化工設計

本書以車間(裝置)工藝設計為重點，介紹化工設計的原則、方法、設計程序和技巧、化工設備圖和各種化工工藝圖的繪製及閲讀方法，以及常用計算機軟件在化工設計中的應用。全書共十章，包括化工廠設計的內容與程序；工藝流程設計；物料衡算與能量衡算；設備的工藝設計及化工設備圖；車間佈置設計；管道佈置設計；非工藝專業設計；化工技術經濟等。本書採用**設計標準及規範，案例具有代表性，體現了現代技術手段在化工設計中的應用。 ^[1] 

目 錄

1化工設計基礎知識

1.1化工設計的類型

1.1.1根據項目性質分類

1.1.2根據化工開發程序分類

1.2化工設計的工作程序與基本內容

1.2.1基本建設程序

1.2.2項目建議書

1.2.3可行性研究

1.2.4設計任務書

1.2.5化工工藝設計

1.2.6環境影響評價

1.2.7化工安全評價

1.2.8節能評估

1.3工程倫理的基本準則

本章思考題

2化工工藝流程設計

2.1工藝路線選擇

2.1.1選擇原則

2.1.2工作步驟

2.2工藝流程設計

2.2.1工藝流程設計原則

2.2.2工藝流程設計中要解決的問題

2.2.3工藝流程設計的方法與步驟

2.3工藝流程圖繪製

2.3.1工藝流程圖中閥門、管件的圖形符號

2.3.2儀表參數代號、儀表功能符號和儀表圖形符號

2.3.3物料代號

2.3.4工藝設備位號

2.3.5物料流程圖

2.3.6帶控制點工藝流程圖

2.3.7管道及儀表流程圖

2.4化工典型設備的自控流程

2.4.1泵的控制方案

2.4.2換熱器的控制方案

2.4.3精餾塔的控制方案

2.4.4釜式反應器的控制方案

本章思考題

3物料衡算與熱量衡算

3.1設計計算前的準備工作

3.1.1工藝性資料的收集

3.1.2工程性資料的收集

3.1.3資料的來源

3.1.4常用的化工數據手冊和網絡數據庫

3.2物料衡算

3.2.1物料衡算的目的

3.2.2物料衡算的依據

3.2.3物料衡算的基本方法

3.2.4無化學反應的物料衡算

3.2.5反應過程的物料衡算

3.2.6複雜過程的物料衡算

3.3熱量衡算

3.3.1熱量衡算的目的

3.3.2熱量衡算的依據和基準

3.3.3熱量衡算方程式

3.3.4熱量衡算的內容

3.3.5無化學反應過程的熱量衡算

3.3.6化學反應過程的熱量衡算

3.3.7穩態過程的熱量衡算

本章思考題

4化工設備的工藝設計與選型

4.1化工設備工藝設計的內容

4.1.1化工設備的分類

4.1.2化工設備工藝設計的原則

4.1.3化工設備工藝設計的步驟

4.2泵的選用

4.2.1泵的分類

4.2.2泵的技術指標

4.2.3對化工用泵的要求

4.2.4選泵的工作方法和基本程序

4.3換熱設備的設計和選用

4.3.1傳熱設備的類型和性能比較

4.3.2熱交換器的系列化

4.3.3熱交換器設計和選用的一般原則

4.3.4管殼式熱交換器的設計和選用程序

4.4貯罐的選型和設計

4.4.1貯罐的類型

4.4.2貯罐的系列化和標準化

4.4.3貯罐存貯量的確定

4.4.4貯罐設計的一般程序

4.5塔器的設計

4.5.1塔型的選擇

4.5.2板式蒸餾塔的設計

4.5.3填料蒸餾塔的設計

4.5.4填料吸收塔的設計

4.5.5板式吸收塔的設計

4.6反應器的設計

4.6.1常用工業反應器的類型

4.6.2釜式反應器的設計

4.6.3固定牀催化反應器的設計

4.6.4流化牀催化反應器的設計

本章思考題

5化工廠佈置

5.1廠址選擇

5.1.1廠址選擇的基本原則

5.1.2廠址選擇的工作階段

5.2化工廠總平面佈置——總圖佈置

5.2.1化工廠總平面佈置的原則

5.2.2化工廠總平面佈置的要求

5.2.3廠區豎向佈置

5.3車間(裝置)佈置

5.3.1概述

5.3.2車間(裝置)佈置的技術要素

5.3.3典型單元設備佈置

5.3.4車間(裝置)佈置圖

本章思考題

6化工管路設計

6.1管道的設計計算

6.1.1管徑計算

6.1.2工藝控制條件對管路設計的要求

6.1.3腐蝕性、安全規定及管路規格的要求

6.2化工車間管路佈置設計

6.2.1概述

6.2.2化工車間管道佈置設計的要求與應考慮的因素

6.2.3管架和管道的安裝佈置

6.2.4典型設備的管道佈置

6.2.5管道佈置圖

6.2.6管道軸測圖(管段圖、空視圖)、管口方位圖、管架圖及管件圖

本章思考題

7非工藝專業設計

7.1公用工程

7.1.1給排水

7.1.2供電

7.1.3供熱及冷凍系統

7.1.4採暖通風及空氣調節

7.1.5土建設計

7.1.6自動控制

7.2安全與環境保護

7.2.1燃燒爆炸及防火防爆

7.2.2防雷設計

7.2.3環境污染及其治理

本章思考題

8化工項目的技術經濟分析

8.1化工技術經濟在化工設計中的地位

8.1.1化工技術經濟的定義

8.1.2化工技術經濟的產生與發展

8.1.3化工技術經濟的研究對象

8.1.4化工過程的典型化工技術經濟問題

8.2化工項目的投資

8.2.1化工項目的流動資金

8.2.2化工項目總投資的估算方法

8.3化工產品的成本

8.3.1化工產品成本的主要組成

8.3.2幾個重要的成本概念

8.4銷售收入、税金、利潤

8.4.1產量、銷售量、產值、銷售收入

8.4.2税前利潤(毛利、利税)

8.4.3與化工企業有關的税金

8.5資金的時間價值

8.5.1資金的時間價值及其產生

8.5.2利息及其計算

8.5.3資金等效值

8.6化工項目的財務評價

8.6.1財務基礎數據測算

8.6.2工程項目不確定性分析

8.6.3化工項目的財務分析與評價方法

本章思考題

9計算機輔助化工設計

9.1化工設計軟件概述

9.1.1化工設計軟件主要作用

9.1.2常用化工設計軟件

9.1.3應用化工設計軟件的重要性

9.2化工過程模擬軟件

9.2.1化工過程模擬軟件用途

9.2.2化工過程模擬系統的組成

9.2.3穩態模擬和動態模擬

9.2.4常用化工流程模擬軟件簡介

9.3化工裝置及系統設計軟件

9.3.1換熱器設計軟件

9.3.2化工過程熱集成設計軟件

9.3.3塔內件水力學計算軟件

9.3.4管網計算軟件

9.3.5CFD軟件

9.4化工設備佈置設計軟件

9.4.1設備佈置設計軟件

9.4.2管道應力計算軟件

9.5計算機繪圖軟件

9.5.1AutoCAD軟件

9.5.2SmartPlant P&ID軟件

參考文獻

附錄

附錄1管道及儀表流程圖中設備、機器圖例(摘自《化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定第2部分： 工藝系統》（HG/T 20519.2—2009）)

附錄2管道上的閥門、管件和管道附件(按《化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定第2部分： 工藝系統》HG/T 20519.2—2009)規定的圖形符號

附錄3化工管路流體力學計算數據 ^[2]