化工设计

绪论

1 化工设计的概念及重要性

2 化工设计类型及内容

3 化工设计的特点

4 化工设计的总体要求

5 课程的学习内容及目的

第1章 化工设计的程序与内容

1.1 化工设计的工作程序

1.1.1 基本建设程序

1.1.2 环境评价

1.1.3 可行性研究

1.1.4 计划任务书

1.1.5 安全评价

1.1.6 初步设计

1.1.7 施工设计

1.2 化工厂整体工艺设计所包含的内容

1.3 化工工艺设计

1.3.1 化工工艺设计内容

1.3.2 初步设计的内容和程序

1.3.3 施工设计的内容和程序

1.3.4 初步设计的文件

1.3.5 施工图设计文件

1.4 整体设计中的全局性

1.4.1 厂址的选择

1.4.2 总图布置

1.4.3 安全防火与环境保护

1.4.4 公用工程

1.4.5 土建

参考文献

第2章 化工工艺流程设计

2.1 工艺路线选择

2.1.1 选择原则

2.1.2 工作步骤

2.2 工艺流程设计

2.2.1 工艺流程设计原则

2.2.2 工艺流程设计中要解决的问题

2.2.3 工艺流程设计步骤

2.3 工艺流程图绘制

2.3.1 工艺流程图中阀门、管件的图形符号

2.3.2 仪表参数代号、仪表功能符号和仪表图形符号

2.3.3 物料代号

2.3.4 工艺设备位号

2.3.5 生产工艺流程示意图

2.3.6 工艺物料流程图和带控制点工艺物料流程图

2.3.7 管道仪表流程图

2.4 化工典型设备的自控流程

2.4.1 泵的流程自控

2.4.2 换热器的温度自控

2.4.3 精馏塔的控制方案

2.4.4 釜式反应器的釜温自控

参考文献

第3章 物料衡算

3.1 物料衡算的概念及基本方法

3.1.1 物料衡算的概念及分类

3.1.2 物料衡算平衡方程

3.1.3 物料衡算的步骤

3.2 无化学反应过程的单元操作物料衡算

3.2.1 简单过程的物料衡算

3.2.2 有多个设备过程的物料衡算

3.3 反应过程的物料衡算

3.3.1 常用计算方法

3.3.2 复杂反应体系所有产物或副产物各自的收率做物料衡算

3.4 具有循环、排放及旁路过程的物料衡算

3.4.1 循环过程的物料衡算

3.4.2 具有循环及排放过程的物料衡算

3.4.3 具有旁路过程的物料衡算

3.5 多步串联过程的物料衡算

参考文献

第4章 热量衡算

4.1 热量衡算在化工设计工作中的意义

4.2 热量衡算的基本关系式和程序

4.2.1 能量衡算的基本概念

4.2.2 能量衡算的基本方程

4.2.3 热量衡算的基本步骤

4.2.4 热量衡算的基准

4.3 过程热效应的计算方法

4.3.1 变温变压过程的显热量

4.3.2 状态变化过程的热量

4.3.3 化学反应过程的热量

4.3.4 流体流动过程的热量衡算

4.3.5 非稳态过程的热量衡算

4.4 典型过程的热量衡算实例

4.4.1 换热器的热量衡算

4.4.2 混合与溶解过程

4.4.3 物理吸收过程

4.4.4 汽化过程

4.4.5 蒸发过程

4.4.6 间歇反应过程

4.4.7 连续反应过程

4.4.8 绝热反应过程

4.4.9 非稳态过程

4.5 加热剂、 冷却剂及其他能量消耗计算

4.5.1 水蒸气的消耗量

4.5.2 燃料的消耗量

4.5.3 电能的消耗量

4.5.4 冷却剂的消耗量

4.5.5 压缩空气的消耗量

4.5.6 真空的抽气量

参考文献

第5章 化工设备的工艺设计

5.1 化工设备工艺设计内容

5.1.1 化工设备的分类

5.1.2 化工设备设计方法与步骤

5.2 泵的选用

5.2.1 对化工用泵的要求

5.2.2 泵型式的确定

5.2.3 扬程和流量的安全系数

5.2.4 扬程和流量的校核

5.2.5 泵的轴功率校核

5.2.6 泵的台数和备用率

5.2.7 离心泵安装高度校核

5.3 换热设备的设计和选用

5.3.1 换热设备的类型和性能比较

5.3.2 换热器的系列化

5.3.3 换热器部分设计参数的取值

5.4 贮罐的选型和设计

5.4.1 贮罐的系列化和标准化

5.4.2 贮罐存贮量的确定

5.4.3 贮罐设计的一般程序

5.5 塔器的设计

5.5.1 塔型的选择

5.5.2 板式精馏塔的设计

5.5.3 填料精馏塔的设计

5.5.4 填料吸收塔的设计

5.5.5 板式吸收塔的设计

5.6 反应器的设计

5.6.1 常用工业反应器的类型

5.6.2 工业反应器的放大

5.6.3 釜式反应器的设计

5.6.4 固定床催化反应器的设计

5.6.5 流化床反应器的设计

5.7 非定型设备的设计程序和设计条件

5.7.1 非定型设备的设计程序

5.7.2 非定型设备设计条件图（表）

5.7.3 设备管口方位图

5.8 工艺设备一览表

参考文献

第6章 车间管道设计

6.1 车间管道设计包含的内容

6.2 化工用管

6.3 化工管路道用阀门和管件

6.3.1 化工管道常用阀门

6.3.2 化工管道常用管件

6.4 公称压力和公称直径

6.4.1 公称压力和公称压力系列

6.4.2 公称直径和公称直径系列

6.5 管径和壁厚的确定

6.5.1 管径的确定

6.5.2 管子壁厚的确定

6.6 管道布置设计

6.7 管道布置图

6.7.1 视图的配置

6.7.2 视图的画法

6.7.3 管道布置图的标注

参考文献

第7章 车间工艺布置

7.1 车间布置设计概述

7.1.1 车间布置设计的依据

7.1.2 车间布置的原则

7.1.3 车间工艺布置设计的任务与内容

7.2 车间厂房布置

7.2.1 厂房的整体布置

7.2.2 厂房的平面布置

7.2.3 厂房的立体布置

7.3 车间设备布置

7.3.1 车间设备布置设计要求

7.3.2 设备安装专业对布置的要求

7.3.3 设备布置安全要求

7.3.4 操作对设备布置的要求

7.4 车间布置图绘制

7.4.1 建筑物布置图绘制

7.4.2 设备布置图绘制

参考文献

第8章 向非工艺专业提供的设计条件

8.1 土建设计条件

8.1.1 化工建筑基本知识

8.1.2 工艺专业向土建设计提供的条件

8.2 非定型设备设计条件

8.3 变配电及电气设计条件

8.3.1 变配电

8.3.2 电气设计条件

8.4 自动控制设计条件

8.5 给排水、暖通条件

8.5.1 供水设计条件

8.5.2 排水设计条件

8.5.3 采暖通风设计条件

8.6 供热及冷冻设计条件

8.6.1 供热系统条件

8.6.2 冷冻系统条件

参考文献

第9章 工程设计概算

9.1 概述

9.2 工程设计概算的内容

9.3 工程项目设计概算的编制依据和编制方法

9.3.1 概算的编制依据

9.3.2 概算的编制方法

参考文献

第10章 计算机在化工过程开发中的应用

10.1 数据处理和数学建模

10.1.1 Matlab

10.1.2 使用Simulink进行过程仿真

10.2 化工过程系统模拟软件在化工过程开发中的应用

10.2.1 过程模拟软件的构成

10.2.2 过程模拟软件的发展

10.2.3 过程模拟软件面向的问题

10.2.4 Aspen Plus简介

10.2.5 Hysys简介

10.2.6 Pro/II简介

10.2.7 ChemCAD简介

10.3 项目设计案例

10.3.1 工艺选择

10.3.2 绘制过程流程图（PFD）

10.3.3 定义系统物料组成和热力学方法

10.3.4 定义流股和设备

10.3.5 运行模拟和察看运行结果

10.3.6 模拟结果评价和工艺改进

10.3.7 优化和灵敏度分析

10.4 过程模拟计算应注意的问题

参考文献

第11章 毕业设计

11.1 毕业设计的作用和目的

11.1.1 毕业设计的作用

11.1.2 毕业设计的目的

11.2 毕业设计的工作程序

11.3 毕业设计的指导

11.3.1 毕业设计的选题

11.3.2 毕业设计的指导书

11.3.3 毕业设计的评阅

11.3.4 毕业设计的答辩

11.3.5 毕业设计成绩的评定

11.4 毕业设计说明书

11.4.1 概述

11.4.2 生产方案选择

11.4.3 工艺流程设计

11.4.4 工艺计算书

11.4.5 主要设备的工艺计算和设备选型

11.4.6 工艺流程图的设计与绘制

11.4.7 环境保护与安全措施

11.4.8 设计体会和收获

参考文献

《化工设计/湖北省化学工程与工艺专业校企合作联盟系列教材》主要介绍了化工设计的原理、方法，化工工艺图和设备图的绘制及阅读方法，以及常用的计算机软件在化工设计中的应用。全书分为十一章，内容包括：化工设计的程序与内容，化工工艺流程设计，物料衡算，热量衡算，化工设备的工艺设计，车间管道设计，车间工艺布置，向非工艺专业提供的设计条件，工程设计概算，计算机在化工过程开发中的应用，并介绍了毕业设计的相关内容。
　　《化工设计/湖北省化学工程与工艺专业校企合作联盟系列教材》采用了最新设计标准和规范，是高等学校化学工程与工艺专业的专业课教材，也可作为其他相关专业的化工设计课程教材，并可供从事化工生产、管理、科研和设计的工程技术人员参阅。

适读人群 ：本书采用了最新设计标准和规范，是高等学校化学工程与工艺专业的专业课教材，也可作为其他相关专业的化工设计课程教材，并可供从事化工生产、管理、科研和设计的工程技术人员参阅。

　　《化工设计/湖北省化学工程与工艺专业校企合作联盟系列教材》的内容紧密联系高校实际，可操作性更强，符合卓越工程师培养需要。 《化工设计/湖北省化学工程与工艺专业校企合作联盟系列教材》为高等学校化学工程与工艺及相关专业本科生的教材，也可供石油与化工、轻工等行业从事科研开发、生产技术管理和工程设计技术人员以及研究生参考。