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化工工藝設計手冊‧下冊(第五版)(簡體書)
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化工工藝設計手冊‧下冊(第五版)(簡體書)

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《化工工藝設計手冊》(第五版)分上、下兩冊出版,共含6篇53章。上冊包括工廠設計、化工工藝流程設計、化工單元工藝設計3篇;下冊包括化工系統設計、配管設計、相關專業設計和設備選型3篇。《化工工藝設計手冊》在保持原有內容框架的基礎上,在化工工藝設計內容的系統性、完整性上實現了躍升,以化工工藝流程設計、設備工藝設計、工藝系統設計的三大基本程式為核心,形成了化工企業工藝設計內容的完整序列。本次修訂反映了第四版出版以來化工工藝設計技術和方法上的新進展,除新增化工工藝流程設計一篇外,其他各篇在專業內容和設計現代化方面都進行了充實,內容更為翔實和豐富。
本書可供化工、石油化工、醫藥、輕工等行業從事工藝設計的工程技術人員使用,也可供其他行業和有關院校的師生參考。

作者簡介

中石化上海工程有限公司(原“中國石化集團上海工程有限公司”,英文簡稱SSEC)創建於1953年,曾用名“上海醫藥設計院”、“中國石化集團上海醫藥工業設計院”等,是從事石油化工、醫藥、化工工程設計和總承包的大型綜合性工程公司。上海工程公司的主要業務領域分為三大類,一是石化、化纖、煉油化工等,二是醫藥化工和生物能源化工等,三是環保、電子、輕紡食品、天然氣儲運工程等;服務範圍覆蓋工程項目的規劃諮詢、項目建議書、可行性研究和基礎工程設計、詳細工程設計,以及工程採購、工程總承包、工程項目管理、技術開發等。
上海工程公司現持有“工程設計綜合甲級資質”證書,可承接化工石化醫藥、石油天然氣、商物糧、輕紡、建築、冶金、電子通信廣電、市政等21個行業的工程設計和工程總承包業務,公司還持有環境評價、工程諮詢、工程造價、壓力容器、壓力管道等多項甲級設計資質和建築業企業貳級資質證書。公司依據GB/T19001 idt ISO9001及GB/T 24001 idt ISO 14001、GB/T28001 idt OHSAS18001標準,取得了英國勞氏認證公司頒發的質量、環境、職業健康安全管理體系認證證書。公司擁有一大批專利和專有技術,建立了先進的萬兆乙太計算機辦公網絡,主辦出版《化工設備與管道》、《化工與醫藥工程》兩種技術刊物。
上海工程公司擁有一支技術精湛的工程技術隊伍,在1300多名員工中80%以上是從事工程設計和服務的工程技術人員,其中,有設計大師12名,高、中級職稱人員700多人,各類執業資格人員300多人。
六十多年來,上海工程公司已完成國內外各類工程項目6000多項,榮獲國家、部、省(市)級工程諮詢、工程設計、工程總承包、項目管理、科技進步獎等各類獎項400多項,其中包括一大批代表我國化工、石化、醫藥等領域先進水準的重點工程項目。
多年來,上海工程公司保持與殼牌(Shell)、英國石油(BP)、埃克森美孚(Exxon Mobil)、巴斯夫(BASF)、拜爾(Bayer)、道化學(Dow Chemical)、諾華(Novatis)、施貴寶、輝瑞、楊森、葛蘭素等國際石油化工、醫藥行業巨頭合作,並提供工程設計和項目管理服務;與Bachtel、Fluor、Toyo、Chiyoda、Technip、JGC、Lugi、Amec、CTCI、Lummus、FW、TR、Aker等國際工程公司建立了緊密合作關係,共同承擔過一系列國內外重大工程項目,贏得了良好的讚譽和知名度。

名人/編輯推薦

《化工工藝設計手冊》是化工行業一部經典的大型暢銷工具書,是中石化上海工程有限公司幾十年從事化工、石油化工、醫藥工程等領域的技術開發、工程諮詢、工程設計、工程總承包、工程管理中,廣大科技工作者技術和智能的結晶,凝結了該公司幾代設計人員的辛勤汗水。手冊自1986年首次出版後,至今總發行量已達15餘萬套,深受讀者好評。本次修訂版(第5版)集中體現了近年來化工工藝設計技術和方法上的新進展、科研成果和先進的設備器材,以及國家和行業有關法律、法規、標準的新變化。手冊從化工工藝設計入手,輔以相關專業的知識,循序漸進,簡潔明瞭,系統全面,源於實踐,具有很強的指導意義,真正滿足了化工工藝設計人員的工作需求。手冊主要針對化工、石油化工、醫藥等行業從事化工工藝設計的工程師及高校相關專業師生,同時對上述行業生產企業的技術管理人員也有很高的參考價值。

一部優秀的工具書,能成為工程師們的良師益友。
這是我們編撰《化工工藝設計手冊》的初衷,也是我們持續升版的動力。
《化工工藝設計手冊》由中石化上海工程有限公司(原上海醫藥工業設計院)傾力打造,凝結了公司幾代資深技術專家和設計大師們幾十年從事化工、石油化工、醫藥工程等領域技術開發、工程諮詢、工程設計、工程總承包、工程管理的智能結晶和技術積澱,自1986年首次出版以來,廣受化工工藝設計人員歡迎,已成為化工工藝設計人員的必備手冊,成為行業內頗具影響力的大型化工工藝設計工具書。手冊第四版榮獲中國石油和化學工業聯合會“科技進步二等獎”及中國石油和化學工業“優秀出版物獎(圖書類)一等獎”。
本次修訂主要反映第四版出版以來化工工藝設計技術和方法上的新進展,並以持續提升、精益求精的理念對第四版內容進行修訂、補充和完善,延續手冊“精品圖書”的一貫風格,努力把手冊推向新的高度。值得欣喜的是,手冊第五版入選國家新聞出版廣電總局《“十三五”國家重點出版物出版規劃項目》,成為手冊一個新的起點。
我國經濟發展進入新常態,供給側結構性改革不斷深化,工程公司面臨市場激烈競爭的新形勢和環保綠色高附加值發展模式的新要求,創新開發提升工程公司的核心競爭力比以往更為重要,尤為迫切。為此,本次修訂增設了化工工藝流程設計一篇,從過程工程著手,闡明化工工藝設計主要程式和內容,並具體說明化工過程技術開發和化工工藝流程設計的內容、程式和方法,以及化工裝置工藝節能技術和綜合能耗的計算。
本次修訂在化工工藝設計內容的系統性、完整性上實現了躍升,形成了工廠設計、化工工藝流程設計、化工單元工藝設計、化工系統設計、配管設計、相關專業設計和設備選型六大篇,並以工藝設計的化工工藝流程設計、設備工藝設計、工藝系統設計的三大基本程式為核心,形成了化工企業工藝設計內容的完整序列。
在修訂過程中,充分吸收了中石化上海工程有限公司近年來工程業務成果和豐富實踐經驗,除新增化工工藝流程設計一篇外,其他各篇在專業內容和設計現代化方面都進行了充實,從原來的37章增加至現在的53章,內容更為翔實和豐富。
衷心感謝廣大專家和讀者給予我們的支持和對本手冊的厚愛,同時也期待廣大專家和讀者繼續提供寶貴意見,以便我們不斷改進和完善。

吳德榮

目次

第4篇化工系統設計
第30章管道及儀錶流程圖設計3
1管道及儀錶流程圖的設計基礎3
1.1工藝設計包提交的內容3
1.1.1設計基礎3
1.1.2工藝說明3
1.1.3工藝流程圖4
1.1.4物料平衡和能量平衡4
1.1.5管道及儀錶流程圖4
1.1.6工藝設備表5
1.1.7主要工藝設備的工藝規格書5
1.1.8自動控制和儀錶5
1.1.9管道設計5
1.1.10電氣設計5
1.1.11泄放閥和安全閥5
1.1.12分析手冊5
1.1.13工藝操作手冊5
1.2P&ID設計需要的資料5
2管道及儀錶流程圖的設計過程9
2.1管道及儀錶流程圖A版(初步條件版)9
2.2管道及儀錶流程圖B版(內部審核版)9
2.3管道及儀錶流程圖C版(用戶批準版)10
2.4管道及儀錶流程圖0版(設計版)10
2.5管道及儀錶流程圖1版(詳細設計1版)10
2.6管道及儀錶流程圖2版(詳細設計2版)10
2.7管道及儀錶流程圖3版(施工版)10
3管道及儀錶流程圖的管道編號10
3.1管道編號11
3.1.1需要編號的管道11
3.1.2不需要編號的管道11
3.1.3管道號的組成11
3.2管道編號的標注規則11
3.2.1一般要求11
3.2.2標注規則11
3.3管道特性表12
3.3.1管道特性表的填寫方法12
3.3.2管道特性表的內容說明12
4管道及儀錶流程圖校審提綱12
5設計壓力和設計溫度19
5.1設計壓力19
5.1.1術語說明19
5.1.2設計規範20
5.1.3設備設計壓力的確定原則20
5.1.4各類系統中設備最高壓力的確定20
5.1.5管道設計壓力的選取22
5.2設計溫度22
5.2.1設備設計溫度的確定22
5.2.2管道設計溫度的確定23

第31章管道及儀錶流程圖基本單元典型設計24
1泵的管道及儀錶流程圖設計24
1.1離心泵的典型設計24
1.2往復泵的典型設計25
2容器的管道及儀錶流程圖設計25
3塔設備的管道及儀錶流程圖設計27
3.1蒸餾塔的典型設計27
3.2再沸器的典型設計27
3.3冷凝器和回流罐的典型設計27
4儲罐的管道及儀錶流程圖設計31
5換熱器的管道及儀錶流程圖設計31
6空冷器的管道及儀錶流程圖設計32
7加熱爐的管道及儀錶流程圖設計33
8壓縮機的管道及儀錶流程圖設計33
9除塵分離設備的管道及儀錶流程圖設計35
9.1袋式篩檢程式除塵系統的典型設計35
9.2洗滌塔除塵系統的典型設計35
10其他37
10.1管道分界37
10.2控制閥組37
10.3兩相流管道37
10.4鎖與鉛封37
10.5保溫37
10.6伴熱37
10.7夾套管37
10.8取樣38
參考文獻40

第32章公用工程分配系統和輔助系統設計41
1工業水系統41
2冷卻水系統41
3鍋爐給水系統41
4蒸汽系統42
5蒸汽冷凝水系統42
6工業和儀錶用壓縮空氣系統42
7燃料氣系統42
8燃料油系統43
9惰性氣體系統43
10化學品注入系統43
11含油污水排放系統43
12物料排淨系統43
13冷凍系統44
14附圖44
參考文獻44

第33章管道流體力學計算45
1管道流體力學計算的基本方法和原理45
1.1工藝管道設計原則45
1.1.1經濟管徑45
1.1.2壓力降要求45
1.1.3工藝控制要求46
1.1.4限制管壁磨損46
1.1.5滿足介質安全輸送的規定46
1.1.6滿足噪聲控制要求47
1.1.7符合管材的標準規格47
1.2流體流動的伯努利方程47
1.3管道的流體力學計算方法49
1.4初步管徑計算50
2管道壓力降計算52
2.1流體阻力的分類52
2.2單相流管道的壓力降計算58
2.3單相流管道的壓力降計算60
2.4氣液兩相流管道的壓力降計算61
2.5氣液兩相流管道的壓力降計算65
2.6真空系統65
3管道流體力學計算的計算機應用68
參考文獻68

第34章安全泄放設施的工藝設計69
1安全閥工藝設計69
1.1概述69
1.2安全閥與容器的壓力關係69
1.3安全閥的設置場合70
1.4超壓原因及其泄放量的確定原則70
1.5安全閥所需泄放量的計算實例78
1.6安全閥的結構型式及分類78
1.7安全閥的選擇79
1.8安全閥的安裝及出入口管道的設計原則80
2爆破片工藝設計81
2.1概述81
2.2爆破片的分類82
2.3爆破片的設置場合82
2.4爆破片的爆破壓力83
2.5爆破片的選擇85
2.6爆破片的安裝原則86
3安全閥、爆破片泄放能力的計算87
3.1安全閥有效通過面積的計算87
3.2單個安全閥、爆破片泄放能力的計算87
4呼吸閥工藝設計91
4.1呼吸閥的用途和分類91
4.2呼吸閥的計算91
4.3呼吸閥的選用和安裝93
參考文獻94

第35章火炬系統設計95
1火炬系統概述95
1.1火炬作用95
1.2火炬系統設計範圍、設計原則和設置要求95
1.2.1火炬系統設計範圍95
1.2.2火炬系統設計原則95
1.2.3火炬系統設置要求96
1.3火炬系統規範標準96
1.4火炬系統典型圖97
2火炬氣泄放系統設計97
2.1工藝裝置至火炬系統排放條件97
2.2火炬氣排放管網的組成97
2.3至火炬系統的排放系統管網設計97
2.3.1排放管道條件選擇97
2.3.2管網系統設計98
2.3.3管道設計98
2.4火炬防輻射間距99
2.5火炬管網計算軟件介紹99
3火炬主要設備100
3.1火炬的分類及選擇100
3.1.1火炬的分類100
3.1.2火炬的選擇100
3.2火炬頭與筒體102
3.2.1高架火炬頭102
3.2.2地面火炬102
3.2.3高架火炬頭設計要求及計算103
3.3分液罐105
3.3.1分液罐的作用105
3.3.2分液罐的設計原則105
3.4水封罐107
3.4.1水封罐的作用107
3.4.2水封罐的設計原則108
3.4.3水封罐的計算108
3.5氣體密封109
3.6其他設備110
3.6.1點火設備110
3.6.2排液泵110
4火炬系統安全設計110
4.1火炬的點火與燃燒情況監控 112
4.2防止回火措施113
4.2.1氣體吹掃113
4.2.2水封113
4.3防止火炬帶液下火雨114
5火炬氣回收系統及環保措施114
5.1火炬氣回收系統114
5.1.1水封系統114
5.1.2火炬氣壓縮機組114
5.2火炬氣回收環保措施115
參考文獻115

第36章典型管道配件的工藝設計116
1閥門的工藝設計116
1.1閥門的選用原則116
1.1.1選用時需考慮的因素116
1.1.2各種類型閥門的特點及適用範圍116
1.1.3閥門與管路的連接方式117
1.2閥門的設置117
1.2.1邊界處閥門設置117
1.2.2根部閥的設置118
1.2.3雙閥118
1.2.4公用工程站119
1.2.5塔119
1.2.6換熱器120
1.2.7容器121
1.2.8壓縮機121
1.2.9泵121
2管道限流孔板的工藝設計122
2.1管道限流孔板的應用場合122
2.2管道限流孔板的選型要點123
2.2.1分類123
2.2.2選型要點123
2.2.3孔數的確定123
2.2.4計算方法123
3管道篩檢程式的工藝設計124
3.1管道篩檢程式的分類124
3.1.1按用途分類124
3.1.2按結構分類124
3.2管道篩檢程式的安裝125
4疏水器的工藝設計125
4.1疏水器的設置場合125
4.2疏水器的種類及主要技術性能126
4.2.1疏水器的種類126
4.2.2疏水器的工作原理和主要技術性能126
4.3疏水器的選型130
4.3.1疏水器的選用要點130
4.3.2疏水器的分類131
4.3.3疏水器的規格參數確定131
4.4疏水器系統的設計要求134
4.4.1疏水器的入口管134
4.4.2疏水器的出口管134
4.4.3疏水器組的典型示意圖136
5阻火器的工藝設計136
5.1阻火器的分類137
5.2阻火器的設置場合137
5.3阻火器的選用137

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