化工工程设计是化工工程项目建设的重要环节，作为工程实施的重要前提，设计质量直接决定着整体项目的建设质量。因此，在化工工程的设计阶段就必须十分重视安全问题。本文从化工工程设计的基本内涵入手，结合安全问题的设计理念，根据可能存在的安全问题，有针对性的提出设计新思路，从而有效推动化工行业的良性发展。 

　　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 

　　设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。化工设计是根据一个化学反应或过程设计出一个生产流程，并研究流程的合理性、先进性、可靠性和经济可行性，再根据工艺流程以及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等，进行合理的工厂布局设计以满足生产的需要，最终使工厂建成投产的全过程。化工设计是一种创造性活动，它包括工艺设计和非工艺设计。工艺设计是化工厂设计的核心，决定了整个化工设计的概貌。非工艺设计是以工艺设计为依据，按照各专业的要求进行的设计，它包括总图运输、公用工程、土建、仪表及其控制等。 

　　2.化工设计包括三种设计类型 

　　新建工厂设计；原有工厂的改建和扩建设计；厂房的局部修建设计。每种化工设计通常分为以工厂为单位和以车间为单位的两种设计工厂化工设计包括厂址选择，总图设计，化工工艺设计，非工艺设计以及技术经济等各项设计工作。其中化工工艺设计内容主要有：生产方法的选择，生产工艺流程设计，工艺计算，设备选型，车间布置设计以及管道布置设计，向非工艺专业提供设计条件，设计文件以及概算的编制等。 

　　（二）化工设计的分类 

　　1. 根据项目性质分类 

　　（1）新建项目设计 

　　新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品的设计。这类设计往往由开发研究单位提供基础设计，然后由工程研究部门根据建厂地区的实际情况进行工程设计。 

　　（2）重复建设项目设计 

　　由于市场需要或者设备老化，有些产品需要再建生产装置，由于新建厂的具体条件与原厂不同，即使产品的规模、规格及工艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。 

　　（3）已有装置的改造设计 

　　已有装置的改造包括去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”，优化生产过程操作控制，提高能量的综合利用率和局部的工艺或设备改造更新等。这类设计通常由生产企业的设计部门进行设计，对于生产工艺过程复杂的大型装置可以委托工程设计部门进行设计。 

　　2.根据化工过程开发程序分类 

　　（1）概念设计。基础研究结束后，应进行概念设计。概念设计是从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计，内容包括：过程合成、分析和优化，得到最佳工艺流程，给出物料流程图；进行全系统的物料恒算、热量衡算和工艺设备计算，确定工艺操作条件及主要设备的形成和材质；进行参数的灵敏度和生产安全性分析，确定三废处理方案；估算装置投资与产品成本等主要技术经济指标。 

　　（2）中试设计。按照现代技术开发的观点，中试的主要目的是验证模型和数据，即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。 

　　（3）基础设计。基础设计除了一般的工艺条件外，还包括了大量的化学工程方面的数据，特别是反应工程方面的数据以及利用这些数据进行设计计算的结果， 

　　3.化工设计的特点 

　　化工设计具有政策性强、技术性强、经济性强、综合性强、创造性强和受多方条件约束的特点。 

　　二、化工工程设计的现状 

　　我国化工设计行业的企业服务功能从单纯的工程设计，发展到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，服务领域也从单纯的工程技术服务延伸到向BOT、BOOT 等生产经营管理服务。化工设计作为主要服务于化工领域的行业，在近年来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/设计院工程业绩良好，企业资质能力不断提高，整体化工设计行业销售收入规模不断增长。在新的市场经济形势下，中小型化工设计院向工程公司转型关乎企业的生存需要。 

　　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 

　　流程设计的主要任务包括两个方面：一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，达到由原料制得所需产品的目的；二是绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程中，当原料经过各个单元操作过程制得产品时，物料和能量发生的变化及其流向，以及采用了哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。 

　　设计目标：为了使设计出来的工艺流程能够实现优质、高产、低消耗和安全生产。 

　　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不断发展，国民经济发展水平的不断提高，化工行业固定资产投资的稳定增长，未来化工设计行业在我国国民经济中的市场地位将会不断提高，同时国内西部大开发等区域战略实施将驱动未来国内化学工业投资需求，行业发展前景广阔。我国化工企业也在竞争中不断地变化。在化工工程项目造价管理领域，特别是在造价控制的方法上，从理论上、方法上借鉴国内外己有的成果，对化工工程造价控制的方法进行系统的分析，对于业主也就是投资方来说，可以减少在化工工程上面的投资，这些都是今后化工设计的主要研究方向。伴随着科研技术的不断深入和进步，我们有理由相信，我国的化工设计道路必然会越走越远。