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编辑推荐

《化工设计》在国家现行法律、法规和标准框架下，系统介绍了化工设计的基本程序、内容和方法；

所列举的均为工程实例，其中不乏作者三十余年工程设计的精华和体会；

采用贴近工程实践的文字叙述和内容编排方式，注重介绍设计的新方法、新软件和新要求；

强调工程图在设计中的作用，强化工程图绘制能力的训练；

通过大量介绍和引用标准，培养学生养成检索、学习和执行标准的工作习惯。

内容简介

《化工设计》是***精品资源共享课的配套教材，全面介绍了化工设计的原理、手段和方法，包括化工设计概述、化工项目建设的基本程序、主要设计任务、化工过程设计、计算机辅助设计、物料衡算与能量衡算、工艺流程设计、设备的选型与设计、工厂与车间布置设计、管道布置设计、工艺专业与非工艺专业的数据交换、安全与环保和项目概算等内容，全书共分11章。在编写过程中，作者注重培养读者的工程思维方式和工作习惯，注重发挥化工设计的纽带作用，全面提高读者综合运用所学知识解决复杂化工问题的能力。
《化工设计》可作为普通高等学校化工类及相近专业本科生化工设计课程的教学用书，也可供相关专业研究生、高职学生或化工设计从业人员参考。

作者简介

陈砺，华南理工大学教授，广东省高等学校教学名师，精品资源共享课“化工设计”负责人。教育部高等学校化工类专业教学指导委员会委员，全国化工高教学会常务理事。

主讲“化工设计”、“现代分离技术”、“能源工程”、“资源利用理论技术”等多门研究生和本科生课程。主持及参与了“化工类专业创新人才培养模式、教学内容、教学方法和教学技术改革的研究与实施”等一批国家和省部级教学研究课题，积极参与化工高等教育的改革与实践，发表教学研究论文十余篇。曾获教学成果一等奖，教学成果二等奖，广东省教学成果一等奖。

在天然资源利用技术，生物质能、氢能、太阳能等新能源利用技术，等离子体技术，化工过程能量利用，传热传质理论及过程强化，化工分离技术，新型制冷技术等方面有较深入的研究。在国内外学术刊物发表研究论文70余篇，获授权专利9件。教育部科技进步三等奖，广东省科技进步二等奖。

目录

第1章绪论/1
1．1化工设计概述1
1．1．1现代化学工程师的能力要求1
1．1．2化工设计2
1．1．3化工设计课程3
1．2化工项目建设的基本程序3
1．3主要设计任务5
1．3．1项目建议书5
1．3．2可行性研究6
1．3．3初步设计9
1．3．4扩大初步设计15
1．3．5施工图设计15
思考及练习15
主要参考文献16
第2章化工过程设计/17
2．1现代过程工业17
2．1．1现代加工工业17
2．1．2化学工业17
2．2化工过程结构分析18
2．2．1化工过程的结构18
2．2．2化工过程的分层次分析20
2．3化学反应过程21
2．3．1反应路线的选择21
2．3．2反应过程设计的评价指标23
2．3．3化学反应中的原子经济性评价25
2．4分离过程27
2．4．1分离过程的特征和分类27
2．4．2分离过程选择28
2．5能量交换过程32
2．5．1流体流动过程的能量分析32
2．5．2传热过程的能量分析33
2．5．3分离过程的能量分析33
2．5．4反应过程的能量分析36
2．6间歇/半连续过程37
2．6．1间歇/半连续过程的特征37
2．6．2间歇过程与连续过程的比较37
思考及练习38
主要参考文献38
第3章计算机辅助设计/39
3．1计算机辅助流程模拟39
3．1．1流程稳态模拟与优化40
3．1．2过程模拟软件介绍45
3．1．3流体力学模拟软件47
3．2高纯度乙醇生产工艺模拟计算示例49
3．2．1高纯度乙醇精馏基本工艺介绍49
3．2．2热力学方法选择50
3．2．3计算结果分析50
3．3计算机辅助化工制图55
3．3．1AutoCAD简介55
3．3．2计算机辅助三维图56
思考及练习57
主要参考文献58
第4章物料衡算和能量衡算/59
4．1物料衡算的基本方法59
4．1．1物料衡算的基本概念59
4．1．2无化学反应的物料衡算66
4．1．3反应过程的物料衡算68
4．1．4过程的物料衡算74
4．2能量衡算的基本方法81
4．2．1能量衡算的基本概念82
4．2．2无化学反应过程的能量衡算84
4．2．3化学反应过程的能量衡算86
4．2．4过程的能量平衡89
4．3物料衡算和能量衡算中基本数据的获取91
4．3．1基本数据的查找92
4．3．2物性数据估算94
思考及练习103
主要参考文献103
第5章工艺流程设计/105
5．1工艺流程设计的分类105
5．1．1工艺流程示意图105
5．1．2工艺流程简图106
5．1．3工艺物料流程图106
5．1．4管道及仪表流程图107
5．2工艺流程设计内容110
5．2．1工艺流程设计阶段划分110
5．2．2工艺流程设计的主要内容110
5．3管道及仪表流程图的绘制111
5．3．1图面布置与比例111
5．3．2管道及仪表流程图的绘制要求113
思考及练习124
主要参考文献124
第6章设备的选型与设计/125
6．1设备的选型与设计原则125
6．2常用材料简介125
6．3压力容器127
6．3．1压力容器的定义127
6．3．2压力容器的类别、压力等级和品种划分128
6．3．3压力容器的基本结构130
6．3．4压力容器的应力分析130
6．3．5主要设计参数132
6．3．6内压薄壁容器筒体及封头厚度计算133
6．3．7压力容器常用法规、标准135
6．4标准化通用零部件135
6．5化工过程常见设备的设计与选型137
6．5．1液体输送设备137
6．5．2气体输送、压缩、真空设备141
6．5．3固体输送设备144
6．5．4非均相分离设备145
6．5．5热交换器149
6．5．6反应器156
6．5．7塔器160
6．5．8贮罐162
6．5．9干燥设备164
6．6化工设备图165
6．6．1化工设备图概述165
6．6．2设备装配图166
6．6．3部件装配图168
6．6．4零件图169
思考及练习169
主要参考文献169
第7章工厂与车间布置设计/171
7．1工厂布置171
7．1．1化工厂选址171
7．1．2化工厂总平面布置174
7．1．3总图的绘制179
7．2车间布置181
7．2．1车间布置概述181
7．2．2车间厂房布置设计181
7．2．3车间设备布置设计189
7．2．4设备布置图的绘制196
7．3相关法规、标准205
思考及练习205
主要参考文献206
第8章管道布置设计/207
8．1管道布置设计的内容207
8．2管道器材207
8．2．1管道207
8．2．2管道连接210
8．2．3管件213
8．2．4阀门213
8．2．5管道用小型设备219
8．2．6管道支（吊）架220
8．3管路计算223
8．3．1管路计算基础223
8．3．2流动阻力224
8．3．3管径估算226
8．4隔热与管道热补偿227
8．4．1隔热设计227
8．4．2管道热补偿231
8．5管道布置232
8．5．1管道布置的类型232
8．5．2布置原则234
8．6管道布置图238
8．6．1绘制前的准备238
8．6．2管道布置图的内容238
8．7管道轴测图245
8．7．1管道轴测图的内容246
8．7．2管道轴测图的表示方法246
思考及练习249
主要参考文献249
第9章工艺专业与非工艺专业的数据交换/250
9．1工艺专业与非工艺专业的关系250
9．2土建设计条件250
9．3公用工程设计条件251
9．4仪表控制设计条件252
9．5电气设计条件252
9．6设备设计条件252
9．7配管设计条件253
思考及练习253
主要参考文献254
第10章安全与环保/255
10．1安全与环保概述255
10．2化工建设项目安全评价256
10．2．1安全评价的目的和内容256
10．2．2安全评价的分类257
10．2．3安全评价的依据257
10．2．4对安全评价机构和人员的要求259
10．2．5安全预评价259
10．2．6安全验收评价260
10．3化工建设项目环境影响评价261
10．3．1环境影响评价的目的261
10．3．2环境影响评价的工作程序261
10．3．3建设项目环境影响评价的分类261
10．3．4化工建设项目环境影响评价依据263
10．3．5设计与建设单位应提供的资料263
10．3．6环境影响报告书263
思考及练习264
主要参考文献264
第11章项目概算/265
11．1工程项目的估算与概算265
11．1．1可行性研究投资估算265
11．1．2工程设计概算266
11．2经济评价的技术经济基础266
11．2．1资金的时间价值266
11．2．2资金的等效值计算266
11．2．3项目评价指标269
11．3项目概算编制276
11．3．1项目概算编制的原则和依据276
11．3．2项目概算的编制方法277
11．3．3工程概算书的内容278
思考及练习279
主要参考文献279

精彩书摘

　　《化工设计（陈砺）》：
　　三维管道设计图形象直观。三维CAD软件在设计过程中能清晰直观地关注到设计中的每一处细节，快速地解决了在二维CAD软件中难以发现的管路干涉、管路死角以及阀门等在空间位置上的干涉，提前解决了不合理或错误的设计。二维CAD软件在设计过程中难以解决上述所说的问题，由于管道设计工程图在平面图上看，管线是纵横交错，图面会显得复杂。多数三维管道设计软件具备快速生成材料清单的功能。在管道工程安装阶段，由于管道工程安装大部分都是在生产现场进行工程安装，如果在安装的过程中缺料可能会导致整个工程停工。剩余太多的物料也势必会增加工程成本，因此一份准确的工程物料清单是必不可少的。在传统二维CAD软件设计中物料清单的编制长期困扰着设计人员，因为二维CAD软件在完成管道工程图设计时，设计人员还要根据工程图纸上的零件进行工程物料清单编制。三维CAD软件使用的一般是单一数据库。设计人员在完成管道设计时，调用预先做好的模版，三维CAD软件就会准确无误地自动生成工程物料清单。在三维CAD软件里通常采用参数化设计，使其修改设计变得更简单，在三维CAD软件里只需更改管径大小的控制参数，依附在此管路上的管件、阀门等会根据管径的参数自动更新，并且与之关联的物料清单也会自动更新，这是二维CAD软件无法实现的。
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前言/序言

化学工业是国民经济的支柱产业，为改善人类的生产和生活作出了突出贡献，创造了巨大的经济效益。化学工业是以化学方法为主导，通过物质的分离和转化等方法制造大宗化学品的过程工业，包含石油化工、有机化工、机化工、精细化工、生物化工、能源化工、材料化工、资源化工和环境化工等诸多领域。作为过程工业的核心，化学工业的许多技术、方法和装备可拓展至相关过程工业。化学工业是复杂的工业体系，随着资源、环境、安全等制约因素的增强，大量集成现代高新科技以改造传统工艺及设备，已经成为化工产业可持续发展的必然趋势，这对化工从业人员、特别是化学工程师提出了极高的要求。

化工高等教育肩负着为化学工业培养高素质工程技术人才的重任。设计教育是工程教育的核心和精髓，化工设计课程是化工类本科生的专业主干课程。通过课程的学习，可使学生掌握将化工厂由设想变为现实的设计理论、方法、程序、手段和工具，养成科学严谨、实事求是、勇于创新和敢于担当的工程思维和工作态度。以化工设计课程为纽带，还可对大学四年所学各门课程的主要知识点进行梳理、串接和复习，使学生在走出校门时，成为具有解决复杂化工问题能力的化学工程师后备人才。

本书在国家现行法律、法规和标准的框架下，系统介绍了化工设计的基本程序、内容和方法，所列举的均为工程实例，其中不乏作者三十余年工程设计的精华和体会。本书采用贴近工程实践的文字叙述和内容编排方式；注重介绍设计的新方法、新软件和新要求；强调工程图在设计中的作用，强化工程图绘制能力的训练；通过大量介绍和引用标准，培养学生养成检索、学习和执行标准的工作习惯。化工设计涉及的知识点量多面广，教材中每一章、甚至每一节都有可能是一门先修课程的内容。对此，作者从启发、回顾的角度进行简要叙述，读者如欲深入了解某方面的知识，还需查阅该领域的文献，这也为终身学习能力的养成提供了空间。本书为化工设计课程的配套教材，重点在于传授设计方法，所列的数据、图表和实例仅用于说明书中所述内容。当进行实际工程设计时，应以工程设计手册和设计软件为准，并密切注意资料的更新。

本书由陈砺、王红林、严宗诚编著，共11章，其中第1、6～8、10章由陈砺编著，第2、5、9、11章由王红林编著，第3、4章由严宗诚编著，全书由陈砺统稿。胡丽华、韦美姣、吴明月、郭邦晨、吴朔、王利、余希文、秦红雷、杨凯业、梁剑斌、彭家志和成贝贝参与了本书的资料收集和数据处理工作。在本书的编写过程中，作者参考了大量文献资料，在此一并表示感谢。

由于编者水平有限，时间仓促，错漏之处在所难免，恳请读者批评指正。

编者

2017年1月

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