附录1 全国大学生化工设计竞赛设计任务书和毕业设计题目
1.1 第十三届全国大学生化工设计竞赛设计任务书
我国经济发展进入新常态,作为立国之本、兴国之器、强国之基的制造业发展面临新挑战。尤其是对于化学工业这一传统制造业,资源和环境约束不断强化,主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放发展模式已经难以为继,唯有遵循《中国制造2025》指出的方针,坚持绿色发展,以创新驱动,加强节能环保技术、工艺、装备推广应用,全面推行清洁生产,发展循环经济,提高资源回收利用效率,构建绿色制造体系,走生态文明的发展道路,才能实现我国化学工业的转型升级,为所有其他产业的进步、为我国的科技、经济和社会发展提供必需的物质基础。
醋酸乙烯酯是年消费量数百万吨的大宗化学品,在我国亦有超过55年的生产历史,现有生产技术成熟稳定,同时也意味着在先进技术的应用方面具有较大的提升空间。
作为中国化工科技界将来的基础和栋梁,我们化工学子应该积极关注我国化学工业发展进程中的重点需求,综合运用所学的现代化学工程技术,敢于创新,探索先进的“中国制造2025”技术方案。
1.1.1 设计题目
为某大型化工企业设计一座醋酸乙烯酯生产分厂或为现有的醋酸乙烯酯生产分厂设计技术改造方案。相对现有生产装置的技术水平。要求技术提升达到《中国制造2025》中提出的绿色发展2020年指标。
1.1.2 设计基础条件
(1)原料
原料类型及原料规格由参赛队根据资源调研结果自行确定。
(2)产品
产品结构及其技术规格由参赛队根据本队的市场规划自行拟订。
(3)生产规模
生产规模由参赛队根据本队的资源规划和市场规划以及国家的有关政策自行确定。
(4)安全要求
在设计中坚决贯彻安全第一的指导思想,从提高装置的本质安全性出发,尽量采用新的安全技术和安全设计方法。
(5)环境要求
尽量采取可行的清洁生产技术,从本质上减少对环境的不利影响,并对可能造成环境污染的副产物提出合理的处理方案。
(6)公用工程
与总厂公用工程系统集成。
1.1.3 工作内容及要求
1.项目可行性论证
(1)建设意义
(2)建设规模
(3)技术方案
(4)与总厂或园区的系统集成方案
(5)厂址选择
(6)与社会及环境的和谐发展(包括安全、环保和资源利用)
(7)技术经济分析(包括落实《中国制造2025》中提出的绿色发展2020年指标的情况)
2.工艺流程设计
(1)工艺方案选择及论证
(2)安全生产的保障措施
(3)先进单元过程技术的应用
(4)集成与节能技术的应用
(5)工艺流程计算机仿真设计
(6)绘制物料流程图和带控制点工艺流程图
(7)编制物料及热量平衡计算书
3.设备选型及典型设备设计
(1)典型非标设备——反应器和塔器的工艺设计,编制计算说明书
(2)典型标准设备——换热器的工艺选型设计,编制计算说明书
(3)其他重要设备的工艺设计及选型说明
(4)编制设备一览表
4.车间设备布置设计
选择至少一个主要工艺车间,进行车间布置设计。
(1)车间布置设计
(2)车间主要工艺管道配管设计
(3)绘制车间平面布置图
(4)绘制车间立面布置图
(5)运用三维工厂设计工具软件进行车间布置和主要工艺管道的配管设计
5.装置总体布置设计
(1)对主要工艺车间、辅助车间、原料及产品储存区、中心控制室、分析化验室、行政管理及生活等辅助用房、设备检修区、三废处理区、安全生产设施、厂区内部道路等进行合理的布置,并对方案进行必要的说明。
(2)装置布置设计
(3)绘制装置平面布置总图
(4)运用三维工厂设计工具软件进行工厂布置设计
6.经济分析与评价基础数据
根据调研获得的经济数据(可以参考以下价格数据)对设计方案进行经济分析与评价。
(1)304不锈钢设备:18 000元/吨
(2)中低压(≤4 MPa)碳钢设备:6 000元/吨
(3)高压碳钢设备价格:90 00元/吨
(4)其他特殊不锈钢按市场调研数据定价
(5)低压蒸汽(0.8 MPa):200元/吨
(6)中压蒸汽(4 MPa):240元/吨
(7)电:0.75元/千瓦时
(8)工艺软水:10元/吨
(9)冷却水:1.0元/吨
(10)污水处理费:5.0元/吨(COD＜500)
(11)人工平均成本:10 000元/月·人(包括五险一金)
7.参赛作品应提交的材料
(1)必须提交的基本材料
①项目可行性报告(篇幅控制在50页以内)
②初步设计说明书(包括设备一览表、物料平衡表等各种相关表格)
③典型设备(标准设备和非标设备)工艺设计计算说明书(若采用相关专业软件进行设备计算和分析,则必须同时提供计算结果和计算模型的源程序)
④设计图集[PFD和PID图(可以分多张图绘制);车间设备平面和立面布置图;装置平面布置总图;主要设备工艺条件图]
⑤工艺流程的模拟及流程优化计算结果和模拟源程序
(2)计入作品评分的材料
①若进行危险性和可操作性(HAZOP)分析,请提供相关的文档(若采用专业软件实施,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件)。
②若进行能量集成与节能技术运用,则提供相关的结果(若采用专业软件计算,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件)。
③若采用专业软件进行过程成本的估算和经济分析评价,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件。
④若采用专业软件进行容器类设备的结构设计,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件。
⑤能在所采用的三维工厂设计工具软件平台上打开的车间布置和装置总体设计源文件。
注:
1.设计说明书均要求用MS-Word编辑,保存为DOC和PDF格式;图纸用AutoCAD绘制,保存为AutoCAD 2004格式和PDF格式,计算机模拟和计算结果需提供可打开运行的相应软件存档文件。
2.如提交的基本材料缺项,则不能取得成功参赛资格。
3.凡是用专业软件完成的设计内容,都须提供相应专业软件的有关资料,并保证能在本队的便携计算机上正常运行,以便专项评委现场验证评审。
1.2 第十二届全国大学生化工设计竞赛设计任务书
1.2.1 设计题目
为某大型石化综合企业设计一座分厂,以异丁烯为原料生产非燃料油用途的有机化工产品。
1.2.2 设计基础条件
(1)原料
异丁烯来源及原料规格由参赛队根据资源调研结果自行确定。
(2)产品
产品结构及其技术规格由参赛队根据本队的市场规划自行拟订。
(3)生产规模
生产规模由参赛队根据本队的资源规划和市场规划以及国家的有关政策自行确定。
(4)安全要求
在设计中坚决贯彻安全第一的指导思想,从提高装置的本质安全性出发,尽量采用新的安全技术和安全设计方法。
(5)环境要求
尽量采取可行的清洁生产技术,从本质上减少对环境的不利影响,并对可能造成环境污染的副产物提出合理的处理方案。
(6)公用工程
与总厂公用工程系统集成。
1.2.3 工作内容及要求
1.项目可行性论证
(1)建设意义
(2)建设规模
(3)技术方案
(4)与工业园区或污染源企业的系统集成方案
(5)厂址选择
(6)与社会及环境的和谐发展(包括安全、环保和资源利用)
(7)技术经济分析
2.工艺流程设计
(1)工艺方案选择及论证
(2)安全生产的保障措施
(3)先进单元过程技术的应用
(4)集成与节能技术的应用
(5)工艺流程计算机仿真设计
(6)绘制物料流程图和带控制点工艺流程图
(7)编制物料及热量平衡计算书
3.设备选型及典型设备设计
(1)典型非标设备——反应器和塔器的工艺设计,编制计算说明书。
(2)典型标准设备——换热器的工艺选型设计,编制计算说明书。
(3)其他重要设备的工艺设计及选型说明
(4)编制设备一览表
4.车间设备布置设计
选择至少一个主要工艺车间,进行车间布置设计。
(1)车间布置设计
(2)车间主要工艺管道配管设计
(3)绘制车间平面布置图
(4)绘制车间立面布置图
(5)运用三维工厂设计工具软件进行车间布置和主要工艺管道的配管设计
5.装置总体布置设计
(1)对主要工艺车间、辅助车间、原料及产品储存区、中心控制室、分析化验室、行政管理及生活等辅助用房、设备检修区、三废处理区、安全生产设施、厂区内部道路等进行合理的布置,并对方案进行必要的说明。
(2)装置布置设计
(3)绘制装置平面布置总图
(4)运用三维工厂设计工具软件进行工厂布置设计
6.经济分析与评价基础数据
根据调研获得的经济数据(可以参考以下价格数据)对设计方案进行经济分析与评价。
(1)304不锈钢设备:18 000元/吨
(2)中低压(≤4 MPa)碳钢设备:6 000元/吨
(3)高压碳钢设备价格:9 000元/吨
(4)其他特殊不锈钢按市场调研数据定价
(5)低压蒸汽(0.8 MPa):200元/吨
(6)中压蒸汽(4 MPa):240元/吨
(7)电:0.75元/千瓦时
(8)工艺软水:10元/吨
(9)冷却水:1.0元/吨
(10)污水处理费:5.0元/吨(COD＜500)
(11)人工平均成本:10 000元/月·人(包括五险一金)
7.参赛作品应提交的材料
(1)必须提交的基本材料
①项目可行性报告(篇幅控制在50页以内)(https://www.daowen.com)
②初步设计说明书(包括设备一览表、物料平衡表等各种相关表格)
③典型设备(标准设备和非标设备)工艺设计计算说明书(若采用相关专业软件进行设备计算和分析,则必须同时提供计算结果和计算模型的源程序)
④设计图集[PFD和PID图(可以分多张图绘制);车间设备平面和立面布置图;装置平面布置总图;主要设备工艺条件图]
⑤工艺流程的模拟及流程优化计算结果和模拟源程序
(2)计入作品评分的材料
①若进行危险性和可操作性(HAZOP)分析,请提供相关的文档(若采用专业软件实施,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件)。
②若进行能量集成与节能技术运用,则提供相关的结果(若采用专业软件计算,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件)。
③若采用专业软件进行过程成本的估算和经济分析评价,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件。
④若采用专业软件进行容器类设备的结构设计,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件。
⑤能在所采用的三维工厂设计工具软件平台上打开的车间布置和装置总体设计源文件。
1.3 第十一届全国大学生化工设计竞赛设计任务书
1.3.1 设计题目
针对某一含硫工业废气源设计一套深度脱硫并予以资源化利用的装置。
1.3.2 设计基础条件
(1)含硫工业废气源
含硫工业废气的来源、规模和组成特性由参赛队根据社会调研结果确定。
(2)环境治理目标
深度脱硫的环保指标由参赛队对国家的环境保护法规和社会发展目标进行调研后确定。
(3)资源化利用
资源化利用产品种类和规格由参赛队根据市场调研结果自行拟订。
(4)安全要求
在设计中坚决贯彻安全第一的指导思想,从提高装置的本质安全性出发,尽量采用新的安全技术和安全设计方法。
(5)公用工程
与工业园区或污染源企业的公用工程系统集成。
1.3.3 工作内容及要求
1.项目可行性论证
(1)建设意义
(2)建设规模
(3)技术方案
(4)与工业园区或污染源企业的系统集成方案
(5)厂址选择
(6)与社会及环境的和谐发展(包括安全、环保和资源利用)
(7)技术经济分析
2.工艺流程设计
(1)工艺方案选择及论证
(2)安全生产的保障措施
(3)先进单元过程技术的应用
(4)集成与节能技术的应用
(5)工艺流程计算机仿真设计
(6)绘制物料流程图和带控制点工艺流程图
(7)编制物料及热量平衡计算书
3.设备选型及典型设备设计
(1)典型非标设备——反应器和塔器的工艺设计,编制计算说明书。
(2)典型标准设备——换热器的工艺选型设计,编制计算说明书。
(3)其他重要设备的工艺设计及选型说明
(4)编制设备一览表
4.车间设备布置设计
选择至少一个主要工艺车间,进行车间布置设计。
(1)车间布置设计
(2)车间主要工艺管道配管设计
(3)绘制车间平面布置图
(4)绘制车间立面布置图
(5)运用三维工厂设计工具软件进行车间布置和主要工艺管道的配管设计
5.装置总体布置设计
(1)对主要工艺车间、辅助车间、原料及产品储存区、中心控制室、分析化验室、行政管理及生活等辅助用房、设备检修区、三废处理区、安全生产设施、厂区内部道路等进行合理的布置,并对方案进行必要的说明。
(2)装置布置设计
(3)绘制装置平面布置总图
(4)运用三维工厂设计工具软件进行工厂布置设计
6.经济分析与评价基础数据
根据调研获得的经济数据(可以参考以下价格数据)对设计方案进行经济分析与评价。
(1)304不锈钢设备:18 000元/吨
(2)中低压(≤4 MPa)碳钢设备:6 000元/吨
(3)高压碳钢设备价格:9 000元/吨
(4)其他特殊不锈钢按市场调研数据定价
(5)低压蒸汽(0.8 MPa):200元/吨
(6)中压蒸汽(4 MPa):240元/吨
(7)电:0.75元/千瓦时
(8)工艺软水:10元/吨
(9)冷却水:1.0元/吨
(10)污水处理费:5.0元/吨(COD＜500)
(11)人工平均成本:10 000元/月·人(包括五险一金)
7.参赛作品应提交的材料
(1)必须提交的基本材料
①项目可行性报告(篇幅控制在50页以内)
②初步设计说明书(包括设备一览表、物料平衡表等各种相关表格)
③典型设备(标准设备和非标设备)工艺设计计算说明书(若采用相关专业软件进行设备计算和分析,则必须同时提供计算结果和计算模型的源程序)
④设计图集[PFD和PID图(可以分多张图绘制)];车间设备平面和立面布置图;装置平面布置总图;主要设备工艺条件图
⑤工艺流程的模拟及流程优化计算结果和模拟源程序
⑥能在所采用的三维工厂设计工具软件平台上打开的车间布置和装置总体设计源文件
(2)计入作品评分的材料
①若进行危险性和可操作性(HAZOP)分析,请提供相关的文档(若采用专业软件实施,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件)。
②若进行能量集成与节能技术运用,则提供相关的结果(若采用专业软件计算,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件)。
③若采用专业软件进行过程成本的估算和经济分析评价,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件。
④若采用专业软件进行容器类设备的结构设计,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件。
1.4 第十届全国大学生化工设计竞赛设计任务书
1.4.1 设计题目
为某一大型综合化工企业设计一座以丙烷为原料且与企业的产品体系有效融合的丙烷资源化利用分厂。
1.4.2 设计基础条件
(1)原料
丙烷来源及原料规格由参赛队根据资源调研结果自行确定。
(2)产品产品结构及其技术规格由参赛队根据本队的市场规划自行拟订。
(3)生产规模
生产规模由参赛队根据本队的资源规划和市场规划以及国家的有关政策自行确定。
(4)安全要求
在设计中坚决贯彻安全第一的指导思想,从提高装置的本质安全性的出发,尽量采用新的安全技术和安全设计方法。
(5)环境要求
尽量采取可行的清洁生产技术,从本质上减少对环境的不利影响,并对可能造成环境污染的副产物提出合理的处理方案。
(6)公用工程
由总厂提供。
1.4.3 工作内容及要求
1.项目可行性论证
(1)建设意义
(2)建设规模
(3)技术方案
(4)与总厂的系统集成方案
(5)厂址选择
(6)与社会及环境的和谐发展
(7)经济效益分析
2.工艺流程设计
(1)工艺方案选择及论证
(2)安全生产的保障措施
(3)清洁生产技术的应用
(4)能量集成与节能技术的应用
(5)工艺流程计算机仿真设计
(6)绘制物料流程图和带控制点工艺流程图
(7)编制物料及热量平衡计算书
3.设备选型及典型设备设计
(1)典型非标设备——反应器/塔器的工艺设计,编制计算说明书。
(2)典型标准设备——换热器的选型设计,编制计算说明书。
(3)其他重要设备的设计及选型说明
(4)编制设备一览表
4.车间设备布置设计
选择至少一个主要工艺车间,进行车间布置设计。
(1)车间布置设计
(2)主要工艺管道配管设计
(3)绘制车间平面布置图
(4)绘制车间立面布置图鼓励运用三维设计工具软件进行车间布置和配管设计。
5.工厂总体布置设计
(1)对主要工艺车间、辅助车间、原料及产品储罐区、中心控制室、分析化验室、行政管理及生活等辅助用房、设备检修区、三废处理区、安全生产设施、工厂内部道路等进行合理的布置,并对方案进行必要的说明。
(2)工厂布置设计
(3)绘制工厂平面布置总图
鼓励运用三维设计工具软件进行工厂布置设计。
6.经济分析与评价基础数据
根据调研获得的经济数据(可以参考以下价格数据)对设计方案进行经济分析与评价。
(1)304不锈钢设备:15 000元/吨
(2)中低压(≤4 MPa)碳钢设备:6 000元/吨
(3)高压碳钢设备价格:9 000元/吨
(4)其他特殊不锈钢按实际定价
(5)低压蒸汽(0.8 MPa):150元/吨
(6)中压蒸汽(4 MPa):175元/吨
(7)电:0.65元/千瓦时
(8)工艺软水:10元/吨
(9)冷却水:1.0元/吨
(10)污水处理费:5.0元/吨(COD＜500)
(11)人工成本:8 000元/月·人(包括五险一金)
7.参赛作品应提交的材料
(1)必须提交的基本材料
①项目可行性报告
②初步设计说明书(包括设备一览表、物料平衡表等各种相关表格)
③典型设备(标准设备和非标设备)设计计算说明书(若采用相关专业软件进行设备计算和分析,则提供计算结果和源程序)
④PFD和PID图(可以分多张图绘制)
⑤车间设备平立面布置图
⑥分厂平面布置总图
⑦主要设备工艺条件图
⑧工艺流程的模拟及流程优化计算结果
(2)计入作品评分的材料
①若进行危险性和可操作性(HAZOP)分析,请提供相关的文档(若采用专业软件实施,请能在该软件平台上打开的设计源文件)。
②若进行能量集成与节能技术运用,则提供相关的结果(若采用专业软件计算,请能在该软件平台上打开的设计源文件)。
③若采用专业软件进行过程成本的估算和经济分析评价,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件。
④若采用专业软件进行车间、设备、管道的三维设计,请提供能在该软件平台上打开的设计源文件。
1.5 毕业设计题目
(1)项目名称
丙烯腈合成工段。
(2)生产方法
以丙烯、氨、空气为原料,用丙烯氨氧化法合成丙烯腈。
(3)生产能力
年产5 000 t丙烯腈。
(4)原料组成
液态丙烯原料含丙烯85%(摩尔分数)、丙烷15%(摩尔分数);液态氨原料含氨100%。
(5)工段产品
丙烯腈水溶液,含丙烯腈约1.8%(质量分数)。本例为假定的设计。所以设计任务书中的其他项目,如设计依据,厂址选择,主要技术经济指标,原料的供应,燃料的种类,水、电、汽的主要来源,与其他工业企业的关系,建厂期限,设计单位,设计进度及设计阶段的规定等内容均从略。