《精细化工产品开发与生产》
(四)工业化初步设计
概述:
本训练项目的内容是:在前阶段进行了产品开发的技术调查;提出了产品开发建议;制定了产品开发总体
方案
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;以及进行了实验室小试,基本完成了产品制备工艺条件的研究。在此基础上,我们将要进入精细化工产品工业化生产的初步设计程序。
通过本阶段的训练,使学生们将来毕业后从事精细化工生产企业的工作中,不能只满足于当一名普通的生产操作工,而要成为高级技工、技术员、工程师,要为企业的产品开发、技术改造技术管理作贡献、创效益。以体现个人价值。不但要掌握企业现行产品的生产技术,还要能对其生产工艺进行改进、提高,研究引进和开发新产品。
在化工企业中,化工产品生产车间(或装置)的设计,是化工工艺设计的核心内容。它是由工艺专业与非工艺专业密切协作共同完成的。在化工设计工作中,工艺设计决定了整个设计的的概貌,又是核心的核心,起着组织与协调各个飞非工艺专业互相配合的主导作用。
这一阶段的任务就是:
(1)在教师的引导下,通过对拟定开发的产品项目,开展相关的化工工艺设计,在学习和实训过程中掌握工艺设计的程序和方法;
(2)通过本阶段的学习,带动学生掌握化工工艺
流程
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、化工工艺设备选型的设计原则;
(3)以本实训项目的完成为基础,学生们能独立开展下一学年的毕业设计;
(4)为学生们在今后的工作岗位上开展技术改进和工艺改造工作奠定基础。
1 化工工艺设计
化工工艺设计是化工过程设计的核心,其目的是:确定生产过程的工艺条件和相关设备的一系列过程技术问题,具体的体现施工建厂的总体要求。
化工设计分为两类,一类是过程开发中的概念设计、中试设计、基础设计。另一类是以建厂为目标的工程设计,包含初步设计、技术设计、施工设计三个阶段。基础设计是过程开发的成果形式,在深度上,基础设计与初步设计相当,在
内容上后者比前者广泛。
1.1 过程设计
1.1.1 概念设计
概念设计的基础是小型工艺实验成果或中间实验成果,要进行多次,其目的一是评价过程研究成果,从工程角度想过程研究提出要求,(设计与放大必须的数据与判据,确定过程研究内容的取舍)。二是为经济评价提供依据,展示开发对象的经济前景。
概念设计的主要内容如下:
①过程合成、分析、优化与过程模拟。根据小试、中试成果进行工艺装置流程及生产过程模拟研究,给出优选的工艺条件,单耗指标,各设备的物料、温度、压力参数;②物料流程图。以过程模拟为基础,给出设计对象的物料流程图,为经济评价提供依据。③主要设备模拟。对开发对象的关键反应器进行数学模拟,以评价小试、中试研究成果;对主要设备进行模拟,以确定其形式与尺寸,为经济评价提供依据。④提出经济评价报告。
1.1.2中试设计
中间设计及中试试验是过程开发中过程研究的一个重要环节,其工艺装置介于小型工艺与工业装置之间,是工程开发与研究的基础。
中间试验的主要内容包括:中试的规模、完整性、试验周期、考察范围与深度。
1.1.3基础设计
基础设计是过程开发的成果形式,包括以下内容。
①装置说明:(设计依据、技术来源、生产规模、原辅材料规格、要求、产品规格及环境条件等);②生产工艺流程说明(详细说明生产工艺流程的过程,主要工艺特点、反应原理、操作工艺参数和操作条件、生产周期等);③物料流程图及物料衡算表;④热量衡算结果及设备热负荷。水电气的技术规格;⑤带控制点流程图:(包括:带控制点流程图及控制方案);⑥设备一览表、控制仪表的说明及设备布置图;⑦装置的三废排放点、排放量、主要成分及处理方法,对工业卫生、
安全生产
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的要求;⑧对工程设计的要求;(土建、管道、阀门的材质、安装要求);⑨消耗定额;⑩有关技术资料、物性数据等。
1.2 初步设计
1.2.1可行性研究报告(略)
可行性研究是确立项目的重要依据。其基本任务是:根据国家国民经济长期规划、地区规划和行业规划的要求,对化工建设项目产品的市场需求及预测,技术的先进性、可靠性,资金来源以及深入细致的调查研究。为开发单位提供决策依据;为编制、审批设计任务
书
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提供可靠的依据。
1.2.2 初步设计方案
通过前期的市场调查和预测,确定了开发的产品项目,并进行了相关合成路线、技术资料的查询、检索、比较,又进行了实验室小试实验,对目标产品娥制备工艺条件进行了分析、整理和总结,基本形成了产品制备的工艺文件。
按化工工艺设计开发的要求,还需先进行模拟工业生产条件,进行适当规模的中间试验,从而提出项目开发的可行性报告(出于条件的限制,这一程序省略了)。
在中试完成后,一般说来就进入了产品工业化生产的实质性设计阶段,即传遍设计阶段。顾名思义,初步设计就是工业化生产设计的初步阶段。其后还有许多工作要做。(例如:车间厂房的土建工程、设备的采购安装、管路布置、控制仪表的装配、水、点、气等公用配套工程、原辅材料的采购供应等等……)。
目前,我们要完成的就是产品开发与生产的“初步设计”任务,首先是制定“初步设计方案”。
2初步设计方案的编制
设计准备工作
2.1.1熟悉设计任务书,全面领会设计说明书提出的要求;
2.1.2收集工艺技术资料(文献、小试、中试等相关原始数据、工艺控制条件、原料、中间体、产品等物料的物性数据等),对产品制备的工艺路线、合成原理、化学单元反应、化工单元操作、工艺流程(框图)以及重点设备等资料进行归纳,并加以整理。
2.2 方案设计
2.2.1设计规模(按设计任务书定)
2.2.2生产方法的确定:根据小试、中试报告资料,编写产品综述(撰写提纲)
2.3 工艺流程设计
2.3.1生产原料及合成反应原理(原材料名称、配比、投料量,物性数据表、反应式等)。
2.3.2工艺操作过程(化学单元反应、化工单元操作过程的文字叙述)。
2.3.3绘制工艺流程图
2.3.4化工计算(物料衡算、能量衡算)
2.3.5绘制物料流程图(带物料框的工艺流程图)
2.3.6绘制带控制点的工艺流程图(温度、压力、检验、检测等控制点)
2.3.7设备计算与选型(设备的材质、规格、型式、搅拌、转速等)
2.3.8化工管路设计
2.3.9安全生产与三废治理方案(相关物料的毒性、腐蚀性、燃、爆性及防护措施,三废名称、产生和排放点、排放量以及处理方法方案等)
2.3.10操作工时、生产周期、人员配置
2.3.11工程投资概算(原辅料消耗、公用工程、动力、能源消耗、设备、土建、劳动工资等等)
3撰写设计说明书(设计说明书撰写要求及提纲)
浙公网安备 33021202002483