化工厂的设计和经济学 第3版PDF电子书下载

第一章 导言 1

化工厂设计 1

工艺设计的开展 2

关于整套设计的全局性问题 3

费用估算 3

影响投资获利性的各种因素 3

最佳设计 4

最佳操作设计 5

最佳经济设计 5

设计中的实际问题 6

设计方法 7

第二章 工艺设计的开展 8

设计项目的程序 8

设计的类型 8

可行性研究 8

工艺开发 9

设计 9

从文献中搜集设计资料 11

施工和运转 11

流程图 12

初步设计 14

问题说明 14

文献查阅 15

物料和能量衡算 16

设备设计和选择 17

烷基化单元设备的设计和选择 17

反应器容量 17

经济问题 21

本节概要 22

不同工艺过程的对比 22

分批操作与连续操作的对比 24

设备的设计和规格 24

设计中的放大 26

安全系数 26

规格 26

制造材料 28

计算机辅助的设计 29

本章补充参考文献 31

习题 40

第三章 设计中的全面性因素 43

工厂的地理位置 43

厂址选择 45

工厂布置图 45

工厂布置图的绘制 46

工厂的操作和控制 46

检测仪表 47

维修 47

土建设计 48

公用工程 48

贮存 49

物料的输送 50

废物处理 50

联邦环境保护条例 51

环境保护条例 51

拟定污染控制系统 52

空气污染物的清除 54

除尘 54

有害气体的清除 55

水污染物的清除 56

物理处理 57

化学处理 57

生物处理 58

固体废物处理 59

回收利用和化学转化 59

焚烧 59

高温分解 59

安全条例 60

卫生和安全 60

热污染控制 60

土埋 60

化学品事故 61

火灾和爆炸事故 61

人身安全 62

消除噪声 62

专利权 63

可得专利权的发明 63

专利权的申请 63

专利权的转让 64

侵权 64

外国专利权 64

抵触 64

本章补充参考文献 65

习题 106

第四章 成本与资产会计 108

会计程序概要 108

会计学中的一些基本关系 109

资产负债表 109

损益表 111

借方和贷方 112

记帐 112

日记帐 113

总帐 113

成本会计的方法 113

积累帐户、清册帐户和销售成本帐户 114

原料费用 115

本章补充参考文献 116

习题 117

工业生产中的现金流 118

第五章 费用估算 118

累计现金位值 119

影响投资和生产成本的因素 120

设备来源 120

价格波动 121

公司政策 121

操作时间和负荷率 121

政府政策 121

固定资产投资 122

投资 122

流动资金 123

投资估算 123

投资估算的类别 124

费用指数 126

Marshall和Swift设备费用指数 127

工程新闻记录建设费用指数 128

Nelson炼厂建设费用指数 128

化学工程工厂费用指数 128

其他指数和分析 128

投资的费用因素 129

设备购置 130

比例法估算设备费用 130

购置设备的安装 132

保温保冷费用 133

测试仪表和控制装置 133

配管 133

电气安装 134

包括公用设施的建筑物 134

厂址开拓 134

辅助设施 135

土地 136

工程设计和监督 136

施工费用 136

包工费 137

未可预见费 137

开工费 137

投资估算的方法 137

用划分法估算投资时的几种方法 145

制造成本 147

总生产成本的估算 147

直接生产成本 149

原料 149

一般费用 149

操作工 150

直接监督和办事人员 151

公用工程 151

操作消耗品 153

试验费 153

维护和检修 153

专利费和专利使用费 154

催化剂和溶剂 155

固定费用 155

折旧费 155

地方税 155

保险金 155

租金 155

工厂管理费 155

研究和开发费用 156

分销和销售费用 156

行政费用 156

资金筹措 157

利息 157

毛利费用 157

来可预见费 158

摘要 158

本章所用符号及其含义 159

本章补充参考文献 160

习题 172

常规单利和精确单利 175

复利 175

第六章 利息和投资费用 175

单利 175

利息的种类 175

名义利率和实际利率 176

连续复利 179

连续复利的基本公式 179

现值和贴现 182

常规年金总额和周期性支付金额的关系 183

年金 183

连续现金流和复利 184

年金的现值 184

特殊形式的年金 186

永久年金和资金化费用 186

与连续现金流和连续复利有关的在获利性分析中有重要作用的一些关系式 187

利息和现金流因子表 193

投资的利息费用 193

利息对大型企业的影响 195

利息对小型企业的影响 195

借贷资金和自有资金 195

资金来源 198

所得税的影响 198

经济分析中资金费用的计算 201

在工程设计中利息和投资费用的计算 201

本章所用符号及其含义 202

本章补充参考文献 202

习题 205

所得税 207

货物税 207

联邦所得税 207

纳税的种类 207

第七章 纳税和保险 207

资产税 207

正常所得税 209

附加税 209

资金增益税 209

亏损的前移和后推 210

税收与折旧 210

投资税额扣除 210

捐款 210

收入股息的税金减免 210

超额利润税 211

税务申报 211

其他税金 211

保险 211

法律责任 212

保险的种类 213

自力保险 213

习题 214

本章补充参考文献 214

第八章 折旧 216

价值的意义 216

把折旧费看作一种费用的目的 216

折旧的种类 217

资源折耗 217

维护与检修费用 217

服务寿命 217

残值 220

更新价值 221

直线法 221

计算折旧费的方法 221

现在值 221

市场价值 221

帐面价值或未摊还费用 221

递减法(或固定百分数法) 222

年数之和法 224

偿债基金法 225

单项折旧和分组折旧 226

第一年的额外折旧费 226

折旧计算的调整 227

对各种折旧计算方法的评价 227

本章所用符号及其含义 227

本章补充参考文献 228

习题 228

第九章 获利性、投资方案和设备更新 230

获利性标准 230

资金费用 230

获利性评价的数学方法 231

工程项目获利性评价中的各种基准 231

以最小利润额作为费用来计算的收益率 233

贴现现金流以贴现现金流为依据的收益率 234

净现值 236

现值和净现值的计算表 236

资金化费用 238

包括经营费用在内的资金化费用获利性评价法 239

返本期 239

连续复利计算法的应用 240

投资方案 244

确定可接受收益率 244

必须进行投资寸的方案比较 245

小投资增量分析法 247

方案比较中所用各种获利性指标的优缺点 249

与所得税有关的问题 250

投资方案No.2与投资方案No.1的比较 253

投资方案No.3与投资方案No.2的比较 253

设备更新 255

关于更新的获利性评价方法 255

帐面价值与未摊提价值 256

更新原则的典型实例 256

设备更新方案比较中作为依据的投资额 257

可变卖净值 257

对设备更新研究中常有错误的分析 257

在投资方案研究和设备更新研究中的一些实际因素 258

本章所用符号及其含义 259

本章补充参考文献 259

习题 267

增量费用 270

第十章 最优设计和设计策略 270

各种未定因素和实际因素 271

求取最优条件的一般程序 271

包括一个变量的程序 271

图解法和解析法的比较 275

用于生产日程安排的盈亏平衡图及其在最优分析中的意义 275

工厂操作中的最优生产率 276

使单位时间内总利润最大的最优生产率 277

使单位产品成本最低的最优生产率 277

周期性操作的最优条件 278

半连续周期性操作 279

蒸发操作中的结垢 279

结果的精确性和敏感性 283

流体力学(最优经济管径) 283

泵送或鼓风费用 284

管道系统的固定费用 285

最优经济管径 285

考虑税收影响和资金费用的分析 287

传热(冷凝器中冷却水的最优流速) 288

结果的敏感度 288

传质(最优回流比) 290

最优化分析用的线性化策略 294

用以达到最优条件的线性规划 295

线性规划方法的例子 295

解决线性规划问题的推理方法 295

线性规划策略的普遍化 297

联立方程式 299

用联立方程求解的两个例子 300

线性规划方法的算法解的普遍化 301

单纯形算法 303

用单纯形算法来解图10-10的例题 304

最优分析的动态规划策略 307

动态规划的一个简化了的例题 308

第1分段的子过程 311

第1分段——第2分段的子过程 312

其余的子过程和最终解 313

确定最优条件的其他数学方法和策略 314

拉格朗日乘数的应用 314

最陡上升或下降法 314

用群实验来研究响应表面 315

生产、规划、日程安排和控制的最优条件 317

几何规划 317

在设计估算中关于通货膨胀计算的策略 318

将来每年收入恒定的情形 318

将来每年产量恒定的情况 319

本章所用符号及其含义 321

本章补充参考文献 324

习题 333

金属 336

普通铸铁和碳钢 336

工程材料 336

第十一章 材料与制造方法的选择 336

不锈钢 338

哈斯特合金 339

铜和铜合金 339

镍和镍合金 339

铝 342

铅 342

钽 342

陶器和瓷器 343

砖和胶结材料 343

碳和石墨 343

橡胶和合成橡胶 343

银 343

玻璃和搪玻璃钢材 343

非金属 343

不同金属间的腐蚀电池作用 343

塑料 344

木材 345

低温和高温材料 345

垫片材料 346

选择工程材料用的数据表 351

材料的选择 351

选择材料方面的经济性 351

设备制造 352

放样 353

切割 353

成型 353

本章补充参考文献 354

修整 354

检验 354

热处理 354

习题 362

第十二章 设计报告 364

报告的形式 365

报告的组成 366

设计报告的内容组成 366

发送函 368

标题页和目录表 368

概要 368

报告的正文 368

附录 369

报告的编写 369

提出成果 369

小标题及段落 369

表格 369

插图 370

参考文献 370

曲线图 370

计算实例 371

一些惯例 371

校对和检查 371

术语符号表 372

缩写 372

修辞 372

人称代词 372

时态 372

垂悬分词修饰语(Danglingmodifiers) 382

复合形容词 382

措词 382

单数和复数 382

分裂不定式(Split infinitire) 383

代词That和Which 383

关于一些常见错误的说明 383

最终报告用的校核项目表 383

本章补充参考文献 384

习题 384

需要的动力 386

泵和管道 386

第十三章 物料输送，存贮和处理用的设备——设计与费用 386

摩擦 387

功率的设计计算 391

管道标准 396

管子强度 396

通称管径 397

传热用管 397

管件及其他管道配件 397

管道系统的设计 397

管子尺寸 399

管道和管道系统附件的费用 400

泵 402

往复泵 402

旋转排液泵 418

旋转离心泵 419

空气排代系统 421

气体压缩机 422

泵送机械的费用 433

流速测量设备 433

贮罐、压力容器和贮存设备 434

贮罐、压力容器和贮存设备的费用 436

过滤机 440

设计公式 440

间歇过滤机 441

连续过滤机 444

旋转真空过滤机中的空气抽吸率 446

过滤机的费用 448

其他工艺设备的费用 450

物料处理设备的费用 461

本章所用符号及其含义 465

本章补充参考文献 468

习题 490

第十四章 传热设备——设计和费用 493

传导 494

对流 494

传热的基本理论 494

辐射 495

总传热系数 497

污垢因数 498

传热的平均面积 499

平均温度差推动力 499

非稳定状态的传热 500

传热系数的计算 502

管道或管段内的流体的膜系数(无物相变化) 502

流体在管道或管段外侧流动的膜系数(无物相变化) 504

热交换器的压力降 507

管侧压力降 507

各种不同情况下的膜系数和总系数 507

壳侧压力降 508

选择传热设备时应考虑的因素 512

管子尺寸和间距 513

壳体尺寸 514

热应变 514

清理和维修 515

挡板 515

流体速率以及流体的定位 516

失效表面 516

水蒸汽在热交换器中的使用 517

热交换器的规格 517

水在热交换器中的使用 517

传热设备的费用 518

相对费用 523

热交换器的最佳化设计 527

概述 528

主要独立变量的选择 529

最佳化的步骤 530

接合 531

一般情况下最佳化设计的步骤综述 534

最佳化设计可以简化的场合 539

当壳侧或管侧的动力费用无关紧要时 539

当传热介质流体的流速已经确定时 539

当一种流体有物相变化时(流体的温度保持不变) 540

当一种流体的流速已经确定时(h1或ho已经确定) 540

热交换器工艺设计的通用方法 540

本章所用符号及其含义 541

本章补充参考文献 544

习题 554

分段和连续接触器 556

第十五章 传质设备和反应器设备——设计和费用 556

分段接触器 557

泡罩塔板、筛板塔板和阀塔板装置 558

蒸汽的最大允许速度 560

塔板和塔的效率 564

塔板效率的类型 564

影响塔板效率和塔效率的因素 564

计算塔板效率用的关系式 565

分段接触器的压力降 568

分段接触器的其他设计因素 578

泡罩和升气管 578

筛板 579

阀板 579

壳体和塔板 579

雾沫夹带 580

液体的流动 580

塔板间距 581

降液管和堰 581

塔板稳定性 582

连续接触器——填料塔 583

填料的形式 583

液体分布 586

压力降 586

填料塔压力降的估算 587

允许的蒸汽速度 590

液泛点速率的一般关系曲线 591

填料蒸馏塔液泛点速度的简单估算方法 591

操作压力对液泛速度的影响 592

填料效率 594

HETP的经验测算法 595

图B-12 流量指示器的费用 595

HTU的经验测算法 595

传质设备的费用 597

板式塔和填料塔 597

板式塔和填料塔的相对优缺点 597

干燥器 602

反应器 605

反应器设计数学模型的一个例子 606

模拟电子计算机求解 609

反应器设计应用的方程式 610

数字电子计算机求解 610

间断反应器 612

管式寒流反应器 612

反混反应器 613

的表达式 613

设计的机械特征 614

反应器设备部件的费用估算 615

反应器容设计和费用估算的例子 615

本章所用符号及其含义 617

本章补充参考文献 620

习题 631

第十六章 设计中的统计分析 633

基本概念 633

平均数 633

数据的偏离 635

理论的及经验的频率分布 636

t-检验 637

统计检验 637

x2-检验 641

F-检验 642

置信区间估算 647

回归分析 648

两个变量的回归 649

多变量的回归 652

变量的非线性回归 653

因子设计 654

试验设计中的统计方法 654

在工艺过程数据定值中的应用 654

部分因子设计 656

BOX-WILSON设计 656

渐进摸索法 657

其他统计方法 657

误差传递 657

序列分析 658

质量控制 659

本章所用符号及其含义 659

本章补充参考文献 660

习题 662

作为整个SI单位制的基础的SI基本单位 666

附录A 国际单位制(SI) 666

辅助单位 667

导出单位 667

SI单位制的优点和遵循原则 670

SI单位的使用规则 671

附录B 辅助工程、公用工程和化学品的费用数据 683

辅助工程的费用数据 683

表1 美国某些城市的技术工小时工资 683

表2 建筑和施工费用 684

表3 场地整理费用 686

表4 电气设备费用 687

表5 工业用水、电、汽的价格 688

表6 一些工业用化学品的价格 689

图B-1 空调费用 689

图B-2 导管费用 690

图B-3 快装锅炉装置费用 690

图B-4 蒸汽发生器费用 691

图B-5 压缩机装置费用 691

图B-6 邻却塔费用 692

图B-7 工业冷冻费用 692

图B-8 废水处理装置的费用 693

图B-9 小型快装废水处理装置的费用 693

图B-11 液面控制器的费用 694

图B-10 平板玻璃型液面计的费用 694

图B-13 温度记录器和指示器的费用 695

图B-14 压力指示器的费用 696

习题1 利用溶剂提炼动物原料的装置 697

工艺方法概要 697

大型习题 697

附录C 设计习题 697

习题2 季戊四醇装置 700

习题3 甲醛装置 701

小型习题 702

习题1 二氧化硫反应器的最佳温度 702

习题2 热交换器设计 704

习题3 二氧化硫吸收塔的设计 705

习题4 用液态甲烷制冷使氮气和氧气液化 706

习题5 高纯度液氨的生产 706

习题1 用活性炭吸附法回收氢气的费用 707

实习讨论会习题 707

习题2 用活性炭使氢气净化的吸附塔设计 708

习题3 二氧化硫回收系统的回转过滤机的设计 708

习题4 氯回收系统的投资收益率 709

习题5 氯回收系统的经济分析 711

习题6 隔热层的最佳厚度 712

习题7 用异丙醇生产丙酮的装置的生产能力 712

习题8 用异丙醇生产丙酮的设备设计 713

习题9 脱丁烷塔的快速估算设计 714

习题10 甲醛-季戊四醇厂的经济分析 716

习题11 催化聚合反应器达到允许最小转化率的操作时间 717

习题12 确定联苯回收装置多组分蒸馏塔的大小和费用 718

习题13 煤转化为无污染燃料油的反应器设计(附部分题解) 719

习题13的部分题解 721

习题14 烷基化装置评价所需的物料平衡 724

习题15 甲苯二甲酸二甲酯萃取蒸馏法脱除石蜡烃 724

习题16 苯乙烯工业生产的最佳操作范围 726

附录D 物理性质和常数表 728

表1 一般工程用的换算系数和常数 728

表2 气体的粘度 730

图D-1 气体在1 atm 下的粘度 732

表3 液体粘度 733

图D-2 液体在1 atm 下的粘度 736

表4 水的密度、粘度和热导率 737

表5 金属的热导率 737

表6 非金属固体的热导率 737

表7 液体的热导率 738

表8 气体的热导率 738

图D-3 气体在l atm 下的热容Co 739

图D-4 液体的热容 740

表9 液体的相对密度 741

表10 固体的相对密度 742

表11 饱和水蒸汽的性质 742

表12 热交换器和冷凝器的管子数据 744

表13 钢管尺寸 745

图D-5 设备符号 746

图D-6 流程符号 747

表14 国际原子量表 748