表1-8工艺流程图中图线的画法图线宽度，mm类别0.9~1.20.5~0.70.150.3辅助物料管道其他带控制点工艺流程图主物料管道其他辅助物料督道系统图辅助物料管道总管支睿（-）方框流程图和生产工艺流程草图为便于进行物料衡算、能量衡算及有关设备的工艺计算，在设计的最初阶段，首先要绘制方框流程图，定性地标出物料由原料转化为产品的过程、流向以及所采用的各种化工过程及设备。工艺流程草（简）图是一个半图解式的工艺流程图，为方框流程图的一种变体或深人，带有示意的性质，仅供工艺计算时使用，不列人设计文件。（二)工艺物料流程图在完成物料计算后便可绘制工艺物料流程图，它是以图形与表格相结合的形式来表达物料计算结果，使设计流程定量化，为初步设计阶段的主要设计成品，其作用如下：①作为下步设计的依据；④为接受审查提供资料；可供日后操作参考。物料流程图中的设备应采用标准规定的设备图形符号表示，不必严格按比例绘制，但图上需标注设备的位号及名称，设备位号的第一节字母是设备代号，其后是设备编号，一般由三位数字组成，第1位数字是设备所在的工段（或车间）代号，第2、3位数字是设备的顺序编号。例如设备位号T218衣示第二车间（或工段）的第18号塔器。物料流程图中需附上物料平衡表，包括物料代号、物料名称、组成、流量（质量流量和摩尔流量）等。有时还列出物料的某些参数，如温度、密度、压力、状态、来源或去向等。（三）带控制点的工艺流程图在设备设计结束、控制方案确定之后，便可绘制带控制点的工艺流程图（此后，在进行车间布置的设计过程中，可能会对流程图作一些修改）。图中应包括如下内容。1.物料流程物料流程包括：①设备示意图，其大致依设备外形尺寸比例画出，标明设备的主要管口，适当考虑设备合理的相对位置；②设备流程号：③物料及动力（水、汽、真空、压缩机、冷冻盐水等）管线及流向箭头；①管线上的主要阀门、设备及管道的必要附件，如冷凝水排除器、管道过滤器、阻火器等：①必要的计量、控制仪表，如流量计、液位计、压力表、真空表及其他测量仪表等；③简要的文字注释，如冷却水、加热蒸汽来源、热水及半成品去向等。2.图例图例是将物料流程图中画的有关管线、阀门、设备附件、计量一控制仪表等图形用文字7
予以说明。3.图签图签是写出图名、设计单位、设计人员、制图人员、审核人员（签名）、图纸比例尺、图号等项内容的一份表格，其位置在流程图的右下角：带控制点的工艺流程图一般是由工艺专业和自控专业人员合作绘制出来的。作为课程设计只要求能标绘出测量点位置即可。附录二所示流程示例，是在带控制点的工艺流程图基础上经适当简化后绘出的。三、工艺流程设计的基本原则工程设计本身存在一个多目标优化问题，同时又是政策性很强的工作，设计人员必须有优化意识，必须严格遵守国家的有关政策、法律规定及行业规范，特别是国家的工业经济法规、环境保护法规、安全法规等。一般说，设计者应遵守如下一些基本原则。1.技术的先进性和可靠性掌握先进的设计工具和方法，尽量采用当前的先进技术，实现生产装置的优化集成，使其具有较强的市场竞争能力。同时，对所采用的新技术要进行充分的论证，以保证设计的科学性和可靠性。2.装置系统的经济性在各种可采用方案的分析比较中，技术经济评价指标往往是关键要素之一，以求得以最小的投资获得最大的经济效益。3.可持续及清洁生产树立可持续及清洁生产意识，在所选定的方案中，应尽可能利用生产装置产生的废弃物，减少废弃物的排放，乃至达到废弃物的“零排放”，实现“绿色生产工艺”。4.过程的安全性在设计中要充分考虑到各个生产环节可能出现的危险事故（燃烧、爆炸、毒物排放等），采取有效安全措施，确保生产装置的可靠运行及人员健康和人身安全。5.过程的可操作性及可控制性生产装置应便于稳定可靠操作。当生产负荷或一些操作参数在一定范围内波动时，应能有效快速进行调节控制。6.行业性法规例如，药品生产装置的设计，要符合“药品生产及质量管理规范”（即GMP)。第三节主体设备设计条件图主体设备是指在每个单元操作中处于核心地位的关键设备，如传热中的换热器，蒸发中的蒸发器，蒸馏和吸收中的塔设备（板式塔和填料塔），干燥中的干燥器等。一般，主体设备在不同单元操作中是不相同的，即使同一设备在不同单元操作中其作用也不相同，如某一设备在某个单元操作中为主体设备，而在另一单元操作中则可变为辅助设备。例如，换热器在传热中为主体设备，而在精馏或干燥操作中就变为辅助设备。泵、压缩机等也有类似情况。主体设备设计条件图是将设备的结构设计和工艺尺寸的计算结果用一张总图表示出来。通常由负责工艺的人员完成，它是进行装置施工图设计的依据。图面上应包括如下内容。:8
（1)设备图形指主要尺寸（外形尺寸、结构尺寸、连接尺寸）、接管、人孔等。（2)技术特性指装置设计和制造检验的主要性能参数。通常包括设计压力、设计温度、工作压力、工作温度、介质名称、腐蚀裕度、焊缝系数、容器类别（指压力等级，分为类外一类、二类、三类四个等级）及装置的尺度（如罐类为全容积、换热器类为换热面积等）。（3）管接口表注明各管口的符号、公称尺寸、连接尺寸、用途等。(4)设备组成一览表注明组成设备的各部件的名称等。本书附录三示例主体设备设计条件图的主要内容。应予指出，以上设计全过程统称为设备的工艺设计。完整的设备设计，应在上述工艺设计基础上再进行机械强度设计，最后提供可供加工制造的施工图。这一环节在高等院校的教学中，属于化工机械专业的专业课程，在设计部门则属于机械设计组的职责。由于时间所限，本课程设计仅要求提供初步设计阶段的带控制点的工艺流程图和主体设备的设计条件图。第四节化工过程技术经济评价的基本概念在化学和制药、轻工食品工业中，为达到同一工程的目的，可以采取多种方案和手段。不同的技术方案往往各具独特的技术、经济或其他特性。为了从这些可供选择的众多工艺方案中选取技术上先进合理、经济上有充分的市场条件，具有旺盛竞争生命力的方案，就需要把这些方案进行技术上和经济上的综合研究、分析、比较，即进行技术经济评价。技术经济评价是化工规划、设计、施工.和生产管理中的重要手段和方法，经过反复修改和多次重新评价，最终可确定最佳的方案，达到化工过程最优化的目的。一、技术评价指标评价一个化工过程技术的可行性、先进性和可靠性，主要根据如下几项指标：①产品的质量和销路；②原料的质量、价格、加工难易、运输性能及供应的可靠性；③原料的消耗定额（产品的回收率）；④能量消耗定额和品位；③过程设备的总数目和总质量，工艺过程在技术上的复杂性，操作控制的难易程度等；①劳动生产率；②环境保护及生产的安全性。二、经济评价指标所谓经济评价，是指在开发投资项目的技术方案中，用技术经济观点和方法来评价技术方案的优劣，它是技术评价的继续和确认。一般经济评价包括如下项日：①基本建设投资额；②化工产品的成本；③投资的回收期或还本期；经济效益一利润和利润率；①其他经济学指标。建设投资和产品成本起进行设计方案经济分析、评价与优化的重点和基础。化工过程优化方案在经济方面的目标函数不外是基建投资、生产成本或由这二者确定的利润额。投:9
资与成本估算也是设计工作的一个重要组成部分。三、工程项目投资估算投资是指建设一套生产装置、使之投人生产并能持续正常运行所需的总资金额。项目建设总投资通常有基本建设投资、生产经营所需流动资金以及建设期贷款利息三部分构成。投资构成情况如表1-9所示。表1-9投资构成情况建筑工程一厂房，建筑，上下水道，采暖通风，工业管道，电力照明等工程工艺设备机器，设备，工器具等的购置费基本建设投资安装工程包括生产、动力、起重、运输、传动等设备的装配和安装工程其他费用包括建设单位管理费，税金，干部培训费，七地征购费，施工单位迁移费等不可预见费—费用合计的3%~5%企业进行生产和经营活动所必需的资金，包括储备资金，生产资金，成品资金和结算及货币资流动资金金四部分贷款利息建设投资的贷款在建设期的利息计入成本，以资金化利息进人总投资(一)基本建设投资的估算国内基本建设投资的计算，根据设计阶段的不同分为估算（初步设计前的阶段可行性研究的依据）、概算（初步设计阶段，国家投资最高限额）和预算（施工图阶段）。国家计委要求投资估算和概算的出入不大于10%，因此估算数据要比较精确。投资的估算有多种方法。目前国内外最常用的化工投资因子法，化工范围内组织试行的设计概算法（逐项估算法）、比例法及生产规模指数法等。下面简要介绍前两种估算法。1.化工投资因子估算法该法是以工艺流程中所有设备的购置费总和为基础，根据化工厂的加工类型，从表1-10中选取适当的Lang乘数因子，快速估算出固定投资或企业的总投资。表1-10Lang乘数因子闪子数值化工加工类型基本建设投资（固定资金）总投资周体物料3.94.6固体与流体4.14.9流体物料4.85.7用因子法估算投资的步骤是：①按照已确定的工艺流程图，根据工艺计算，确定所有过程设备的类型、尺寸、材质、操作温度与压力等参数，列出设备清单；②利用设备价目图表或估算式子求取每台设备的购置费，综合求出整个生产装置设备的总费用；③由表1-10查取合适的Lang囚子数值，便可算出投资额。2.设计概算法（逐项估算法）原中国化学工业部规划部门于1988专门制定了《化工项目可行性研究投资估算暂行办10
法》（以下简称暂行办法）。此办法规定：项目建设总投资是指拟建项目从筹建起到建筑、安装工程完成及试车投产的全过程。它是由单项工程综合估算和工程建设其他费用项目估算和预备费二部分构成。单项工程综合估算是指把工程分解为若干个单项工程进行估算，汇总所有单项工程估算所得到的结果，它包括主要生产项目、辅助生产项目、公用工程项目、服务性工程项目、生活福利设施及厂外工程项目等。工程项目其他费用是指未包括在单项工程项目估算内，但与整个建设项目有关，并且按国家规定可在建设项目投资支出的费用。其中包括土地购置及租赁费、迁移及赔偿费、建设单位管理费、交通工具购置费、临时工程设施费等。预备费是指一切不能预见的有关工程费用。对于化工厂、石油炼制厂或石油化工厂，投资项目的估算内容如表1-11所示。使用这种投资估算法不但过程十分清晰，而且便于分析整个基本建设的主要开支项目，从而对新建一个化工企业在投资方面建立一个完整的概念和轮廊。但需注意各个部分的比例可随投资项月类型、规模、时间和地区而作调整。表1-11化工厂投资项目逐项估算表序号项目材料费劳务费1猪褚槽、储罐类AA的10%2各种塔器（现场制造）BB的30%~35%3各种塔器（订货、外加工）cC的10%~15%4热交换器DD的10%5泵、压缩机及其他机器EE的10%6仪器仪表FF的10%7关键设备（A至F的总和）G4保温、隔热工程H=(0.05 ~0.1)GH的150%9输送物料设施[= (0.40 ~ 0.50) G1的100%10基础工程J=(0.03~0.05)G1的150%11建筑物K=0.04GK的70%12结构物（框架等）L=0.04GL的20%13防火设施M = (0.005 0.001)GM的500%~800%14供配电N=(0.03~0.06)CN的150%15防腐、防锈、清洗0=(0.005~0.01)G0的500%~800%16材料费和劳务费两相总和（安装费）P17待殊设备的安装费Q18P和Q的两项总和（过程设备安装费）R19经常管理费R的30%20总的安装费R的130%21工程费R 的 13%22不可顶见费（预备费）R的13%23界区内总投资R的156%江：①对于化工设备，材料费即购置费。②特殊设备即不常用的设备或机械（如球磨机等），③安装费中包括了设备购置费。①“界区“是指按生产流程划分的工艺界区范围，并不包括一些辅助工程（如公共罐区、工厂围墙、产品发运设施等）公共服务及福利设施的投资