化工設計：以大學生化工設計競賽為案例

第1章　化工設計概述   001
1.1　化工工程設計的意義    001
1.2　化工設計項目的工作程序 002
1.2.1　項目建議書 004
1.2.2　可行性研究 004
1.2.3　初步設計說明書 005
1.2.4　計算機輔助化工設計 005
1.2.5　工程設計圖紙 005
1.3　可行性研究報告概述 006
1.3.1　可行性研究報告的規(guī)范 006
1.3.2　可行性研究報告的內(nèi)容 007
1.3.3　各部分內(nèi)容的邏輯關(guān)系 008
1.4　初步設計說明書概述 009
1.4.1　初步設計說明書規(guī)范 009
1.4.2　初步設計說明書的主要內(nèi)容 009
1.4.3　各部分內(nèi)容的邏輯關(guān)系 013
1.5　計算機輔助化工設計 013
1.5.1　計算機輔助過程設計 013
1.5.2　計算機輔助過程控制設計 014
1.5.3　計算機輔助過程設備設計 015
1.5.4　計算機輔助工廠設計 016
第2章　化工設計路線選擇及工藝流程設計     017
2.1　工藝流程設計概述 017
2.2　建設規(guī)模與產(chǎn)品方案比選 019
2.2.1　政策與規(guī)劃 019
2.2.2　市場調(diào)研 020
2.2.3　建設規(guī)模與產(chǎn)品方案 020
2.2.4　具體實例 021
2.3　化工技術(shù)路線選擇的依據(jù) 023
2.3.1　基本原則 023
2.3.2　調(diào)研與比較 024
2.4　計算機輔助工藝流程模擬 025
2.4.1　物料衡算 025
2.4.2　能量衡算 026
2.4.3　Aspen流程模擬步驟 027
2.5　技術(shù)路線選擇實例 028
2.5.1　常用異丙醇的生產(chǎn)工藝技術(shù)方案 028
2.5.2　投資比較 033
2.5.3　原料消耗比較 034
2.5.4　轉(zhuǎn)化率比較 036
2.5.5　能耗比較 036
2.5.6　本質(zhì)安全 038
2.5.7　本質(zhì)環(huán)保 039
2.5.8　流程繁簡比較 040
2.5.9　異丙醇合成工藝比選匯總 044
2.6　工藝流程的組織與設計 046
2.6.1　反應網(wǎng)絡的分析與合成及反應過程與反應器系統(tǒng)設計 047
2.6.2　分離序列的分析及分離與循環(huán)系統(tǒng)設計 048
2.6.3　換熱網(wǎng)絡及公用工程設計 050
第3章　化工設備選型與設計    051
3.1　換熱器設備的設計 051
3.1.1　換熱器的常見類型 051
3.1.2　換熱器選型的基本原則 053
3.1.3　換熱器設計模擬 057
3.1.4　典型換熱器設計實例 057
3.2　塔設備的設計 069
3.2.1　塔設備的類型 069
3.2.2　塔設備選型的基本原則 070
3.2.3　分離過程設計模擬 072
3.2.4　板式塔的結(jié)構(gòu)設計與校核 075
3.2.5　填料塔的結(jié)構(gòu)設計與校核 083
3.2.6　典型塔器設計實例 091
3.3　反應器設備的設計 120
3.3.1　反應器分類與基本特性：均相反應與反應器，非均相反應與反應器 120
3.3.2　選型的基本原則 124
3.3.3　反應器設計模擬 130
3.3.4　典型反應器設計實例 132
3.4　新型過程設備的設計 150
3.4.1　新型分離過程設備 150
3.4.2　新型換熱過程設備 163
3.4.3　新型反應過程設備 169
第4章　節(jié)能與環(huán)保     176
4.1　工廠常用公用工程 176
4.2　過程能耗計算 178
4.2.1　綜合能耗 178
4.2.2　單位產(chǎn)品能耗 180
4.2.3　萬元產(chǎn)值綜合能耗 181
4.2.4　單位產(chǎn)品能耗比較 181
4.3　過程熱集成——換熱網(wǎng)絡設計 182
4.3.1　原始工藝流股提取及能耗分析 183
4.3.2　相變潛熱的利用 184
4.3.3　改進工藝流股的提取與分析 185
4.3.4　換熱網(wǎng)絡設計 186
4.4　化工節(jié)能技術(shù) 187
4.5　工業(yè)“三廢” 188
4.5.1　“三廢”概念 188
4.5.2　“三廢”裝置 189
4.5.3　“三廢”排放量 189
4.5.4　“三廢”來源與組成 190
4.5.5　“三廢”排放方式 190
4.5.6　“三廢”處理方案 191
4.6　常見“三廢”處理方案實例 194
4.6.1　實例廢氣處理方案分析 194
4.6.2　實例廢液處理方案分析 195
4.6.3　實例廢固處理方案分析 197
4.7　碳中和與碳達峰 198
4.7.1　碳達峰和碳中和的定義及世界碳中和目標提出情況 199
4.7.2　國內(nèi)碳達峰與碳中和基本情況 200
4.7.3　化工產(chǎn)業(yè)碳達峰與碳中和基本情況 201
4.7.4　碳中和的舉措 202
第5章　自動控制與安全     207
5.1  單元控制邏輯方案實例 207
5.1.1　泵單元控制邏輯方案實例 207
5.1.2  壓縮機的控制方案 208
5.1.3  換熱器的控制方案 209
5.1.4　塔設備的控制方案 212
5.1.5　反應器的控制方案 214
5.1.6　儲罐的基本控制方案 215
5.2　安全儀表系統(tǒng)（SIS） 217
5.2.1　基本概念 217
5.2.2　系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 219
5.2.3　設計基本原則 219
5.3　本質(zhì)安全 221
5.3.1　基本概念與基本原理 221
5.3.2　過程的生命周期 222
5.3.3　本質(zhì)安全原理的應用 222
5.4　危險化學品重大危險源辨識與安全措施 223
5.4.1　重大危險源辨識分析 223
5.4.2　環(huán)境風險評價項目實例 226
5.4.3　危險性分析與可操作性研究（HAZOP） 228
5.4.4　安全對策措施及建議 231
5.5　消防措施 235
5.5.1　安全疏散通道 235
5.5.2　消防通道 237
5.5.3　事故應急池 237
5.5.4　消防水池 238
5.5.5　火災危險性類別劃分 238
第6章　總平面布置、車間布置與配管    240
6.1　總平面布置標準規(guī)范與基本原則 240
6.1.1　化工廠總平面布置的基本原則和方法 240
6.1.2　遵循的法律法規(guī)、標準規(guī)范 244
6.1.3　總平面布置圖技術(shù)指標 252
6.1.4　布局與安全間距 254
6.1.5　總平面布置實例 256
6.2　車間設備平立面布置的標準規(guī)范與基本原則 261
6.2.1　遵循的法律法規(guī)、標準規(guī)范 261
6.2.2　車間設備平立面布置實例 266
6.3　配管的標準規(guī)范與基本原則 269
6.3.1　遵循的法律法規(guī)、標準規(guī)范 269
6.3.2　管道布置實例 276
第7章　經(jīng)濟分析與財務評價
7.1　概述 278
7.1.1　經(jīng)濟評價原則 278
7.1.2　經(jīng)濟評價方法 279
7.1.3　經(jīng)濟評價結(jié)果與分析 280
7.2　財務評價 281
7.2.1　財務評價基礎數(shù)據(jù) 281
7.2.2　財務評價報表與指標 287
7.2.3　不確定性與風險分析 291
7.3　國民經(jīng)濟評價 292
7.3.1　國民經(jīng)濟評價基礎數(shù)據(jù) 292
7.3.2　國民經(jīng)濟評價報表與指標 294
7.4　經(jīng)濟評價案例 295
7.4.1　成本費用 295
7.4.2　銷售收入估算 299
7.4.3　稅金估算 300
7.4.4　稅后利潤估算 301
7.4.5　投資回收期分析 301
7.4.6　財務內(nèi)部收益分析 303
7.4.7　財務凈現(xiàn)值估算 305
7.4.8  權(quán)益投資內(nèi)部收益分析 307
7.4.9　借款償還期分析 308
7.4.10　敏感性分析 308
7.4.11　盈虧平衡分析 310
7.4.12　財務評價結(jié)論 311
參考文獻