工业设计基础工业化学教案.ppt

第五章 工艺设计基础,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工程技术问题，具体地体现施工建厂的总体要求。按照目的的不同，化工设计可分为两类，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，包括初步设计、技术设计、施工设计。基础设计是过程开发的成果形式，是一项专利技术。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。,第一节 过程开发设计,一、概念设计 概念设计是在评价小试研究结果的基础上依据小试提供的技术信息和所收集的技术经济资料，对开发项目的工业化方案提出的一个初步设想。其目的一是评价过程研究成果，从工程研究角度向过程研究提出要求；二是为经济评价提供素材与依据，展示开发对象的经济前景。有时，概念设计的基础是理论思维的成果或概念、观念。,概念设计主要包括以下内容。1、合成工艺流程 实验室研究一般多侧重于化学反应过程，对反应过程的前后处理工序，则考虑较少。要把实验室取得的成果转变成为一种工艺技术方案，就必然要考虑从原料到产品的整个生产过程运行的工艺流程。尽管此时设计的依据不构充分，但仍然需要通过理论分析和实践经验提出一个粗略的工艺流程方案。概念设计的工艺流程方案一般以方框图表示。如果在小试阶段已掌握了较多的技术信息，对于生产方法和生产设备可以大致确定，则可采用以设备型式的示意图来表示的工艺方案流程图。这种流程图比较形象直观；而且可以较准确的表达各工序或设备之间的连接关系。,2、工艺方案说明 工艺方案说明包括设计目标，已确定的原料路线和工艺方法，与国内外相同工艺和产品的比较，主要工艺步骤的工艺条件，由初步物料衡算和能量衡算确定的工艺指标，对该工艺路线的先进性、适用性和可靠性的评述，说明存在的问题以及有关投资和成本的粗略估算等。用工艺方案说明和工艺流程相配合，应能说明设计工艺路线的特征和其实施的可行性。3、提出问题 提出问题一般是在工艺方案说明中单列阐述。它是多设计中的工艺技术方案进行全面的分析和评价后提出的，指明该方案存在的问题和不足。,在概念设计阶段，这是很重要的，从分析中可以发现实验室小试研究内容的遗漏或试验结论有误，必须将发现的问题返回小试重新研究；同时也可以发现小试研究不能解决的一些新问题，必须留待以后的模型试验或中试研究来解决，为以后研究内容的确定指明了方向和范围。4、物料衡算和能量衡算 在概念设计中应粗略地提出一些主要的技术经济指标，如原料的单耗、能耗、投资、成本和赢利等。这些指标的确定必须通过物料衡算和能量衡算。由于此时收集的计算数据还不齐全，所进行的物料衡算和能量衡算都只可能是粗略地估算，但计算结果应能作为下一步骤研究或设计的依据。,5、确定主要生产设备 关于设备选型在小试是时应把一些主要设备的基本选型提出来，通常是根据小试中的设备选型试验来确定。在概念设计阶段所确定的生产设备，主要是化学反应器的型式，至于与化学反应过程相配合的物料的分离与提纯设备、传热设备、流体输送设备以及蒸发、干燥等其他设备，多数只能凭经验来确定。设备选型是概念设计方案不能缺少的内容之一。设备选型的指导思想是从生产实际的需要出发来选择的，这项工作已走出了实验室的狭小空间，有利于促进实验室研究与工艺化生产的结合。,二、中试设计 中试通常是在概念设计的基础上进行的，中试设计的任务、目标及主要设计依据是来自于概念设计。因为概念设计中已提出了中试需要考察的内容和需要通过中试测取的数据。中试是过程研究的一个重要环节，其工艺装置介于小型工艺试验与工业装置之间，是工程开发与研究的基础。中试装置的设计除了满足必须中间试验的主要目的外，中试设计面临的主要问题是资金的投入与时间两个问题。中试规模越大，越完整，试验时间越长，实验内容越广，向工程研究提供的信息也越可靠，但周期也越长，代价也越高。因此，在中试设计时要先作一些粗略的估计，然后再确定中试规模及完整性。只要允许，应尽可能做得小些。中试装置用的仪表应尽量与大型装置用的一致，测量点数目、控制范围及仪表精度远远超过工业装置的要求。,3、基础设计 基础设计是在中试之后进行的详细工艺方案设计。它的任务是检验中试成果和完成工业设计中的基础内容。在化工过程开发的基础设计阶段，已经到了开发工作后期，此时所取得的技术经济信息应已经完全，而设计的内容则远比概念设计全面和准确。基础设计的内容如下：（1）设计说明：包括设计依据，技术来源，生产规模，原材料规格，辅助材料要求，产品规格及环境条件等；（2）工艺流程图和流程说明：流程说明包括物料在工艺步骤间的运行顺序，化学反应原理，工艺技术特点，主要工艺参数和操作条件等；,（3）物料流程图和物料衡算表；（4）热量衡算结果和设备热负荷；（5）水、电、蒸汽的技术规格；（6）提出测控点方案或带测控点流程图，并对特殊管线提出要求；（7）设备名称、规格明细表：含标准设备明细表，非标准设备的型式和结构要求，设备的操作参数，对材质要求及防腐条件以及特殊设备的详细结构说明等；（8）对工程设计提出要求；（9）设备布置建议（主要设备相对位置）；,（10）装置操作说明：含开、停车说明，操作原理和排除故障说明，检测方法说明等；（11）“三废”排放点、排放量主要成分及治理方法，对工业卫生和生产安全的要求等；（12）测控仪表（包括过程控制计算机）的说明：介绍流程中主要控制方案的原则、控制要求、控制点数据一览表、主要仪表选型及特殊仪表技术条件说明；（13）消耗定额；（14）投资和成本预算；（15）有关技术资料目录和物性数据表等。,第二节 化工工艺设计基础,化工工艺设计是对产品的生产过程进行研究和规划，分析、比较、选择最合适的方法，它包括原料路线和技术路线的选择、工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、工艺设备的选型、非标设备的设计、车间平面及立面布置、化工管路设计等。还有对非工艺项目的考虑，提出必要条件，编制设计文件。在设计的不同阶段，所要进行的内容和深度各不相同。例如：工艺路线的选择必须先行，物料衡算、能量衡算在初步设计阶段就必须进行，而管路设计则在施工阶段进行。,一、可行性研究报告1、可行性研究的基本任务和重要性（1）可行性研究的基本任务 可行性研究是基本建设前期工作必须进行的一项工作，是确立项目的重要依据。其基本任务是：根据国民经济长期规划、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，资金的来源以及经济效益等进行深入细致的调查研究。从而为投资单位提供决策依据；为编制、审批设计任务提供可靠的依据。可行性报告应该做到一定的准确性，投资估算和初步设计概算的出入不得大于10%，否则对项目应重新进行决策。,（2）可行性研究的重要性 无论是新建工程、扩建工程或技改工程都必须进行可行性研究，并提出可行性研究报告。可行性研究就是对该项目从各方面进行调查研究和综合论证，为拟订建设项目提供科学依据，以保证该项目在技术上先进、经济上合理、实际可行、操作安全。可行性研究必须做得认真细致，反映客观实际，并科学预测未来。例如对市场需求量，应调查现有的产量，现有及正在上马的的厂家，现在的需求量以及5-10年后的需求量，如果缺口很大，那这个项目就有生命力。对原料资源也应调查准确，以免建厂后原料供应不足而影响正常生产。厂址合理，否则将来会因搬迁而造成损失。规模的选定应与市场需求相适应。由此可见，可行性研究是工程项目建设中一个重要的环节。,2、可行性研究报告的内容（1）总论：包括项目提出的背景、投资的必要性和经济意义；可行性研究的工作范围及主要过程；研究的简要结论；存在的主要问题和建议；（2）需求预测：包括国内外需求预测；产品价格分析；（3）产品方案及生产规模：产品方案及生产规模的选择；产品和副产品的品种、规格及质量指标；（4）工艺技术方案的选择：物料平衡和消耗定额；主要设备选择；标准化说明；（5）原材料、燃料及动力的供应；（6）建厂条件和厂址方案；,（7）公用工程和辅助设施方案：包括总图运输；给排水；供电及电讯；热电车间或锅炉房；储运设备；维修、土建、生活福利设施；（8）环境保护和安全及工业卫生；（9）工厂组织、劳动定员和人员培训；（10）项目实施规划；（11）投资估算和资金筹措；（12）财务、经济评价及社会效益评价；（13）结论：包括综合评价；研究报告的结论；建厂条件；厂址方案。,二、初步设计 初步设计是根据已批准项目建议书或可行性研究报告，对设计项目进行全面分析研究，力求设计出技术先进、经济合算、操作安全、实际可行、三废得以治理的最佳方案。初步设计的内容包括化工工艺设计和非化工工艺设计两大部分。化工工艺设计的内容有：（1）根据确定的生产方法，设计带控制点的工艺流程图；（2）确定设计基准，进行物料衡算和能量衡算；（3）进行设备的工艺计算、选型和实际布置；（4）编制化工工艺设计说明书。,非化工工艺设计是依据工艺设计所提出的要求，进行为实现工艺过程而进行的土建、机械、设备、动力、仪表、供水、排水、通风等设计。初步设计阶段设计的特点是：精度比可行性研究阶段设计要高。初步设计是施工图设计的依据。三、流程图规范要点 工艺流程设计是化工工艺设计的中心。工艺流程设计的目的和内容是：通过工艺流程图表达从原料到产品生产过程中物料和能量所发生的变化和流向以及相关化工过程和设备、管路、计量以及控制等情况的全貌。工艺流程设计的表达形式是工艺流程图。因此，工艺流程图所涉及的不仅是制图问题，更复杂、更细致的是设计问题。其设计事关生产技术的先进性、可靠性、安全性和技术经济指标。,工艺流程图在工艺流程设计的不同阶段，分别有工艺流程草图、工艺物料流程图和带控制点的工艺流程图三种形式。1、工艺流程草图 当生产方法确定以后，就开始绘制工艺流程草图，它只为物料衡算、能量衡算和部分设备计算服务，因而只需要定性地标出物料由原料转变成产品的过程、流向顺序和生产中采用的各种化工过程及设备。工艺流程草图包括以下内容：（1）设备示意图按设备大致几何形状画出甚至方框也可以；（2）流程管线及流向箭头包括全部管线和一部分辅助管线，如水气压缩空气而后真空管线等。,（3）文字注释，如设备名称、物料名称、来自何处、去向何处等。2、工艺物料流程图 工艺流程草图绘出之后，就能看出应对哪些生产步骤的物料量和组成进行计算，不至于发生遗漏和重复。物料计算完成后，对原始工艺流程进行修订，设计并绘出具有量化关系的工艺流程图，又称工艺物料流程图。工艺流程图为设计审查提供资料，是进一步设计的重要依据，它是以图形、文字与表格相结合的形式来反映物料衡算结果的。其主要内容如下：,（1）设备简单外行图、名称及位号绘制出主要设备的外行轮廓并标明其位号，只强调表达物料通过设备的顺序，图中设备接管位置应尽量与实际相对位置一致。（2）物料图 使物料发生变化的 设备，要从物料管线上引线列表表示，包括物料组分名称、物料量、流向及物态等。主要设备应注明规格和操作条件等参数，生产过程中排放的三废应注明成分、排放量及去向。此外，工艺流程设计还包括设备一览表、材料一览表等完整的设计结果。,3、带控制点的工艺流程图 当设备设计计算完毕，控制方案也已经确定，就可以绘制带控制点的工艺流程图。它应标出全部工艺设备、物料管路、阀件、主要管路、辅助管路和管径以及工艺和自控仪表的图例、符号等。它由物料流程、控制点和图例三者组成，并由工艺专业人员与自控专业人员合作进行绘制。从带控制点的工艺流程图可以看出本工艺在使用设备、技术方面的一般情况，显示本生产工艺的先进程度。带控制点工艺流程图中一般设备按1：100或1：200的比例绘制，流程复杂时可用1：50的比例。图上仪表的表示方法在国标GB-2625-81都有具体规定，在使用时可参考此标准。,四、施工图设计 施工图设计是在初步设计已批准的基础上进行的，是进行施工的依据，也是为施工服务的。施工图设计阶段的任务是，解决各生产设备在施工安装过程中将出现的一系列工程技术问题；完成正确、完整、尽可能详尽的各项施工、安装图纸以及施工的文字说明；给出主要材料汇总表及工程量；对工程建设费用做出预算；有条件的还可以提供工艺管道施工模型。施工图文件的内容体现为各种图纸、表格和文字。如厂区总平面图、带控制点的工艺流程图；各类工艺安装表；工艺安装说明以及土建施工图、电气施工图、仪表自动控制施工图、地下管网，还有公用工程等施工图。,施工图的设计包括以下内容：1、设备材料的供应；2、非标设备的制造；3、土建、安装工程的要求；4、施工、安装预算的编制。施工图设计阶段的特点是：各项设计应精确、详细、齐全。施工图是施工、制造、安装的依据。,第三节 化工过程计算基础,一、物料衡算1、物料衡算的作用物料衡算的依据是质量守衡定律，即进入系统的全部物料质量一定等于离开该系统的全部产物质量加上损失的质量和积累起来的物料质量。物料衡算是化工工艺设计最基本的工作之一，其作用有以下几个方面：（1）根据设计任务确定主要原材料及辅助材料的用量，主、副产品的生成量，并以此为依据确定原材料的储备、运输规模、副产品及中间产物的处理规模；,（2）确定设备的大小、负荷和热交换情况以及公用工程等细节；（3）了解设备的生产量和设备能力之间是否平衡、各原料的消耗定额和物料损失情况、部位，确定过程中各股物流的组成和流量，为能量衡算做准备；（4）确定三废产生量及性质，为环保评价报告及搞好三废治理提供数据；（5）为管路设计提供依据；（6）是评价过程开发或实际生产工艺优劣的重要指标。,2、物料衡算的基本方法和步骤（1）绘制流程示意图绘制工艺流程图是为了表明物料的流向和过程，便于理请计算思路，避免遗漏。（2）写出主、副反应方程式在进行物料衡算前要写出系统中发生的所有化学反应。如果副反应很多，则可根据化学知识作出合理的简化处理，使计算误差仍在允许范围之内。（3）收集并列出足够的原始数据原始数据包括年工作时日、各种控制指标、主要原料、产品等的质量标准及指标要求、有关的物理化学数据等。特别说明的是，应该记住各种数据的来源和出处，以便核查。,（4）确定计算基准 一般计算基准有时间基准、质量基准、体积基准、干湿基准等。（5）统一数据单位 统一数据单位的工作看起来不起眼，其实很重要，如果将所查数据直接使用，往往会造成错误。（6）物料衡算方程式的求解 对照流程示意图，对每一个设备或工序根据物料衡算方程，求解进出的物料量、组成和性质。（7）列出物料衡算表（8）核对计算结果,二、能量衡算1、物料衡算的作用 在物料衡算的基础上，根据能量守恒定律，定量地表示出过程中各步的能量变化关系，确定需提供的或可利用的能量，称为能量衡算。能量衡算的基本方程为输入的总能量=输出的总能量+累积的能量 对于连续稳定过程，累积的能量为零，则上述方程简化为 输入的总能量=输出的总能量。能量衡算的作用是：（1）确定单个设备需要供给或移去的热量，从而确定过程加热介质的消耗以及传热设备的换热面积及相关尺寸等。（2）确定外加功率而进行的流体输送过程中的机械能衡算；（3）为资源配置，辅助动力车间的建设，设备设计及全厂能量的综合利用，节能降耗等提供依据。,2、热量衡算的基本步骤（1）在物料衡算的流程示意图上标明已知物流的量、组成、物态、温度等已知条件，建立热量衡算关系；（2）做合理假设，简化问题；（3）查阅所需热力学数据。如生产焓、反应焓等；（4）统一数据单位；（5）确定计算基准；（6）求解热量衡算方程；（7）列出热量衡算表；（8）结论和误差讨论；（9）确定换热方式、换热介质（水、电、蒸汽等），计算换热介质的量，确定换热面积及设备尺寸。（10）分析能量利用情况。,复习题1、概念设计在化工过程开发中有何作用？它包括哪些设计内容？2、基础设计包括哪些设计内容？在完成基础设计后，工程设计还有哪些工作？3、物料衡算和能量衡算的作用和基本方法及步骤是什么？,第六章 技术经济评价,技术经济评价的目的是论证工艺技术方案的可行性，在化工过程开发中，每前进一步都必须进行技术经济评价，只有通过评价才能证明该步骤所取得的结论在技术上可靠和经济上合理，也才能转入下一个开发步骤。随着化工过程开发工作的进展，技术经济评价的内容随之深入，制订的工艺技术方案也随之完整而具体。技术经济评价属于工程研究，它要求研究者不仅要熟悉开发项目的有关技术内容和技术评价方法，而且还应该掌握经济及其他方面的评价方法。只有掌握了这些内容之后，才能作好技术经济评价工作。,第一节 评价的基本内容、方法和步骤,一、评价的基本内容 对于化工过程开发与设计项目，技术经济评价的基本内容主要包括社会评价、技术评价、经济评价和环境评价，通过这几个方面的评价可以预测项目方案实施后所产生的效果，从而提出一个具有可比性和比较客观的标准。对于重大项目或重点项目，还需做市场评价、生态评价、资源评价和能源评价等较为详细的评价工作。1、社会评价 社会评价主要是评价开发项目对实现国家或地区各项社会发展目标所做的贡献和产生的影响。社会评价的主要内容包括以下几个方面。,（1）政策。化工开发项目以及主要的经济指标，是否与国家现行的政策和长远的科学、技术、经济、政治等方面的政策一致。（2）法律。化工开发项目以及选定的工艺技术路线，是否与国家颁布的有关法律、法令、条例等相违背。如自然资源保护法、环境保护法等。（3）社会效益。化工开发项目实施后，对社会是否会产生正面的影响。如填补国内空白、促进行业发展、改变产品结构、节约外汇或出口创汇等。（4）劳动组织和结构。化工开发项目实施后，是否对改变社会职业结构、劳动力就业率、提高人民生活水平、文化水平和素质起到积极作用。,（5）对人类生理和心理的影响。化工开发项目实施后，生产原料、产品和生态环境的特殊性对人类生理和心理所产生的影响。如易燃易爆、毒性、刺激性等都会给生产区的工人和厂区周围人员的心理与生理状态产生不同程度的影响。2、技术评价 技术评价主要是从技术开发方案的先进性、可靠性和实用性等方面对化工开发项目进行评价，即评价化工开发项目方案的技术水平。（1）技术可靠性 技术可靠性主要是评价项目开发方案实施后，能否确保工艺装置正常开车并生产出合格的产品，达到立项时规定的各项技术指标。,评价时应着重从物料性质、工艺技术、操作条件、生产步骤等方面进行可靠性分析。确保化工过程可靠性的具体措施有：选择合适的先进设备，充分考虑技术的成熟程度；单元设备的合理选型与衔接；控制测量系统准确可靠；物料性质对设备操作流程的影响等。（2）技术先进性 在确保化工开发项目技术可靠性的前提下，必须考虑其技术先进性。技术先进性应主要体现在劳动生产率高、原材料消耗低、能量消耗少、生产周期短和产品质量高等特点，而不能只考虑化工开发项目的科学技术价值和发展前景。对于技术陈旧落后的方案以及缺乏竞争力的方案应及早淘汰。,（3）技术实用性 技术实用性是指化工开发项目在现有的时间、空间和环境下方案实施的可能性。3、经济评价 经济评价主要是从化工开发项目的方案实施后对生产单位产品产生的经济效益和对社会产生的经济效果两方面来考虑。经济评价包括项目投资、产品的成本、利润、税收、返本期等。4、环境评价 环境评价是指对一个化工开发项目，考虑到生产过程中排放的三废对自然环境可能造成的污染，评价制定出的治理方案是否可行以及三废排放是否达到有关标准要求。环境评价包括环境质量评价和环境影响评价。,环境质量评价是按照一定的标准和方法对一定区域内的环境质量进行评定和预测，为地区环境质量规划和环境质量管理服务。环境影响评价是在可行性研究阶段，对厂址选择、设计、施工等过程以及生产可能带来的环境影响进行预测和分析。环境影响评价是决定开发项目能否进行中试放大、建厂生产的一项重要环节，是经济评价的一项重要内容。二、评价的方法和步骤1、评价的方法 对化工开发项目评价的方法主要是专家评价法，或称专家论证法。专家评价法是凭借专家的知识和经验对开发项目进行评价的方法。,通常有函询和专家会议两种方法：函询是将有关技术开发方案的资料分送专家审查，请他们提出意见；专家会议是召集有关专家开会审查技术开发方案，会议形式有论证会、评估会和鉴定会等。专家意见可以是定性的论述，也可以是针对项目各方面具体内容进行的量化评分。2、评价步骤评价步骤通常分为以下四种：（1）分析评价对象，明确评价内容重点和特点；例如新产品的开发是提供新产品以满足社会发展的市场需求。如果不首先确定其用途和市场需求量，则可能导致开发的失败。,如果技术开发项目是针对老产品生产工艺进行技术改造，则劳动生产率、经济效率、产品质量和改善环境状况应为主要评价内容。因为技术改造的目标就是要提高原生产工艺的各项技术经济指标，此时市场评价标准则是次要的。（2）说明项目是否符合该项目开发的基本指导思想并达到立项时规定的指标；（3）评价其他相关方案的功能和指标，说明项目各方面的价值。（4）确切地提出肯定或否定意见，提出具体的改进措施。,第二节 评价工艺技术,任何化工产品的生产都会有不同的原料路线和工艺技术路线。一般来说，原料不同，其工艺技术路线也不同，生产所能达到的技术经济指标会有很大差别。即使采用相同原料生产同一产品，也会有不同的工艺技术路线，如用乙烯为原料生产氯乙烯的氧氯化法，既可采用流化床反应器，也可采用固定床反应器。因反应器不同，所采用的催化剂和反应条件都不同，产品的收率和质量也有明显差别。所以评价化工过程开发的原料路线和工艺技术路线，决不能单纯从成本和赢利来考虑，而应当在技术、经济、社会和生态环境等方面全面权衡利弊。,一、评价原料路线的原则选择原料路线应从以下几个方面考虑。1、可靠性 原料的可靠性主要指原料供应量稳定可靠和品位符合生产要求。如果不能保证合格原料的供应，必将直接影响投资效益的发挥，甚至还有可能导致投资无效。在评价原料路线时，这是首先考虑的。2、经济性 在现代化工生产中原料的消耗占生产成本的比例较大，我国有一些产品可高达生产成本的60-70%。在选择原料时，既要考虑原料的现有市场价格，又要考虑原料的到厂价格，还应根据供需关系变化，预测市场价格的波动情况。,原料价格与品位有关，采用不同品位的原料进行生产，其生产工艺路线和生产成本都可能有很大差别，而且直接影响到产品的质量、产量、消耗定额和操作费用以及相关产品和副产品的数量，甚至”三废“排放量及其治理方法等。3、合理性 原料路线的合理性应从综合利用原料资源的角度来考虑。从微观看，提高原料的综合利用率，可以提高企业的经济效益和生产技术水平，也可以减少”三废“对环境的污染，这是企业所期望的。从宏观看，综合利用原料资源，可充分发挥资源效益，对国民经济建设和发展有十分重要的意义。在评价原料路线时，不能只顾局部利益而损害国家利益；不能只追求经济效益而造成原料和资源破坏。所以，在符合国家发展规划的前提下，应尽可能提高原料的利用率，充分发挥消耗单位原料量所能创造的经济效益。,二、评价工艺技术路线的原则1、结合原料路线考虑 评价工艺技术路线应结合原料路线来考虑，因为原料来源可以决定所采用的工艺技术。就发挥生产的社会效益和经济效益来看，首先考虑的是国内或就近的原料。2、工艺技术全面的生产考察或中试的检验 评价工艺技术路线应看该工艺技术是否经过全面的生产考察，或经过中试长期运转的检验。只要经过这样的考察和检验，才能证明该工艺技术路线在技术上安全可靠，投产后才能可望稳定地取得符合质量要求的产品。,3、副产物的利用价值 评价工艺技术路线除了考虑主要产品的质量和销售外，还应考虑副产物的利用价值和销售。通常是工艺技术路线不同，产品的组合也有差别。如果一条工艺技术路线能获得较多有价值的产品，该工艺技术路线显然具有较大的优越性。4、劳动力和资金的密集程度 从劳动力和资金密集程度来考虑，对于缺少劳动力和劳动价值昂贵的地区，选择技术和资金都高度密集型的工艺技术路线，在经济上和合理的；而在劳动力过剩的地区，如果也考虑节约劳动力，则必然增加地区的投资负担，此时，宜选用劳动力密集型的工艺技术路线。,5、吸收消化技术的能力 从吸收消化技术的能力来考虑，当开发新技术或新产品时，应充分考虑实施地区或企业对该工艺技术路线吸收消化的能力。所选择的工艺技术路线应与实施地区或企业所具备的这种水平和能力相适应。三、评价技术可靠性 技术可靠性是指技术开发方案实施投产后，能确保生产装置的连续正常运转，生产出符合质量要求的合格产品，各项技术经济指标都能达到设计要求。技术可靠性技术经济评价的重要内容之一。主要考虑以下一些问题：,1、生产步骤的技术可靠性评价 化工生产工艺都是由若干相互衔接的生产步骤串联组合而成。其中每一个生产步骤都承担了一定的工艺任务，并具有独立的技术原理和操作方法。如果工艺中任何一个步骤的设计违背了科学技术原理，或选用的设备型式不当，就会引起整个工艺流程运转脱节。通常，在工艺流程中的工艺步骤越多，流程运转的脱节概率就越大。故评价工艺技术路线的技术可靠性时，除了考虑每一个工艺步骤所采用的技术方法的科学性和技术成熟程度以外，还应注意工艺步骤数量的多少。2、单元操作的技术可靠性评价 化工生产中的各类单元操作因其发展和成熟程度不同，其技术的可靠性也有差异。,3、物料性质对于技术可靠性影响的评价 对于有腐蚀、有毒、易燃的生产物料，在生产上必须考虑安全防护措施，使设备、流程和生产操作都相应地复杂化。物料的腐蚀性在生产技术中往往作为重要问题来考虑，为了保障不因设备腐蚀而造成技术可靠性的下降，应在选择设备材质和防腐措施上下工夫，有时还必须作腐蚀试验来取得这方面的有关数据。4、化工机械和传动机器的技术可靠性评价 传动机器往往是生产装置中容易发生故障的部位。因此，对传动机器及其零部件，一般都应储备一定数量的备品和备件。,5、测量调节系统的技术可靠性评价 对于测量调节系统的精度要求一般为生产操作要求所决定。准确测量和控制操作参数，是提高操作技术可靠性的必要措施，但测控系统复杂，采用的测控仪表多，只要其中一个发生故障，就有可能引起全系统的失灵，也降低了技术可靠性。因此，仪表和元件的选用、测控系统的设计和调试均应力求稳定可靠，尤其是实现生产系统全自控时，更应特别注意测控系统的灵敏度和稳定性。6、对提高生产薄弱环节技术可靠性措施的评价 平行设置若干套相同的生产设备并联运行，与流程中该设备的前后工序的生产能力相配合，构成所谓”多系列“或”平行系列“。这种多系列装置是为了加强生产工艺中薄弱环节所采取的依照能够措施。,第三节 对环境影响的评价,一、对环境影响评价应考虑的问题1、识别对环境的影响 环境所受的影响一般是十分复杂的，有直接影响，也有间接影响；与短期影响，也有长期影响；有可恢复的影响，也有不可恢复的影响。在对项目进行评价时，首先应了解项目的性质和规模以及项目实施地的自然环境和社会环境特征，其次识别该项目排放物对环境可能产生的影响，应分清这种影响的性质。然后再确定影响因素的重点和主次。只要在此基础上，才能作出正确的环境评价结果。,2、评价范围 环境所受影响的评价范围，主要取决于项目实施后的排污强度以及项目实施地区的自然环境和社会环境。因为污染源的大小直接关系到污染空间范围的大小，而自然环境则决定了环境对外来污染的敏感性和承受能力，社会环境则反应了人们对该地区环境质量的要求。3、评价精度 对开发项目进行环境所受影响评价除了大气和水有定量的检测数据作为评价依据外，其他评价内容往往只能是一种方向或趋势的预测，如可以恢复还是不可以恢复的影响等，不一定各项评价内容都达到定量的要求。,二、评价内容1、开发项目对环境的影响化学污染因素：废水、废气、废渣等；物理影响因素：噪声、振动、电磁波和放射形等；其他影响因素：自然灾害和事故等。2、受影响的环境自然环境：大气、水系、土壤和生态等；社会环境：人口、经济、文化、教育等；以上内容都有评价指标因子来量度其影响程度的大小。其中有定量因子，如发病率、死亡率、作物减产量等；也有定性因子，如”较好、好、最好“或”可行、不可行“等。对于大气、水质和噪声等则按国家环境标准来评价。,三、环境要素和综合评价 任何一个环境空间都是由若干环境要素如水、空气、土壤等组成，。所谓”单要素评价“就是指大气质量评价、水质评价和土壤质量评价等。单要素评价是最基本的，也最有实用价值，可以比较直观而定量地了解环境质量。综合评价是在单要素评价的基础上，综合各种单要素评价结果，对一个地区和环境质量进行总体评价。评价结果的表达方式往往是对单要素评价结果分析后，提出一个说明环境质量的总体意见。,第四节 经济分析与评价,一、经济评价中的主要内容1、生产能力和销售量 在设计一个生产装置时预定的产量通常称为生产能力或设计产量。销售量是指实际销售出产品的量。在生产装置投产后，实际的产量（即生产产量）并不一定等于设计产量；销售量也不一定等于生产产量。在经济评价过程中，要注意区别生产能力（设计产量）、生产产量和销售量。但在初步经济评价过程中，有时可以假定销售量等于生产产量也等于生产能力。2、销售收入和产值 销售收入=单价 销售量 产值=单价 年产量,3、固定资产投资额与总投资额 固定资产投资额：是指工程设备费、安装费、土建费等与工程建设其他费用和不可预见费的总和，即固定资金。总投资额：指固定资产投资额（固定资金）、流动资金、各种税额和建设期利息的总和。总投资额与生产能力之比称为单位生产能力投资额。4、增值税与所得税 增值税：在特定时期生产或销售产品及提供劳动各环节所得的收入大于购买原料支付金额的差额即为增值部分，对此增值因素形成的征税课目称为增值税。估算公式：增值税额=（销售收入 购买原料支出）17%,所得税：指企业在获得利润情况下，按一定税率向国家上缴的税额。我国所得税为企业毛利的33%。5、利润与净利润利润（毛利），是指销售收入与总成本和增值税额的差值，它和增值税额两项之和即为利税。利润=销售收入 总成本 增值税额年利润总额=年产品销售收入 年产品销售税金 年总成本费用净利润=利润 所得税=利润（1-33%）6、利息7、时值与现值时值：指资金在其使用过程中某一时刻的价值。现值：把发生在将来不同时间的资金换算成当前的价值，称为”折现“。按照”折现“的方法计算出来的资金金额称为现值。,二、经济评价要点1、静态评价方法和动态评价方法 对化工投资项目进行财务评价时不考虑资金的时间因素称为静态评价方法。静态评价方法的缺点是没有考虑资金与时间的关系。为了正确进行投资的分析与决策，应把不同时间发生的现金流量进行等效值换算，然后在相同的基准上进行比较和评价。这种考虑资金与时间关系的评价方法称为动态评价方法。2、投资利润率 投资利润率又称投资回收率或投资收益率，指项目达到设计生产能力后的一个正常年份的年利润总额与项目总投资的比率，是考察单位投资盈利能力的静态指标。,对生产期内各年的利润总额变化幅度较大的项目，应计算生产期平均利润总额与项目总投资的比率。投资利润率=年利润总额（或年平均利润总额）项目总投资100%3、投资利税率 投资利税率指项目达到设计生产能力后的一个正常年份的年利税总额或项目生产期内的平均利税总额与项目总投资的比率。投资利税率=年利税总额或年平均利税总额项目总投资 100%年利税总额=年销售收入-年总成本费用=年利润总额+年产品销售税金及附加,4、投资回收期 投资回收期又称返本期，指以项目的净收益抵偿全部投资所需要的时间。通常以年表示，一般从建设开始年算起。投资回收期=项目总投资额年平均利润总额固定投资回收期=项目固定资产投资额年平均利润总额 投资回收期越短越好，一般为2-5年。5、敏感性分析 敏感性分析又称风险分析。风险是指原料涨价、银行利率上调、产品价格下跌、产品滞销等。对于大中型项目，必须进行敏感性分析，以便将风险降低到最低限度。,敏感性分析是通过分析、预测项目主要因数发生变化时对经济评价指标的影响，从中找出敏感因数并确定其影响程度。可能的敏感因素有：原料价格、产品价格、产品质量、固定资产投资、建设工期等。敏感分析的方法是在这些因数单独变化或多种因数发生变化时，考察变化对项目投资收益率的影响程度，从而找出关键因素，以便采取相应对策。6、利税分析 利税分析是指对于具体的化工工程项目的不同生产规模进行生产成本、利税额、净利润等的计算分析。7、盈亏平衡分析 盈亏平衡分析是技术经济评价中比较重要的内容之一。盈亏平衡分析是通过分析销售收入、可变成本、固定成本和盈利四者之间的关系，求出当销售收入等于生产成本时售价、销售量和成本三个变量间的最佳盈利方案。,三、价值工程法 价值工程法的评价方法是对开发新产品或新技术可以采用的各种工艺技术方案进行功能和成本分析，从中评选出功能高和成本低的方案。对于化工过程开发项目的功能除了投资、成本和盈利等经济指标外，还应有技术、社会、生态环境和市场需求等方面的指标。关于成本的概念，一般是指生产成本。如果涉及工艺技术路线的评选，则应考虑开发成本，即把研究、开发、设计、建设都包括在内的项目建设总投资。在评价时，把各种方案的功能和成本进行比较。如果从比较中发现在所有的方案中都无法确定最优方案，则可合理地改变方案内容，即从各评选方案中取长补短，重心组合方案，以达到提高功能，降低成本的目的。,运用价值工程法对项目进行评价，在各种工艺技术方案中，只有具备以下条件之一者才能选用：1、成本相同，功能高于其他方案；2、功能相同，成本低于其他方案；3、成本低于其他方案，功能高于其他方案；4、成本提高，但功能提高后所创效益超过了成本的提高。在符合上述条件之一的方案中，如果还需要改进，则应达到以下要求：1、功能相同，成本降低；2、成本不变，功能提高；3、成本降低，功能有所提高；4、成本提高，但功能提高后创造的效益远超过成本提高。,运用价值工程法评价方案应按以下步骤进行：1、分析评价项目，明确评价内容 目的在于了解项目具备哪些功能，并了解哪些功能对成本的影响较大，由此确定评价的内容和重点。2、分析方案的结构特点和功能 当项目确定之后，从技术开发角度可以提出多种工艺技术方案。每一个方案都有其独自的结构特点。这些特点应与评价的功能相联系，当了解该方案的结构特点后，它所具备的功能也就比较清楚了。,3、比较不同方案的功能和成本 在比较方案前，应确定一个目标成本为基准，一般是根据功能的高低和盈利指标来确定。功能高的方案，目标成本的额度可相应提高。评价时，可根据方案的特征估算成本，如果估算的成本低于目标成本，表明方案的功能还可以提高；如果估算的成本高于目标成本，则应改进方案，设法降低成本。通过成本估算，可以了解到该方案是否需要改进。4、提出改进措施，进行验证 对方案的改进措施，可以从其他方案中选择。所选择的工艺技术措施，应符合上述改进方案的四项要求之一。必须经过论证和检验，确认其效果可行后，方可采纳。,四、技术经济评价报告 在化工项目开发过程中，技术经济评价报告的撰写非常重要，其具体内容通常包括七个方面：1、简介（1）项目名称；（2）项目开发单位；（3）项目评价的性质（初步评价、中间评价、最终评价；（4）成本核算人。2、项目说明（1）项目的背景（国内外现状及其进展）和主要目标；（2）本项目采用的工艺技术路线和生产流程；（3）评价数据的来源；（4）生产规模的确定；（5）化工过程计算（物料和能量衡算）（6）主要设备清单。,3、技术经济分析（1）项目投资估算；（2）生产成本估算；（3）利税分析，列出详细核算表；（4）投资回收率与盈亏平衡分析；（5）现金流通图；（6）市场预测情况与敏感性分析（风险分析）；4、工业化预测（1）主要技术说明；（2）开发程度进展情况；5、开发研究经费预算；6、评价结论；说明项目是否有可行性、优越性，对是继续进行开发还是终止项目做出结论。7、对开发项目的其他意见和建议。,复习题1、试述技术经济评价的主要内容和评价要点？2、评价原料路线和技术路线有哪些内容？,