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《化工設計》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制及閱讀方法，以及常用計算機軟件(Aspen Plus、Pdmax等流程模擬和三維工廠設計軟件)在化工設計中的應用等。全書共十一章：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；車間布置設計；管道布置設計；非工藝專業；工程設計概算及技術經濟；畢業設計；畢業設計實例；大學生化工設計競賽與實例等內容。本書采用“國際通用設計體制和方法”的有關最新設計標準及規范，反映國內設計單位運用計算機的最新成果。
《化工設計》為高等學校化學工程與工藝及相關專業本科生的教材和畢業設計指導參考書，也可供石油與化工、制藥及輕工等行業從事科研開發、生產技術管理和工程設計的人員及研究生參考。
《化工設計》為高等學校化學工程與工藝及相關專業本科生的教材和畢業設計指導參考書，也可供石油與化工、制藥及輕工等行業從事科研開發、生產技術管理和工程設計的人員及研究生參考。
作者簡介
梁志武，湖南大學化學化工學院，化工系主任、教授，梁志武，教授，博士生導師。1985年以來先后獲天津大學核化學工程專業學士和加拿大里賈納大學化學工程博士。海外高層次創新人才引進計劃湖南省“百人計劃”入選者。湖南大學化學工程與工藝專業負責人，國家化工卓越工程師培養計劃改革湖南大學項目負責人，化學工程與工藝專業國家工程實踐教育中心湖南大學項目負責人。化石能源低碳化高效利用湖南省重點實驗室（籌）主任，湖南大學化學工程與技術一級學科博士點和湖南省重點學科責任教授。主要講授課程：化工安全技術；化工設計；化工設備機械基礎；生物化工概論；化工儀表及自動化；高等化學反應工程；傳質過程原理；化工流程模擬與優化。主要研究方向：二氧化碳捕獲、二氧化碳提高石油采收率、化工過程單元與設備的高效化及流程模擬優化新技術。
梁志武教授在化工高等教育及化工科學研究領域有20多年的工作經歷，先后主持了國家科技支撐計劃重點課題2項、國家自然基金4項、湖南科技支撐計劃重點2項、教育部博士點基金1項等國內外研究課題40余項。在國際知名期刊(AIChE J., Chem. Eng. J., Chem. Eng. Sci., Ind. Eng. Chem. Res., Int. J. Greenhouse Gas Control, and Fuel）等公開發表學術研究論文90多篇。
梁志武教授在化工高等教育及化工科學研究領域有20多年的工作經歷，先后主持了國家科技支撐計劃重點課題2項、國家自然基金4項、湖南科技支撐計劃重點2項、教育部博士點基金1項等國內外研究課題40余項。在國際知名期刊(AIChE J., Chem. Eng. J., Chem. Eng. Sci., Ind. Eng. Chem. Res., Int. J. Greenhouse Gas Control, and Fuel）等公開發表學術研究論文90多篇。
名人/編輯推薦
梁志武，湖南大學化學化工學院，化工系主任、教授，梁志武，教授，博士生導師。1985年以來先后獲天津大學核化學工程專業學士和加拿大里賈納大學化學工程博士。海外高層次創新人才引進計劃湖南省“百人計劃”入選者。湖南大學化學工程與工藝專業負責人，國家化工卓越工程師培養計劃改革湖南大學項目負責人，化學工程與工藝專業國家工程實踐教育中心湖南大學項目負責人。化石能源低碳化高效利用湖南省重點實驗室（籌）主任，湖南大學化學工程與技術一級學科博士點和湖南省重點學科責任教授。主要講授課程：化工安全技術；化工設計；化工設備機械基礎；生物化工概論；化工儀表及自動化；高等化學反應工程；傳質過程原理；化工流程模擬與優化。主要研究方向：二氧化碳捕獲、二氧化碳提高石油采收率、化工過程單元與設備的高效化及流程模擬優化新技術。
梁志武教授在化工高等教育及化工科學研究領域有20多年的工作經歷，先后主持了國家科技支撐計劃重點課題2項、國家自然基金4項、湖南科技支撐計劃重點2項、教育部博士點基金1項等國內外研究課題40余項。在國際知名期刊(AIChE J., Chem. Eng. J., Chem. Eng. Sci., Ind. Eng. Chem. Res., Int. J. Greenhouse Gas Control, and Fuel）等公開發表學術研究論文90多篇。
梁志武教授在化工高等教育及化工科學研究領域有20多年的工作經歷，先后主持了國家科技支撐計劃重點課題2項、國家自然基金4項、湖南科技支撐計劃重點2項、教育部博士點基金1項等國內外研究課題40余項。在國際知名期刊(AIChE J., Chem. Eng. J., Chem. Eng. Sci., Ind. Eng. Chem. Res., Int. J. Greenhouse Gas Control, and Fuel）等公開發表學術研究論文90多篇。
目次
第一章化工廠設計的內容與程序1
第一節化工設計的種類1
一、根據項目性質分類1
二、根據化工過程開發程序分類1
三、國際通用的設計階段劃分3
第二節化工廠設計的工作程序3
一、國內化工廠設計程序3
二、國外通用設計程序7
第三節化工車間工藝設計的程序及內容8
一、設計準備工作9
二、方案設計9
三、化工計算9
四、車間布置設計10
五、配管工程設計10
六、提供設計條件10
七、編制概算書及編制設計文件10
第四節設計文件11
一、初步設計文件11
二、施工圖設計文件20
第二章工藝流程設計23
第一節生產方法和工藝流程的選擇23
一、生產方法和工藝流程選擇的原則23
二、生產方法和工藝流程確定的步驟24
第二節工藝流程設計25
一、工藝流程設計的任務25
二、工藝流程設計的方法26
第三節工藝流程圖28
一、工藝流程圖的種類28
二、管道儀表流程圖31
第四節典型設備的自控方案48
一、泵類的自控方案48
二、壓縮機的自控方案49
三、換熱器的自控方案49
四、反應器的自控方案51
五、蒸餾塔的控制方案52
六、自控設計條件53
第五節工藝流程圖計算機繪制軟件54
一、計算機在繪制工藝流程圖中的應用54
二、用PIDCAD繪制工藝流程圖55
第三章物料衡算與能量衡算63
第一節物料衡算的基本方法63
一、物料衡算的質量守恒63
二、物料衡算基準63
三、物料衡算的基本步驟63
第二節反應過程的物料衡算64
一、基本概念64
二、直接推算法64
三、原子平衡法66
四、平衡常數法68
五、帶有循環、放空及旁路的物料平衡68
六、聯系組分法71
第三節反應過程的能量衡算74
一、反應過程能量衡算方程74
二、等溫反應過程的熱量衡算78
三、絕熱反應過程的熱量衡算79
第四節應用Aspen Plus進行化工過程的物料衡算及能量衡算80
一、概述80
二、ASPEN PLUS應用實例81
第四章設備的工藝設計及化工設備圖93
第一節化工設備選用概述93
一、化工設備選用的基本原則93
二、設備工藝設計的步驟93
第二節化工設備選型和工藝計算94
一、物料輸送設備的選型94
二、貯存容器的選擇97
三、換熱器的選擇99
四、塔器的工藝設計108
五、反應器的設計118
六、設備設計條件單122
第三節化工設備圖124
一、設備設計文件構成124
二、設備圖的基本畫法介紹125
三、化工設備圖繪制131
四、化工設備圖的閱讀139
第五章車間布置設計144
第一節車間布置設計概述144
一、化工車間的組成144
二、車間布置設計的依據144
三、車間布置設計的內容及程序144
四、裝置(車間)平面布置方案145
五、建筑物147
第二節車間設備布置設計148
一、車間設備布置設計的內容148
二、車間設備布置的要求148
第三節典型設備的布置方案153
一、立式容器和反應器的布置153
二、塔的布置154
三、換熱器的布置155
四、臥式容器的布置156
五、泵的布置157
六、壓縮機的布置159
第四節設備布置圖161
一、設備布置圖的內容161
二、繪制設備布置圖的一般規定165
三、設備布置圖的視圖165
四、各設計階段設備布置圖的內容170
五、設備布置圖的繪制方法和程序173
六、設備布置圖的閱讀方法和步驟175
第五節設備安裝圖176
一、設備安裝圖的內容與作用176
二、設備安裝圖的畫法176
第六節應用Pdmax繪制設備布置圖178
一、Pdmax簡介178
二、設計模型的組織178
三、設備建模178
四、建立建筑軸網180
五、設備布置180
六、建立設備布置圖抽取規則181
七、抽取設備布置圖181
第六章管道布置設計184
第一節概述184
一、化工車間管道布置設計的任務184
二、化工車間管道布置設計的要求184
第二節管架和管道的安裝布置186
一、管道在管架上的平面布置原則186
二、管道和管架的立面布置原則187
第三節典型設備的管道布置188
一、容器的管道布置188
二、換熱器的管道布置190
三、塔的管道布置192
第四節管道布置圖194
一、管道及附件的常用畫法194
二、視圖的配置與畫法199
三、管道布置圖的標注200
四、管道布置圖的繪制201
五、管道布置圖的閱讀204
第五節管道軸測圖(管段圖、空視圖)、管口方位圖及管件圖205
一、管道軸測圖205
二、管口方位圖211
三、管架圖213
四、管件圖214
第六節計算機在管道布置設計中的應用215
一、管道建模215
二、設計檢查219
三、生成各類材料表222
四、生成ISO圖222
五、生成各種剖面圖222
六、三維模型渲染效果圖222
第七章非工藝專業229
第一節公用工程229
一、給排水229
二、供電232
三、供熱及冷凍工程234
四、采暖通風及空氣調節237
五、土建設計239
六、自動控制241
第二節安全與環境保護242
一、燃燒爆炸及防火防爆242
二、防雷設計249
三、環境污染及其治理249
第八章工程設計概算及技術經濟251
第一節工程概算費用與概算項目251
一、工程概算費用分類和概算項目的劃分251
二、工程概算的編制253
第二節化工設計工程的綜合技術經濟指標259
第三節投資與產品成本估算260
一、投資估算260
二、產品成本261
第四節工程投資經濟評價263
一、靜態評價方法263
二、動態評價方法265
第五節計算機在化工經濟評價中的應用265
一、凈現值(NPV)266
二、內部收益率(IRR)266
三、盈虧平衡分析267
四、敏感性分析268
第九章畢業設計271
第一節畢業設計的目的和要求271
一、畢業設計的目的271
二、對畢業設計的要求271
第二節畢業設計的指導272
一、畢業設計的選題272
二、畢業設計的指導書272
三、畢業設計的評閱273
四、畢業設計的答辯273
五、畢業設計成績的評定273
第三節畢業設計說明書275
一、總論275
二、生產流程或生產方案確定275
三、生產流程簡述276
四、工藝計算書276
五、主要設備的工藝計算和設備選型276
六、原材料、動力消耗定額及消耗量276
七、車間成本估算277
八、環境保護與安全措施277
九、設計體會和收獲277
十、參考文獻278
十一、附工程圖紙278
第十章畢業設計實例279
500kt/a苯酚丙酮項目異丙苯合成車間工藝設計及項目評價279
第十一章大學生化工設計競賽與實例322
第一節大學生化工設計競賽簡介322
一、化工設計競賽的目的意義322
二、參賽對象和競賽形式322
三、競賽設計任務書及重點輔導323
四、競賽進程326
五、化工設計競賽作品自評327
第二節大學生化工設計競賽實例328
一、競賽作品內容介紹328
二、年產60萬噸MTO項目設計概述328
參考文獻336
第一節化工設計的種類1
一、根據項目性質分類1
二、根據化工過程開發程序分類1
三、國際通用的設計階段劃分3
第二節化工廠設計的工作程序3
一、國內化工廠設計程序3
二、國外通用設計程序7
第三節化工車間工藝設計的程序及內容8
一、設計準備工作9
二、方案設計9
三、化工計算9
四、車間布置設計10
五、配管工程設計10
六、提供設計條件10
七、編制概算書及編制設計文件10
第四節設計文件11
一、初步設計文件11
二、施工圖設計文件20
第二章工藝流程設計23
第一節生產方法和工藝流程的選擇23
一、生產方法和工藝流程選擇的原則23
二、生產方法和工藝流程確定的步驟24
第二節工藝流程設計25
一、工藝流程設計的任務25
二、工藝流程設計的方法26
第三節工藝流程圖28
一、工藝流程圖的種類28
二、管道儀表流程圖31
第四節典型設備的自控方案48
一、泵類的自控方案48
二、壓縮機的自控方案49
三、換熱器的自控方案49
四、反應器的自控方案51
五、蒸餾塔的控制方案52
六、自控設計條件53
第五節工藝流程圖計算機繪制軟件54
一、計算機在繪制工藝流程圖中的應用54
二、用PIDCAD繪制工藝流程圖55
第三章物料衡算與能量衡算63
第一節物料衡算的基本方法63
一、物料衡算的質量守恒63
二、物料衡算基準63
三、物料衡算的基本步驟63
第二節反應過程的物料衡算64
一、基本概念64
二、直接推算法64
三、原子平衡法66
四、平衡常數法68
五、帶有循環、放空及旁路的物料平衡68
六、聯系組分法71
第三節反應過程的能量衡算74
一、反應過程能量衡算方程74
二、等溫反應過程的熱量衡算78
三、絕熱反應過程的熱量衡算79
第四節應用Aspen Plus進行化工過程的物料衡算及能量衡算80
一、概述80
二、ASPEN PLUS應用實例81
第四章設備的工藝設計及化工設備圖93
第一節化工設備選用概述93
一、化工設備選用的基本原則93
二、設備工藝設計的步驟93
第二節化工設備選型和工藝計算94
一、物料輸送設備的選型94
二、貯存容器的選擇97
三、換熱器的選擇99
四、塔器的工藝設計108
五、反應器的設計118
六、設備設計條件單122
第三節化工設備圖124
一、設備設計文件構成124
二、設備圖的基本畫法介紹125
三、化工設備圖繪制131
四、化工設備圖的閱讀139
第五章車間布置設計144
第一節車間布置設計概述144
一、化工車間的組成144
二、車間布置設計的依據144
三、車間布置設計的內容及程序144
四、裝置(車間)平面布置方案145
五、建筑物147
第二節車間設備布置設計148
一、車間設備布置設計的內容148
二、車間設備布置的要求148
第三節典型設備的布置方案153
一、立式容器和反應器的布置153
二、塔的布置154
三、換熱器的布置155
四、臥式容器的布置156
五、泵的布置157
六、壓縮機的布置159
第四節設備布置圖161
一、設備布置圖的內容161
二、繪制設備布置圖的一般規定165
三、設備布置圖的視圖165
四、各設計階段設備布置圖的內容170
五、設備布置圖的繪制方法和程序173
六、設備布置圖的閱讀方法和步驟175
第五節設備安裝圖176
一、設備安裝圖的內容與作用176
二、設備安裝圖的畫法176
第六節應用Pdmax繪制設備布置圖178
一、Pdmax簡介178
二、設計模型的組織178
三、設備建模178
四、建立建筑軸網180
五、設備布置180
六、建立設備布置圖抽取規則181
七、抽取設備布置圖181
第六章管道布置設計184
第一節概述184
一、化工車間管道布置設計的任務184
二、化工車間管道布置設計的要求184
第二節管架和管道的安裝布置186
一、管道在管架上的平面布置原則186
二、管道和管架的立面布置原則187
第三節典型設備的管道布置188
一、容器的管道布置188
二、換熱器的管道布置190
三、塔的管道布置192
第四節管道布置圖194
一、管道及附件的常用畫法194
二、視圖的配置與畫法199
三、管道布置圖的標注200
四、管道布置圖的繪制201
五、管道布置圖的閱讀204
第五節管道軸測圖(管段圖、空視圖)、管口方位圖及管件圖205
一、管道軸測圖205
二、管口方位圖211
三、管架圖213
四、管件圖214
第六節計算機在管道布置設計中的應用215
一、管道建模215
二、設計檢查219
三、生成各類材料表222
四、生成ISO圖222
五、生成各種剖面圖222
六、三維模型渲染效果圖222
第七章非工藝專業229
第一節公用工程229
一、給排水229
二、供電232
三、供熱及冷凍工程234
四、采暖通風及空氣調節237
五、土建設計239
六、自動控制241
第二節安全與環境保護242
一、燃燒爆炸及防火防爆242
二、防雷設計249
三、環境污染及其治理249
第八章工程設計概算及技術經濟251
第一節工程概算費用與概算項目251
一、工程概算費用分類和概算項目的劃分251
二、工程概算的編制253
第二節化工設計工程的綜合技術經濟指標259
第三節投資與產品成本估算260
一、投資估算260
二、產品成本261
第四節工程投資經濟評價263
一、靜態評價方法263
二、動態評價方法265
第五節計算機在化工經濟評價中的應用265
一、凈現值(NPV)266
二、內部收益率(IRR)266
三、盈虧平衡分析267
四、敏感性分析268
第九章畢業設計271
第一節畢業設計的目的和要求271
一、畢業設計的目的271
二、對畢業設計的要求271
第二節畢業設計的指導272
一、畢業設計的選題272
二、畢業設計的指導書272
三、畢業設計的評閱273
四、畢業設計的答辯273
五、畢業設計成績的評定273
第三節畢業設計說明書275
一、總論275
二、生產流程或生產方案確定275
三、生產流程簡述276
四、工藝計算書276
五、主要設備的工藝計算和設備選型276
六、原材料、動力消耗定額及消耗量276
七、車間成本估算277
八、環境保護與安全措施277
九、設計體會和收獲277
十、參考文獻278
十一、附工程圖紙278
第十章畢業設計實例279
500kt/a苯酚丙酮項目異丙苯合成車間工藝設計及項目評價279
第十一章大學生化工設計競賽與實例322
第一節大學生化工設計競賽簡介322
一、化工設計競賽的目的意義322
二、參賽對象和競賽形式322
三、競賽設計任務書及重點輔導323
四、競賽進程326
五、化工設計競賽作品自評327
第二節大學生化工設計競賽實例328
一、競賽作品內容介紹328
二、年產60萬噸MTO項目設計概述328
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