超临界CO2流体萃取技术：成套装置及其设计

　　本书为工程技术人员从事超临界CO２流体萃取过程工业装置的设计开发和技术改造提供了成套设计的方法。本书在编写过程中力求完整、简洁、实用、方便。本书根据科研实践，对超临界CO２流体萃取过程成套装备的设计进行了较全面的阐述，全书共分12章，介绍了超临界CO２流体技术的发展现状与研究进展及萃取过程的系统设计、主要设备的工艺与结构设计、机器选型、自动控制设计、萃取装置管道系统的设计、管道支座设计及管道应力分析、绝热设计、腐蚀与防护、经济分析与评价、环境评价、项目可行性研究报告的主要内容。本书的主要读者对象是从事超临界CO２流体萃取技术的研究、设计和生产等方面的技术人员，以及有意于超临界CO２流体萃取技术应用的食品、材料、药物、生物工程、香料香精化妆品、环境保护等各行业的科技工作者，也可作为大专院校教师、研究生和高年级本科生的有益参考书。

暂缺《超临界CO2流体萃取技术：成套装置及其设计》作者简介

第1章绪论1
1-1超临界流体萃取在我国的应用现状1
1-1-1理论研究1
1-1-2生产装置研发2
1-1-3超临界流体萃取产品2
1-2超临界流体萃取的研究进展3
1-2-1络合萃取3
1-2-2表面活性剂与超临界微乳萃取3
1-2-3分馏萃取3
1-2-4亚临界萃取4
1-2-5超高压萃取4
1-2-6新型超临界流体的开发4
1-2-7引进外力强化超临界流体4
1-3超临界流体萃取存在的问题5
1-3-1超临界流体萃取技术存在的问题5
1-3-2应用中值得注意的几个问题5
1-4超临界流体萃取技术的发展趋势6
参考文献7

第2章超临界CO2流体萃取过程的系统设计9
2-1过程系统工程9
2-1-1过程系统工程的研究对象9
2-1-2过程系统工程的核心功能10
2-1-3过程系统模拟的方法10
2-1-4过程系统工程的应用11
2-2超临界CO2流体萃取过程的系统优化12
2-2-1过程系统的结构优化12
2-2-2过程系统的能量综合和优化13
2-2-3过程控制系统的优化14
2-3过程系统设计的内容15
2-3-1厂址的选择15
2-3-2总图布置15
2-3-3安全防火与环境保护16
2-3-4公用工程17
2-3-5自动控制17
2-3-6土建设计18
2-4工艺流程设计及工艺流程图18
2-4-1工艺流程设计18
2-4-2工艺流程图19
2-4-3工艺流程图的绘制21
2-5管道及仪表流程图22
2-5-1管道及仪表流程图的图面布置和表示方法23
2-5-2管道及仪表流程图的安全性分析28
2-6设备布置设计及设备布置图31
2-6-1设备布置设计32
2-6-2设备布置图的功能及绘制35
2-6-3典型设备布置的原则与要求38
参考文献42

第3章设备设计44
3-1超临界CO2流体萃取过程的主要设备45
3-2超临界CO2流体萃取设备的工艺设计46
3-2-1换热器的工艺设计46
3-2-2萃取釜的工艺设计57
3-2-3精馏塔的工艺设计58
3-3超临界CO2流体萃取设备的结构设计62
3-3-1设计文件63
3-3-2常用材料及其选用63
3-3-3设备的结构形式分析64
3-3-4特殊工作条件的设备设计66
3-3-5安全措施67
3-3-6萃取釜设计的主要计算内容68
3-3-7精馏塔设计的主要计算内容70
3-3-8设备图的绘制72
3-4超临界CO2流体萃取设备的快开结构设计73
3-4-1快开装置的密封73
3-4-2载荷与受力分析76
3-5固态物料超临界CO2流体萃取装置设计84
3-5-1萃取釜的基本要求85
3-5-2新型萃取釜的基本结构85
3-5-3齿啮式快开密封装置86
3-5-4筒体和半球形封头的联接结构87
3-5-5多层筒体的工程设计方法88
3-5-6半球形封头的工程设计方法89
3-5-7加强箍的工程设计方法89
3-5-8新型萃取釜的优点89
3-6液态物料超临界CO2流体萃取装置设计89
3-6-1萃取过程分离度的计算89
3-6-2萃取过程的设备计算90
参考文献94

第4章机器选型97
4-1超临界CO2流体萃取过程的主要机器97
4-2超临界CO2流体萃取用机器的选型98
4-2-1机器选型的基本原则98
4-2-2压缩机的选型99
4-2-3高压泵的选型101
4-3驱动机的选型105
4-3-1电动机106
4-3-2蒸汽透平113
4-3-3节能措施114
4-4变压器选型114
4-4-1变压器的型号与额定数据114
4-4-2变压器的运行特性115
4-4-3变压器的常见故障与处理方法115
参考文献116

第5章自动控制设计118
5-1过程控制工程设计概述118
5-2信号联锁系统的设计118
5-2-1信号联锁系统设计原则118
5-2-2信号联锁系统的基本组成环节118
5-3过程控制系统设计119
5-3-1过程控制系统方案的确定120
5-3-2过程控制系统设计中的注意事项120
5-3-3单回路控制系统的设计原则121
5-4控制工程设计122
5-4-1施工图阶段控制部分的主要工作程序123
5-4-2控制部分施工图设计主要流程124
5-5自动化装置的选型125
5-5-1仪表选型125
5-5-2控制阀的选型131
5-6微机控制系统设计133
5-6-1系统分析设计134
5-6-2总体方案设计135
5-6-3硬件设计136
5-6-4软件设计136
5-6-5系统联调136
5-7超临界CO2流体萃取装置的微机控制系统137
5-7-1超临界CO2流体萃取系统的控制要求137
5-7-2实验装置用单片机控制系统设计137
5-7-3大型装置用工控机控制系统设计139
参考文献145

第6章管道系统的设计146
6-1管道设计的基本要求与一般程序146
6-1-1管道设计的基本要求146
6-1-2压力管道及压力管道设计资格148
6-1-3管道设计的一般程序149
6-2管子的选型149
6-2-1管道材料149
6-2-2管子的规格尺寸152
6-3管件与阀门的选型152
6-3-1管件152
6-3-2附件153
6-3-3阀门154
6-3-4法兰158
6-4管道设计159
6-4-1装置用管道的配置159
6-4-2管道的计算机辅助设计 165
6-5管道设计图166
6-5-1管道设计图的种类与绘制方法166
6-5-2管道布置图166
6-5-3管道空视图175
6-5-4管道设计技术文件178
参考文献180

第7章管道支座设计和管道应力分析182
7-1管道的载荷和应力182
7-1-1载荷182
7-1-2应力182
7-2应力许用值及安全性判据183
7-3承受内压管子的强度计算185
7-3-1承受内压管子的强度分析185
7-3-2管子壁厚计算185
7-3-3弯管壁厚计算187
7-3-4焊制三通壁厚计算187
7-4管道支座与吊架188
7-4-1类型188
7-4-2选用及设置189
7-5管系的振动196
7-5-1往复式压缩机管道振动分析及对策196
7-5-2管道系统的液击与对策205
参考文献208

第8章绝热设计210
8-1概述210
8-2绝热材料及其选择210
8-2-1绝热材料的基本性能要求210
8-2-2绝热材料的选择213
8-3绝热结构设计214
8-3-1绝热结构的基本要求214
8-3-2绝热结构形式215
8-3-3绝热结构设计的规定与要求215
8-4绝热计算218
8-4-1绝热厚度的计算原则218
8-4-2绝热设计的计算步骤219
8-4-3绝热计算数据的选取219
8-4-4绝热厚度的计算219
8-4-5绝热表面散热损失的核算221
8-4-6管道绝热设计文件222
8-5绝热结构设计示例222
8-5-1设备绝热结构示例222
8-5-2管道绝热结构示例223
8-6绝热施工检验与验收229
8-6-1材料的检验229
8-6-2施工过程中的检验229
8-6-3绝热工程验收及交工230
8-7保冷绝热设计231
8-7-1保冷绝热设计内容与方法232
8-7-2保冷结构设计的特殊要求233
参考文献234

第9章防腐设计235
9-1概述235
9-1-1金属材料腐蚀的分类235
9-1-2影响金属腐蚀的因素236
9-2环境处理的方法237
9-2-1除去环境中腐蚀性物质237
9-2-2在环境中添加防腐蚀成分238
9-2-3通过腐蚀监控进行防腐管理240
9-2-4环境处理方法的技术进展242
9-3表面覆盖层防腐方法243
9-3-1防锈包装243
9-3-2金属覆盖层245
9-4电化学保护技术246
9-4-1阳极保护247
9-4-2阴极保护248
9-5防腐蚀施工与检验249
9-5-1施工准备249
9-5-2防腐蚀施工前的基体保护250
9-5-3防腐施工251
9-6设备设计时防腐蚀方法简介251
参考文献252

第10章建设项目的技术经济评价253
10-1技术经济评价253
10-1-1技术经济评价的主要步骤及指标体系253
10-1-2技术经济评价的主要类型253
10-2市场机会评价254
10-2-1市场调查254
10-2-2市场容量254
10-2-3增长潜力254
10-2-4竞争能力254
10-2-5预定开发规模的确定255
10-3技术分析与评价255
10-3-1技术分析与评价的意义及作用255
10-3-2技术分析的主要内容255
10-3-3技术先进性256
10-3-4技术适用性256
10-3-5技术可靠性256
10-4工程项目的投资估算256
10-4-1固定资产的投资计价256
10-4-2无形资产计价258
10-4-3递延资产计价258
10-4-4预备费估算259
10-4-5固定资产投资方向调节税259
10-4-6借款利息的计算259
10-4-7流动资金估算261
10-5工艺装置的投资估算261
10-5-1单元设备价格估算261
10-5-2超临界CO2流体萃取装置的投资估算262
10-6建设资金的筹集264
10-6-1固定资产投资资金的筹集264
10-6-2流动资金筹集265
10-7生产成本和费用估算265
10-7-1总成本费用的构成265
10-7-2总成本费用的估算与分析266
10-8财务评价271
10-8-1财务评价的盈利能力分析271
10-8-2财务评价的清偿能力分析273
10-9不确定性分析及方案比较275
10-9-1不确定性分析275
10-9-2方案比较276
10-10国民经济评价277
10-11设计概算278
参考文献280

第11章绿色过程系统工程与环境评价282
11-1绿色过程系统工程282
11-1-1绿色过程系统工程的范畴和定义282
11-1-2绿色过程系统的模拟与分析282
11-1-3绿色过程系统的优化283
11-1-4过程系统的集成283
11-2工程项目的环境影响评价283
11-3超临界CO2流体萃取过程的污染源分析285
11-3-1噪声污染来源285
11-3-2气体污染来源286
11-3-3油、水污染来源286
11-3-4固态污染来源286
11-4超临界CO2流体萃取过程的污染源控制287
11-4-1噪声控制287
11-4-2气体污染的控制287
11-4-3加强管理控制油、水污染288
11-4-4固态污染的处理288
11-4-5劳动保护288
11-5环境影响评价报告书的主要内容288
参考文献293

第12章项目可行性研究报告的编制295
12-1项目可行性研究报告的基本要求295
12-2可行性研究报告的评估要点295
12-2-1市场分析及建设规模295
12-2-2工程及工艺技术方案296
12-2-3厂址选择、辅助及配套设施296
12-2-4投资估算及资金筹措297
12-2-5效益分析297
12-3项目可行性研究报告的编写297
12-4项目可行性研究报告与环境影响评价的关系302
参考文献304