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设计概论1

0.1化工厂设计的目的和要求1

0.2化工项目设计的分类和内容2

0.2.1设计的分类2

0.2.2设计的内容4

0.3设计的步骤6

0.3.1设计前期工作6

0.3.2设计中期工作8

0.3.3设计后期工作10

0.4设计资料的收集11

0.4.1搜集资料的内容12

0.4.2规范资料15

0.4.3资料来源16

0.4.4搜集设计资料的原则18

0.4.5资料的加工整理18

0.5设计说明书的编写19

0.5.1设计说明书的组成与装订顺序19

0.5.2设计说明书各部分内容20

0.5.3编写说明书的要求22

0.6.1常用的工程制图规范29

0.6工程图纸的绘制29

0.6.2工程图纸的绘制方法38

第一篇 设计前期工作40

第一章 项目建议书与建厂报告40

1.1项目建议书与建厂报告示例40

1.1.1项目建议书的投资估算示例40

1.1.2建厂报告提纲示例41

1.2项目建议书与建厂报告概述42

1.2.1基建规模的划分43

1.2.2项目建议书的内容44

1.2.3建厂报告内容简介52

第二章 厂址的选择及总平面设计53

2.1厂址的选择及总平面设计示例53

2.1.1已知条件53

2.1.2示例分析53

2.2厂址选择基本知识55

2.2.1厂址选择的原则55

2.2.2厂址选择的程序57

2.3总平面设计基础59

2.3.1概述59

2.3.2总平面设计的程序60

2.3.4竖向布置61

2.3.3平面布置61

2.3.5管线综合布置62

2.3.6绿化布置63

2.3.7总平面设计的技术经济指标63

第三章 可行性研究与设计任务书65

3.1可行性研究65

3.1.1可行性研究示例65

3.1.2可行性研究基本知识71

3.1.3项目总投资估算72

3.1.4社会效益评价74

3.2设计任务书75

3.2.1毕业设计任务书75

3.2.2工程设计任务书简介77

第二篇 化工工艺设计78

第四章 生产方法的选择和工艺流程图78

4.1生产方法的选择78

4.1.1味精厂生产方法选择示例78

4.1.2生产方法选择解析81

4.2.1工艺流程图示例83

4.2.2工艺流程解析83

4.2化工工艺流程图83

第五章 物料衡算85

5.1物料衡算示例85

5.1.1无返料物料衡算示例（返程法）85

5.1.2无返料物料衡算示例（顺程法）86

5.1.3有返料物料衡算示例88

5.2物料衡算概述92

5.2.1物料衡算的作用92

5.2.2物料衡算的分类92

5.2.3回收率95

5.3.1物料衡算的方法96

5.3物料衡算的方法和步骤96

5.3.2物料衡算的步骤98

第六章 能量衡算103

6.1能量衡算示例103

6.1.1已知条件103

6.1.2热量衡算103

6.2能量衡算解析111

6.2.1单元设备热量衡算112

6.2.2系统热量平衡关系115

7.1.1设计条件116

7.1生产设备流程设计示例116

第三篇 化工厂系统设计116

第七章 生产设备流程设计与管道及仪表流程图116

7.1.2生产设备连接系统图阶段设计117

7.1.3管道及仪表流程图阶段设计117

7.2生产设备流程设计解析118

7.2.1概述118

7.2.2生产设备流程设计技术120

7.2.3设备连接系统图和管道及仪表流程图的内容122

7.3生产设备连接系统图的绘制122

7.4.1图形绘制128

7.4管道及仪表流程图的绘制128

7.4.2流程图的标注129

7.4.3设备一览表129

7.4.4图例130

7.4.5标题栏130

7.5生产工艺流程示意图和物料流程图130

7.5.1生产工艺流程示意图130

7.5.2物料流程图131

8.1定型设备的选择示例132

8.1.1离心耐酸泵选择示例132

第八章 定型设备的选择132

8.1.2板框压滤机选择示例137

8.2选择定型设备解析140

8.2.1化工设备的分类140

8.2.2选择设备的基本要求141

8.2.3选择设备的具体任务142

8.2.4选择设备的步骤和计算方法142

第九章 非定型设备的工艺设计145

9.1固定床反应器工艺设计示例145

9.1.1设计条件145

9.1.2设计计算146

9.1.3计算结果150

9.2流化床反应器工艺计算示例150

9.2.1计算条件150

9.2.2计算过程152

9.2.3计算结果154

9.3催化反应器工艺设计解析154

9.3.1固定床反应器简介155

9.3.2流化床反应器简介158

9.4催化剂的选择161

10.1车间布置设计示例164

10.1.1车间布置设计条件164

第十章 车间布置设计164

10.1.2车间布置设计165

10.1.3设计结果168

10.2车间布置设计解析168

10.2.1化工车间的组成168

10.2.2车间布置设计的类别169

10.2.3进行布置设计的基本条件169

10.2.4厂房的整体布置和厂房的轮廓设计170

10.2.5设备布置设计的原则173

10.2.6设备布置设计的方法和步骤175

10.3设备布置图的绘制176

10.3.1设备布置图的内容176

10.3.2不同设计阶段中的设备布置图176

10.3.3具体绘图步骤179

第十一章 管道的选择与设计180

11.1设计示例180

11.1.1设计条件180

11.1.2管道计算与相关选择180

11.1.3管道布置183

11.2设计解析186

11.2.1管径的计算与确定186

11.1.4绘制管道布置图186

11.2.2确定管子连接方式和选择阀门管件188

11.2.3管路阻力计算189

11.2.4管路热补偿189

11.2.5管道防腐191

11.2.6管道的绝热保温192

11.2.7管架设计194

11.2.8管道涂色197

11.2.9管道防振197

11.2.10管道布置设计198

11.2.11资料汇总和施工说明书203

12.1.1氧化炉生产工艺条件及对检测仪表的要求205

第十二章 化工检测仪表的选择205

12.1硝酸生产氧化炉检测仪表选用示例205

12.1.2氧化炉检测仪表的选择206

12.2检测仪表选型基本知识208

12.2.1温度测量仪表的选择210

12.2.2压力测量仪表的选择211

12.2.3流量测量仪表的选择213

12.2.4物位测量仪表的选择217

12.2.5过程分析仪表的选择219

12.2.6显示仪表的选择220

13.1.1化工设备设计过程示例222

13.1化工设备设计过程与工艺专业关系222

第十三章 与工艺配套项目的设计问题222

13.1.2化工设备设计过程框图225

13.1.3编制设备一览表225

13.2与工艺配套项目的设计225

13.2.1概述225

13.2.2与工艺配套项目的设计条件227

13.2.3化工工艺专业人员的任务229

14.1职业安全卫生设计示例231

14.1.2设计结果231

14.1.1设计条件231

第十四章 职业安全卫生231

第四篇 工艺系统配套项目的设计基础231

14.1.3效果232

14.2化工厂的职业安全卫生232

14.2.1职业安全卫生的重要性232

16.2.2化工厂主要危害因素233

14.2.3职业安全卫生设计的一般原则234

14.2.4工艺设计中的职业安全卫生一般原则234

14.3职业安全卫生篇编写要点235

14.3.1关于设计依据235

14.3.2关于工程概述235

14.3.5关于职业安全卫生设计中采用的主要防危措施236

14.3.3关于建筑及场地位置236

14.3.4关于生产过程中职业危害因素的分析236

14.3.6关于预期效果评价237

14.3.7关于职业安全与职业卫生机构设置及人员配备情况238

14.3.8关于专用投资概算238

14.3.9关于存在问题与建议238

14.4化工厂的安全卫生防护239

14.4.1厂房及其布置239

14.4.2工艺安全设计241

14.4.3车间及设备布置243

14.4.4电气设施与管线敷设244

第十五章 化工过程计算机控制系统248

15.1乙烯裂解炉先进控制系统249

15.1.1先进控制方案249

15.1.2工程实现253

15.1.3控制效果254

15.2计算机控制系统概论255

15.2.1计算机控制系统结构255

15.2.2计算机控制系统分类258

15.2.3计算机控制系统特点263

15.3.1精馏塔自动控制的要求264

15.3化工过程单元操作装置控制264

15.3.2精馏过程操作变量和被控变量选择265

15.3.3精馏塔的整体控制269

15.4化工过程控制技术发展271

15.4.1多目的化工间歇过程控制技术271

15.4.2软测量技术应用研究272

15.4.3化工工程动态仿真技术273

15.4.4人工智能技术在化工中的应用273

15.4.5基于Internet和Intranet的远程监控与优化技术273

16.1.1设计条件275

16.1化工厂电信设计示例275

第十六章 工厂电信设计275

16.1.2主要设备选型276

16.1.3程控交换机系统图277

16.1.4氯碱厂内部通信网络277

16.2化工厂电信设计的主要内容278

16.2.1化工厂电信设计内容的确定278

16.2.2对外通信需要收集的设计资料279

16.2.3厂区内通信级数的确定279

16.2.4电信站容量及程式的确定279

16.2.5对外通信方式及中继线数量的确定279

16.2.6广播站容量及程式的确定280

16.3电信各论281

16.3.1厂区行政电话281

16.2.7电信专业对主导专业、土壤及采暖、通风专业的要求281

16.3.2生产调度电话282

16.3.3有线广播284

16.3.4会议电话、直通电话285

16.3.5生产扩音通信、报警信号285

17.1某厂属研究所供电系统设计示例287

17.1.1设计的原始资料287

第十七章 供电设计287

17.1.2负荷计算示例289

17.1.3配电电压的选择及供电方案举例295

17.1.4变压器型号、台数、容量选择示例295

17.1.5一次结线图拟定296

17.1.6供电线路的导线、电缆选择298

17.1.7高压系统短路计算及电气设备选择示例301

17.1.8低压供电系统短路计算及电气设备选择304

17.1.9变电站布置306

17.2工厂供电设计的基本知识308

17.2.1概述308

17.2.2工厂供电设计的步骤、内容和基本要求309

17.2.3电力负荷级别310

17.2.4化工厂对供电设计的特殊要求311

第十八章 化学工业的污染及其预防313

18.1化工三废处理示例313

18.1.1合成氨铜洗再生气的处理313

18.1.2中和、混凝、氧化法处理硫酸废水315

18.2化工三废处理解析317

18.2.1概述317

18.2.2化工废气污染及防治318

18.2.3化工废水污染及防治322

18.2.4化工废渣的处理324

第十九章 技术经济分析327

19.1技术经济分析示例327

19.1.1产品成本估算示例327

19.1.2技术方案经济评价指标计算示例329

19.2技术经济分析概述333

19.2.1技术经济分析的意义333

19.2.2衡量经济效益的指标333

19.2.3技术经济评价指标体系的建立334

19.3.1投资336

19.3基本指标分析336

19.3.2成本339

19.3.3销售收入、利润与税金342

19.4经济效益指标分析343

19.4.1投资回收期343

19.4.2净现值（NPV）与净年值（AW）346

19.4.3费用现值（PW）与年成本（AC）348

19.4.4内部收益率（IRR）与外部收益率（ERR）349

19.4.5投资收益率、投资利润率、投资利税率及净现值率351

19.4.6经济评价指标选择353

20.1.1设计条件355

20.1.2工业建筑设计简述355

第二十章 土建设计355

20.1设计示例355

20.2土建设计概述356

20.2.1设计内容356

20.2.2设计分类357

20.3单层厂房设计358

20.3.1单层厂房结构类型358

20.3.2柱网尺寸和定位轴线359

20.3.3厂房高度366

20.3.4单层厂房的平面设计367

20.3.5单层厂房的剖面设计368

20.3.6单层厂房的立面设计370

20.4多层厂房设计371

20.4.1多层厂房结构类型371

20.4.2厂房平面设计373

20.4.3多层厂房剖面与立面设计375

第二十一章 化工设备设计与机械化运输376

21.1化工设备设计376

21.1.1碱浸取槽设计示例376

21.1.2化工设备设计概述383

21.1.3化工设备图的绘制386

21.2机械化运输389

21.2.1胶带运输机选择示例389

21.2.2运输机械分类391

21.2.3常用运输机械的特点392

第五篇 化工厂的改造393

第二十二章 化工厂的改造与扩建例选393

22.1化工厂改造例选393

22.1.1工艺改造例选393

22.1.2设备改造例选396

22.2.2工艺流程简述399

22.2.1原始规模与扩建规模399

22.2化工厂扩建例选399

22.2.3主要设备选型及自控设置402

22.2.4存在的问题与解决的方法402

22.2.5扩建效果与评价403

第二十三章 化工冶金厂的扩建与改造404

23.1化工冶金厂改造示例404

23.1.1提高产品质量的改造示例404

23.1.2增加产量的改造示例1408

23.1.3增加产量的改造示例2411

23.1.4化工冶金厂节能改造413

23.2.1化工冶金厂改造的意义414

23.2化工冶金厂改造概论414

23.2.2改造化工冶金厂的设计资料415

23.2.3改造方案的分类与要求416

23.2.4改造方案的经济效益分析418

附录422

A标准代号422

B常用单位的换算423

C化工材料427

D噪声特性及其控制431

参考文献439