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化工设计(第四版)

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梁志武,陈声宗,任艳群 等 编



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发表于2024-04-18

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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122244390
版次:4
商品编码:11764228
包装:平装
丛书名: “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 ,
开本:16开
出版时间:2015-09-01
用纸:胶版纸
页数:335
字数:564000
正文语种:中文

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具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书可作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。
  “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《化工设计(第四版)》根据全新规范标准编写《化工设计》第一版至第三版受到了广大学校的支持,有近百所高校使用该教材。

内容简介

  《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”的有关新设计标准及规范,反映国内设计单位运用计算机的全新成果。
  《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。

作者简介

  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。

目录

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

精彩书摘

  《化工设计(第四版)》:
  二、工艺流程设计的方法
  工艺流程设计的方法,首先要看所确定的生产方法是正在生产或曾经运行过的成熟工艺,还是待开发的新工艺。前者是可以参考借鉴但需要局部改进或局部采用新技术、新工艺的问题;后者需针对新技术开发进行概念设计。不论哪种情况,一般都可将一个工艺流程分为四大部分,即原料预处理过程、反应过程、产物的后处理(分离净化)过程和“三废”的处理过程。
  工艺流程设计主要应考虑如下几个方面的问题。
  (1)反应过程反应过程是工艺流程设计的核心,应根据物料特性、反应过程的特点、产品要求、基本工艺操作条件来确定采用反应器类型以及决定是采用连续操作还是间歇性操作。有些产品不适合连续化操作,如同一生产装置生产多品种或多牌号产品时,用间歇操作更为方便。另外,物料反应过程是否需外供能量或移出热量,都要在反应装置上增加相应的适当措施。如果反应需要在催化剂存在下进行,需考虑催化反应的方式和催化剂的选择。一般来说,确定主反应过程的装置,往往都有文献、资料可供参考,或有中试结果,或现有工业化装置可供借鉴。
  (2)原料预处理过程在确定主反应装置后,根据反应特点,必然对原料提出要求,如纯度、温度、压力以及加料方式等。这就应根据需要采取预热(冷)、汽化、干燥、粉碎筛分、提纯精制、混合、配制、压缩等措施。这些操作过程通常不是一台两台设备或简单过程可以完成的,需要把相应的化工单元操作设备进行组合才能完成原料预处理的任务,因而设计出不同的流程。
  (3)产物的分离净化根据反应过程的特点、原料的特性和产品的质量要求,从反应过程出来的产物可能会出现以下几种情况。
  ①除了得到目的产物外,由于副反应生成了一些副产物,例如,烃类热裂解制取乙烯时,裂解炉出口的产物除了乙烯,还有氢气、甲烷、乙烷、碳三、碳四等副产物,因此需要通过进一步净化、深冷分离,最终得到目的产品乙烯。
  ②由于受化学反应平衡或反应时间等条件的限制,原料转化率较低,因而产物中必然存在剩余的未反应的原料。例如,利用氢气和氮气为原料合成氨时,通过合成塔后,会有80%以上的原料气未参与反应,这就要求分离出氨后,把未参与反应的原料气重新返回合成塔继续进行反应。
  ③在原料的预处理中有些杂质并未彻底除净,进而经过反应装置后带人产物中,或者杂质参与反应而生成无用且有害的物质,需要清除有害物质。例如,以煤为原料的合成氨造气工段,由于煤中含有硫化物,致使合成气中有硫化氢等有害气体产生,因此在送入合成工段之前必须进行脱硫。
  ……
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  团队成员最为珍惜的便是时间,特别是在紧张的备赛过程中,更是分秒必争。成员王忠成回忆:“在比赛的关键时期我们每天熬夜到4、5点是常事,除了回寝室洗澡之外,我们其余时间都在实验室,实验室里有简便的床可供我们小憩,但一天的休息时间最多不超过6个小时。一个赛期下来,我们都‘减肥’成功了。”赛期历时6个月,1800多个日夜,整个团队就在实验室里不断学习不断修改,研究从原料到产品的整个过程,从文献到模拟到绘制到3D……他们挑灯夜战无数次,即使是暑假,团队师生也都会放弃假期,顶着高温冒着酷暑反复修改完善设计内容。

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好多灰!书还行!

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工厂化工设计包括厂址选择,总图设计,化工工艺设计,非工艺设计以及技术经济等各项设计工作。其中化工工艺设计内容主要有:生产方法的选择,生产工艺流程设计,工艺计算,设备选型,车间布置设计以及管道布置设计,向非工艺专业提供设计条件,设计文件以及概算的编制等。

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 自2010年参加全国大学生化工设计竞赛以来,重庆理工大学化工设计竞赛团队共获得全国总决赛一等奖4项、二等奖4项、三等奖3项等各类奖励共计48项,并且从2012年至今连续4年入围全国总决赛一等奖,在西南赛区的24所具有化工专业的学校中名列前茅。近日,重庆理工大学校学生新闻中心走进这个非凡的团队,分享他们背后的感动故事。

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很棒,能学到不少东西

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