0緒論 / 1 01化工項目的建設過程1 02化工設計在化工建設中的作用3 03學習化工設計的意義3 本章小結4 思考與練習題4 第1章化工設計基本知識 / 5 11化工設計的概念5 12化工設計分類6 121根據建設項目性質對化工設計進行分類6 122按項目開發過程對化工設計進行分類6 123根據設計範圍對化工設計進行分類13 13化工廠設計工作程序及內容13 14車間設計工作程序及內容13 15化工設計的特點16 16化工設計總原則17 本章小結18 思考與練習題18 第2章項目建設的設計程序和內容 / 19 21我國傳統設計工作程序及內容19 211設計前期工作步驟與內容20 212初步設計階段工作內容與程序24 213施工圖設計階段工作內容與程序26 22我國石油化工裝置設計程序及內容27 23國際通用設計程序及內容29 231工藝設計階段30 232基礎工程設計階段30 233詳細工程設計階段31 234工程設計步驟32 235相應文件要達到的目標32 本章小結32 思考與練習題33 第3章工藝流程設計 / 34 31工藝路線選擇34 311選擇原則35 312技術路線和工藝流程確定的步驟36 32工藝流程設計原則38 33工藝流程設計任務39 34工藝流程設計方法40 35工藝流程的概念設計步驟41 351實驗步驟的流程化42 352根據生產環保需要完善細化工藝流程43 353將方框流程圖轉化為工藝流程簡圖45 354逐步完善得到概念設計的工藝流程圖49 36初步設計階段的工藝流程設計54 37施工圖(亦稱詳細工程)設計階段的工藝流程設計56 38工藝流程圖的繪制56 381方框流程圖和工藝流程草(簡)圖56 382工藝物料流程圖58 383管道及儀表流程圖61 384流程圖繪制步驟74 本章小結75 思考與練習題75 第4章物料衡算與能量衡算 / 76 41物料衡算76 411物料衡算的概念及分類76 412物料平衡方程77 413物料衡算的基本步驟78 414計算舉例81 42能量衡算83 421能量衡算的目的84 422能量衡算可以解決的問題84 423能量平衡方程84 424熱量衡算85 425計算舉例87 本章小結92 思考與練習題92 第5章設備的工藝設計與選型 / 93 51化工設備的工藝設計與選型原則94 52化工設備工藝設計的主要工作和方法94 53化工設備的材料和選材原則96 531化工設備使用材料分類概況96 532材料選用的一般原則96 54泵的設計與選型97 541泵的類型和特點97 542選泵的原則100 543選泵的工作方法和基本程序102 544工業裝置對泵的要求104 545選泵的經驗104 55氣體輸送及壓縮設備的設計與選型104 56換熱器的設計與選型109 561換熱器的分類109 562換熱器設計的一般原則111 563管殼式換熱器的設計及選用程序113 57貯罐容器的設計與選型116 571貯罐的類型116 572貯罐繫列117 573貯罐設計的一般程序118 58塔設備的設計與選型120 581板式塔120 582填料塔120 59反應器的設計與選型122 591反應器分類與選型122 592反應器的設計要點125 593釜式反應器的結構和設計126 510液固分離設備的選型130 5101離心機130 5102過濾機132 5103離心機的選型133 5104過濾機的選型135 511干燥設備的設計與選型136 5111常用干燥器136 5112干燥設備的選型原則140 512其他設備和機械的選型141 5121起重機械141 5122運輸機械141 5123加料和計量設備142 513彙編設備一覽表142 本章小結143 思考與練習題143 第6章車間布置設計 / 144 61車間布置設計的內容及原則方法144 611車間布置設計的依據144 612車間布置設計的內容145 613車間布置設計的原則145 614車間布置設計的方法和步驟146 62車間的整體布置設計148 621廠房的平面布置149 622廠房的立面布置151 623廠房的建築結構151 624車間廠房布置設計時須注意的問題152 63設備布置設計152 631生產工藝對設備布置的要求152 632安全及衛生對設備布置的要求154 633操作條件對設備布置的要求154 634設備安裝及檢修對設備布置的要求155 635廠房建築對設備布置的要求156 636車間輔助室及生活室的布置156 637車間布置要整齊美觀157 638建築要求157 64常用設備的布置157 641反應器157 642混合設備160 643蒸發設備160 644結晶器161 645容器161 646加熱爐162 647塔類設備163 648換熱器167 649泵、風機等運轉設備170 6410過濾機174 6411干燥器177 6412氣體淨化設備178 6413運輸設備178 6414罐區178 6415控制室179 6416主管廊179 65設備布置圖的繪制180 651設備布置圖的內容180 652設備布置圖的繪制方法181 653設備布置圖的繪圖步驟186 66設備安裝圖186 本章小結188 思考與練習題188 第7章管道設計與布置 / 189 71管道設計與布置的內容189 72管道及閥門的選用191 721基本概念191 722管道191 723常用閥門197 724常用管件204 725法蘭、法蘭蓋、緊固件及墊片205 73管道壓力降計算205 731直管阻力H1計算206 732局部阻力H2計算206 74管道熱補償設計208 741管道的熱變形與熱應力計算209 742管道熱補償設計209 75管道的絕熱設計211 751絕熱範圍211 752絕熱結構211 753管道熱力計算的基本任務212 754管道絕熱計算212 76化工管道的防腐與標志213 761管道防腐213 762管道標志215 77管道布置設計216 771管道布置設計的內容216 772管道布置設計的依據217 773管道布置設計的基本要求 217 774管道布置設計的一般原則218 775管道敷設方式221 78常用設備的管道布置222 781泵的管道布置222 782換熱器的管道布置224 783容器的管道布置226 784塔的管道布置227 785管廊上的管道布置231 786其他管道布置233 79管道布置圖的繪制234 791管道布置圖的內容234 792管道布置圖的繪制要求234 793管道布置圖的繪制242 710管道軸測圖244 7101管道軸測圖要求的圖示內容245 7102管道軸測圖的圖示方法245 7103管道軸測圖的尺寸及其標注248 711管架圖與管件圖250 7111管架圖250 7112管件圖250 712管口方位圖252 7121管口方位圖的作用與內容252 7122管口方位圖的畫法253 713管段表及綜合材料表254 本章小結256 思考與練習題256 第8章向非工藝專業提供的設計條件 / 258 81土建設計條件258 811化工建築基本知識258 812工藝專業向土建設計提供的條件262 82非定型設備設計條件265 83變配電及電氣設計條件267 831變配電267 832電氣設計條件267 84自動控制設計條件268 85給排水及暖通條件269 851供水設計條件269 852排水設計條件270 853采暖通風設計條件270 86供熱及冷凍設計條件271 861供熱繫統條件271 862冷凍繫統條件271 本章小結272 思考與練習題273 第9章設計概算和技術經濟 / 274 91設計概算274 911概算的內容274 912概算費用的分類275 913概算的編制依據277 914概算的編制辦法277 92技術經濟281 921投資估算282 922產品生產成本估算283 923經濟評價285 本章小結290 思考與練習題291 第10章設計文件的編制 / 292 101初步設計階段設計文件的編制292 1011設計說明書的編制內容292 1012設計說明書的附圖和附表295 102施工圖設計文件的編制296 1021施工圖設計圖紙目錄297 1022工藝專業施工圖設計技術文件297 1023設計文件歸檔299 本章小結299 思考與練習題299 第11章工廠選址及總布置設計 / 300 111廠址選擇300 1111工廠選址的指導方針300 1112工廠選址的一般要求301 112廠址選擇的程序302 1121準備工作階段302 1122現場勘查工作階段303 1123編制廠址選擇報告階段303 113廠址方案比較303 1131廠址方案比較的重要性303 1132廠址方案比較的內容303 114廠址選擇報告305 1141廠址選擇報告的基本內容305 1142有關附件資料306 115工廠總平面設計306 1151工廠總平面設計內容306 1152總平面布置原則及方法307 1153工廠分區308 1154平面布置309 1155豎向布置310 1156管廊布置311 116總平面布置圖內容312 1161圖紙內容312 1162總平面設計主要技術經濟指標313 1163實例314 本章小結314 思考與練習題315 第12章計算機輔助化工設計 / 316 121化工設計軟件概述317 1211化工設計軟件主要作用317 1212常用化工設計軟件317 122化工流程模擬軟件319 1221化工流程模擬軟件用途320 1222穩態模擬和動態模擬321 1223常用化工流程模擬軟件簡介321 123化工裝置及繫統設計軟件326 1231換熱器設計軟件326 1232換熱流程與PINCH328 1233管網計算軟件329 1234CFD軟件332 124化工裝置布置設計軟件333 1241設備布置設計軟件334 1242管道應力計算軟件338 12434D模型技術339 125計算機繪圖軟件342 1251常用的制圖軟件342 1252AutoCAD基礎知識342 1253AutoCAD繪制工藝流程圖343 1254AutoCAD繪制設備布置圖346 本章小結347 附錄 / 348 附錄1管道及儀表流程圖中的縮寫348 附錄2管道及儀表流程圖中設備、機器圖例351 附錄3管道及儀表流程圖中管道、管件、閥門及管道附件圖例355 附錄4管道布置圖和軸測圖上管子、管件、閥門及管道特殊件圖例360 附錄5設備布置圖圖例及簡化畫法369 附錄6工廠總布置圖圖例372 附錄7首頁圖（見374～375之間的插頁） 附錄8管道、管件及閥門等的重要結構參數375 參考文獻 / 382

化工設計是將一個繫統（如一個工廠、一個車間或一套裝置等）的技術方案、工藝過程、生產裝備等轉化為工程語言的過程，是一門綜合性很強的科學。在化學工業基本建設上，化工設計發揮著重要的作用，它是促進國民經濟和社會發展的重要技術經濟活動的組成部分。化工設計知識是化工行業工程技術人員、管理人員的知識，化工設計課程已成為高等學校化工及相關專業的一門必修課程。 化工設計課程不同於其他專業理論課程，其主要是面向實際、面向應用、面向當代。 隨著我國經濟的快速發展與改革的不斷深入，各個領域都在與國際接軌。工程設計領域也在快速與國際接軌，設計規範、標準不斷修訂，以滿足我國工程項目設計國際化的要求。目前大多數國內設計院及高校教材引用的化工設計標準是HG 20519—92標準，為了適合新形勢的需要，我國已制定了2009版（HG/T 20519—2009）化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定。本次修訂我們引入了化工設計的標準，將教材進一步完善，提高繫統性，充實內容，以滿足目前我國進行的“卓越工程師教育培養計劃”的需要，以及全國化工設計大賽參考用書的需要。 本次再版是在版基礎上進行升級，依然秉持版的基本結構特征和實用性強的優點。本次修訂的主要內容如下。 1按國家和行業有關法律、法規、標準的新變化，特別按HG/T 20519—2009化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定，進行了全面更新、補充和完善。 2書中內容盡量采用國際通用名稱及規範，並結合國情，進行全面介紹，引導國內設計規範工作與國際通用做法接軌，以便適應我國化工設計人纔培養的需要。 3增加教學案例，並提高案例的繫統性、前後關聯性；圖紙按行業標準進行規範，有助於學生繫統、規範地接受化工設計教育。 4對“化工設計”概念進行了精準、科學的定義；結合國內外資料，分別介紹了國內外對設計階段的劃分及設計內容；大篇幅增加了關於工藝流程設計方面的內容，增加了工藝包內容。 5主要章節增加了本章小結內容，目的在於加強學生對重點知識的掌握；增加了設計經驗介紹，特別是使用Auto CAD軟件進行工藝設計的技巧和經驗，有利於學生設計能力的快速提高。 本書以工藝設計為主線，詳細介紹了化工設計的程序、內容、方法和步驟，工藝流程設計、設備布置設計及管道布置設計的內容、原則和方法；較為詳細、規範、繫統地介紹了化工樣圖的表示方法。該教材具有以下特點：①貫徹教學計劃和教學大綱，符合化工專業人纔培養目標及教學要求，能反映本專業教育教學研究的先進成果和理念，深度適宜；②能完整地表達化工設計課程應包含的知識與技能要求，反映其相互聯繫及發展規律，注重理論知識與實踐技能的有機結合；③符合化學工程與工藝等專業的認知規律，富有啟發性，便於學習，有利於激發學生學習興趣及化工設計能力的培養；④以工藝設計為主線，層次分明，脈絡清晰，密切聯繫實際，實現了繫統性、科學性和實用性的有機統一；⑤語言流暢，通俗易懂，敘述生動，圖文配合科學，符號、計算單位符合國家標準；⑥教材中所選圖紙多來自於實際工程項目，圖樣清晰、規範，便於教師、學生及工程技術人員參考。 教材是集作者近二十年來實際化工項目工程設計經驗和理論教學經驗編寫而成，並充分吸收了同類教材的優點。本書可作為高校化學工程與工藝、制藥工程、輕化工、生物化工、能源化工、環境化工等專業的教材，也可作為化工企業職工繼續教育指導書及工程技術人員設計用書。 參加本書編寫的有河北科技大學李國庭、陳煥章；南京工業大學崔群；吉林化工學院黃文煥。第1～7章由李國庭、陳煥章編寫，第8～11章由黃文煥、李國庭編寫，第12章由崔群編寫。全書由李國庭統稿，河北醫藥化工設計有限公司邱科鑌在本次修訂過程中做了大量的工作。本書編寫過程中，得到了原河北省石油化工規劃設計院白秀玲高級工程師的悉心指導，在此表示衷心感謝。 《化工設計概論》出版以來，承蒙廣大讀者的關心和愛護，在此謹表衷心感謝，並希望讀者繼續提出寶貴意見，以便使本書不斷地改進和完善。限於編者水平，書中難免有不妥之處，懇請讀者批評指正。 編者 2014年9月 版前言 化工設計是將一個繫統（如一個工廠、一個車間或一套裝置等）的技術方案、工藝過程、生產裝備等轉化為工程語言的過程，是一門綜合性很強的科學。在化學工業基本建設中，化工設計發揮著重要的作用，它是促進國民經濟和社會發展的重要技術經濟活動的組成部分。化工設計知識是化工行業工程技術人員、管理人員的知識，化工設計課程是高等學校化工及相關專業的一門必修課程。通過該課程的學習，可以使學生掌握工程實踐知識，提高綜合素質，完成化學工程師的基本訓練，為今後參加實際工程設計做好切實的準備