緒論

一、化工設(shè)計(jì)工作的意義和作用

化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分，隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，其產(chǎn)品品種增多，產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，質(zhì)量也有很大的提高。同時(shí)，化工廠技術(shù)裝備也在不斷更新。為了實(shí)現(xiàn)把我國(guó)建設(shè)成為社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的宏偉目標(biāo)，根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)劃，化工生產(chǎn)的規(guī)模化、現(xiàn)代化、環(huán)保化和清潔化的工藝特點(diǎn)在化工設(shè)計(jì)中逐漸顯現(xiàn)出來。

化學(xué)工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了相關(guān)行業(yè)的繁榮，為其他工業(yè)的發(fā)展提供了能源和原料，隨著化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，化工產(chǎn)品已經(jīng)滲透到社會(huì)生產(chǎn)和生活中的許多領(lǐng)域。

化工設(shè)計(jì)是將一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)（如一個(gè)工廠、一個(gè)車間、一個(gè)工段或一套裝置等）全部用工程繪圖的方法和手段，轉(zhuǎn)化為工程語言，也就是描繪成圖紙、表格及必要的文字說明的過程。在化學(xué)工業(yè)基本建設(shè)上，化工設(shè)計(jì)發(fā)揮著主要作用。如新建、改建、擴(kuò)建一個(gè)化工廠，就需要對(duì)生產(chǎn)過程的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)能力的標(biāo)定，對(duì)所完成的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)，挖掘生產(chǎn)潛力；在科學(xué)研究中，從小試、中試以及工業(yè)化生產(chǎn)都需要與設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的開發(fā)工作；在基本建設(shè)施工前，必須先搞好工程設(shè)計(jì)，要想建成質(zhì)量?jī)?yōu)等、工藝先進(jìn)的工廠，首先要有一個(gè)高質(zhì)量、高水平、高效益的設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)工作是生產(chǎn)的前提，是科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的必要途徑。

二、化工設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

化工設(shè)計(jì)是政治、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)緊密配合的綜合性很強(qiáng)的一門科學(xué)技術(shù)。化工生產(chǎn)與其他行業(yè)的生產(chǎn)一樣都有一個(gè)規(guī)范的生產(chǎn)過程，使得化工設(shè)計(jì)也具有一般工程設(shè)計(jì)的共性，但由于化工生產(chǎn)的物料性質(zhì)、工藝條件及技術(shù)要求的特殊性，形成了化工設(shè)計(jì)的特性。

例如，在確定工藝流程、設(shè)備工藝選型、車間工藝布置和管線安排時(shí)，必須遵循國(guó)家有關(guān)法律規(guī)范；確保安全生產(chǎn)，符合生產(chǎn)條件的勞動(dòng)衛(wèi)生保障，保護(hù)環(huán)境不被污染；保障良好的操作條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；要重視經(jīng)濟(jì)效果，少花錢，多辦事，努力做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理；化工設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及面廣，綜合性強(qiáng)，需各專業(yè)協(xié)同配合。因此，化工設(shè)計(jì)要結(jié)合國(guó)情，盡量采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高技術(shù)水平。

為此，要求設(shè)計(jì)工作者必須具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、熟練的專業(yè)技能并能夠運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段開展設(shè)計(jì)工作的能力。一個(gè)工廠設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，主要是看工藝生產(chǎn)技術(shù)是否可靠、安全適用，在經(jīng)濟(jì)上是否合理。具體體現(xiàn)在工藝流程的先進(jìn)性，選用設(shè)備的先進(jìn)性，工藝控制和工藝條件的先進(jìn)性和合理性，產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染或污染程度低，是否實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)等方面。只有全面考慮，才能有高質(zhì)量的設(shè)計(jì)。要想建成一個(gè)質(zhì)量?jī)?yōu)良、水平先進(jìn)的化工裝置，重要的先決條件是要有高質(zhì)量、高水平的設(shè)計(jì)。

三、化工設(shè)計(jì)的種類

化工設(shè)計(jì)可根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)分類，也可按設(shè)計(jì)性質(zhì)分類。

1.根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)分類

（1）新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)　新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)包括新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和采用新工藝或新技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這類設(shè)計(jì)往往由開發(fā)研究單位提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，然后由工程研究部門根據(jù)建廠地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。

（2）重復(fù)建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)　由于市場(chǎng)需要，有些產(chǎn)品需要再建生產(chǎn)裝置，由于新建廠的具體條件與原廠不同，即使產(chǎn)品的規(guī)模、規(guī)格及工藝完全相同，還是需要由工程設(shè)計(jì)部門進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）已有裝置的改造設(shè)計(jì)　一些老的生產(chǎn)裝置，其產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量均不能滿足客戶要求，或者由于技術(shù)原因，原材料和能量消耗過高而缺乏競(jìng)爭(zhēng)能力，必須對(duì)舊裝置進(jìn)行改造。已有裝置的改造設(shè)計(jì)主要以優(yōu)化生產(chǎn)過程操作控制，以及為提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、提高能量的綜合利用率而對(duì)局部的工藝或設(shè)備改造更新為主。這類設(shè)計(jì)往往由生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計(jì)部門進(jìn)行。

2.根據(jù)設(shè)計(jì)性質(zhì)分類

（1）新技術(shù)開發(fā)過程中的設(shè)計(jì)

①概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)又稱為“預(yù)設(shè)計(jì)”，是根據(jù)開發(fā)基礎(chǔ)研究結(jié)果及收集的技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料，對(duì)預(yù)定規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)裝置進(jìn)行的假想設(shè)計(jì)，亦即對(duì)工業(yè)化方案提出的初步設(shè)想。

概念設(shè)計(jì)的目的是為了檢驗(yàn)基礎(chǔ)研究結(jié)果是否符合要求；估計(jì)技術(shù)方案實(shí)施后的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益；確定模型試驗(yàn)或中試的內(nèi)容、重點(diǎn)及規(guī)模；并估計(jì)技術(shù)方案實(shí)施可能承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)。

概念設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括原料和成品規(guī)格，生產(chǎn)裝置規(guī)模的估計(jì)，工藝流程圖及簡(jiǎn)要說明，物料衡算和熱量衡算，主要設(shè)備的規(guī)格、型號(hào)和材質(zhì)要求，檢測(cè)方法，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，投資和成本估算，投資回收預(yù)測(cè)，三廢治理的初步方案，以及對(duì)于中試（或模型試驗(yàn)）研究的建議等。

②中試設(shè)計(jì)。按照現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)的觀點(diǎn)，中試的主要目的是驗(yàn)證模型和數(shù)據(jù)，即將概念設(shè)計(jì)中的一些結(jié)果和設(shè)想通過中試來驗(yàn)證；考察研究結(jié)果在工業(yè)規(guī)模下的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的可行性；考察工業(yè)因素對(duì)過程和設(shè)備的影響；消除不確定性，為工業(yè)裝置設(shè)計(jì)提供可靠數(shù)據(jù)。中試要進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，規(guī)模多大為宜，均要由概念設(shè)計(jì)來確定，并不是規(guī)模越大越好。

③基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是新技術(shù)開發(fā)的最終成果，它是工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有些類似于我國(guó)的技術(shù)設(shè)計(jì)，但又有很大的差別。與技術(shù)設(shè)計(jì)不同的是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)除了一般的工藝條件外，還包括了大量的化學(xué)工程方面的數(shù)據(jù)，特別是反應(yīng)工程方面的數(shù)據(jù)，以及利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果。

（2）工程設(shè)計(jì)　工程設(shè)計(jì)可以根據(jù)工程的重要性、技術(shù)的復(fù)雜性和成熟程度以及計(jì)劃任務(wù)書的規(guī)定，分為三段設(shè)計(jì)、兩段設(shè)計(jì)和一段設(shè)計(jì)。對(duì)于重大項(xiàng)目和使用比較復(fù)雜技術(shù)的項(xiàng)目，為了保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，可以按初步設(shè)計(jì)、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般技術(shù)比較成熟的大中型工廠或車間的設(shè)計(jì)，可按擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)。技術(shù)上比較簡(jiǎn)單、規(guī)模較小的工廠或車間的設(shè)計(jì)，可直接按施工圖設(shè)計(jì)，即一個(gè)階段的設(shè)計(jì)。

四、化工設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序

化工設(shè)計(jì)包括工藝設(shè)計(jì)和非工藝設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)是化工設(shè)計(jì)的核心，決定了整個(gè)化工設(shè)計(jì)的概貌。非工藝設(shè)計(jì)是以工藝設(shè)計(jì)為依據(jù)，按照各專業(yè)的要求進(jìn)行的設(shè)計(jì)，它包括總圖運(yùn)輸、公用工程、土建、儀表及其控制等方面。

化工設(shè)計(jì)的工作程序，按目前我國(guó)的情況可分為：以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為依據(jù)提出項(xiàng)目建議書；經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)后，寫出可行性研究報(bào)告；經(jīng)批準(zhǔn)后，編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)。化工設(shè)計(jì)的工作程序見圖0-1。

1.項(xiàng)目建議書

項(xiàng)目建議書是進(jìn)行可行性研究和編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的依據(jù)，根據(jù)《化工建設(shè)項(xiàng)目建議書內(nèi)容和深度的規(guī)定》HG/T 20688—2000中的有關(guān)規(guī)定，項(xiàng)目建議書應(yīng)包括下列內(nèi)容。

①項(xiàng)目建設(shè)目的和意義，包括項(xiàng)目提出的背景和依據(jù)，市場(chǎng)調(diào)研及預(yù)測(cè)分析，投資的經(jīng)濟(jì)意義。

②產(chǎn)品生產(chǎn)方案和生產(chǎn)規(guī)模。

③工藝技術(shù)初步方案，包括原料路線、生產(chǎn)方法和技術(shù)來源。

④原材料、能源和動(dòng)力的來源及供應(yīng)。

⑤建廠條件和廠址初步方案。

⑥勞動(dòng)衛(wèi)生、安全保障及環(huán)境保護(hù)。

⑦工廠組織和人員配備。

⑧投資估算和資金籌措方案。

⑨經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的初步評(píng)價(jià)。

⑩結(jié)論與建議。

2.可行性研究

可行性研究是對(duì)擬建項(xiàng)目進(jìn)行全面分析及多方面比較，對(duì)其是否應(yīng)該建設(shè)及如何建設(shè)做出論證和評(píng)價(jià)，為企業(yè)和上級(jí)機(jī)關(guān)投資決策、編制和審批設(shè)計(jì)任務(wù)書提供可靠的依據(jù)。可行性研究報(bào)告的內(nèi)容如下。

①總論。扼要說明工程的建設(shè)規(guī)模、技術(shù)特征；著重綜合各設(shè)計(jì)專業(yè)提出的主要技術(shù)結(jié)論和建設(shè)條件，論述可行性研究編制的依據(jù)和原則，項(xiàng)目提出的背景、投資必要性和經(jīng)濟(jì)意義，研究的范圍和主要過程，研究的簡(jiǎn)要綜合結(jié)論，存在的主要問題和建議，并附上主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。

②市場(chǎng)預(yù)測(cè)。包括通過產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模等方面發(fā)展趨勢(shì)，以及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)情況預(yù)測(cè)和產(chǎn)品的價(jià)格分析。

③工藝技術(shù)方案。包括工藝技術(shù)方案的選擇、工藝流程、消耗定額、自控技術(shù)方案、主要設(shè)備的選擇和標(biāo)準(zhǔn)化等內(nèi)容。

④原料，輔助材料，燃料及水、汽、電的供應(yīng)。

⑤建廠條件和廠址方案。

⑥公用工程和輔助設(shè)施方案。

⑦勞動(dòng)安全與衛(wèi)生、“三廢”處理與環(huán)境保護(hù)。

⑧工廠組織和勞動(dòng)定員。

⑨項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃。包括建設(shè)周期的規(guī)劃、實(shí)施進(jìn)度規(guī)劃等內(nèi)容。

⑩投資估算和資金籌措。

結(jié)論。

3.編制設(shè)計(jì)任務(wù)書

可行性研究呈報(bào)給企業(yè)和上級(jí)主管部門，經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)后，可編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書，以作為設(shè)計(jì)項(xiàng)目的依據(jù)。設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)。

①項(xiàng)目設(shè)計(jì)的名稱、目的和依據(jù)。

②建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)方法和工藝原則。

③主要協(xié)作關(guān)系（建設(shè)、水文地質(zhì)、原材料、燃料、動(dòng)力、供水、運(yùn)輸?shù)龋?/p>

④資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)，“三廢”治理的要求。

⑤建設(shè)地區(qū)或地點(diǎn)，占地面積的估算。

⑥地理位置、氣象、水文、地形、防震等情況。

⑦建設(shè)工期與進(jìn)度計(jì)劃。

⑧主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（總投資、消耗定額、成本估算和總定員）。

⑨經(jīng)濟(jì)效益、資金來源、投資回報(bào)情況。

4.初步設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行全面的研究，尋求技術(shù)上可能、經(jīng)濟(jì)上合理的最符合要求的設(shè)計(jì)方案。主要是確定全廠性的設(shè)計(jì)原則、標(biāo)準(zhǔn)和方案，水、電、汽的供應(yīng)方式和用量，關(guān)鍵設(shè)備的選型及產(chǎn)品成本、項(xiàng)目投資等重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。編制初步設(shè)計(jì)書，其內(nèi)容和深度以能使對(duì)方了解設(shè)計(jì)方案、投資和基本出處為準(zhǔn)。

5.擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)

擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)是根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)，解決初步設(shè)計(jì)中的主要技術(shù)問題，使之明確、細(xì)化，編制準(zhǔn)確度能滿足控制投資或報(bào)價(jià)使用的工程概算。擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的工作程序和內(nèi)容如圖0-2所示。圖中左邊的方框流程表示工作程序，右邊方框中的內(nèi)容為設(shè)計(jì)成品。它的最終成果是編制初步設(shè)計(jì)文件。

6.施工圖設(shè)計(jì)

（1）施工圖設(shè)計(jì)的任務(wù)　根據(jù)初步設(shè)計(jì)審批意見，解決初步設(shè)計(jì)階段待定的各項(xiàng)問題，并以它作為施工單位編制施工組織設(shè)計(jì)、編制施工預(yù)算和進(jìn)行施工的依據(jù)。施工圖設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容是在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，完善流程圖設(shè)計(jì)和車間布置設(shè)計(jì)，進(jìn)而完成管道配置設(shè)計(jì)和設(shè)備、管路的保溫及防腐設(shè)計(jì)。

（2）施工圖設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容　包括工藝專業(yè)和非工藝專業(yè)兩個(gè)方面，工藝專業(yè)的內(nèi)容有工藝圖紙目錄、工藝流程圖、設(shè)備布置圖、設(shè)備一覽表、非定型設(shè)備設(shè)計(jì)條件圖、設(shè)備安裝圖、管道布置圖、管架管件圖、設(shè)備管口方位圖、設(shè)備和管路保溫及防腐設(shè)計(jì)等；非工藝專業(yè)方面有非定型設(shè)備施工圖、土建施工圖、供水、供電、給排水、自控儀表線路安裝圖等。除施工圖外，還應(yīng)附有各部分施工說明以及各部分安裝材料表。

7.設(shè)計(jì)代表工作

在以上設(shè)計(jì)文件編制完畢后，工作轉(zhuǎn)入施工和試車階段，只需少量的各專業(yè)設(shè)計(jì)代表參加。其任務(wù)就是參加基本建設(shè)的現(xiàn)場(chǎng)施工、安裝（必要時(shí)修正設(shè)計(jì)）和調(diào)試工作，使裝置達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)要求。試車成功后，各專業(yè)的設(shè)計(jì)代表應(yīng)做工程總結(jié)，積累經(jīng)驗(yàn)，以利于設(shè)計(jì)質(zhì)量的不斷提高。

五、化工車間工藝設(shè)計(jì)的程序及內(nèi)容

化工廠通常由化工生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)裝置、公用工程、“三廢”處理設(shè)施等構(gòu)成。化工生產(chǎn)車間（即工藝界區(qū)裝置），指直接涉及將原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程單元區(qū)域，它包括與生產(chǎn)操作有關(guān)的土建、設(shè)備、管道、儀表及位于界區(qū)內(nèi)的水、電、汽供應(yīng)和界區(qū)內(nèi)的所有管道、閥門、防火設(shè)施與“三廢”處理。

化工車間（裝置）設(shè)計(jì)是化工設(shè)計(jì)的核心部分，而車間（裝置）設(shè)計(jì)的主體是工藝設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)決定整個(gè)設(shè)計(jì)的概貌，化工車間工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和程序如下。

1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作

（1）熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書　了解設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的工藝條件、技術(shù)指標(biāo)、設(shè)計(jì)要求、進(jìn)度計(jì)劃等，正確領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)意圖。

（2）制訂設(shè)計(jì)工作計(jì)劃　了解化工設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法、步驟。參照設(shè)計(jì)進(jìn)度，制訂出整體及個(gè)人的設(shè)計(jì)工作計(jì)劃。

（3）查閱文獻(xiàn)資料　按照設(shè)計(jì)要求，主要查閱與工藝路線、工藝流程和重點(diǎn)設(shè)備有關(guān)的文獻(xiàn)資料，并對(duì)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。

（4）收集第一手資料　深入生產(chǎn)與試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，盡可能廣泛地收集齊全可靠的原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理。

2.方案設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定生產(chǎn)方法和工藝流程，是整個(gè)工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。要求運(yùn)用所掌握的各種信息，根據(jù)有關(guān)的基本理論進(jìn)行不同生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程的對(duì)比分析。

（1）生產(chǎn)方法的選擇　化工過程設(shè)計(jì)，可以針對(duì)化工生產(chǎn)的多樣性，采用不同的原料和不同的生產(chǎn)方法，進(jìn)行多種過程設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)，首要工作是對(duì)可供選擇的方案進(jìn)行定量的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和篩選，最終篩選出一條技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、安全上可靠、符合環(huán)保要求、易于實(shí)施的工藝路線。

（2）工藝流程的設(shè)計(jì)　是確定生產(chǎn)過程的具體內(nèi)容、順序和組合方式。包括對(duì)構(gòu)成流程的操作單元的選擇、設(shè)備選擇及設(shè)備間的連接方式、操作條件確定等。一般采用圖解的方式表示出生產(chǎn)過程的全貌。由于流程設(shè)計(jì)的周期長(zhǎng)，涉及面廣，需要做細(xì)致的分析、計(jì)算和比較工作。

流程設(shè)計(jì)中可充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)開發(fā)的流程模擬軟件，對(duì)各種生產(chǎn)方法和工藝流程進(jìn)行模擬計(jì)算和優(yōu)化。設(shè)計(jì)時(shí)可先憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，擬定幾種流程方案，而后再用最優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行計(jì)算和篩選，這是國(guó)外大型企業(yè)和設(shè)計(jì)單位常用的方法，國(guó)內(nèi)也已逐步推廣使用。

3.化工計(jì)算

化工計(jì)算是工藝設(shè)計(jì)中的中心環(huán)節(jié)，它主要包括物料衡算、能量衡算、設(shè)備計(jì)算與選型三部分內(nèi)容，并在這三項(xiàng)計(jì)算的基礎(chǔ)上繪制物料流程圖、主要設(shè)備圖和帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。因此，化工計(jì)算的結(jié)果關(guān)系到整體設(shè)計(jì)的成敗。

這一階段會(huì)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(jì)算技能、繪圖能力等），是理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，進(jìn)一步鍛煉獨(dú)立思考和獨(dú)立工作能力的重要過程。目前計(jì)算過程多采用計(jì)算機(jī)流程模擬軟件進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員應(yīng)準(zhǔn)確操作計(jì)算過程，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真核算。

4.車間布置設(shè)計(jì)

根據(jù)工藝流程圖和化工設(shè)備選型的計(jì)算結(jié)果，即可著手進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)。車間布置設(shè)計(jì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范，并滿足施工、操作和檢修的要求。其主要任務(wù)是確定整個(gè)工藝流程中的全部設(shè)備在平面上和空間中的具體位置，相應(yīng)地確定廠房或框架的結(jié)構(gòu)形式。車間布置對(duì)生產(chǎn)的正常進(jìn)行和項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有重要影響，并且為土建、電氣、自控、采暖通風(fēng)、給排水、外管等專業(yè)設(shè)計(jì)的開展提供重要依據(jù)。因此，車間布置設(shè)計(jì)要反復(fù)全面考慮，廣泛征求有關(guān)專業(yè)人士的意見，并和非工藝設(shè)計(jì)人員大力協(xié)作，做好這項(xiàng)工作。

車間布置設(shè)計(jì)完成后，接下來繪制車間布置圖。

5.化工管路設(shè)計(jì)

化工管路設(shè)計(jì)是化工設(shè)計(jì)最重要的內(nèi)容之一，工作量非常大，需要繪制大量圖紙，匯編大量表格，而且這一階段工藝專業(yè)與非工藝專業(yè)的工作交叉較多，設(shè)計(jì)條件往返頻繁，工作中需要密切協(xié)調(diào)，并做到細(xì)致周到。

化工管路設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定生產(chǎn)流程中全部管線、閥門及各種管架的位置、規(guī)格尺寸和材料。化工管路設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)中應(yīng)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。

6.提供設(shè)計(jì)條件

設(shè)計(jì)條件是各專業(yè)據(jù)以進(jìn)行具體設(shè)計(jì)工作的依據(jù)，工藝專業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的總體要求，正確貫徹執(zhí)行各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和已經(jīng)確定的設(shè)計(jì)方案，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，認(rèn)真負(fù)責(zé)地編制各專業(yè)的設(shè)計(jì)條件，并確保設(shè)計(jì)條件的完整性和正確性。同時(shí)，向非工藝專業(yè)設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)條件。

設(shè)計(jì)條件的內(nèi)容包括：總圖、運(yùn)輸、土建、外管、非定型設(shè)備、自控、電氣、電訊、采暖通風(fēng)、空調(diào)、給排水、工業(yè)爐等。

7.編制概算書及設(shè)計(jì)文件

（1）工程概算書　應(yīng)根據(jù)《石油化工工程建設(shè)設(shè)計(jì)概算編制辦法》（2007年版）進(jìn)行編制，它是初步設(shè)計(jì)階段編制的車間投資的初步估算結(jié)果，可以作為投資決策和銀行貸款的依據(jù)。概算主要提供了車間建筑、設(shè)備及安裝工程費(fèi)用。

編制概算可以幫助判斷和促進(jìn)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性。經(jīng)濟(jì)考核工作貫穿了整個(gè)設(shè)計(jì)過程。進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段之后，不論是選定的生產(chǎn)方法，還是設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流程，都要反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較，進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)和車間布置設(shè)計(jì)時(shí)也都要仔細(xì)考慮經(jīng)濟(jì)合理性。可以說技術(shù)上的先進(jìn)性是由經(jīng)濟(jì)合理性來體現(xiàn)的，只有設(shè)計(jì)的每一步都在經(jīng)濟(jì)上合理，最后才能做出既經(jīng)濟(jì)節(jié)約又合理可行的概算。

（2）編制設(shè)計(jì)文件　在初步設(shè)計(jì)階段與施工圖設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)工作完成后，都要進(jìn)行設(shè)計(jì)文件的編制。它是設(shè)計(jì)成果的匯總，是進(jìn)行下一步工作的依據(jù)。設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)說明書、附圖（流程圖、布置圖、設(shè)備圖等）和附表（設(shè)備一覽表、材料匯總表等）。對(duì)設(shè)計(jì)文件和圖紙要進(jìn)行認(rèn)真的自校和復(fù)校。對(duì)文字說明部分，要求做到內(nèi)容正確、嚴(yán)謹(jǐn)，重點(diǎn)突出，概念清楚，條理性強(qiáng)，完整易懂；對(duì)設(shè)計(jì)圖紙則要求準(zhǔn)確無誤、整潔清楚、圖面安排合理，考慮到施工、安裝、生產(chǎn)和維修的需要，盡量滿足工藝生產(chǎn)要求。

一般的設(shè)計(jì)工作可按以上程序。但在實(shí)際車間工藝設(shè)計(jì)過程中，這些設(shè)計(jì)工作通常是交叉進(jìn)行的。

六、本課程的內(nèi)容范圍和學(xué)習(xí)要求

化工設(shè)計(jì)是一門綜合性的學(xué)科，是目前高職教育中應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課，近年來逐漸受到重視。它是建立在化學(xué)、化工制圖、化工原理、化工過程及設(shè)備、化學(xué)反應(yīng)工程、化工工藝等專業(yè)課程基礎(chǔ)上的一門綜合性的、內(nèi)容廣泛和工程實(shí)用性強(qiáng)的課程，也是一門可以學(xué)以致用的課程。在設(shè)計(jì)過程中，既要用到基礎(chǔ)知識(shí)，又要用到化工方面的專業(yè)知識(shí)。是基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)密切結(jié)合的產(chǎn)物。

該課程的講授和學(xué)習(xí)，將有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析化工基礎(chǔ)和工程問題的能力，有助于增強(qiáng)學(xué)生的工程概念和解決實(shí)際工程問題的能力，使學(xué)生具備化學(xué)工程師的基本理論素質(zhì)。

本課程將對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的分析和討論。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生初步了解化工生產(chǎn)基本建設(shè)的重要意義、一般程序和有關(guān)設(shè)計(jì)文件，學(xué)習(xí)化工有關(guān)工藝設(shè)計(jì)的基本理論，掌握化工設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和方法，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料，使用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及整理數(shù)據(jù)、提高運(yùn)算和繪圖的能力。同時(shí)，根據(jù)教學(xué)要求，學(xué)生在修完本課程后，能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行一次綜合性的課程設(shè)計(jì)過程，并為以后的工作實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。