本教材作为化工单元过程工程实践训练课程教材，从体系上将各高校普遍设立的化工原理课程设计和化工机械基础课程设计结合起来，作为一门综合性、基础性的工程训练课，使学生通过本课程的学习得到比较完整的、系统的化工单元过程和设备设计方面的思想、概念和方法的训练，掌握化工单元过程的初步设计、基础设计和施工图设计的基本技能。
本教材在内容选取上，立足于从培养学生工程设计基本能力出发，特别注意加强基础理论知识应用能力的培养、工程观念培养和基本设计技能的培养。全书主要选取了精馏过程工艺设计、吸收过程工艺设计、萃取过程工艺设计以及干燥过程工艺设计四个典型的化工单元过程的工艺设计。同时考虑到在化工过程中，列管换热器应用的广泛性，本书也较为详细地介绍了列管换热器的设计。在这些章节中，突出强调单元过程工艺设计中方案设计的综合性，而不仅限于某一设备的工艺计算,目的足引导学生用系统工程学的观点全面分析设计中涉及的诸多因素对全系统过程的影响，强调系统的综合性和协调性。
在单元过程设计方面，考虑到本书的篇幅和工艺类学生的教学基本要求，选取了典型的列管换热器机械设计和塔设备的机械设计作为本课程教学的基本内容。教材中所选择的设计实例多来自于作者的实际工程实践的设计题目，具有真实的工程应用背景。
本书适用于高等院校化工及相关专业的本科生教材，也可供化工及相关专业工程技术人员作为工艺设计的参考书。
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为适应21世纪教学内容和课程体系的更新与发展，我们对《化工单元过程及设备课程设计》第一版教材进行了修订。本次修订根据教学实践过程中教师和学生的反馈意见，在保持一版教材原有风格的基础上，对部分内容进行了删减或修订。修订工作由大连理工大学化工原理教研室及化机基础教研室完成。
本书包括工程技术文件编制，化工生产中常用的精馏、吸收、萃取、干燥过程以及常用换热器的工艺设计，同时考虑到课程设计的综合性，本书也包括了列管换热器以及塔设备的机械结构设计。本书注重理论联系实际，引用了部分实际工程改造的技术实例，以培养学生的工程观点以及解决实际问题的能力。本书作为高等学校化工类本科化工单元过程及设备课程设计教材或参考书，亦可供化工工程设计以及生产管理技术人员参考。
参加本书编写的人员及分工如下：
主编匡国柱史启才
参编人员第一章绪论匡国柱樊希山
第二章工程技术文件编制王瑶史启才
第三章列管换热器工艺设计 匡国柱
第四章列管换热器机械设计 史启才
第五章精馏过程工艺设计 樊希山王瑶
第六章吸收过程工艺设计 匡国柱
第七章液液萃取过程工艺设计 王瑶
第八章干燥过程工艺设计 王宝和
第九章塔设备的机械设计 张晓冬
由于编者水平有限，书中不足之处恳请读者提出宝贵意见，在此深表谢意。
编者2007年9月 |
第一章绪论1
一、化工过程及装置设计简介1
二、本教材的基本内容3
三、课程设计的基本要求3
四、化工流程模拟软件与绘图软件简介4
第二章工程技术文件编制5
第一节化工工艺流程图5
一、物料流程图(原则流程图)8
二、带控制点的工艺流程图11
第二节设备工艺条件图(设备设计条件单)17
第三节设备设计常用标准、技术文件及技术要求17
一、化工设备设计常用标准和规范17
二、国外主要规范简介19
三、化工设备设计技术文件20
四、化工设备图面技术要求21
第四节设备施工图的绘制27
一、化工设备图的基本内容27
二、化工设备的结构及视图的表达特点27
三、化工设备图的简化画法29
四、化工设备图的绘制32
参考文献37
第三章列管换热器工艺设计38
第一节概述38
一、列管换热器的应用38
二、列管换热器设计简介38
第二节无相变换热器工艺设计40
一、设计方案40
二、工艺结构设计42
三、换热器核算53
四、设计示例58
第三节再沸器工艺设计65
一、再沸器形式及其选用65
二、立式热虹吸再沸器工艺设计67
三、釜式再沸器工艺设计74
四、设计示例79
第四节冷凝器工艺设计88
一、概述88
二、冷凝器类型及其选择88
三、冷凝器的工艺设计92
主要符号说明92
参考文献92
第四章列管换热器机械设计94
第一节列管换热器零、部件的工艺结构设计94
一、分程隔板94
二、折流板或支承板97
三、拉杆、定距管100
四、旁路挡板、防冲板101
五、接管104
六、管板结构尺寸107
第二节列管换热器机械结构设计110
一、传热管与管板的连接110
二、管板与壳体及管箱的连接115
三、管箱118
第三节其他结构设计122
一、法兰选用122
二、垫片122
三、膨胀节126
四、支座128
第四节列管换热器机械设计129
一、管板强度计算简介129
二、壳体、封头强度计算135
三、法兰、浮头盖、钩圈136
第五节设计示例136
一、结构设计136
二、强度计算137
参考文献141
第五章精馏过程工艺设计142
第一节概述142
一、精馏装置工艺设计的基本内容142
二、精馏塔设备的选择143
第二节设计方案144
一、精馏过程工艺流程144
二、操作条件的选择146
三、控制方案的选择147
第三节精馏过程系统的模拟计算153
一、精馏塔的分离计算156
二、精馏装置的物料及热量衡算 156
第四节实际塔板数及塔高157
第五节浮阀塔塔盘工艺设计158
一、板式塔158
二、塔板液流形式159
三、塔径设计160
四、溢流装置的设计162
五、塔盘及其布置167
六、浮阀数及排列168
七、塔板流动性能校核170
第六节辅助设备的选择174
一、传热设备174
二、容器、管线及泵175
第七节精馏过程系统设计实例175
一、设计任务及条件175
二、分离工艺流程176
三、过程系统模拟计算176
四、循环苯精馏塔（T101）工艺设计181
五、辅助设备设计189
六、管路设计及泵的选择192
七、控制方案193
八、设备一览表194
主要符号说明195
参考文献196
第六章吸收过程工艺设计197
第一节概述197
第二节设计方案197
一、 吸收剂的选择197
二、吸收流程选择198
三、吸收剂再生方法选择199
四、塔设备的选择199
五、操作参数选择199
六、提高能量利用率201
第三节填料塔的工艺设计201
一、塔填料的选择202
二、塔径的计算206
三、填料塔高度计算209
四、液体初始分布器工艺设计215
五、液体收集及再分布装置220
六、气体分布装置221
七、除沫装置221
八、填料支承及压紧装置222
九、填料塔的流体力学参数计算223
第四节吸收过程设计示例226
一、设计条件226
二、设计方案226
三、吸收塔的工艺设计227
四、再生塔的设计231
五、过程的工艺流程图232
主要符号说明232
参考文献233
第七章液液萃取过程工艺设计234
第一节概述234
第二节设计方案235
一、萃取剂的选择235
二、萃取流程的选择236
三、液液萃取设备的选择237
四、萃取过程操作参数的选择240
第三节萃取塔的工艺设计241
一、萃取塔直径241
二、塔设备高度的计算241
三、 转盘塔的工艺设计242
第四节萃取过程的工艺设计示例249
一、设计条件249
二、萃取剂的选择249
三、流程选择249
四、溶剂用量确定250
五、萃取塔的工艺设计250
六、过程的工艺流程图253
主要符号说明254
参考文献254
第八章干燥过程工艺设计255
第一节概述255
第二节设计方案256
一、干燥装置的一般工艺流程256
二、干燥介质加热器的选择256
三、干燥器的选择256
四、干燥介质输送设备的选择及配置257
五、细粉回收设备的选择257
六、加料器及卸料器的选择257
第三节喷雾干燥装置的工艺设计257
一、喷雾干燥的基本原理和特点257
二、雾化器的结构和设计259
三、雾化器的选择268
四、雾滴的干燥270
五、喷雾干燥塔直径和高度的计算273
六、主要附属设备280
七、工艺设计步骤281
八、设计示例282
第四节气流干燥装置的工艺设计291
一、 气流干燥装置的工艺流程和特点291
二、气流干燥器的结构形式及其特点291
三、颗粒在气流干燥器中的运动和传热293
四、气流干燥装置的设计295
五、设计示例296
主要符号说明299
参考文献300
第九章塔设备的机械设计301
第一节概述301
一、塔设备机械设计的基本要求301
二、塔设备机械设计的基本内容301
第二节板式塔结构设计301
一、塔盘302
二、塔盘的机械计算314
三、塔盘构件的最小厚度316
第三节填料塔结构设计316
一、液体分布器317
二、液体再分布器320
三、填料支承板321
四、填料压板和床层限制板324
第四节辅助装置及附件325
一、丝网除沫器325
二、进出料接管326
三、裙座329
第五节塔的强度和稳定性计算简介331
一、计算步骤331
二、设计计算公式331
三、设计计算用图表336
四、设计示例339
主要符号说明352
参考文献353
附录354
附录一典型设备图面技术要求354
一、钢制焊接压力容器技术要求354
二、列管换热器装配图技术要求356
三、列管换热器管板技术要求357
四、折流板、支持板技术要求358
五、板式塔装配图技术要求358
六、填料塔装配图技术要求359
附录二手弧焊和气保焊常用坡口形式和基本尺寸360
附录三埋弧焊常用坡口形式和基本尺寸361
附录四管法兰362
附录五人孔369
附录六椭圆形封头373
附录七输送流体用无缝钢管常用规格品种376 |
本书适用于高等院校化工及相关专业的本科生教材，也可供化工及相关专业工程技术人员作为工艺设计的参考书。
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