化工設計概論

根據化工設計程序，本教材分為十章，全面介紹了化工廠設計的基本知識，主要內容包括化工工藝流程設計、工藝計算（物料衡算、熱量衡算和典型設備工藝設計與選型）、化工廠廠址選擇和總平面佈置、化工車間佈置設計、化工管路設計、公用工程設計、環境保護與安全設計、設計説明書和概算的編制，施工配合、安裝和試車，以及計算機在化工設計中的應用。

本教材在內容選擇上以必需、夠用為原則，突出化工特色，採用有關化工設計的新標準、新規範，注重理論聯繫實際，突出應用性。

本教材可供高職高專化工技術類各專業作為教材，也可作為電大、職大等相關專業教材。 ^[1] 

緒論1

一、化工設計工作的意義和作用1

二、化工設計的特點1

三、化工設計的種類2

四、化工設計的內容與程序3

五、化工車間工藝設計的程序及內容5

六、本課程的內容範圍和學習要求7

第一章化工工藝流程設計8

第一節化工工藝設計的準備工作和內容8

一、設計準備工作8

二、化工工藝設計的內容8

第二節化工生產方法的選擇9

第三節化工工藝流程設計方法10

一、工藝流程設計的內容10

二、工藝流程設計任務和步驟12

第四節化工工藝流程圖的設計程序15

一、流程框圖16

二、方案流程圖16

三、物料流程圖（PF或PFD圖）19

四、帶控制點的工藝流程圖（PI或PID圖）20

思考題32

第二章工藝計算33

第一節物料衡算33

一、物料衡算的方法和步驟33

二、連續過程的物料衡算37

三、間歇過程的物料衡算38

四、帶循環和旁路過程的物料衡算39

五、計算舉例41

第二節熱量衡算43

一、熱量衡算的目的和任務43

二、單元設備的熱量衡算44

三、系統的熱量衡算46

第三節典型設備工藝設計與選型47

一、設備設計與選型的基本要求47

二、設備設計的基本內容48

三、編制設備及裝配圖一覽表56

思考題56

第三章廠址選擇和總平面設計58

第一節廠址選擇58

一、廠址選擇的注意事項58

二、廠址選擇的影響因素59

三、廠址選擇的程序59

四、廠址選擇的發展趨勢62

五、廠址選擇示例分析62

第二節化工廠總平面設計62

一、總平面圖的內容62

二、總平面圖的原則63

三、主要和輔助建築物的配置64

四、廠區內交通線佈置67

五、廠區內工程管線佈置69

思考題71

第四章化工車間佈置的設計72

第一節化工廠廠房建築基本知識72

一、建築物構件72

二、建築物的結構73

三、建築物的形式74

四、化工建築的特殊要求74

第二節化工車間佈置74

一、化工車間佈置的依據74

二、車間佈置的原則75

三、車間佈置的內容76

四、車間佈置的步驟和方法76

第三節車間佈置的技術要素77

一、車間佈置技術要素77

二、設備佈置技術要素79

三、各輔助要素佈置的注意事項83

第四節車間典型設備的佈置85

一、反應器的佈置85

二、塔的佈置87

三、蒸發器的佈置89

四、結晶器的佈置89

五、容器的佈置89

六、工業爐和各種明火設備的佈置91

七、換熱器的佈置91

八、流體輸送設備92 ^[1] 

九、過濾機的佈置94

十、乾燥器的佈置96

第五節設備佈置圖的繪製96

一、設備佈置圖的視圖內容96

二、設備佈置圖的表示方法96

三、設備佈置圖的標註100

四、不同設計階段的設備佈置圖103

五、設備佈置圖的繪製步驟103

思考題104

第五章管道設計與佈置105

第一節管道設計與佈置的內容105

第二節管路基礎知識106

一、管道材質的分類和用途106

二、管道材料的選擇107

三、公稱直徑與公稱壓力107

四、管道連接109

五、管道的保温109

六、管道的防腐及管道標誌110

第三節管路附件113

一、常用管件113

二、常用閥門113

三、法蘭、法蘭蓋、緊固件及墊片119

四、管路支架120

第四節管路的設計計算120

一、管徑及壁厚的計算120

二、管道熱補償設計121

三、管道的熱變形與熱應力計算124

四、管道保温層的計算125

第五節管道佈置設計126

一、管道佈置設計的任務126

二、管道佈置設計的依據126

三、管道佈置設計的基本要求126

四、管道敷設方式128

五、管架和管道的安裝佈置129

第六節典型設備的管道佈置130

一、泵的管道佈置130

二、換熱器的管道佈置131

三、容器的管道佈置133

四、塔的管道佈置134

第七節管道佈置圖137

一、管道佈置圖的作用及內容137

二、管道佈置圖的繪製要求137

三、管道佈置圖的閲讀140

思考題141

第六章公用工程設計142

第一節採暖通風設計142

一、採暖通風設計條件143

二、採暖系統的選擇143

三、通風設計的一般原則143

第二節給水、排水設計144

一、給水設計144

二、排水設計144

三、消防用水設計145

第三節工廠供配電設計145

一、工廠供電設計依據的主要技術標準146

二、用電負荷等級146

三、供電中的防火防爆147

四、工藝對電氣專業提供設計條件148

第四節供熱設計149

一、化工廠用汽的水處理149

二、工業鍋爐的選擇149

三、供汽設計條件149

四、供導熱油系統149

思考題150

第七章環境保護與安全設計151

第一節化工生產廢棄物處理151

一、化工生產廢氣污染防治151

二、化工生產廢水污染防治158

三、化工生產固體廢物污染防治161

第二節化工廠安全設計162

一、概述162

二、防火防爆安全措施163

三、建築防火結構的安全設計169

四、工業毒物的危害與防治171

第三節噪聲的控制與防護173

一、噪聲的性質、分類和危害173

二、噪聲防治對策和措施174

三、化工廠廠界噪聲標準174

思考題175

第八章設計説明書和概算的編制177

第一節設計説明書的編制177

一、初步設計階段的設計説明書編制177

二、施工圖設計文件的編制181

第二節設計概算的編制185

一、概算的內容和分類185

二、概算的編制依據和方法186

三、技術經濟指標的綜合分析190

思考題190第九章施工配合、安裝和試車191

第一節施工配合191

一、劃安裝基準線191

二、劃設備基準線192

三、預埋地腳螺栓192

四、預留樓板洞眼194

第二節設備安裝194

一、編制施工組織計劃194

二、安裝前的準備工作195

三、化工設備的安裝方法195

四、塔類設備的安裝舉例196

第三節新建化工廠的試車199

一、試車準備199

二、預試車200

三、化工投料試車201

四、試車中的調整工作203

思考題203

第十章計算機在化工設計中的應用204

第一節常用化工設計軟件概述204

第二節化工流程模擬軟件205

一、常用化工流程模擬軟件簡介205

二、ASPEN PLUS207

三、PRO/Ⅱ224

第三節其他化工設計軟件225

一、化工裝置及系統設計軟件225

二、計算機繪圖軟件226

思考題230附錄231

附錄1工藝流程圖常用設備圖例231

附錄2設備佈置圖圖例及簡化畫法234

附錄3管道及儀表流程圖中的縮寫238

附錄4首頁圖243

參考文獻245 ^[1] 

本書是在全國化工高等職業教育化工技術類專業教學指導委員會指導下，按照化工技術類專業培養目標和專業特點，結合化工總控工職業標準而編寫的。主要適用於高職高專化工技術類各專業，也可作為職大、電大等相近專業的教材或參考用書。 ^[1]