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目录 1

1　工艺设计 1

1.1 甲醇制氢概述 1

1.1.1 氢气的用途 1

1.1.2 制氢工艺路线的评判与选择 2

1.1.3　分离方法的选择 3

1.2 甲醇制氢工艺设计 3

1.2.1 甲醇制氢工艺流程 3

1.2.2 甲醇制氢物料衡算 4

1.2.3 热量衡算 6

参考文献 9

1.3　设备设计条件图 9

2　过程设备常用零部件 10

2.1 简体 10

2.1.1 钢制焊接压力容器的筒体 10

2.1.2　钢管做筒体 10

2.2 封头 10

2.2.1　椭圆形封头 10

2.2.2　60°与90°折边锥形封头 12

2.3　压力容器法兰 13

2.3.1 法兰、垫片、螺柱、螺母材料 13

2.3.2 甲、乙型法兰的最大允许工作压力 14

2.3.3 长颈法兰的最大允许工作压力 15

2.3.5 甲型平焊法兰 16

2.3.4 密封面代号 16

2.3.6 乙型平焊法兰 17

2.3.7　长颈对焊法兰 19

2.3.8 压力容器法兰用的垫片 22

2.4　人孔 22

2.4.1 适用范围 22

2.4.2 常压人孔 23

2.4.3 回转盖带颈平焊法兰人孔 24

2.4.4 回转盖带颈对焊法兰人孔 27

2.5　设备支座 30

2.5.1 鞍式支座 30

2.5.2 腿式支座 34

2.5.3　支承式支座 35

2.5.4 耳式支座 38

3　设备设计计算和选型（1）——塔设备 40

3.1　塔设备的选型 40

3.2　填料塔设计举例 41

3.2.1 填料塔工艺计算 41

3.2.2　填料塔结构设计 43

3.3　塔设备设计常见错误 47

3.3.1 化工设计与计算方面主要错误 47

3.3.2 结构设计与计算方面主要错误 47

3.3.3 强度设计与稳定性校核主要错误 47

参考文献 48

3.3.4 有关附件设计主要错误 48

4.1 管壳式换热器设计程序 50

4　设备设计计算和选型（2）——换热设备 50

4.2　管壳式换热器设计举例 60

4.3 换热设备设计中应注意的问题 67

参考文献 68

5　设备设计计算和选型（3）——反应设备 69

5.1 反应器计算基本方程式 69

5.1.1 反应动力学方程式 69

5.1.2　物料衡算式 70

5.1.3　热量衡算式 71

5.2.1 管式反应器计算基础方程式 72

5.2 管式反应器的设计与选型 72

5.2.2 液相管式反应器设计计算 73

5.2.3 气相管式反应器设计计算 74

5.2.4 管式反应器的计算机模拟 75

5.2.5 反应器型式和操作方式评选 75

5.3 管式反应器设计举例 75

5.3.1 液相管式反应器的设计举例 75

5.3.2 气相管式反应器的设计举例 76

5.4 立式搅拌反应釜的选用 80

5.4.1 立式搅拌反应釜结构型式 80

5.4.2 立式搅拌反应釜选型步骤 85

参考文献 87

6.1 活塞式压缩机 88

6.1.1 活塞式压缩机的结构型式 88

6　机器选型 88

6.1.2 活塞式压缩机常用型号 89

6.1.3 其他类型容积式压缩机 90

6.1.4　选择压缩机的注意事项 92

6.2　透平式压缩机和风机 92

6.2.1　透平式压缩机和鼓风机 92

6.2.2　透平式通风机 94

6.3　离心泵选型 96

6.3.1 离心泵的分类及型号 97

6.4　其他类型的泵 100

6.3.2 离心泵选型原则及举例 100

6.4.1 旋涡泵 101

6.4.2 往复泵及计量泵选型 101

6.4.3 螺杆泵 103

6.4.4 齿轮泵 104

6.4.5 液环泵 105

6.5 电动机选型 106

6.5.1 异步交流电动机 106

6.5.2 同步交流电动机和直流电动机 108

参考文献 109

7.1 厂址的选择与总图设计 110

7.1.1　厂址选择 110

7　过程装置的系统设计 110

7.1.2 总图设计 111

7.2　管道及仪表流程图设计 114

7.2.1 管道及仪表流程图的图面布置和表示方法 114

7.2.2 管道及仪表流程图的安全性分析 123

7.3 设备布置设计方法及设备布置图 126

7.3.1　设备布置设计方法 126

7.3.2 设备布置图的绘制 128

参考文献 135

8 自控设计 136

8.1 控制部分施工图设计主要流程 136

8.2.1 温度仪表 137

8.2 设计依据 137

8.2.2 压力仪表 138

8.2.3 液位仪表 139

8.2.4 流量仪表 139

8.2.5　调节阀的选择 139

8.2.6　控制室仪表 140

8.3 设计示例 140

8.3.1 例题简介 140

8.3.2 施工图文件的组成和用途 140

参考文献 152

9.1.1 压力管道及压力管道设计资格 153

9.1　管道设计概述 153

9　管道设计 153

9.1.2 管道设计一般程序和主要内容 154

9.2 管子选型 154

9.2.1 选择材料 155

9.2.2 管子的规格尺寸 156

9.3 管件选型 161

9.4 阀门选型 163

9.4.1 阀门型号编制方法 163

9.4.2 本系统阀门选用 165

9.4.3 常用阀门型号和主要结构尺寸 166

9.5 法兰选型 175

9.5.1 管道法兰类型及其代号和标准号 176

9.5.2 管道法兰的密封面型式 177

9.5.3 管道法兰的连接尺寸 180

9.5.4 法兰、垫片、紧固件的配合使用 188

9.6　管道布置图 190

9.6.1 分区索引图 190

9.6.2　管道布置设计 190

9.6.3 管道布置图绘制方法及须注意的问题 195

9.7 管道空视图绘制及应注意的问题 197

9.7.1 管道空视图示例 197

9.7.2 绘制管道空视图应注意的问题 197

9.7.3 管道图上管件阀门的画法 198

9.8.1 管道设计说明 202

9.8　管道设计技术文件 202

9.8.2　图纸目录 204

9.8.3 管道安装材料汇总表 204

参考文献 204

10　管道支座设计和管道应力分析 205

10.1　管道支座设计 205

10.1.1 管道支吊架的设置 205

10.1.2 水平直管道最大支架间距 205

10.1.3 垂直管道最大支架间距 208

10.1.4 空间管道支架间距 209

10.1.5 导向支架的间距 209

10.2.2　管道柔性分析 210

10.2　管道应力分析 210

10.2.1　管道应力空视图及其绘制 210

10.2.3 管道支座对管道柔性影响的实例 213

参考文献 214

11　过程设备绝热设计 215

11.1　过程设备绝热设计 215

11.1.1　过程设备绝热设计概述 215

11.1.2　过程设备的绝热设计步骤 219

11.2　管道绝热设计 220

11.2.1 管道绝热设计计算示例 220

11.2.2　管道绝热设计文件 223

11.3.1　保冷绝热设计 226

11.3　保冷绝热设计 226

11.3.2　保冷结构设计的特殊要求 228

11.4 绝热设计中应特别注意的问题 228

参考文献 229

12　基础设计 230

12.1 静止设备基础设计 230

12.1.1 静止设备基础的形式 230

12.1.2　静止设备基础的地基变形计算 231

12.1.3　塔设备基础构造 232

12.2　机器基础设计 235

12.2.1 机器基础的设计所需要的资料 235

12.2.2　机器基础设计的一般要求 235

12.2.3　往复运动机器的基础 237

13　工程项目的经济评价 239

13.1 工程项目投资估算 239

13.1.1　单元设备价格估算 239

13.1.2 甲醇制氢装置的投资估算 242

13.2 总成本费用的估算与分析 243

13.2.1 总成本费用的构成 243

13.2.2 总成本费用的估算与分析 244

13.3 甲醇制氢项目的财务评价 248

13.3.1 盈利能力分析 248

13.3.2　清偿能力分析 249

13.3.3　盈亏平衡分析 249

参考文献 249

附录　过程装备与控制工程专业综合课程设计指导书 250