化工设计的主要内容和过程.docx

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化工设计的主要内容和过程

化工设计的主要内容和过程

1化工设计主要过程概述

典型的石油化工工程建设项目一般包括项目前期、工程设计、设备材料采购、施工建设、投料试车等阶段。

对于工程建设项目所需的工艺技术，应在项目可行性研究报告批准前完成技术比选工作，并在工程设计开展前，以工艺设计包的书面形式固定下来，作为工程设计的输入。

工程公司在各阶段的工作内容简介如下。

（1）项目前期（工程研究阶段）

①项目预可行性研究着重研究项目建设的必要性、与国家产业政策的符合性及主要建设条件是否具备，并在初步调研工艺技术来源的基础上，进行工艺技术方案的初步比选，确定工程技术方案的初步规划，估算项目建设的投资与经济效益，提出项目预可行性研究报告（或项目建议书）。

②项目可行性研究项目预可行性研究报告（或项目建议书）得到企业主管部门批准后，以项目预可行性研究报告（或项目建议书）及其批准文件为依据，开展项目可行性研究工作，着重研究项目建设的技术可行性与经济可行性，包括：

a.进行充分的市场调研与分析，预测市场的走向，明确产品的目标市场；b.在工艺技术询比价的基础上，进行工艺技术方案的比选，明确工程技术方案，估算项目所需资源的配置与消耗，估算项目建设的投资与技术经济效益；c.分析项目的风险及其对国民经济、社会的影响；d.提出项目可行性研究报告。

③编制项目申请报告对于列入需要国家或省级地方政府核准备案项目目录的建设项目，还应按国家与省级地方政府的有关规定，编制项目申请报告，着重阐明项目建设与国家及地方产业政策的符合性、对自然资源与环境的影响、对国民经济与社会的影响。

④工艺技术询价对于采用现有工艺技术的建设项目，编制工艺技术（包括工艺技术及其许可、工艺设计包）询价文件，并积极参与工艺技术的询比价工作。

⑤工艺设计包开发对于需要自行开发的工艺技术，应在充分调研的基础上进行技术路线的比选，结合自身现有资源和潜在用户的需求，选择安全可靠、环境友好、资源消耗少并利于推广的工艺路线，作为开发自主知识产权工艺设计包的技术路线，联合学术研究单位、生产企业、关键设备制造厂，完成

所需工艺技术的研究与开发，并以工艺设计包的形式固定下来，作为工程设计的输入。

⑥过程安全风险评估在项目前期阶段，应适时开展建设项目初步过程安全风险评估（PHA）工作，搜集危险化学品的安全与职业卫生相关数据，初步识别过程风险，采用本质安全设计策略，提出风险控制措施，编制过程风险管理计划，作为工程设计的指导和依据。

在工艺设计包开发阶段，应在PHA的基础上，进一步开展装置危险性与可操作性评估（HAZOP）及安全完整性

（SIL）评估，作为工艺设计包工艺流程完善与安全联锁系统的设计依据。

（2）工程设计

工程设计一般分为基础工程设计与详细工程设计两个阶段，并适时进行设计安全评估。

对于由三套及以上工艺生产装置组成的大型工程建设项目，应开展总体设计，并在基础工程设计阶段开展工厂基础工程设计。

①总体设计对于由三套及以上工艺生产装置组成的大型工程建设项目，应依据批准的可行性研究报告及其批准文件，开展总体设计。

在总体设计阶段，应确定建设项目的工程设计标准、原则与技术条件；在初步确定各单项工程内容范围、建设方案、配套公用工程及工程建设投资估算的基础上，优化工厂总平面布置，优化公用工程系统的设计方案，提高投资效益；明确对建设项目总工艺流程、总平面布置、总定员、总进度和总投资的控制目标。

总体设计文件经企业主管部门审核批准后，可以作为开展工厂基础工程设计的依据。

②基础工程设计应依据批准的可行性研究报告或总体设计文件，以及工艺设计包和建设单位工程建设条件等设计基础资料进行，提出全面、详细的工程实施技术方案与准确的投资概算，供建设单位进行审查、物资采购准备和施工建设准备，并完成供政府主管部门审查的设计专篇。

在此期间，应及时进行过程安全评估（包括HAZOP审查与SIL分析等），保证装置设计的安全可靠。

对于由三套及以上工艺生产装置组成的大型工厂建设项目，尚需在单个工艺生产装置基础工程设计的基础上，对全厂进行物料平衡、燃料平衡和能量平衡核算，开展全厂总图与运输、公用工程配套、全厂性储运、仓库与维修、中心控制室、中心化验室、行政生活设施，以及项目范围内厂外设施（如码头、铁路、供电、厂外管道等）等各项建设内容的基础工程设计工作，并提出全厂统一的设计专篇，以确保设计内容的完整性、协调性和系统性，称为工厂基础工程设计。

③详细工程设计应依据批准的基础工程设计及建设单位工程建设条件进行，进一步细化落实基础工程设计提出的工程实施方案，提交的文件包括与设备的采购制造、施工建设、装置投产运行有关的所有图纸、表格和文字说明。

在此期间，应对装置中在基础工程设计阶段因信息缺乏而未做过程安全评估的部分（比如大型机组等成套设备），以及对基础工程设计的重大变更部分进行补充评估，并关闭所有设计安全评估的意见与建议。

（3）设备与材料采购

依据详细工程设计过程中提交的材料表和数据表，编制材料与设备的询价文件，通过招投标、供货商设计文件催交与审查、货物的催交、检验、验收、入库等一系列过程，完成采购工作。

（4）施工建设

由施工单位依据详细工程设计过程中提交的施工图纸、材料表、供货商图纸等，进行施工建设与设备的单机试车，并经建设单位组织的施工质量审查和施工单位的确认后，施工单位将建设完成的装置交付建设单位（即“中交”）。

（5）投料试车

“中交”后，建设单位在工艺技术提供方的指导下按操作程序向装置投入生产原料进行试生产，稳定运行后进行装置的性能考核。

通过性能考核的装置还需通过建设单位与政府相关部门组织的竣工验收后可进入商业运行状态。

至此，完成了整个项目的工程建设过程。

典型石油化工建设项目各主要阶段的关系如图2-1所示。

本章简要介绍工程建设项目中，项目前期与工程设计阶段工艺工程师的主要工作内容，设计条件交接和会签，以及常用设计工具等。

2项目前期阶段

2.1预可行性研究阶段工艺专业的主要工作内容

2.1.1预可行性研究的目的

（1）项目的利益相关者

在化工建设项目的前期阶段，主要利益相关者包括投资者和政府。

（2）利益相关者关心的问题

①经济效益投入的钱能不能收回？

投资什么项目能得到更多的收益？

投资的风险有多大？

这些当然是投资者最关心的问题。

②宏观经济影响一个项目的建设必然会对宏观经济带来一定的影响，究竟这种影响有多大？

从长远和广泛的意义来看对宏观经济究竟是利大于弊还是弊大于利？

是否符合国家政策？

这些问题是政府部门关心的问题。

③健康、环境与安全企业的发展应树立和落实科学发展观，创造和谐社会。

经济发展需与人口、资源、环境相协调，不断保护和增强发展的可持续性，不应进行掠夺式的开发，不应给社会环境、公众安全带来危害，企业必须承担相应的社会责任。

政府部门需对这些问题进行考察与监管。

在未把这些问题考虑清楚之前，投资者一般不会贸然投资，政府也不会轻易批准。

（3）预可行性研究的目的

经过投资机会研究，项目业主认为某工程项目的设想具有一定的生命力，但尚未掌握足够的数据去进行详细的可行性研究，或对项目的经济性有怀疑，尚不能确定项目的取舍。

为了避免花费过多或费时太长，以较少的费用、较短的时间得出结论，有时还需对某些关键性的问题进行辅助研究。

预可行性研究是指在机会研究的基础上，对项目方案进行的进一步技术经

济论证，为项目是否可行进行的初步判断。

这种研究的主要目的是判断项目是否值得投入更多的人力和资金进行进一步深入研究；判断项目的设想是否有生命力，并据以做出是否进行投资的初步决定；确定是否需要通过市场分析、科学实验、工业试验等功能研究或辅助研究。

2.1.2预可行性研究的内容

预可行性研究与可行性研究的内容基本相同，只是由于一时条件不具备，对其深度与精确度的要求有所不同。

因此两者的目标、功能定位、论证内容、侧重点有些许差异。

（1）项目目标及功能定位

①效益目标定位避免误导投资者产生过高期望的盲目乐观或缺乏投资信心的盲目悲观。

②投资规模定位考察多方面因素，确定合理、适当的投资规模。

③项目市场定位考察产品销售市场、服务对象及原材料、能源供应条件，决定着产品的设计方案、生产规模、质量档次等内容。

④项目功能定位决定着项目的基本框架及其他各个方面。

（2）项目方案初步论证

预可行性研究介于机会研究和可行性研究的中间阶段，方案初步论证的重点是市场分析并对项目建议方案进行初步评价，主要从宏观上考察项目建设的必要性和主要建设条件是否具备。

通过研究明确两方面的问题：

一是项目构成，包括产品方案、生产规模、原料来源、工艺路线、设备选型、厂址比较和建设进度；二是比较粗略地估算经济指标，进行财务及经济评价，采用快速评价法进行社会评价。

研究重点包括：

①项目是否符合国家产业政策和生产力布局；

②产品市场销售前景；

③厂址环境；

④工艺方案比较；

⑤企业组织和人力资源；

⑥预算和进度安排。

（3）辅助研究

辅助研究又称专题研究，主要针对某些模糊不清而又关系重大的特定问题进行研究，包括产品市场研究、原材料供应研究、工艺技术方案研究、试验、

厂址比选研究、规模经济研究、设备选择研究、环境影响评价等。

（4）预可行性研究报告的格式

预可行性研究报告的格式与内容基本上按照可行性研究报告的要求，一般含有以下篇章。

一、总论

二、需求预测

三、产品方案和生产规模四、工艺技术方案

五、原材料、燃料和动力供应六、建厂条件和初步厂址方案七、公用工程和辅助设施方案八、环境保护和劳动安全卫生九、工厂组织和定员

十、项目实施计划

十一、投资估算和资金筹措方案

十二、财务、经济评价及社会效益评价十三、结论与建议

有关详细内容可见《中国石油化工集团公司石油化工项目可行性研究报告编制规定》（2005）154号文件。

2.1.3预可行性研究阶段工艺专业的主要工作

承担编制预可行性研究报告的咨询机构必须客观、公正，对报告的质量负责。

预可行性研究报告应如实反映研究过程中出现的主要不同意见，不应有虚假说明、误导性陈述和重大遗漏。

（1）充分了解项目特点和委托内容

充分了解项目特点和委托内容是开展工作的基础，也是提高工作效率的重要方面。

（2）收集资料

在充分了解项目特点和委托内容的基础上有的放矢地开展收集资料工作。

为了完成一个项目，通常需要收集很多资料，其中工艺专业必须得到的资料

有：

①项目范围；

②产品方案或原料方案；

③国家产业政策；

④原辅材料供应状况；

⑤国内外工艺技术路线的特点、主要技术经济指标；

⑥主要工艺设备的特点及是否需要引进；

⑦不同工艺路线的“三废”排放情况和安全卫生情况；

⑧总图储运条件；

⑨公用工程供应及界外配套条件；

⑩建设地点的气象、水文、地质资料。

（3）工艺专业的主要工作

①根据业主要求确定项目工程范围和特点，编制工艺专业设计统一规定，开展工艺设计工作。

若为总体设计单位，还应编制总体设计统一规定中的工艺专业内容。

②根据需要参加或组织大型工程项目的总体规划设计或总体设计。

③根据国家产业政策和产品方案、原料来源与方案对工艺技术进行比选，提出推荐工艺技术。

在这一阶段，推荐技术可以不止一个。

④根据所掌握的技术经济指标估算原辅材料和公用工程规格、用量，向各专业提出设计条件。

有条件时应进行初步的P&ID设计和物料平衡及热量平衡计算，以得到较准确的数字。

⑤列出主要设备一览表，研究主要设备特点，提出国内外专家的初步意见。

⑥进行装置或车间的设备规划布置，提出装置的占地面积要求和建筑、结构要求。

⑦根据工艺特点分析装置的危险性，并提出相应的防范对策。

⑧提出定员要求。

⑨对与工艺专业有关的报价资料进行技术评价。

⑩参加技术交流和合同谈判中与工艺有关的设计基础确定及技术评价工作，提出工艺部分的投资估算条件。

2.2可行