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绪论1

0.1化工设计的概念及意义1

0.2化工设计类型及内容1

0.3化工设计的特点2

0.4化工设计总原则3

0.5学习本课程的意义3

思考与练习题3

第1章 化工设计程序和内容4

1.1设计前期工作步骤与内容6

1.1.1国外作法6

1.1.2国内作法7

1.2初步设计阶段工作内容与程序10

1.2.1初步设计阶段的目的10

1.2.2初步设计阶段的任务10

1.2.3初步设计阶段的内容深度11

1.2.4初步设计的工作程序11

1.3施工图设计阶段工作内容与程序11

1.3.1施工图设计阶段的目的11

1.3.2施工图设计阶段的基本要求11

1.3.3施工图设计阶段的设计内容12

1.3.4施工图设计阶段的工作程序12

1.3.5施工图设计的深度13

1.4车间工艺设计13

1.4.1生产方法的选择13

1.4.2工艺流程设计13

1.4.3工艺计算14

1.4.4车间布置设计14

1.4.5管道设计14

1.4.6提供设计条件14

1.4.7编写设计说明书15

1.4.8概（预）算书的编制15

思考与练习题15

第2章 工艺流程设计16

2.1工艺路线选择16

2.1.1选择原则16

2.1.2工作步骤18

2.2工艺流程的设计20

2.2.1工艺流程设计的原则20

2.2.2工艺流程设计中应解决的问题21

2.2.3工艺流程设计的步骤21

2.3工艺流程图的绘制32

2.3.1方框流程图和工艺流程草（简）图32

2.3.2工艺物料流程图33

2.3.3管道及仪表流程图36

2.4典型设备的控制方案47

2.4.1泵的流量控制方案47

2.4.2换热器的温度控制方案48

2.4.3精馏塔的控制方案48

思考与练习题49

第3章 物料衡算与能量衡算50

3.1物料衡算50

3.1.1物料衡算的概念及分类50

3.1.2物料平衡方程51

3.1.3物料衡算的基本步骤52

3.1.4计算举例55

3.2能量衡算57

3.2.1能量衡算的目的58

3.2.2能量衡算可以解决的问题58

3.2.3能量平衡方程58

3.2.4热量衡算59

3.2.5计算举例61

思考与练习题66

第4章 设备的工艺设计与选型67

4.1设备工艺设计与选型原则及方法67

4.1.1设备工艺设计与选型原则67

4.1.2设备工艺设计的主要工作和方法68

4.2化工设备的材料和选材原则69

4.2.1化工设备使用材料分类概况69

4.2.2材料选用的一般原则70

4.3泵的设计与选型71

4.3.1泵的类型和特点71

4.3.2选泵的原则73

4.3.3选泵的工作方法和基本程序75

4.4气体输送、压缩设备的设计与选型77

4.5换热器的设计与选型82

4.5.1换热器的分类82

4.5.2换热器设计的一般原则84

4.5.3管壳式换热器的设计及选用程序85

4.6贮罐容器的设计与选型89

4.6.1贮罐的类型89

4.6.2贮罐系列89

4.6.3贮罐设计的一般程序90

4.7塔设备的设计与选型92

4.7.1板式塔92

4.7.2填料塔93

4.8反应器的设计与选型94

4.8.1反应器分类与选型95

4.8.2反应器的设计要点97

4.8.3釜式反应器的结构和设计98

4.9液固分离设备的选型102

4.9.1离心机102

4.9.2过滤机104

4.9.3离心机的选型106

4.9.4过滤机的选型107

4.10干燥设备的设计与选型108

4.10.1常用干燥器109

4.10.2干燥设备的选型原则113

4.11其他设备和机械的选型114

4.11.1起重机械114

4.11.2运输机械114

4.11.3加料和计量装置114

4.12汇编设备一览表114

思考与练习题115

第5章 车间布置设计116

5.1车间布置设计概述116

5.1.1车间布置设计的依据116

5.1.2车间布置设计的内容117

5.1.3车间布置设计的原则117

5.1.4车间布置设计的方法和步骤118

5.2车间厂房的整体布置设计119

5.2.1厂房的平面布置121

5.2.2厂房的立面布置122

5.2.3厂房的建筑结构123

5.2.4车间厂房布置设计时须注意的问题123

5.3设备布置设计123

5.3.1主导风向对设备布置的要求124

5.3.2生产工艺对设备布置的要求124

5.3.3安全、卫生和防腐对设备布置的要求125

5.3.4操作条件对设备布置的要求126

5.3.5设备安装、检修对设备布置的要求126

5.3.6厂房建筑对设备布置的要求127

5.3.7车间辅助室及生活室的布置128

5.3.8车间布置整齐美观的要求128

5.3.9建筑要求129

5.4常用设备的布置129

5.4.1反应器129

5.4.2混合设备131

5.4.3蒸发设备132

5.4.4结晶器133

5.4.5容器133

5.4.6加热炉134

5.4.7塔类设备135

5.4.8换热器138

5.4.9泵、风机等运转设备142

5.4.10过滤机146

5.4.11干燥器148

5.4.12气体净化设备149

5.4.13运输设备149

5.4.14罐区149

5.4.15控制室150

5.4.16主管廊151

5.5设备布置图的绘制152

5.5.1设备布置图的内容152

5.5.2设备布置图的绘制方法152

5.5.3设备布置图的绘图步骤158

5.6设备安装图158

思考与练习题160

第6章 管道设计与布置161

6.1管道设计与布置的内容161

6.2管道、管件及阀门的选用162

6.2.1基本概念162

6.2.2管道163

6.2.3常用阀门168

6.2.4常用管件174

6.2.5法兰、法兰盖、紧固件及垫片176

6.3管道压力降计算176

6.3.1直管阻力H1计算177

6.3.2局部阻力H2计算177

6.4管道热补偿设计179

6.4.1管道的热变形与热应力计算179

6.4.2管道热补偿设计180

6.5管道的绝热设计181

6.5.1绝热范围182

6.5.2绝热结构182

6.5.3管道热力计算的基本任务182

6.5.4管道保温计算183

6.6化工管道的防腐与标志184

6.6.1管道防腐184

6.6.2管道标志186

6.7管道布置设计187

6.7.1管道布置设计的内容187

6.7.2管道布置设计的依据187

6.7.3管道布置设计的主要原则188

6.7.4管道敷设方式191

6.8常用设备的管道布置192

6.8.1泵的管道布置192

6.8.2换热器的管道布置194

6.8.3容器的管道布置196

6.8.4塔的管道布置197

6.8.5管廊上的管道布置202

6.8.6其他管道布置203

6.9管道布置图的绘制204

6.9.1管道布置图的内容204

6.9.2管道布置图的绘制要求204

6.9.3管道布置图的绘制212

6.10管道轴测图213

6.10.1管道轴测图要求的图示内容213

6.10.2管道轴测图的图示方法213

6.10.3管道轴测图的尺寸及其标注217

6.11管架图与管件图219

6.11.1管架图219

6.11.2管件图220

6.12管口方位图220

6.12.1管口方位图的作用与内容220

6.12.2管口方位图的画法221

6.13管段表及综合材料表222

思考与练习题224

第7章 向非工艺专业提供的设计条件226

7.1上建设计条件226

7.1.1化工建筑基本知识226

7.1.2工艺专业向土建设计提供的条件230

7.2非定型设备设计条件233

7.3变配电及电气设计条件235

7.3.1变配电235

7.3.2电气设计条件235

7.4自动控制设计条件236

7.5给排水、暖通条件237

7.5.1供水设计条件237

7.5.2排水设计条件238

7.5.3采暖通风设计条件238

7.6供热及冷冻设计条件239

7.6.1供热系统条件239

7.6.2冷冻系统条件239

思考与练习题240

第8章 设计概算和技术经济241

8.1设计概算241

8.1.1概算的内容241

8.1.2概算费用的分类242

8.1.3概算的编制依据243

8.1.4概算的编制办法244

8.2技术经济248

8.2.1投资估算249

8.2.2产品生产成本估算250

8.2.3经济评价252

思考与练习题257

第9章 设计文件的编制258

9.1初步设计阶段设计文件的编制258

9.1.1设计说明书的编制内容258

9.1.2设计说明书的附图和附表260

9.2施工图设计文件的编制262

9.2.1施工图设计图纸目录262

9.2.2工艺专业施工图设计技术文件263

9.2.3设计文件归档265

思考与练习题265

第10章 工厂选址及总布置设计266

10.1厂址选择266

10.1.1工厂选址的指导方针266

10.1.2工厂选址的一般要求266

10.2厂址选择的程序268

10.2.1准备工作阶段268

10.2.2现场勘查工作阶段268

10.2.3编制厂址选择报告阶段268

10.3厂址方案比较269

10.3.1厂址方案比较的重要性269

10.3.2厂址方案比较的内容269

10.4厂址选择报告270

10.4.1厂址选择报告的基本内容270

10.4.2有关附件资料272

10.5工厂总平面设计272

10.5.1工厂总平面设计内容272

10.5.2总平面布置原则及方法273

10.5.3工厂分区274

10.5.4平面布置274

10.5.5竖向布置276

10.5.6管廊布置277

10.6总平面布置图内容278

10.6.1图纸内容278

10.6.2总平面设计主要技术经济指标279

10.6.3实例280

思考与练习题280

第11章 计算机辅助化工设计281

11.1化工设计软件概述282

11.1.1化工设计软件主要作用282

11.1.2常用化工设计软件282

11.1.3应用化工设计软件的重要性284

11.2化工流程模拟软件284

11.2.1化工流程模拟软件用途285

11.2.2流程模拟方法及软件组成286

11.2.3稳态模拟和动态模拟288

11.2.4常用化工流程模拟软件简介288

11.2.5ASPEN PLUS流程模拟应用举例296

11.3化工装置及系统设计软件305

11.3.1换热器设计软件305

11.3.2换热流程与PINCH308

11.3.3塔内件水力学计算软件309

11.3.4管网计算软件309

11.3.5CFD软件311

11.4化工装置布置设计软件314

11.4.1设备布置设计软件314

11.4.2管道应力计算软件319

11.4.34D模型技术320

11.5计算机绘图软件323

11.5.1常用的制图软件323

11.5.2AutoCAD基础知识323

11.5.3AutoCAD绘制工艺流程图324

11.5.4AutoCAD绘制设备布置图327

附录330

附录1管道及仪表流程图中的缩写330

附录2管道及仪表流程图中设备、机器图例333

附录3管道布置图和轴测图上管子、管件、阀门及管道特殊件图例337

附录4设备布置图图例及简化画法346

附录5工厂总布置图图例349

附录6首页图352

主要参考文献354