化工設(shè)計(jì)：以大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽為案例

第1章　化工設(shè)計(jì)概述   001
1.1　化工工程設(shè)計(jì)的意義    001
1.2　化工設(shè)計(jì)項(xiàng)目的工作程序 002
1.2.1　項(xiàng)目建議書 004
1.2.2　可行性研究 004
1.2.3　初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書 005
1.2.4　計(jì)算機(jī)輔助化工設(shè)計(jì) 005
1.2.5　工程設(shè)計(jì)圖紙 005
1.3　可行性研究報(bào)告概述 006
1.3.1　可行性研究報(bào)告的規(guī)范 006
1.3.2　可行性研究報(bào)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(shè)計(jì)說(shuō)明書概述 009
1.4.1　初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書規(guī)范 009
1.4.2　初步設(shè)計(jì)說(shuō)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(jì)算機(jī)輔助化工設(shè)計(jì) 013
1.5.1　計(jì)算機(jī)輔助過(guò)程設(shè)計(jì) 013
1.5.2　計(jì)算機(jī)輔助過(guò)程控制設(shè)計(jì) 014
1.5.3　計(jì)算機(jī)輔助過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) 015
1.5.4　計(jì)算機(jī)輔助工廠設(shè)計(jì) 016
第2章　化工設(shè)計(jì)路線選擇及工藝流程設(shè)計(jì)     017
2.1　工藝流程設(shè)計(jì)概述 017
2.2　建設(shè)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(chǎng)調(diào)研 020
2.2.3　建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案 020
2.2.4　具體實(shí)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(jì)算機(jī)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(shí)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(jiǎn)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(shè)計(jì) 046
2.6.1　反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的分析與合成及反應(yīng)過(guò)程與反應(yīng)器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 047
2.6.2　分離序列的分析及分離與循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 048
2.6.3　換熱網(wǎng)絡(luò)及公用工程設(shè)計(jì) 050
第3章　化工設(shè)備選型與設(shè)計(jì)    051
3.1　換熱器設(shè)備的設(shè)計(jì) 051
3.1.1　換熱器的常見(jiàn)類型 051
3.1.2　換熱器選型的基本原則 053
3.1.3　換熱器設(shè)計(jì)模擬 057
3.1.4　典型換熱器設(shè)計(jì)實(shí)例 057
3.2　塔設(shè)備的設(shè)計(jì) 069
3.2.1　塔設(shè)備的類型 069
3.2.2　塔設(shè)備選型的基本原則 070
3.2.3　分離過(guò)程設(shè)計(jì)模擬 072
3.2.4　板式塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 075
3.2.5　填料塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 083
3.2.6　典型塔器設(shè)計(jì)實(shí)例 091
3.3　反應(yīng)器設(shè)備的設(shè)計(jì) 120
3.3.1　反應(yīng)器分類與基本特性：均相反應(yīng)與反應(yīng)器，非均相反應(yīng)與反應(yīng)器 120
3.3.2　選型的基本原則 124
3.3.3　反應(yīng)器設(shè)計(jì)模擬 130
3.3.4　典型反應(yīng)器設(shè)計(jì)實(shí)例 132
3.4　新型過(guò)程設(shè)備的設(shè)計(jì) 150
3.4.1　新型分離過(guò)程設(shè)備 150
3.4.2　新型換熱過(guò)程設(shè)備 163
3.4.3　新型反應(yīng)過(guò)程設(shè)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(guò)程能耗計(jì)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(wàn)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(guò)程熱集成——換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 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(jìn)工藝流股的提取與分析 185
4.3.4　換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 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(lái)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(jiàn)“三廢”處理方案實(shí)例 194
4.6.1　實(shí)例廢氣處理方案分析 194
4.6.2　實(shí)例廢液處理方案分析 195
4.6.3　實(shí)例廢固處理方案分析 197
4.7　碳中和與碳達(dá)峰 198
4.7.1　碳達(dá)峰和碳中和的定義及世界碳中和目標(biāo)提出情況 199
4.7.2　國(guó)內(nèi)碳達(dá)峰與碳中和基本情況 200
4.7.3　化工產(chǎn)業(yè)碳達(dá)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(dòng)控制與安全     207
5.1  單元控制邏輯方案實(shí)例 207
5.1.1　泵單元控制邏輯方案實(shí)例 207
5.1.2  壓縮機(jī)的控制方案 208
5.1.3  換熱器的控制方案 209
5.1.4　塔設(shè)備的控制方案 212
5.1.5　反應(yīng)器的控制方案 214
5.1.6　儲(chǔ)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(shè)計(jì)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(guò)程的生命周期 222
5.3.3　本質(zhì)安全原理的應(yīng)用 222
5.4　危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)與安全措施 223
5.4.1　重大危險(xiǎn)源辨識(shí)分析 223
5.4.2　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)項(xiàng)目實(shí)例 226
5.4.3　危險(xiǎn)性分析與可操作性研究（HAZOP） 228
5.4.4　安全對(duì)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(yīng)急池 237
5.5.4　消防水池 238
5.5.5　火災(zāi)危險(xiǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 244
6.1.3　總平面布置圖技術(shù)指標(biāo) 252
6.1.4　布局與安全間距 254
6.1.5　總平面布置實(shí)例 256
6.2　車間設(shè)備平立面布置的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與基本原則 261
6.2.1　遵循的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 261
6.2.2　車間設(shè)備平立面布置實(shí)例 266
6.3　配管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與基本原則 269
6.3.1　遵循的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 269
6.3.2　管道布置實(shí)例 276
第7章　經(jīng)濟(jì)分析與財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)
7.1　概述 278
7.1.1　經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)原則 278
7.1.2　經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法 279
7.1.3　經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果與分析 280
7.2　財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) 281
7.2.1　財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 281
7.2.2　財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)報(bào)表與指標(biāo) 287
7.2.3　不確定性與風(fēng)險(xiǎn)分析 291
7.3　國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 292
7.3.1　國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 292
7.3.2　國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)報(bào)表與指標(biāo) 294
7.4　經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)案例 295
7.4.1　成本費(fèi)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(rùn)估算 301
7.4.5　投資回收期分析 301
7.4.6　財(cái)務(wù)內(nèi)部收益分析 303
7.4.7　財(cái)務(wù)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(cái)務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)論 311
參考文獻(xiàn)