主要符号说明 1
绪论 1
0.1化工单元操作设备设计的性质与意义 1
0.2化工单元操作设备设计的内容与步骤 2
0.2.1工艺设计的内容与步骤 2
0.2.2结构设计的内容与步骤 3
0.3课程设计的组织与成绩评定 3
0.3.1课程设计的组织 3
0.3.2成绩评定 4
上篇 单元操作设备工艺设计篇 7
第1章 单元操作设备工艺设计基础 7
1.1设计方案的筛选与评价 7
1.1.1技术与经济上的可行性 7
1.1.2满足工艺和操作的要求 8
1.1.3满足节能减排要求 9
1.1.4确保安全生产 9
1.2工艺设计图 9
1.2.1工艺流程图 9
1.2.2主体设备工艺条件图及其画法 15
1.3化工管路 16
1.3.1化工管路的基本构成 17
1.3.2管材的选用与连接 21
1.3.3管路布置的一般原则 22
1.3.4典型设备的管路布置 23
1.4化工工艺数据的采集与计算 27
1.4.1物性数据的采集与计算 27
1.4.2化工工艺设计过程的基本计算方法 31
1.5单元操作设备工艺设计方法论 32
1.5.1方案的确定 33
1.5.2工艺流程的设计 33
1.5.3对设计意外状况的预见 34
1.5.4经验参数的选取原则 35
1.5.5设计简化计算方法 35
1.5.6设计说明书的撰写 36
第2章 列管式换热器的工艺设计 37
2.1概述 37
2.1.1列管式换热器的结构类型 37
2.1.2列管换热器的型号与规格 39
2.2列管式换热器工艺设计中的共性问题 43
2.2.1加热剂或冷却剂的选择 43
2.2.2加热剂（或冷却剂）进、出口温度的确定 44
2.2.3流动空间的选择 45
2.2.4列管换热器的结构类型选择 45
2.2.5管程数与壳程数 46
2.2.6管子规格及长度 47
2.2.7管子排列方式与管间距 48
2.2.8折流挡板与支持板 51
2.2.9拉杆与定距管 52
2.2.10防短路装置 53
2.2.11防冲挡板与导流筒 55
2.2.12管板与壳体的连接方式 56
2.2.13管箱 57
2.2.14布管图与换热器的筒体直径 57
2.2.15进、出口接管 58
2.2.16支座 58
2.3换热器的校核与设计计算 59
2.3.1所需传热面积的估算 59
2.3.2换热器的传热性能校核 60
2.3.3列管换热器的压强降校核 61
2.4列管换热器的选型设计 62
2.4.1选型设计的一般步骤 62
2.4.2标准列管的选型示例 62
2.5非标准列管换热器的工艺设计 66
2.5.1非标准列管换热器工艺设计的一般步骤 66
2.5.2非标准列管换热器工艺设计示例 67
第3章 浮阀式精馏塔的工艺设计 74
3.1概述 74
3.1.1浮阀塔的结构与性能 74
3.1.2板上液体的流动方式及选择 77
3.1.3板式塔的异常操作现象及其控制 77
3.1.4单溢流塔板的基本结构 79
3.1.5精馏塔配套设备 86
3.2浮阀式精馏塔的工艺设计 89
3.2.1分析待分离物系，确定分离方案 89
3.2.2绘制带控制点的工艺流程图 89
3.2.3确定工艺参数 90
3.2.4选择设计塔板，确定物性参数 91
3.2.5塔板结构参数设计 91
3.2.6板式塔的流体力学验算与结构参数推广 97
3.2.7附件设计 104
3.3非标准浮阀式精馏塔的工艺设计 110
3.3.1非标准浮阀塔的工艺设计步骤 110
3.3.2非标准浮阀塔板设计示例 110
3.4标准浮阀式精馏塔盘的选型设计 116
第4章 填料吸收塔的工艺设计 117
4.1概述 117
4.1.1填料吸收塔的构造与流程 117
4.1.2填料 120
4.1.3填料塔附件 123
4.2填料吸收塔的工艺设计 126
4.2.1分离方案与流程的确定 127
4.2.2吸收剂的选择 127
4.2.3填料选择 129
4.2.4工艺基本参数计算 130
4.2.5操作液气比及溶剂用量的确定 131
4.2.6塔径计算 132
4.2.7流体力学验算 134
4.2.8吸收系数 135
4.2.9填料层高度计算 139
4.2.10填料塔附件设计 140
4.3填料吸收塔工艺设计示例 141
4.3.1填料吸收塔的工艺设计步骤 141
4.3.2填料吸收塔设计示例 141
第5章 搅拌装置的放大设计 146
5.1概述 146
5.1.1搅拌装置的构成 146
5.1.2搅拌器中的流型及其控制 151
5.1.3搅拌效果 153
5.1.4搅拌器的液体循环量、压头及功率消耗 154
5.2搅拌功率计算及搅拌器选型 155
5.2.1标准搅拌器构型 156
5.2.2功率关联式 156
5.2.3功率曲线 157
5.2.4非均相物系搅拌功率的计算 160
5.2.5搅拌器选型 161
5.3搅拌器放大 164
5.3.1单元设备的放大基础 164
5.3.2搅拌器的放大方法 165
5.4搅拌器放大设计示例 167
5.4.1搅拌釜放大设计步骤 167
5.4.2搅拌釜放大设计示例 167
下篇 单元操作设备机械设计篇 171
第6章 化工设备机械设计基础 171
6.1化工设备机械设计的一般步骤 171
6.1.1准备阶段 171
6.1.2设计阶段 172
6.1.3设备装配图及零部件图的绘制 174
6.2化工设备图的表达特点 174
6.2.1化工设备的结构特点 174
6.2.2化工设备的图示表达特点 176
6.2.3化工设备图中的简化画法 178
6.2.4化工设备图的尺寸标注 181
6.3化工设备的焊接及质量检验 184
6.3.1化工设备的焊接结构 185
6.3.2接头的坡口型式、焊接方法及焊缝的标注 186
6.3.3容器焊接结构设计准则及焊条的选择 191
6.3.4焊缝的探伤要求及标准 194
6.4装配图的绘制 199
6.4.1化工设备装配图的视图选择 199
6.4.2化工设备装配图的绘制方法及步骤 200
6.4.3管口符号的编排原则和方法 201
6.4.4技术特性表的编制 202
6.4.5图面技术要求的撰写 203
6.4.6总标题栏的内容和格式 203
6.4.7化工设备零部件图的绘制 204
6.5技术要求的编写 205
6.5.1钢制焊接压力容器 205
6.5.2不锈耐酸钢制焊接容器 206
6.5.3塔类技术要求 206
6.5.4列管式换热器 207
6.5.5带搅拌设备的技术要求 207
第7章 贮罐（槽）的机械设计 211
7.1固定式卧式圆筒形贮罐设计的基本理论 211
7.1.1罐体的结构型式 211
7.1.2筒体的直径和高度 212
7.1.3内压筒体壁厚的设计 213
7.1.4封头壁厚的设计 214
7.1.5压力试验 215
7.1.6人孔的设计及补强计算 216
7.1.7管法兰的连接结构 219
7.1.8管口结构 221
7.1.9支座的选型及验算 223
7.1.10液面计的设计 226
7.1.11焊缝结构的设计 227
7.1.12装配图的绘制 227
7.2贮罐机械设计的应用举例 228
7.2.1罐体的设计 230
7.2.2罐体附件的选型及设计 232
7.2.3罐体的开孔补强及附件 238
7.2.4焊缝结构的设计 240
7.2.5液氨贮罐的装配图及部件图 241
第8章 立式带夹套的反应釜机械设计 243
8.1反应釜机械设计基本理论 243
8.1.1釜体的结构型式 244
8.1.2筒体的直径和高度 244
8.1.3釜体内压筒体壁厚的设计 246
8.1.4釜体内压封头壁厚的设计 246
8.1.5釜体外压圆筒壁厚的设计 246
8.1.6外压封头壁厚的设计 248
8.1.7釜体的压力试验 249
8.1.8反应釜夹套的设计 249
8.1.9夹套的压力试验 250
8.1.10传热装置的设计 250
8.1.11釜体容器法兰的连接结构 253
8.1.12管法兰的连接结构 254
8.1.13管口结构 254
8.1.14工艺接管口与仪表接管口 256
8.1.15人孔的设计 256
8.1.16视镜 256
8.1.17反应釜的搅拌装置 257
8.1.18反应釜的传动装置 260
8.1.19传动装置附件 263
8.1.20反应釜的轴封装置 267
8.1.21支座设计 270
8.1.22反应釜装配图的绘制 272
8.2立式带夹套的反应釜设计应用举例 273
8.2.1反应釜釜体的设计 276
8.2.2反应釜夹套的设计 279
8.2.3反应釜釜体及夹套的压力试验 280
8.2.4反应釜附件的选型及尺寸设计 282
8.2.5搅拌装置的选型与尺寸设计 287
8.2.6传动装置 290
8.2.7反应釜的轴封装置设计 291
8.2.8支座的选型及设计 291
8.2.9焊缝结构的设计 293
8.2.10人孔的开孔及补强计算 293
8.2.11反应釜的装配图及部件图 295
第9章 列管式换热器的结构设计 297
9.1非标准列管式换热器结构设计中的共性问题 297
9.1.1材料及选用 297
9.1.2结构设计中的共性问题 298
9.1.3管板计算 308
9.2列管式换热器结构设计示例 314
9.2.1设计说明 314
9.2.2计算示例 315
附录 335
参考文献 343