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第1章 绪论 1

1.1 化工设计的意义和作用 1

1.2 化工设计的特点 2

1.3 化工设计的阶段 2

1.4 化工项目立项过程 3

1.4.1 立项 3

1.4.2 招标 3

1.5 化工设计种类 4

1.4.3 项目建议书的编制 4

1.6 化工设计程序 5

1.7 化工设计的现代化 7

1.8 学习化工设计知识的意义 7

第2章 工艺设计的基本程序和准备工作 9

2.1 工艺设计的基本程序 9

2.1.1 设计前期工作 9

2.1.2 初步设计阶段 11

2.1.3 施工图设计阶段 12

2.2 工艺设计的内容和准备工作 13

2.2.1 工艺设计的内容 13

2.1.4 设计代表工作 13

2.2.2 工艺设计的准备工作 14

第3章 工艺流程设计 17

3.1 工艺路线的选择 17

3.1.1 工艺路线论证 18

3.1.2 选择工艺路线应注意的问题 20

3.2 工艺流程设计 20

3.2.1 工艺流程设计的意义和任务 20

3.2.2 工艺流程设计中涉及的问题 21

3.2.3 生产工艺流程草图 22

3.2.4 生产工艺物料流程图 25

3.2.5 工艺管道及仪表流程图 26

3.2.6 输送设备的自控流程设计 31

3.2.7 管壳式换热器的自控流程 33

3.2.8 加热炉的自控流程 35

3.2.9 精馏塔的自控流程 35

3.2.10 反应器的自控流程 40

3.2.11 特定过程及管路的流程 42

3.3 辅助生产流程 49

3.3.1 公用工程 49

3.3.2 开停车流程 52

3.3.3 安全生产流程 55

第4章 物料衡算 57

4.1 重要物性数据的获取 57

4.2 单位换算 59

4.2.1 单位换算的方法 59

4.2.2 因次方程的单位换算 60

4.3 物料衡算的意义和作用 61

4.4.1 化工过程的类型 62

4.4 物料衡算式 62

4.4.2 物料衡算式 63

4.5 物料衡算的方法和步骤 68

4.6 物理单元操作设备的物料衡算 70

4.6.1 不带过程限制条件的物料衡算 70

4.6.2 带过程限制条件的物料衡算 71

4.7 有化学反应过程的物料衡算 73

4.7.1 收率和转化率 74

4.7.2 一般反应过程的物料衡算 78

4.7.3 反应器物料衡算 81

4.8.1 串联过程的物料衡算 91

4.8 复杂化工过程的物料衡算 91

4.8.2 并联和旁路的物料衡算 96

4.8.3 循环过程的物料衡算 99

4.8.4 排放过程的物料衡算 102

4.8.5 一般复杂化工过程的物料衡算 106

第5章 热量衡算 113

5.1 概述 113

5.2 热量平衡 114

5.2.1 热量平衡式 114

5.2.2 焓方程式 115

5.2.3 热量衡算的步骤 116

5.3 单元操作设备热量衡算 117

5.3.1 加热和冷却设备热量衡算 117

5.3.2 分离设备热量衡算 119

5.4 反应器热量衡算 122

5.4.1 焓的两种基态 123

5.4.2 等温反应器 125

5.4.3 绝热反应器 127

5.4.4 实际反应器 129

5.5.1 换热过程 131

5.5 复杂化工过程的热量衡算 131

5.5.2 精馏装置 133

5.5.3 加热炉反应器 138

5.6 系统能量的合理利用 141

第6章 设备的选型和工艺设计计算 144

6.1 选择设备的基本要求 144

6.2 设备设计的基本内容 146

6.2.1 液体物料输送设备 146

6.2.2 气体物料输送及压缩设备 149

6.2.4 输送设备的选择 158

6.2.3 固体物料搬运及粉碎设备 158

6.3 塔类设备 162

6.4 蒸发设备 162

6.5 换热设备 163

6.5.1 换热器的分类 164

6.5.2 换热器的选择 165

6.5.3 系列标准管壳式换热器的选用 167

6.6 化学反应器 183

6.6.1 概述 183

6.6.2 反应器的选型 186

6.6.3 搅拌釜式反应器 187

6.7 分离设备 189

6.7.1 液固分离设备 189

6.7.2 气固分离设备 195

6.8 存储容器 198

6.8.1 存储容器的分类与选择 198

6.8.2 普通碳素钢及低合金钢贮罐标准系列（HG5-1572-85～HG5-1580-85） 200

6.8.3 球形贮罐标准系列（JB/T4711-92） 205

6.8.5 低压湿式气柜系列（HG21549-92） 206

6.8.4 钢制机械搅拌容器标准系列（GB9845-88） 206

6.9 传质设备 207

6.9.1 板式塔和填料塔的设计计算 207

6.9.2 干燥设备 209

6.10 设备材料的选择 215

6.11 编制设备一览表 216

第7章 车间布置设计 220

7.1 概述 220

7.2 厂房布置设计的条件和依据 221

7.3.2 厂房的平面布置 222

7.3.1 厂房的整体布置 222

7.3 车间厂房的布置设计 222

7.3.3 厂房的空间布置 224

7.3.4 生产辅助设施的布置 225

7.3.5 安全、卫生和防腐蚀问题 227

7.3.6 车间设备布置设计 227

7.3.7 常见化工设备的布置原则 230

7.3.8 露天车间的设备布置 247

7.3.9 室内车间的设备布置 249

7.4.2 一般规定 250

7.4.1 概述 250

7.4 设备布置图 250

7.4.3 应遵循的设计规定 251

7.4.4 图面安排及视图要求 251

7.4.5 图面表示内容及尺寸标注 252

7.5 设备布置图的画法 255

7.5.1 设备平面布置图的画法 255

7.5.2 设备立面布置图的画法 255

7.6 设备布置图的识读 256

第8章 管路布置设计 258

8.1.1 化工用管 259

8.1 化工管路概述 259

8.1.2 阀件 262

8.1.3 其它管件 272

8.1.4 管路附件 272

8.1.5 化工管路的标准化 275

8.1.6 管道等级 279

8.1.7 管道系统试压 280

8.2 管路设计 280

8.2.2 管路设计的内容 281

8.2.1 管路设计基础 281

8.2.3 管路设计的步骤 282

8.3 管路的确定 282

8.3.1 管材的选择 282

8.3.2 管路管径的确定 287

8.3.3 管路阀件和附件的选择 294

8.4 管路的布置 297

8.4.1 埋地敷设管路 297

8.4.2 管沟敷设管路 297

8.4.4 架空敷设管路 298

8.4.3 沿地敷设管路 298

8.5.1 概述 310

8.5 管路的支架设计 310

8.5.2 支架的强度计算 312

8.6 管路的应力分析和热补偿设计 314

8.6.1 管路的应力分析 314

8.6.2 管路的热补偿 315

8.7 管路的绝热和防腐设计 321

8.7.1 绝热的功能 321

8.7.2 绝热范围 321

8.7.4 绝热材料的性能和种类 322

8.7.3 绝热结构 322

8.7.5 管道保温计算 324

8.7.6 管路的防腐设计 329

8.8 管路布置图的绘制 331

8.8.1 一般规定 331

8.8.2 应遵循的设计规定 332

8.8.3 图面表示和尺寸标注 332

8.8.4 管道、管件和阀门在配管图上的表示方法 337

8.8.7 编制工艺管路材料明细表和综合材料表 342

8.8.5 管道布置图的绘制 342

8.8.6 管路布置图举例 342

8.8.8 编写管路施工说明 345

第9章 工艺专业为其它专业提供的设计条件 346

9.1 土建及其设计条件 347

9.1.1 化工建筑的基本知识 347

9.1.2 土建设计依据 352

9.1.3 土建设计的条件 353

9.1.4 土建设计的内容 354

9.2.2 化工容器制造的材料选择 355

9.2 非定型设备设计条件 355

9.2.1 化工容器分类 355

9.2.3 非定型设备设计程序 358

9.2.4 非定型设备条件表 360

9.2.5 管口方位图 360

9.2.6 非定型设备图 361

9.3 电气设计条件 362

9.3.1 车间供电系统 362

9.3.2 电气防爆 363

9.3.3 防雷 365

9.3.4 电气设计条件 366

9.3.5 电气设计内容 367

9.4 自动控制设计条件 367

9.4.1 概况 367

9.4.2 自动控制设计条件 368

9.5.2 夏季降温 370

9.5.3 通风 370

9.5.1 采暖 370

9.5 采暖通风设计条件 370

9.5.4 采暖通风与空调设计条件 372

9.6 供热及冷冻设计条件 372

9.6.1 热源 372

9.6.2 节能 373

9.6.3 冷冻系统 376

9.6.4 供热与冷冻设计条件 376

9.7 供排水设计条件 377

9.7.1 水源 377

9.7.2 工业用水 377

9.7.3 循环冷却水的水质稳定处理 378

9.7.4 供排水设计条件 380

第10章 设计说明书的编制 382

10.1 初步设计说明书 382

10.1.1 工艺专业的初步设计说明书 382

10.1.2 总图运输设计说明 383

10.1.3 生产控制设计说明 384

10.1.4 供排水设计说明 384

10.1.8 机电仪表维修设计说明 385

10.1.7 土建设计说明 385

10.1.6 供汽设计说明 385

10.1.5 供电设计说明 385

10.1.9 其它有关设计说明 386

10.2 施工图设计说明书 386

第11章 工程项目设计概算书的编制 387

11.1 设计概算的意义、原则和作用 387

11.2 工程项目设计概算的内容 388

11.2.1 工程费用 388

11.2.2 其它费用 388

11.3.1 概算的编制依据 389

11.3.2 概算的编制方法 389

11.3 工程项目设计概算的编制依据和方法 389

第12章 安全生产与环境保护 396

12.1 安全生产 396

12.1.2 燃烧与爆炸 396

12.1.2 化学物质的毒性 403

12.1.3 腐蚀性 405

12.1.4 噪声 406

12.2.2 有关的标准和规范 407

12.2.1 环境影响报告书 407

12.2 环境保护 407

12.2.3 化学工业中的环境污染问题 408

12.3 化工设计中应考虑的安全和环境保护问题 412

12.3.1 职业安全 412

12.3.2 工业卫生 414

第13章 工厂厂址的选择及其总平面设计 416

13.1 厂址的选择 416

13.1.1 厂址选择的基本要求 416

13.1.2 拟定选择厂址指标 417

13.1.3 厂址选择的程序 418

13.2 工厂总平面的设计 420

13.2.1 概述 420

13.2.2 总平面设计的主要内容 420

13.2.3 总平面设计的条件 425

13.2.4 总平面设计需要的资料 425

13.2.5 总平面设计的原则 426

13.2.6 总平面设计的技术经济指标 429

13.2.7 总平面设计实例 429

14.1.1 技术经济评价的原则和评价指标体系 431

14.1 概述 431

第14章 化工技术经济 431

14.1.2 技术经济评价的方法和步骤 436

14.2 建设项目投资估算 439

14.2.1 投资组成 440

14.2.2 固定资产的估算法 441

14.2.3 投资估算方法 441

14.3 单元设备价格估算 451

14.3.1 以预算定额为依据的估算方法 451

14.3.2 单元设备及附件价格 453

14.4.1 产品成本的构成及其分类 455

14.4 成本估算 455

14.4.2 产品成本估算 456

14.4.3 折旧费的计算方法 458

14.4.4 销售收入和销售税金估算 460

14.5 项目经济评价 460

14.5.1 项目经济评价的基本原则 460

14.5.2 项目财务评价的方法 461

附表1-2 单位换算 471

附表1-1 一些物理量的单位和因次 471

附录1 物理量单位换算 471

附录 471

附录2 化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定 476

附录3 初步设计开工报告编制提纲 490

附录4 原化学工业部《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》（部分） 492

附录4-1 设备管口方位图（HG20519.26-92） 492

附录4-2 管道常用的缩写词（HG20519.27-92） 494

附录4-3 流程图；设备、管道布置图；管道轴测图；管件图；设备安装图的图线宽度及字体规定（HG20519.28-92） 502

附录4-4 管架编号和管道布置图中管架的表示方法（HG20519.29-92） 504

附录4-5 隔热及隔声代号（HG20519.30-62） 507

附录4-6 管道及仪表流程图中设备、机器图例（HG20519.31-92） 508

附录4-7 管道及仪表流程图中管道、管件、阀门及管道附件图例（HG20519.32-92） 519

附录4-8 管道布置图和轴测图上管子、管件、阀门及管道特殊件图例（HG20519.33-92） 525

附录4-9 设备、管道布置图上用的图例（HG20519.34-92） 535

附录4-10 物料代号（HG20519.36-92） 538

附录4-11 管道等级号及管道等级表（HG20519.38-92） 540

附录5 允许排放的有害物质的最高浓度 542

附表5-1 废水中第一类物质最高允许排放浓度（GB8978-1996） 542

附表5-2 废水中第二类物质最高允许排放浓度（GB8978-1996） 542

附表5-3 新污染源大气污染物排放限值（GB16297-1996） 544

附表6-2 流程图中管道及其附件图例 551

附表6-3 流程图中常用阀门图例 551

附录6 非（HG20519-92）标准中的图例 551

附表6-1 物料代号 551

附表6-4 设备、管道布置图上所用的图例 552

附表6-5 管道布置图中阀门图例 552

附录7 化工技术经济分析常用数据 553

附表7-1 复利计算公式汇总 553

附表7-2 化工企业（石油、化工工艺专用设备）固定资产折旧年限 553

附表7-3 财务评价参数 555

主要参考文献 556