化工工程设计新思路

孔凡华 ,杨清妹 ,解龙

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摘要：在化工工程建设中，工程设计是一个非常关键的步骤，它是一个非常关键的步骤，它是一个非常重要的先决条件。所以，在化工项目的设计阶段，安全性是非常重要的。本文以化工工程设计的基本内涵为出发点，与安全问题的设计理念相结合，以可能出现的安全问题为依据，提出了有针对性的设计新思路，以此为基础，可以有效地促进化工行业的健康发展。

关键词：化工工程化工设计工艺流程设计

一、化工设计

（一）化工设计的概念和类型

1.化工设计的概念

设计就是将某种计划和设想以视觉的方式表达出来的一种行为过程。化工设计指的是以某一种化工反应或过程为基础，设计出一种生产流程，并对该流程的合理性、先进性、可靠性和经济可行性进行分析，然后按照工艺流程和条件，选择适合的生产设备、管道及仪表等，对工厂进行合理的布置，以达到生产的要求，最后完成工厂建设和投产的整个过程。化工设计是一项创造性的工作，化工设计可以分为过程设计与非过程设计两个部分。在化工工程中，工艺方案是非常重要的一环，它决定着化工工程的总体方案。非工艺设计是指在工艺设计的基础上，根据各个专业的需要而进行的一种设计。

2.化工设计包括三种设计类型

新厂房的设计；旧厂房的改造、扩建；部分厂房建筑的设计。每一种化工设计都可以被划分成两种类型，一种是以工厂为单位，另一种是以车间为单位。在工厂的化工设计中，具体内容有：厂址选择、总图设计、化工工艺设计、非工艺设计、技术经济等各项设计工作。在化工工艺设计中，具体包括了以下几个方面：对生产方法的选择、生产工艺流程的设计、工艺计算、设备选型、车间布置设计、管道布置设计、为非工艺专业提供设计条件、编制设计文件和概算等。

（二）化工设计的分类

1.根据项目性质分类

（1）新建项目设计

新工程的设计，主要包括新产品的设计、新工艺、新技术的设计。在这种情况下，通常是由研发机构先进行基本设计，再由研发机构结合厂区的具体条件，再由研发机构进行初步设计。

（2）重复建设项目设计

因为市场的需求，或是因为设备的老化，一些产品需要重新建一个生产装置。因为新建厂的特定条件跟原来的工厂不一样，所以即便产品的规模、规格及工艺都是一样的，也必须由工程设计部门来完成。

（3）已有装置的改造设计

对现有企业进行的技术改造，主要包括去除制约企业产能与质量的“瓶颈”、优化流程运行控制、提升能源综合利用以及对部分企业进行技术与装备的升级改造。此类设计一般是在制造单位内部进行，而一些具有较高技术含量的大型设备，则可将其委托给工程设计机构。

2.根据化工过程开发程序分类

(1)概念设计。在完成了基本研究之后，再进行初步的方案设计。概念设计指的是从工程的角度，根据未来的生产规模，对其展开的一种假设设计，具体内容有：过程综合、分析和优化，得出最佳的工艺流程，并给出材料流程图。对整个系统进行物质平衡、热量平衡和过程装置的计算，并对过程的运行条件和主要装置的构成和材料进行分析；对工艺参数进行敏感性及产品安全评价，制定出有效的三废治理方案；对设备的投资和生产成本进行了评价。

(2)中试设计。从现代科技发展的角度看，“中间试验”的目标是对“模型”与“资料”的检验，对“中间试验”的某些成果与设想进行“中间试验”的检验。

(3)基础设计。基础设计不仅包含了普通的工艺条件，它还包含了很多的化工工程方面的数据，尤其是反应工程方面的数据，并将这些数据用于设计计算得到的结果。

3.化工设计的特点

化工工程设计具有较强的政策性，技术性，经济性，综合性，创造性，并受到多方面因素的制约。

二、化工工程设计的现状

在我国，化工设计行业的企业服务功能已经从简单的工程设计，扩展到了为工程建设项目的勘察设计、采购、施工、调试等提供全过程服务的工程总承包和项目管理。同时，其服务领域也从简单的工程技术服务，扩展到了 BOT、 BOOT等生产经营管理服务。化工设计是一个以服务于化工领域为主的行业，在近几年化工行业景气度提升、化工行业固定资产投资增长的背景下，主要工程公司/设计院的工程业绩都很好，企业的资质能力也在持续提升，整体化工设计行业销售收入规模也在持续增长。在市场经济条件下，中小化工设计单位转变为工程公司是关系到企业生存和发展的重大问题。

三、化工工程设计

（一）生产方法和工艺流程

1.工艺流程选择的原则

（1）先进性先进性是指在化工设计过程中技术上的先进程度和经济上的合理可行。

（2）可靠性可靠性主要是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。

（3）合理性合理性是指在进行化工厂设计时，应该结合我国的国情，从实际情况出发，考虑各种问题，即宏观上的合理性。

2.生产方法和工艺流程确定的步骤

（1）材料搜集与项目调研（2）生产设备类型与制造厂商调研（3）对调研结果进行全面分析对比

（二）工艺流程设计

1.一个典型的工艺流程

2.工艺流程设计的任务

工艺设计的主要内容有两个：一是在工艺路线中，确定每一个工艺路线的具体内容、次序和组合模式，以实现从原材料到成品的目标。二是制取工艺流程图，需要将原材料在生产过程中，从各单位的操作过程中，产生的物质、能量、流动、使用的化工工艺、设备等，以图形的方式表达出来，并将化工管线流程、测量控制流程等都用图形的方式表达出来。

设计目的：使所设计的流程达到高质量，高产量，低消耗，安全生产。

3.工艺流程设计方法

（1）先判断是成熟工艺还是待开发工艺，如果是成熟工艺可以参考借鉴已有装置或局部采用新技术新工艺，若为待开发工艺则应按照概念设计、中试、基础设计、工程设计的顺序进行设计。

（2）工艺流程：原料与处理过程、反应过程、产物处理过程。

四、结语

随着国内市场经济的持续发展，国民经济的发展水平也在持续提升，化工行业的固定资产投资也在稳步增长，在今后，化工设计行业在我国国民经济中的市场地位将会越来越高，与此同时，国内的西部大开发等区域战略的实施也将会推动未来国内的化工工业投资需求，因此，该行业的发展前景十分光明。我国的化工工业也在经历着激烈的市场竞争。在化工工程项目造价管理中，尤其是在成本控制的方法方面，从理论上和方法上，借鉴国内外已有的成果，系统地分析化工工程成本控制的方法，对业主，即投资方，能够降低化工工程的投资，这将是未来化工设计的主要研究方向。随着科技的发展，化工工程的发展，化工工程的设计将在今后的发展中取得更大的成就。

参考文献

[1]朱葛中.关于化工工艺设计的几点看法及建议[J].中国新技术新产品.2019（09）.

[2]赵志强.21世纪化工过程开发与设计的新发展[J].黑龙江科技信息.2019（05）.