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1 化工概念设计 1

1.1 化工开发 1

1.1.1 化工过程的开发 1

1.1.2 化工开发的特点 2

1.1.3 过程开发的意义 4

1.2 概念设计 5

1.2.1 概念设计的思想 5

1.2.2 概念设计的方法 6

1.2.3 间歇与连续反应 8

1.2.4 过程设计的决策 10

1.2.5 开发设计的要求 12

1.3 过程优化 13

1.3.1 化工过程的改造 13

1.3.2 过程设计的优化 15

1.3.3 过程优化的因素 18

1.3.4 过程要素的影响 20

2 设计基础数据 22

2.1 基础数据 22

2.1.1 化工基础数据 22

2.1.2 基础数据收集 23

2.1.3 基础数据示例 24

2.2 常用数据 26

2.2.1 基础物性数据 26

2.2.2 水与空气数据 46

2.2.3 蒸气压的数据 50

2.2.4 热化学的数据 57

2.2.5 溶液性质数据 88

2.3 数据估算 96

2.3.1 沸点和熔点的估算 97

2.3.2 临界参数值的估算 101

2.3.3 潜热与比热容的估算 105

2.3.4 蒸汽压和密度估算 109

3 物料流程设计 112

3.1 物料流程 112

3.1.1 设计要求 112

3.1.2 过程衡算 113

3.1.3 图纸要求 114

3.1.4 流程图例 123

3.2 物料衡算 124

3.2.1 过程分析计算 124

3.2.2 衡算基本参数 125

3.2.3 物理过程衡算 127

3.2.4 反应过程衡算 129

3.3 热量衡算 131

3.3.1 热量衡算方法 132

3.3.2 衡算基本参数 133

3.3.3 衡算计算过程 135

3.4 计算示例 136

3.4.1 吸收过程计算 136

3.4.2 脱硫系统计算 140

3.5 设计优化 148

3.5.1 工艺优化案例 148

3.5.2 设备优化案例 152

4 反应部分设计 154

4.1 反应工程学 154

4.1.1 反应器的类型 155

4.1.2 反应器的设计 158

4.1.3 反应器的控制 160

4.2 反应动力学 161

4.2.1 本征反应动力学 161

4.2.2 表观反应动力学 165

4.2.3 停留时间和返混 171

4.2.4 反应的流动模型 172

4.2.5 反应动力学方程 174

4.3 均相化学反应 177

4.3.1 间歇式反应器 177

4.3.2 平推流反应器 178

4.3.3 全混釜反应器 183

4.3.4 循环反应器 184

4.3.5 组合反应器 185

4.3.6 非等温能量衡算 187

4.4 反应器的开发 190

4.4.1 反应器 190

4.4.2 预实验 191

4.4.3 敏感分析 191

4.4.4 过程工作 192

4.4.5 放大判据 192

4.4.6 冷模试验 192

4.4.7 开发试验 193

5 分离部分设计 194

5.1 分离系统设计 194

5.1.1 分离系统结构 194

5.1.2 液体分离系统 197

5.1.3 共沸蒸馏系统 200

5.2 分离塔器计算 202

5.2.1 蒸馏设备设计 202

5.2.2 分离塔的设计 204

5.2.3 间歇精馏设计示例 206

5.2.4 连续精馏设计示例 209

5.3 分离序列优化 215

5.3.1 分离的序列 215

5.3.2 分离的能耗 218

5.3.3 优化的规则 219

6 换热部分设计 222

6.1 热量传递过程 222

6.1.1 热量传递方式 222

6.1.2 换热器的分类 226

6.1.3 传热设备应用 227

6.2 换热设备计算 228

6.2.1 传热过程计算 228

6.2.2 换热器的系列 238

6.2.3 换热器的选型 240

6.3 换热网络优化 242

6.3.1 优化的进展 242

6.3.2 优化的目标 243

6.3.3 优化的方法 245

7 工艺系统设计 249

7.1 设计流程 249

7.1.1 设计要求 249

7.1.2 图纸要求 251

7.1.3 流程图例 257

7.2 内容深度 259

7.2.1 设备的绘制要求 259

7.2.2 管路的绘制要求 260

7.2.3 仪表的绘制要求 261

7.2.4 其他的绘制要求 261

7.2.5 辅助及公用系统 263

7.3 管道设备 267

7.3.1 管道标注 267

7.3.2 管道等级 268

7.3.3 管路表格 269

7.3.4 管道数据 272

7.3.5 设备位号 281

7.3.6 设备表格 281

7.4 系统设计 284

7.4.1 系统设计压力和设计温度 284

7.4.2 安全阀的设置与选用 286

7.4.3 爆破片的设置与选用 287

7.4.4 管径选择 288

7.4.5 限流孔板的设置 291

7.4.6 阻火器的设置 291

7.4.7 静态混合器的设置 292

7.4.8 疏水阀的设置 293

7.4.9 管道过滤器的设置 294

7.5 控制方案 295

7.5.1 输送设备 295

7.5.2 反应设备 297

7.5.3 精馏设备 300

7.5.4 传热设备 302

8 设备布置设计 305

8.1 设备布置 305

8.1.1 设计要求 305

8.1.2 图纸要求 306

8.1.3 布置图例 307

8.2 内容深度 311

8.2.1 绘制的要求 311

8.2.2 内容与标注 311

8.2.3 其他要求 314

8.2.4 安装材料表 318

8.3 布置设计 318

8.3.1 布置的要点 318

8.3.2 净距与净空 319

8.3.3 平台与梯子 321

8.3.4 其他要求 323

8.4 布置规定 326

8.4.1 泵的布置 326

8.4.2 塔的布置 328

8.4.3 换热器的布置 329

8.4.4 空冷器的布置 330

8.4.5 卧式容器的布置 332

8.4.6 立式容器和反应器的布置 332

8.4.7 加热炉的布置 333

8.4.8 离心式压缩机的布置 334

8.4.9 往复式压缩机的布置 336

8.4.10 装置内管廊的布置 336

8.4.11 外管架的布置 337

8.4.12 回转窑的布置 339

8.4.13 罐区的布置 340

8.4.14 汽车槽车和铁路槽车装卸站的布置 341

8.4.15 灌装站的布置 342

8.4.16 火炬、烟囱的布置 343

8.4.17 装置布置设计规定 343

8.4.18 设备地脚螺栓设计规定 345

8.4.19 设备运输和吊装设计规定 345

8.4.20 噪声控制设计规定 347

8.4.21 静电接地设计规定 348

附录 350

1.部分计量单位换算 350

2.几何图形计算公式 350

3.金属的防腐蚀性能 357

4.工程勘察设计收费标准 362

5.设计基础资料收集提纲 364

6.《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定第1部分：一般要求》（HG 20519.1—2009）（摘录） 378

7.《石油化工装置工艺设计包》内容规定（SHSG 052—2003）（摘录） 381

参考文献 387