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1 绪论1

1.1 化工厂概况2

1.1.1 化工厂分类2

1.1.2 化工厂组成3

1.2 立项过程4

1.2.1 立项4

1.2.2 招标5

1.2.3 项目建议书的编制5

1.3 设计要求6

1.3.1 设计原则6

1.3.2 设计种类7

1.3.3 设计程序8

1.3.4 原始资料收集12

1.3.5 项目组织及设计机构13

1.3.6 设计内容15

1.4 质量管理体系18

1.5 设计部门与其他部门关系20

2 工艺路线22

2.1 概况22

2.2 工艺路线的确定22

2.3 工艺流程23

2.3.1 一般化工工艺流程23

2.3.2 工艺路线论证24

2.3.3 流程设计程序26

3 物料衡算与能量衡算29

3.1 物料衡算29

3.1.1 基本原理29

3.1.2 物料衡算举例33

3.2 热量衡算39

3.2.1 基本原理39

3.2.2 加热剂与冷却剂41

3.2.3 热量衡算中的几个问题43

3.2.4 热量衡算举例46

3.3 运用计算软件进行化工工艺计算48

3.3.1 概述48

3.3.2 化工过程模拟软件的应用49

4 工艺流程设计54

4.1 设计方法54

4.1.1 设计中涉及的问题54

4.1.2 从工艺角度进行流程设计55

4.2 流程图绘制方法56

4.2.1 基本要求56

4.2.2 图面绘制要求57

4.3 带控制点的工艺流程60

4.3.1 单元设备的自控流程60

4.3.2 特定过程及管路的流程73

4.4 辅助生产流程80

4.4.1 公用工程80

4.4.2 开停车流程83

4.4.3 安全生产流程86

4.5 设计示例88

5 化工设备的选型和设计计算93

5.1 物料输送设备93

5.1.1 液体输送设备93

5.1.2 气体输送、压缩设备96

5.1.3 固体搬运及粉碎设备105

5.1.4 输送设备选择106

5.2 贮罐108

5.2.1 贮罐系列108

5.2.2 贮罐设计110

5.3 换热设备111

5.3.1 化工生产中的换热设备111

5.3.2 管壳式换热器设计121

5.4 分离设备135

5.4.1 液固分离设备136

5.4.2 气固分离设备143

5.5 传质设备146

5.5.1 板式塔和填料塔146

5.5.2 干燥设备153

5.6 化学反应器162

5.6.1 概述162

5.6.2 反应器的选型164

5.6.3 搅拌釜式反应器165

6 化工厂布置170

6.1 厂址选择170

6.1.1 概述170

6.1.2 厂址选择的原则与指标170

6.2 总平面布置172

6.2.1 概述172

6.2.2 布置原则及方法172

6.2.3 平面布置173

6.2.4 竖向布置176

6.2.5 管廊布置177

6.3 车间布置179

6.3.1 概述179

6.3.2 设计技术181

6.3.3 设备布置图绘制方法185

6.3.4 单元设备布置方法189

7 非工艺专业设计197

7.1 土建设计197

7.1.1 土建设计依据197

7.1.2 土建设计条件及内容198

7.2 设备设计199

7.2.1 化工容器分类199

7.2.2 容器制造的材料选择200

7.2.3 设备设计条件202

7.2.4 设备设计程序202

7.3 电气设计207

7.3.1 概况207

7.3.2 电气设计内容208

7.3.3 电气设计条件208

7.4 自控设计209

7.4.1 概况209

7.4.2 自控设计条件210

7.4.3 与工艺专业的关系211

7.5 给水排水设计211

7.5.1 概况211

7.5.2 给排水设计条件213

7.6 采暖通风设计214

7.6.1 概况214

7.6.2 采暖通风设计条件215

8 化工管路216

8.1 管道设计基础216

8.1.1 概述216

8.1.2 管道的分类与等级217

8.2 管道及其组件的材料与规格220

8.2.1 管道的材料与规格220

8.2.2 管道组件的材料与规格222

8.3 管路计算227

8.3.1 管径确定227

8.3.2 管路压降计算229

8.3.3 管路阀门和管件的选择232

8.3.4 管路绝热设计235

8.3.5 管路应力分析与热补偿239

8.4 管道布置设计241

8.4.1 管道敷设种类及其设计要求241

8.4.2 管道布置图绘制方法244

8.4.3 单元设备的管道布置246

8.4.4 管道布置图的识读253

8.4.5 材料统计256

8.5 工艺绘图软件的应用256

8.5.1 绘图工具软件AutoCAD R14256

8.5.2 化工装置三维模型软件259

9 设计中必须注意的几个问题267

9.1 标准与规范267

9.1.1 概述267

9.1.2 设计规范内容示例268

9.2 化工过程设计优化270

9.2.1 优化的概念270

9.2.2 解决优化问题的几种途径271

9.3 安全生产272

9.3.1 化学物质的毒性272

9.3.2 腐蚀性273

9.3.3 燃烧与爆炸274

9.3.4 噪声278

9.4 环境保护279

9.5 工业卫生281

9.6 节能283

9.6.1 概况283

9.6.2 蒸馏操作的节能技术285

10 工程经济289

10.1 建设项目投资估算289

10.1.1 投资组成289

10.1.2 固定资产的估算法291

10.1.3 投资估算方法292

10.2 单元设备价格估算295

10.2.1 以预算定额为依据的估算方法295

10.2.2 单元设备及附件价格297

10.3 生产成本估算298

10.4 经济评价301

10.5 综合技术经济指标304

10.6 工程概算书的编制304

10.6.1 编制依据305

10.6.2 概算文件的内容305

附录309

附录1 物理量单位换算309

附表1-1 一些物理量的单位和因次309

附表1-2 单位换算309

附录2 图例314

附表2-1 流程图中化工设备图例314

附表2-2 流程图中管道及其附件图例316

附表2-3 流程图中常用阀门图例317

附表2-4 流程图中仪表、调节及执行机构图例317

附表2-5 管道布置图中管道图例318

附表2-6 管道布置图中阀门图例320

附表2-7 设备布置图中建筑图例321

附录3 化学工程数据322

附表3-1 常用管道流速322

附表3-2 管件和阀件的局部阻力系数ζ值323

附表3-3 列管换热器的总传热系数K推荐值324

附表3-4 空气冷却器的总传热系数K推荐值(以光管为基准)326

附表3-5 一些搅拌锅夹套传热系数(实测值)326

附图3-1 摩擦因次λ与Re及相对粗糙度ε/d的关系327

附图3-2 各种换热器的平均温度差校正因子图328

附录4 允许排放的有害物质的最高浓度329

附表4-1 废水中第一类物质最高允许排放浓度(GB8978—1996)329

附表4-2 废水中第二类物质最高允许排放浓度(GB8978—1996)329

附表4-3 新污染源大气污染物排放限值(GB16297—1996)331

附录5 毕业设计说明书336

参考文献339