本書是集作者多年來化工工程設計和理論教學經驗,同時參考大量相關資料編寫而成。課程基于工程科學,但主要是強調它的應用。全書共分為11章,主要介紹化工工藝設計程序及內容、化工產品工藝流程設計、化工工藝計算、化工設備設計或選型、車間布置設計、管路布置設計和設計中的其他問題。本書力求實用性和系統性,對AutoCAD繪圖做了詳細介紹。適合于高等職業院校化學工程與工藝(含應用化工、精細化工、有機化工、化學工程、石油加工等方向)、化學制藥、生物化工、輕化工等專業的教學,也適用于化工企業繼續教育指導書及工程技術人員作為參考用書。
化工設計是高等院校化工類專業一門綜合應用性很強的專業課,通過本課程的學習,可培養學生理論聯系實際、發現問題、分析問題、歸納問題、解決問題的能力,也可以是學生掌握由理論知識向工程轉化的一個重要環節。
《化工設計概論》是集作者多年來化工工程設計和理論教學經驗,同時參考大量相關資料編寫而成。課程基于工程科學,但主要是強調它的應用。全書共分為11章,主要介紹化工工藝設計程序及內容、化工產品工藝流程設計、化工工藝計算、化工設備設計或選型、車間布置設計、管路布置設計和設計中的其他問題。本書力求實用性和系統性,對AutoCAD繪圖做了詳細介紹。適合于高等職業院校化學工程與工藝(含應用化工、精細化工、有機化工、化學工程、石油加工等方向)、化學制藥、生物化工、輕化工等專業的教學,也適用于化工企業繼續教育指導書及工程技術人員作為參考用書。
參加本書編寫的有河北化工醫藥職業技術學院陳瑞珍(第六章、第七章)、長沙航空航天職業技術學院曾臘梅(第三章、第四章)、廣東輕工職業技術學院胡智華(第九章、第十章)、湖南化工職業技術學院吳衛(第一章、第二章、第五章、第八章、第十一章、附錄)。全書由吳衛修改定稿,本書特邀請湖南化工職業技術學院李平輝副教授、石紹軍教授級高工主審。在本書的編寫過程中,湖南化工職業技術學院陳文娟老師對第十一章的編寫提供了大量數據及參考性意見,在此一并表示衷心的感謝。
限于編者水平,書中難免有不妥之處,懇請讀者批評指正。
第一章 化工廠設計的內容與程序
第一節 化工設計的分類
第二節 化工廠設計的工作程序
第三節 化工車間(裝置)工藝設計的內容
第四節 國家和行業的基本設計政策和規范
第五節 設計文件
第二章 工藝流程設計
第一節 生產方法和工藝流程的選擇
第二節 工藝流程設計
第三節 工藝流程圖的分類及繪制方法
第四節 典型設備的自控流程
第五節 AutoCAD在化工設計中的應用
第三章 物料衡算
第一節 物料衡算的基本概念
第二節 無化學反應過程的物料衡算
第三節 有化學反應過程的物料衡算
第四章 熱量衡算
第一節 熱量衡算的基本方法
第二節 無化學反應過程的熱量衡算
第三節 化學反應過程的熱量衡算
第五章 設備的工藝設計
第一節 化工設備選用及工藝設計的程序
第二節 泵的選擇與安裝設計
第三節 換熱設備的設計和選用
第四節 塔器的選型與設計
第五節 貯罐容器及反應器的選型和設計
第六章 車間布置的設計
第一節 車間平面布置
第二節 車間設備布置
第三節 設備布置圖
第七章 化工管路布置的設計
第一節 管路布置設計的內容和程序
第二節 管子、管件與閥門
第三節 管路計算
第四節 管路布置的原則和方法
第五節 管路布置圖
第六節 管路保溫與管路標志
第八章 非工藝專業及設計條件的提出
第一節 公用工程
第二節 安全防火
第三節 環境保護
第四節 化工建筑的基本知識
第九章 工程設計概算和畢業設計
第一節 工程設計概算的編制
第二節 畢業設計
第三節 畢業設計說明書
第十章 計算機在設計中的應用
第一節 流程模擬軟件簡介
第二節 PRO/Ⅱ介紹
第三節 化工廠三維軟模型設計CAD技術
第十一章 設計實例
設計實例一 《瀏陽市煙花材料廠20t/a鈦粉工程可行性研究報告》
設計實例二 《年產500噸鄰氯氯芐項目工藝設計計算書》
設計實例三 《年產300噸醇酸樹脂初步工藝設計說明書》
附錄
附錄一 工藝流程設計圖例
附錄二 安全環保有關規定
附錄三 工藝管道流程設計規范
主要參考文獻
第三節化工車間(裝置)工藝設計的內容
化工車間(裝置)設計是化工廠設計最基本的內容,也是初學者必須首先掌握的。因此,本節著重介紹化工車間(裝置)工藝設計內容和程序。下面按工作程序介紹車間工藝設計的內容。一、設計準備工作
(1)熟悉設計任務書。全面深入地正確領會設計任務書提出的要求和提供的情況,這都是設計的依據,必須熟記、貫徹實施。
(2)了解化工設計以及工藝設計包括哪些內容,其方法步驟如何。參照設計進度制定個人的工作計劃。
(3)查閱文獻資料。按照設計要求,主要查閱與工藝路線、工藝流程和重點設備有關的文獻資料,并摘錄筆記。此外,還應對資料數據加工處理,對文獻資料數據的適用范圍和精確程度應有足夠的估計。
(4)收集第一手資料。深人生產與試驗現場調查研究,盡可能廣泛地收集齊全可靠的原始數據并進行整理.這對搞好整個設計來說是一項很重要的基礎工作。二、方案設計
這個階段的任務是確定生產方法和生產工藝流程,它們是整個工藝設計的基礎。要求運用所掌握的各種資料,根據有關的基本理論進行不同生產方法和生產工藝流程的對比分析。這個階段的工作可以培養學生分析、歸納和理論聯系實際的能力。三、化工計算
化工計算包括工藝設計中的物料衡算、能量衡算以及設備選型和計算三個內容。要完成的任務是在這三項計算的基礎上繪制物料流程圖、主要設備圖和帶控制點工藝流程圖。經驗表明,在化工計算階段會用到大量的基本理論、基本概念和基本技能(數據處理、計算技能、繪圖能力等)。四、車間布置設計
這是工藝人員的主要設計任務之一,它也是決定車間面貌的又一個重要設計項目。布置設計的主要任務是確定整個工藝流程中的全部設備在平面上和空間中的正確的具體位置,相應地確定廠房或框架的結構類型。
當化工計算結束,繪出工藝流程圖之后就可以進行車間布置設計,完成之后要繪制平面與立面的車間布置圖。設計方法除了常用的擺紙塊法之外,現在設計泛采用模型設計的方法。