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範 006
1.3.2可行性研究報告的內容 007
1.3.3各部分內容的邏輯關繫 008
1.4初步設計說明書概述 009
1.4.1初步設計說明書規範 009
1.4.2初步設計說明書的主要內容 009
1.4.3各部分內容的邏輯關繫 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建設規模與產品方案比選 019
2.2.1政策與規劃 019
2.2.2市場調研 020
2.2.3建設規模與產品方案 020
2.2.4具體實例 021
2.3化工技術路線選擇的依據 023
2.3.1基本原則 023
2.3.2調研與比較 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
2.4.3Aspen流程模擬步驟 027
2.5技術路線選擇實例 028
2.5.1常用異丙醇的生產工藝技術方案 028
2.5.2投資比較 033
2.5.3原料消耗比較 034
2.5.4轉化率比較 036
2.5.5能耗比較 036
2.5.6本質安全 038
2.5.7本質環保 039
2.5.8流程繁簡比較 040
2.5.9異丙醇合成工藝比選彙總 044
2.6工藝流程的組織與設計 046
2.6.1反應網絡的分析與合成及反應過程與反應器繫統設計 047
2.6.2分離序列的分析及分離與循環繫統設計 048
2.6.3換熱網絡及公用工程設計 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板式塔的結構設計與校核 075
3.2.5填料塔的結構設計與校核 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章節能與環保     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單位產品能耗 180
4.2.產值綜合能耗 181
4.2.4單位產品能耗比較 181
4.3過程熱集成——換熱網絡設計 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換熱網絡設計 186
4.4化工節能技術 187
4.5工業“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國內碳達峰與碳中和基本情況 200
4.7.3化工產業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 &nbs控制邏輯方案實例 207
5.1.1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安全儀表繫統（SIS） 217
5.2.1基本概念 217
5.2.2繫統基本結構 219
5.2.3設計基本原則 219
5.3本質安全 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總平面布置標準規範與基本原則 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、標準規範 244
6.1.3總平面布置圖技術指標 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範與基本原則 261
6.2.1遵循的法律法規、標準規範 261
6.2.2車間設備平立面布置實例 266
6.3配管的標準規範與基本原則 269
6.3.1遵循的法律法規、標準規範 269
6.3.2管道布置實例 276

第7章經濟分析與財務評價
7.1概述 278
7.1.1經濟評價原則 278
7.1.2經濟評價方法 279
7.1.3經濟評價結果與分析 280
7.2財務評價 281
7.2.1財務評價基礎數據 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國民經濟評價 292
7.3.1國民經濟評價基礎數據 292
7.3.2國民經濟評價報表與指標 294
7.4經濟評價案例 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稅後利潤估算 301
7.4.5投資回收期分析 301
7.4.6財務內部收益分析 303
7.4.7財務淨現值估算 305
7.4.8  權益投資內部收益分析 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財務評價結論 311

參考文獻

化工專業是一個工程特色顯著，化學、物理、數學、設備、機械、管理、自動化等多學科交叉，實踐操作性強，厚基礎、寬口徑、適應性強的專業。化工設計作為高等院校化工類專業的必修課，是培養學生理論聯繫實際、解決復雜工程問題的能力，提升學生的綜合素質和職業技能，實現由大學生向化工工程師轉變的一個重要環節。
本書是作者根據多年從事化工設計、化工廠技術改造、高校化工設計課程教學尤其是指導大學生化工設計競賽等工作的經驗，同時參考眾多相關資料編寫而成，目的在於為高校化工類專業的高年級教學提供一本更符合現代化工過程設計，企業運行計算機化、自動化程度高的實際情況的實用參考書，同時對從事化工類專業工作的工程技術人員也有一定的參考價值。本書主要內容包括化工工程設計程序及內容、化工設計路線選擇及工藝流程設計、化工設備選型與設計、節能與環保、自動控制與安全、工廠和車間布置、經濟分析與財務評價等，重點介紹現代設計理念及現代設計方法在化工設計中的應用。
本書由蘇國棟、劉華彥、李正輝擔任主編。具體編寫分工為：第1章的1.1～1.4，第2章的2.1～2.3、2.5，第5章的5.1～5.3、5.5由蘇國棟編寫；第1章的1.5，第2章的2.4、2.6，第4章的4.1～4.4、4.7由李正輝編寫；第3章的3.2～3.4和第6章由劉華彥編寫；第3章的3.1和第5章的5.4由任浩明編寫；第4章的4.5、4.6由代偉編寫；第7章由陳曉彬、鄭啟富編寫。全書由蘇國棟統稿。在編寫過程中得到了浙江大學吳嘉教授、胡曉萍副教授的指導和幫助，得到了浙江省所有高校的支持和幫助，在此謹致謝意。
由於編者水平所限，書中不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

編者 
2022年6月