外匯來源)、籌措方式、利率及計息方法、貸款償還年限及償還方式。(12)經(jīng)濟效益評價及社會效益評價產品成本估算，銷售收入估算;編制財務計算報表，主要有財務現(xiàn)金流量表、利潤表、財務平衡表、借款償還平衡表；涉外項目還要有外匯流量表和資產負債表。按規(guī)定計算主要評價指標，靜態(tài)指標有投資利潤率、投資利稅率、投資收益率、投資凈產值率、投資回收期等；動態(tài)指標有財務內部收益率、財務凈現(xiàn)值、財務外匯凈現(xiàn)值、凈現(xiàn)值率、投資回收期。清償能力分析；不確定性分析，包括盈虧平衡分析、敏感性分析、概率分析；方案比較指標，有差額投資收益差額投資回收期、差額內部收益率及現(xiàn)值比較法、年費用比較法等；社會效益評價：如節(jié)能、環(huán)境、節(jié)匯創(chuàng)匯、合理利用資源、就業(yè)等(13)綜合評價及結論主要方案的選擇和推薦意見；對項目方案從技術和經(jīng)濟、從宏觀經(jīng)濟效益與微觀經(jīng)濟效益作出結論。(二)可行性研究的步驟

（1）開始籌措（2）調查研究（3）優(yōu)化選擇方案（4）詳細研究（5）編寫報告（6）資金籌措(三)可行性研究的依據(jù)、作用和注意事項1.主要依據(jù)(1)項目建議書和委托單位的設想說明；(2)國家經(jīng)濟建設的方針、政策和長遠規(guī)劃；(3)經(jīng)國家正式批準的資源報告、土地開發(fā)整治規(guī)劃等；

(4)可靠的自然、地理、氣象、地質、社會經(jīng)濟的基礎資料；(5)有關工程技術方面的標準、規(guī)范、指標等；(6)國家公布的用于進行項目評價的有關參數(shù)。2.主要作用

(1)作為建設項目投資決策和編制設計任務書的依據(jù)

(2)作為向銀行申請貸款的依據(jù)(3)作為與建設項目有關的各部門商談合同的依據(jù)

(4)作為建設項目開展初步設計的基礎(5)作為安排基本建設計劃和開展各項建設前期工作的依據(jù)

(6)作為環(huán)保部門審查建設項目對環(huán)境評價的依據(jù)3.應注意事項

(1)可行性研究應具有科學性和獨立性(2)可行性研究的深度需滿足要求(3)承擔可行性研究工作的單位應具備條件(4)可行性研究報告要進行審批五、編制設計任務書

可行性研究報告經(jīng)上級主管部門批準后，即可編寫設計任務書—項目設計依據(jù)。(1)項目設計的目的和依據(jù)；(2)生產規(guī)模、產品方案、生產方法或工藝原則；(3)礦產資源、水文地質、原材料、燃料、動力、供水、運輸?shù)葏f(xié)作條件；(4)資源綜合利用、環(huán)境保護、三廢治理的要求；(5)廠址與占地面積和城市規(guī)劃的關系；(6)防空、防震等的要求；(7)建設工期與進度計劃；(8)投資控制數(shù)；(9)勞動定員及組織管理制度；(10)經(jīng)濟效益、資金來源、投資回收年限。設計任務書內容六、初步設計任務：根據(jù)設計任務書，對設計對象進行全面的研究，尋求在技術上的可能、經(jīng)濟上合理的最佳方案。目的：提供給建設單位和主管部門審查編制：設計單位項目部組織各專業(yè)完成，工藝專業(yè)總負責。工作內容：確定全廠性的設計原則、標準和方案及水、電、汽供應方式和用量，關鍵設備的選型及產品成本、項目投資等重大技術經(jīng)濟問題編制初步設計書說明書，其內容和深度能使對方了解設計方案、投資和基本出處為準?！猵10

根據(jù)項目的大小，還可能進行擴大初步設計。原料用量、消耗定額及三廢排放表設計任務書工藝路線與生產方法的確定物料衡算能量衡算設備工藝計算及選型號工藝流程圖設計車間布置設計概算編寫設計說明書工藝流程方框圖物料平衡圖能量消耗綜合表帶控制點工藝流程圖設備一覽表車間平面及裝門面布置圖非定型設備條件表擴大初步設計說明書概算書、投資額及材料表擴大初步設計程序圖擴大初步設計的任務：根據(jù)已批準的初步設計，解決初步設計中的主要技術問題，使之明確、細化。編制準確度能滿足控制投資或報價使用的工程概算。七、施工圖設計

根據(jù)已批準的擴大初步設計，結合建廠地區(qū)條件，在滿足安全、進度及控制投資等前提下開展施圖設計。目的：提供施工用的施工圖紙及說明、工程預算書。編制：設計單位項目計劃部組織各專業(yè)完成，一般由工藝和配管專業(yè)總負責。施工圖設計的工作內容：在擴大初步設計基礎上，完善流程圖設計和車間布置設計，進而完成管道配置設計和設備、管路的保溫防腐設計。工藝專業(yè)在施工圖設計的主要工作內容工藝圖紙目錄工藝流程圖設備布置圖設備一覽表非定型設備制造圖設備安裝圖管架管件圖管道布置圖保溫及防腐設計設備管口方位圖八、現(xiàn)場服務

在向施工單位和建設單位進行設計交底之后，工程建設正式開始，設計工作轉入現(xiàn)場服務階段。設計代表：在設計的各階段，有大量的各專業(yè)人才參加；在基本建設和試車階段，只需少量的各專業(yè)設計代表參加了。設計代表的任務：參加基本建設的現(xiàn)場施工和安裝（必要時修正設計），裝置建成后參加試車運轉工作，使裝置達到設計所規(guī)定的各項指標要求?，F(xiàn)場服務：一般抽調相關專業(yè)設計人員組成現(xiàn)場小分隊，并由設計單位委任一名設計代表，負責組織處理現(xiàn)場出現(xiàn)的相關問題，必要時向設計單位匯報請示處理方案。這一階段最大的工作量是根據(jù)現(xiàn)場情況出修改通知單。九、試車、考核、驗收工程建成后，要進行吹掃試密、質檢驗收、投料試車等工作，直到操作正常，生產出合格產品(各項指標滿足設計要求），交付建設單位使用，設計工作才告一段落。十、工程總計、設計回訪設計工作全面結束，且試車成功后，應做工程總結，積累經(jīng)驗，以利于設計質量的不斷提高。為了設計工作的精益求精，設計回訪也是一項有著重要意義的工作，設計人員可以向一線操作人員學習很多有價值的知識。4.3化工設計的內容

化工設計工藝設計總圖設計設備設計管路設計土建設計電氣設計自控設計給排水設計采暖通風設計技術經(jīng)濟非工藝設計化工設計是工藝設計人員和非工藝設計人員集體智慧的結晶，各個專業(yè)之間緊密聯(lián)系，同時又有不同的任務和要求。一、化工設計主要內容化工工藝設計是主體；工藝設計為其他專業(yè)提供設計條件和數(shù)據(jù)；解決和統(tǒng)一各專業(yè)的合理要求，確保設計質量。1.2化工工藝設計12化工工藝設計的內容化工工藝設計程序與設計文件化工工藝設計是化工過程設計的核心1.2.1化工工藝設計的內容（1）原料路線和技術路線的選擇；（2）工藝流程設計；（3）物料計算；（4）能量計算；（5）工藝設備的設計和選型；1.2.1化工工藝設計的內容（6）車間布置設計；（7）化工管路設計；（8）非工藝設計項目的考慮，即由工藝設計人員提出非工藝設計項目的設計條件；（9）編制設計文件；包括編制設計說明書、附圖和附表。

在設計不同階段，工藝設計的內容和深度各不相同，如物料衡算和能量衡算一般在初步設計階段進行，管道設計則在施工圖階段才能進行。化工工藝設計中應參考的“四化原則”：(1)工廠布置一體化

各生產廠房及輔助廠房盡可能布置在一起，以節(jié)省占地。(2)生產裝置露天化化工設備盡量布置在露天，既可改善工作條件，防止有害氣體積累，又可節(jié)省投資。(3)公用工程社會化水、電、汽供應，鐵路進線，機修等盡量利用社會條件，協(xié)作進行。(4)引進技術國產化為了降低投資，鍛煉國內的技術力量，在引進國外先進技術時，盡量利用國內的人力和物力資源。(一)設計準備工作1.熟悉設計任務書全面、深入、正確領會設計任務書提出的要求，及提供的基礎資料和數(shù)據(jù)——設計依據(jù)。2.了解設計內容、方法、步驟參照設計進度制訂工作計劃。3.查閱文獻資料

根據(jù)設計要求，查閱工藝路線、流程及重點設備方面的文獻資料。深刻領會資料中的數(shù)據(jù)，估計資料數(shù)據(jù)的適用范圍和精確程度。1.2.2化工工藝設計程序與設計文件4.收集第一手資料深入生產與試驗現(xiàn)場調查研究，廣泛收集原始數(shù)據(jù)。(二)方案設計方案設計——確定生產方法和生產流程，即運用掌握的各種資料，對不同生產方法和生產流程進行對比分析，確定最優(yōu)方案。1.生產方法確定一個產品可以采用不同的原料和不同的生產方法。例如：合成NH3可用煤、石油、天然氣三種原料。選擇時要通過定量的技術經(jīng)濟比較、評價總投資和成本，從而選擇一條技術上先進、經(jīng)濟上合理、安全可靠、三廢得到處理，而且又是因地制宜可以實施的生產方法（工藝路線）。2.生產流程生產流程設計的工作歷程比較長，從規(guī)劃輪廓到完善定型，要經(jīng)過物料衡算、熱量衡算、設備設計和車間布置設計等過程，工作量非常大。目前使用計算機效果較好。(三)化工計算化工計算包括工藝設計中的物料衡算、能量衡算以及設備選型和計算三個內容。在計算基礎上繪制物料流程圖、主要設備圖和帶控制點工藝流程圖經(jīng)驗表明，在化工計算階段會用到大量的基本理論、基本概念和基本技能（數(shù)據(jù)處理、計算技能、繪圖能力等）。(四)車間布置設計車間布置設計是決定車間面貌的一個重要設計項目；車間布置設計的任務——確定整個設計中全部設備的框架在平面上和空間中的具體位置，確定廠房的框架結構形式。車間布置設計完成之后要繪制平面與立面的車間布置圖。

(五)化工管路設計管路配置設計是在工藝流程設計與車間布置設計的基礎上進行的，是施工圖中最大重要的設計內容。管路配置設計的任務——根據(jù)工藝生產要求，確定裝置全部管線、閥件、管件及各種管架的位置。應注意節(jié)約管材，便于操作、檢查和安裝檢修，而且做到整齊美觀。

提供其他各專業(yè)的設計條件；設計條件內容包括：總圖、土建、外管、非定型設備、自控、電氣、電訊、電加熱、采暖通風、空調、給排水、工業(yè)爐等非工藝專業(yè)的設計條件。(六)提供設計條件(七)編制概算書及編制設計文件

概算書是設計階段編制的車間投資大概預算，是作為銀行對基建投資的依據(jù)，主要提供車間建筑、安裝和設備工程費用。編制概算可以幫助判斷和促進設計的經(jīng)濟合理性。

編制設計文件：初步設計階段與施工圖設計階段的設計工作完成后都要編制設計文件。它是設計成果的匯總，是進行下一步工作的依據(jù)。設計文件內容包括：設計說明書、附圖（流程圖、布置圖、設備圖等）和附表（設備一覽表、材料匯總表等）。1.2.2化工工藝設計程序與設計文件1．初步設計的目的與初步設計的主要內容(1)總論(2)技術經(jīng)濟(3)總圖運輸(4)化工工藝(5)空壓站、氮氧站、冷凍站……要求：1、PID圖；2、物料及熱量核算計算；3、對土建、公用工程提出要求；4、對工廠布置（總圖）和車間布置提出要求、建議；5、工程概算；6、初步設計說明書。1.2.2化工工藝設計程序與設計文件2．初步設計說明書的附圖、附表（1）工藝物料流程圖；（2）帶控制點的工藝流程圖；（3）設備布置圖；（4）設備一覽表；（5）物料流程表。擴充設計——補充內容1、關鍵設備設計圖紙；2、關鍵設備的布置圖；3、關鍵工藝工段操作說明；4、擴初設計說明書。1.2.2化工工藝設計程序與設計文件1.2.2化工工藝設計程序與設計文件3．施工圖設計的主要內容施工圖設計是把初步設計中確定的設計原則和設計方案，根據(jù)建筑施工、設備制造及安裝工程的需要進一步具體化，滿足建筑工程施工、設備及管道安裝、設備的制作及自動控制工程等建筑造價的要求。1.2.2化工工藝設計程序與設計文件4．施工圖設計的設計文件（1）工藝設計說明（2）管道儀表流程圖（3）輔助管路系統(tǒng)圖（4）首頁圖（5）設備布置圖1.2.2化工工藝設計程序與設計文件（6）設備一覽表（7）管路布置圖（8）管架和非標準管架圖（9）管架表（10）綜合材料表（11）設備管口方位圖1.4工藝設計中的全局性問題12廠址的選擇總圖布置與設計34安全與工業(yè)衛(wèi)生公用工程56電氣設計自動控制7土建設計1.4.1廠址的選擇1廠址選擇的主要原則及要求廠址選擇主要原則符合國家國土政策符合國家產業(yè)布局符合國家產業(yè)規(guī)劃符合當?shù)爻青l(xiāng)規(guī)劃符合當?shù)匕l(fā)展規(guī)劃符合經(jīng)濟和環(huán)境和諧發(fā)展充分依托已有條件4673215基本要求利于產業(yè)合理布局和資源合理配置；利于節(jié)約用地、少占或不占耕地、減少拆遷和移民；利于裝置合理布置和安全運行；利于產品運輸；利于裝置建設和運行；利于依托社會；利于公用工程供應；利于節(jié)省投資、降低運營成本；利于環(huán)境保護、生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展。廠址評價要素地區(qū)條件產業(yè)集聚區(qū)域市場區(qū)域經(jīng)濟地理位置能源供應交通運輸原料供應法規(guī)支持公眾參與文化教育醫(yī)療衛(wèi)生社會依托科研開發(fā)社會人文土地利用環(huán)境保護工程地質水文地質地形地貌土地狀況電力供應自然氣象供水排水污水處理垃圾處理蒸汽供應工業(yè)氣體危廢處理安全設施場外工程通信設施廢渣處理廠址條件重要因素排除法可能嚴重影響廠址選擇的重要因素包括：全年主導風向（注意沿海選址，風頻與風速）；衛(wèi)生防護距離和安全防護距離（注意光氣及光氣化化產品）；原料供應可靠性（如天然氣）；公用工程供應可靠性（如水）；環(huán)境保護（東營鈦白粉項目）；交通運輸（如大件運輸）；公眾支持（廈門PTA、南沙乙烯等）。廠址定性比選1.4.1廠址的選擇2.選廠報告（1）新建廠的工藝生產路線及選廠的依據(jù)；（2）建廠地區(qū)的基本情況；（3）廠址方案及廠址技術條件的比較，并對建設費用及經(jīng)營費用進行評估；（4）對各個廠址方案的綜合分析和結論；（5）當?shù)卣椭鞴懿块T對廠址的意見；（6）廠區(qū)總平面布置示意圖；（7）各項協(xié)議文件。龍門煤化工苯污染1.4.2總圖布置與設計總圖設計的內容工廠總圖布置應遵循的基本原則對總圖的要求總平面布置設計的主要技術經(jīng)濟指標總圖布置（工廠布置、總圖運輸），由總圖專業(yè)牽頭完成。化工廠廣義的“車間”包括以下部分：化工廠主要生產車間輔助生產車間（機修、電儀修、中央化驗室、倉庫等）服務型車間（廠區(qū)辦公樓、職工宿舍、醫(yī)藥、食堂等）公用工程車間（水、電、汽、氣、冷凍）化工廠總圖布置的幾條基本原則1、應盡量考慮生產工藝流程的要求，避免物流交叉，縮短物流路線。并盡量減少人流和物流的交叉。1231232、對公用工程有大需求的車間，應考慮其與外界的聯(lián)系，并盡量靠近其供應源。同時遵守“負荷集中”原則。3、廠區(qū)內與外界有大運輸量的車間應盡量布置在廠區(qū)外緣。4、廠區(qū)內同類型或相似類型的車間應盡量集中布置。（“同類集中”原則）（如制藥廠內同類藥品種、劑型集中，放射、有毒、易燃易爆類分別集中）5、廠區(qū)布置應考慮防火、防爆及衛(wèi)生健康的要求。（易燃易爆車間不要布置在廠區(qū)中央，并考慮相鄰車間的安全。有粉塵、氣味的車間盡量布置在下風口）6、工廠布置應考慮工廠、車間發(fā)展的需要?；S的車間布置一、化工廠車間的構成生產部分原料工段生產工段成品工段回收工段控制室輔助部分變配電室通風空調室車間化驗室機電儀修室各類中轉室生活部分車間辦公室工人休息室浴室及更衣間衛(wèi)生間化工廠的一個車間車間平立面布置樣圖1.4.2總圖布置與設計表1-2主要技術經(jīng)濟指標序號名稱單位數(shù)量備注1廠區(qū)占地面積m22廠外工程占地面積m23廠區(qū)內建、構筑物占地面積m24廠內露天堆場、作業(yè)場地占地面積m25道路、停車場占地面積m26鐵路長度及其占地面積m，m27管線、管溝、管架占地面積m28圍墻長度m（1）評價總圖設計的合理性與否的技術經(jīng)濟指標1.4.2總圖布置與設計續(xù)上表序號名稱單位數(shù)量備注9廠區(qū)內建筑總面積m210廠區(qū)內綠化占地面積m211建筑系數(shù)%12利用系數(shù)%13容積率14綠化（用地）系數(shù)%15土石方工程量m21.4.2總圖布置與設計（2）建筑系數(shù)（1-1）（3）利用系數(shù)利用系數(shù)=建筑系數(shù)+管道及管廊占地系數(shù)+道路占地系數(shù)+鐵路占地系數(shù)（1-2）1.4.2總圖布置與設計（4）建筑容積率建筑容積率=（1-3）（5）廠區(qū)綠化系數(shù)（1-4）

（1-5）1.4.3安全與工業(yè)衛(wèi)生１．安全２．工業(yè)衛(wèi)生（１）車間的衛(wèi)生特征分級（2）車間生產用房的設置規(guī)定安全防護距離的確定安全防護距離——生產裝置的邊界至人員相對密集區(qū)域邊界之間的最小允許距離。一般化工企業(yè)的安全防護距離為500米，大型石油化工裝置安全防護距離為1000米。光氣及光氣化生產安全規(guī)程（GB19041-2003）規(guī)定：不應設置在地震烈度8度地區(qū)，不應設置在密集居住區(qū)上風向2000米內。光氣量低于3噸的安全防護距離為1000米，3－5噸為1500米，大于5噸為2000米。500米半徑內無居民，大于500米安全距離內不準建居民區(qū)，零星居民不超過200人。裝置與交通要道（高速公路、一二級公路、鐵路和航道的干線）的安全防護距離不應少于500m。裝置應位于廠區(qū)下風側，與圍墻的距離不少于100m。衛(wèi)生防護距離的確定類型規(guī)模裝置名稱近五年平均風速<2.02.0-4.0>4.0煉油<800酸水汽提、硫磺回收、堿渣處理、廢渣處理900700600延遲焦化、氧化瀝青、污水處理700500400>800酸水汽提、硫磺回收、堿渣處理、廢渣處理1200800700延遲焦化、氧化瀝青、污水處理900700600乙烯>30<60丙酮氰醇、甲胺、DMF1200900700裂解（SM技術）、污水處理900600500裂解（LUMMS技術）、氯乙烯、聚乙烯、EG500300200滌綸>20<60氧化裝置900900700<20氧化裝置700700600類型規(guī)模裝置名稱近五年平均風速<2.02.0-4.0>4.0腈綸<10合成裝置600600500化肥>30合成氨、尿素700600500氯堿<1800600400>11000800600PVC<11000800600>112001000800硫酸600400400水泥<50500400300>50600500400焦丁膠200016001200黃磷1000800600衛(wèi)生防護距離的確定1.4.4公用工程1．供熱2．供排水3．采暖與通風1.4.5電氣設計整體設計供電工廠需要收集的基礎數(shù)據(jù)有：1．全廠用電要求和設備清單；2．供電協(xié)議及相關資料；3．與氣象、水文、地質等相關的資料。1.4.5電氣設計１．供電２．供電中的防火防爆（1）爆炸性環(huán)境（2）防爆標志（3）防爆電氣設備的選型1.4.5電氣設計３．電氣設計條件（１）電動條件（２）照明、避雷條件（３）弱電條件1.4.5電氣設計表1-3爆炸性氣體環(huán)境分區(qū)分

區(qū)含義0區(qū)爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在的場所1區(qū)在正常運行時，可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所2區(qū)在正常運行時，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時間存在的場所。通常情況下，“短時間”是指持續(xù)時間不多于2個小