化工设计（第四版）

　　《化工设计（第四版）》以车间（装置）工艺设计为重点，介绍化工设计的原则、方法、设计程序和技巧、化工设备图和各种化工工艺图的绘制及阅读方法，以及常用计算机软件（AspenPlus、Pdmax等流程模拟和三维工厂设计软件）在化工设计中的应用等。全书共十一章：化工厂设计的内容与程序；工艺流程设计；物料衡算与能量衡算；设备的工艺设计及化工设备图；车间布置设计；管道布置设计；非工艺专业；工程设计概算及技术经济；毕业设计；毕业设计实例；大学生化工设计竞赛与实例等内容。本书采用“国际通用设计体制和方法”的有关最新设计标准及规范，反映国内设计单位运用计算机的最新成果。《化工设计（第四版）》为高等学校化学工程与工艺及相关专业本科生的教材和毕业设计指导参考书，也可供石油与化工、制药及轻工等行业从事科研开发、生产技术管理和工程设计的人员及研究生参考。

　　梁志武，湖南大学化学化工学院，化工系主任、教授，梁志武，教授，博士生导师。1985年以来先后获天津大学核化学工程专业学士和加拿大里贾纳大学化学工程博士。海外高层次创新人才引进计划湖南省“百人计划”入选者。湖南大学化学工程与工艺专业负责人，国家化工卓越工程师培养计划改革湖南大学项目负责人，化学工程与工艺专业国家工程实践教育中心湖南大学项目负责人。化石能源低碳化高效利用湖南省重点实验室（筹）主任，湖南大学化学工程与技术一级学科博士点和湖南省重点学科责任教授。主要讲授课程：化工安全技术；化工设计；化工设备机械基础；生物化工概论；化工仪表及自动化；高等化学反应工程；传质过程原理；化工流程模拟与优化。主要研究方向：二氧化碳捕获、二氧化碳提高石油采收率、化工过程单元与设备的高效化及流程模拟优化新技术。梁志武教授在化工高等教育及化工科学研究领域有20多年的工作经历，先后主持了国家科技支撑计划重点课题2项、国家自然基金4项、湖南科技支撑计划重点2项、教育部博士点基金1项等国内外研究课题40余项。在国际知名期刊（AIChE J.， Chem. Eng. J.， Chem. Eng. Sci.， Ind. Eng. Chem. Res.， Int. J. Greenhouse Gas Control， and Fuel）等公开发表学术研究论文90多篇。

第一章化工厂设计的内容与程序1
第一节化工设计的种类1
一、根据项目性质分类1
二、根据化工过程开发程序分类1
三、国际通用的设计阶段划分3
第二节化工厂设计的工作程序3
一、国内化工厂设计程序3
二、国外通用设计程序7
第三节化工车间工艺设计的程序及内容8
一、设计准备工作9
二、方案设计9
三、化工计算9
四、车间布置设计10
五、配管工程设计10
六、提供设计条件10
七、编制概算书及编制设计文件10
第四节设计文件11
一、初步设计文件11
二、施工图设计文件20
第二章工艺流程设计23
第一节生产方法和工艺流程的选择23
一、生产方法和工艺流程选择的原则23
二、生产方法和工艺流程确定的步骤24
第二节工艺流程设计25
一、工艺流程设计的任务25
二、工艺流程设计的方法26
第三节工艺流程图28
一、工艺流程图的种类28
二、管道仪表流程图31
第四节典型设备的自控方案48
一、泵类的自控方案48
二、压缩机的自控方案49
三、换热器的自控方案49
四、反应器的自控方案51
五、蒸馏塔的控制方案52
六、自控设计条件53
第五节工艺流程图计算机绘制软件54
一、计算机在绘制工艺流程图中的应用54
二、用PIDCAD绘制工艺流程图55
第三章物料衡算与能量衡算63
第一节物料衡算的基本方法63
一、物料衡算的质量守恒63
二、物料衡算基准63
三、物料衡算的基本步骤63
第二节反应过程的物料衡算64
一、基本概念64
二、直接推算法64
三、原子平衡法66
四、平衡常数法68
五、带有循环、放空及旁路的物料平衡68
六、联系组分法71
第三节反应过程的能量衡算74
一、反应过程能量衡算方程74
二、等温反应过程的热量衡算78
三、绝热反应过程的热量衡算79
第四节应用Aspen Plus进行化工过程的物料衡算及能量衡算80
一、概述80
二、ASPEN PLUS应用实例81
第四章设备的工艺设计及化工设备图93
第一节化工设备选用概述93
一、化工设备选用的基本原则93
二、设备工艺设计的步骤93
第二节化工设备选型和工艺计算94
一、物料输送设备的选型94
二、贮存容器的选择97
三、换热器的选择99
四、塔器的工艺设计108
五、反应器的设计118
六、设备设计条件单122
第三节化工设备图124
一、设备设计文件构成124
二、设备图的基本画法介绍125
三、化工设备图绘制131
四、化工设备图的阅读139
第五章车间布置设计144
第一节车间布置设计概述144
一、化工车间的组成144
二、车间布置设计的依据144
三、车间布置设计的内容及程序144
四、装置(车间)平面布置方案145
五、建筑物147
第二节车间设备布置设计148
一、车间设备布置设计的内容148
二、车间设备布置的要求148
第三节典型设备的布置方案153
一、立式容器和反应器的布置153
二、塔的布置154
三、换热器的布置155
四、卧式容器的布置156
五、泵的布置157
六、压缩机的布置159
第四节设备布置图161
一、设备布置图的内容161
二、绘制设备布置图的一般规定165
三、设备布置图的视图165
四、各设计阶段设备布置图的内容170
五、设备布置图的绘制方法和程序173
六、设备布置图的阅读方法和步骤175
第五节设备安装图176
一、设备安装图的内容与作用176
二、设备安装图的画法176
第六节应用Pdmax绘制设备布置图178
一、Pdmax简介178
二、设计模型的组织178
三、设备建模178
四、建立建筑轴网180
五、设备布置180
六、建立设备布置图抽取规则181
七、抽取设备布置图181
第六章管道布置设计184
第一节概述184
一、化工车间管道布置设计的任务184
二、化工车间管道布置设计的要求184
第二节管架和管道的安装布置186
一、管道在管架上的平面布置原则186
二、管道和管架的立面布置原则187
第三节典型设备的管道布置188
一、容器的管道布置188
二、换热器的管道布置190
三、塔的管道布置192
第四节管道布置图194
一、管道及附件的常用画法194
二、视图的配置与画法199
三、管道布置图的标注200
四、管道布置图的绘制201
五、管道布置图的阅读204
第五节管道轴测图(管段图、空视图)、管口方位图及管件图205
一、管道轴测图205
二、管口方位图211
三、管架图213
四、管件图214
第六节计算机在管道布置设计中的应用215
一、管道建模215
二、设计检查219
三、生成各类材料表222
四、生成ISO图222
五、生成各种剖面图222
六、三维模型渲染效果图222
第七章非工艺专业229
第一节公用工程229
一、给排水229
二、供电232
三、供热及冷冻工程234
四、采暖通风及空气调节237
五、土建设计239
六、自动控制241
第二节安全与环境保护242
一、燃烧爆炸及防火防爆242
二、防雷设计249
三、环境污染及其治理249
第八章工程设计概算及技术经济251
第一节工程概算费用与概算项目251
一、工程概算费用分类和概算项目的划分251
二、工程概算的编制253
第二节化工设计工程的综合技术经济指标259
第三节投资与产品成本估算260
一、投资估算260
二、产品成本261
第四节工程投资经济评价263
一、静态评价方法263
二、动态评价方法265
第五节计算机在化工经济评价中的应用265
一、净现值(NPV)266
二、内部收益率(IRR)266
三、盈亏平衡分析267
四、敏感性分析268
第九章毕业设计271
第一节毕业设计的目的和要求271
一、毕业设计的目的271
二、对毕业设计的要求271
第二节毕业设计的指导272
一、毕业设计的选题272
二、毕业设计的指导书272
三、毕业设计的评阅273
四、毕业设计的答辩273
五、毕业设计成绩的评定273
第三节毕业设计说明书275
一、总论275
二、生产流程或生产方案确定275
三、生产流程简述276
四、工艺计算书276
五、主要设备的工艺计算和设备选型276
六、原材料、动力消耗定额及消耗量276
七、车间成本估算277
八、环境保护与安全措施277
九、设计体会和收获277
十、参考文献278
十一、附工程图纸278
第十章毕业设计实例279
500kt/a苯酚丙酮项目异丙苯合成车间工艺设计及项目评价279
第十一章大学生化工设计竞赛与实例322
第一节大学生化工设计竞赛简介322
一、化工设计竞赛的目的意义322
二、参赛对象和竞赛形式322
三、竞赛设计任务书及重点辅导323
四、竞赛进程326
五、化工设计竞赛作品自评327
第二节大学生化工设计竞赛实例328
一、竞赛作品内容介绍328
二、年产60万吨MTO项目设计概述328
参考文献336