化工设计（整理版）

1、特别申明，仅供参考！注：1.本次根据自己对考试内容的理解，重点对顾雄毅老师的课件进行了整理，同时还把部分04-05学年第1学期的试题以及沈荣春老师的复习要点加入其中，构成了这份文件的内容。2.文中红色字体部分具有如下几层含义之一： 1)顾老师上课强调过必考或者往年曾经考过的； 2)沈荣春老师的复习要点； 3)04-05学年第1学期的试题 4)个人认为比较重要的，可能会考到的。 3.本人在上课过程中，也确实有疏忽之时，此外，由于客观原因，本文肯定还有未整理到的地方以及不足之处，故此文仅供参考。大家还是以自己对考试内容的理解为主，不足之处自己完善。最后，祝大家都能能取得自己满意的成绩。考试题型：简

2、答 填空 选择（顾雄毅老师说会有多选题） 计算 分析 改错第一章 绪论一 化工设计的含义及其目的意义1工程的含义：将作为原料的自然产物或农作物制成生活资料和生产资料的过程，称为工业制造过程，而研究工业制造过程的学科称为工程学。化学工程：运用化学的方法或手段来研究工业制造过程，同时研究此制造（生产）过程的共同规律、摸索最佳的工艺条件、解决规模放大和大型化生产中出现的诸多工程技术问题。2化工设计的目的、意义二 化工设计的基本内容3化工过程的基本结构1）原料的储存2）原料的预处理3）进行化学反应的过程（或其他化工过程）4）进行分离的过程5）产品的提纯6）产品的储存及包装4化工企业的基本组成1）主体工

3、艺过程2）公用工程设施3）辅助工程设施 5化工设计的主要内容 (1)化工总体设计厂址选择、总图设计、总工艺设计、非工艺设计、设计说明书及概（预）算书等(2)化工工艺设计生产方法选择、工艺流程设计、工艺计算、设备设计与选型、设备布置、管道设计、对非工艺设计提条件、设计说明书及概（预）算书等(3)非工艺设计机械工程、土建工程、供排水工程、供配电工程、供热供汽工程、仪表及自动化、分析及卫生工程等三 化工设计的组织分工四 设计人员应具有的基本素质（本章思考题4）1 具有丰富的工程经验和扎实的化工基础理论知识2 充分了解本工艺过程，掌握现代化的设计工具和化工单元操作最新发展动态3 熟知本专业与其他相关专

4、业的关系4 掌握国家的最新政策方针本章思考题1）化工的涵义是什么？化学工业、化学工程、化学工艺学、化工单元操作等术语的简称，通常指化学工业或化学工程。2）什么是化工设计？它包括哪些内容？化工设计是把一项化工过程从设想变成现实的一个建设环节，涉及政治、经济、技术；资源、产品、市场、用户、环境；国策、标准、法规；化学、化工、机械、电气、土建、自控、安全卫生、给排水等专业和方方面面，是一门综合性很强的技术科学。化工设计的主要内容前已述及，此处略。3）化工工艺设计包括哪些内容？（此题考过，请记住） 前已述及，此处略。标准（分类，常用的几个（我记得老师有说过至少记住3-4个）标准的制定和类型按使用范围划

5、分有国际标准、 HYPERLINK /view/197131.htm t _blank 区域标准、国家标准、 HYPERLINK /view/4678624.htm t _blank 专业标准、企业标准. （来自百度百科 国家标准） HYPERLINK /view/33505.htm t _blank 中华人民共和国标准化法将中国标准分为国家标准、 HYPERLINK /view/197141.htm t _blank 行业标准、地方标准(DB)、企业标准(QB)四级。 ISO国际标准 GB 国家标准 HG 化工行业标准QB 轻工业行业标准 DB31 上海市地方标准 ASPEN的全称：Adva

6、nced System for Process Engineering第二章 化工设计的阶段、类型及主要工作顺序一 基本分类（本章思考题1，即化工设计有几种类型？如何进行分类？）补充：对于工程项目，又可分为三类，1 前期工作（厂址选择、项目建议书、可行性研究、设计任务书）2 初步设计，3 详细设计（施工设计）（一）开发项目 实验研究 概念设计定义 在应用研究进行到一定阶段后，按未来工业生产装置规模进行的假想设计。目的 判断研究的工艺条件是否合理 数据是否充分 提出改进方向内容 根据研究者提供的概念和数据，确定流程和工艺条件以及主要设备的型式和材质，三废处理等措施，最终得出基建投资和产品成本等主

7、要技术经济指标。 概念设计是实现设计与研究的早期结合要求概念设计人员具备 丰富的工程经验 熟悉研究过程和方法 合理指导过程研究中试装置设计任务 1 验证基础研究得到的规律 2 考察从小试到中试的放大规律 3 进行在实验室无法进行的研究项目 中试装置设计应注意事项1 在满足下列条件下，应尽量小： a 能满足试验任务。 b 设备、仪表、管件选型容易。2 应选在同类生产装置的老厂内。3 力求避免全流程。4 中试装置形式上不一定与工业装置完全相同，但能反映工业装置的特点和规律。基础设计 是完整的技术软件，是技术开发阶段的研究成果。内容1 设计基础2 工艺流程说明3 物料流程图与物流表4 带控制点管道流

8、程图5 设备名称表和设备规格书6 对工程设计的要求7 设备布置建议图8 装置的操作说明9装置的三废排放点和量10 自控设计说明11 消耗定额12 有关技术资料、物性数据。13 安全技术与劳动保护说明（二）工程项目1 前期工作（厂址选择、项目建议书、可行性研究、设计任务书）2 初步设计 分为两部分：总体与工艺（技术设计） 要求：能满足项目投资包干，招标，审查，设备订货， 土地征用和施工准备。内容 总论（设计目的、原则、条件、规模及发展远景，厂址选择、生产方法、车间组成、原材料来源、水电汽供应、协作关系、基建投资）总图运输 总图布置原则工艺部分 总流程及工艺设计说明书，生产规模，生产方法，附 工艺

9、流程图和主要设备简图建筑部分辅助生产设施部分公用工程环保职业安全卫生概算其他3 详细设计（施工设计） 提供详细的施工图纸，施工文字说明，主要材料汇总表， 编制精确的投资估算。 落实设备制造单位或直接定购设备 施工图纸：设备制造图、安装图、管道安装图、土建及结构图、供电、热、排水、自控、电信线路安装图二. 设计阶段的划分（本章思考题2）：1）凡属重要的大型企业，技术比较复杂或比较新颖的工厂，为了保证设计质量，一般可分三个阶段进行设计，即初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段。2）一般技术上比较成熟的中小型企业，为了简化设计，缩短设计时间，可分为二个阶段设计。二阶段设计又分二种：第一种为技术设计和

10、施工图设计二个阶段，第二种为扩大的初步设计和施工图设计二个阶段。3）在技术上比较简单，生产规模较小的工厂或车间，而且设计比较成熟，可直接进行一个阶段的设计，即施工图设计。注: 技术设计: 在初步设计和施工图设计之间的设计阶段，解决初步设计尚未完全解决的具体技术问题。(来自百度百科 技术设计)三 化工设计的主要程序（本章思考题3）报项目建议书审批获准组织可研审批获准下达设计任务书初步设计获准施工设计设备制造、施工现场服务施工验收试车正式投产、交付生产1. 项目建议书的目的 （确立工程项目 ，为决策者提供投资方向）2. 项目建议书的内容： （1） 项目名称 （2） 项目内容 （3） 工艺技术来源（

11、4） 产品市场（5） 环境保护和劳动定员（6） 原材料来源及外协条件（7） 投资估算及资金筹措（偿还能力的大体测算，利用外资项目要说明利用外资的可能性）（8） 项目大致进展（项目实施规划设想）（9） 初步技术经济评价（经济效益和社会效益）3. 编制要点： （1） 阐明工艺技术路线（2） 厂址设置地的基本条件（3） 市场情况（4） 投资匡算（5） 经济效益的基本估算化工设计各个阶段完成的图纸和表格本课程所要求重点掌握的是工程设计，现对工程设计的各阶段现分述如下： 前期工作：略初步设计：（一） 总论 图纸： 全厂工艺总流程图、全厂物料平衡图、工厂鸟瞰图（必要时）等。 （二）技术经济表格： 包括年总

12、成本费用估算、销售收入、流动资金估算、投资计划与资金筹措、借款还本付息计算。 （三）总图运输（略） （四）化工工艺 主要图表：设备一览表、管道命名表、装置界区条件表、工艺流程图、物料衡算表、公用物料平衡图、工艺管道仪表流程图和公用物料分配图。 （五）布置与配管 表格：大宗管道材料和特殊元件（材料）估算表 图纸：装置平面布置图、设备布置图（必要时分层绘制） . （中间部分的图纸与表格省略，实在太多了） (二十三) 概算（略） （来自文献：陈声宗化工设计第二版M北京：化学工业出版社，200821-239-15）（个人认为不会考的这么复杂）我的简略版（重点关注部分）：初步设计： 图纸：（一）全厂工艺

13、总流程图、全厂物料平衡图、工厂鸟瞰图（必要时） （四）工艺流程图和主要设备简图 表格：（四）设备一览表、物料衡算表。施工图设计： 图纸：设备制造图、安装图、管道安装图、土建及结构图、供电、热、排水、自控、电信线路安装图 表格：主要材料汇总表第三章 化工设计前期工作 一. 厂址选择 二. 项目建议书 三. 可行性研究 四.设计任务书一. 厂址选择 厂址选择三阶段： 准备工作、现场工作、编制报告 厂址选择步骤（1） 准备工作-确定选厂指标的主要内容选址指标的主要内容产品方案 基本的工艺流程 工厂的组成。原材料、燃料的品种、数量、来源 。 公用系统工程的量和参数。理想的总平面图 三废量、性质。工厂职

14、工人数。发展的趋向。（2） 选址的现场工作周围地区工厂和居民点分布状况和协调要求现场基本区划的可能方案厂区历史上洪水淹没情况水源地、排水及厂外各种管线可能走向勘探现场环境污染状况确定铁路专用线的接轨地点和进线走向，建造码头的适宜地点，公路的连接和工厂的主要出入口位置工程地质现象（溶洞、滑坡）的实地调查（3） 选出几种方案，编写报告。 （个人感觉三个阶段的内容了解即可）1）厂址选择的主要影响因素（本章思考题1）a）原料 b）能源 c）水资源 d）运输条件 e）环境影响2）选厂原则： 原材料、能源较丰富或供应方便的地区。水资源丰富、水质较好的地区。较便利的运输条件节约用地、少占耕地。 对当地的环境

15、保护 地势要高、不淹不涝。考虑周围的协作关系！其他一些注意事项：避免烈度9度以上的地震区，受洪水、泥石流、滑坡的危害的山区，有开采价值的矿藏地区，历史文物、生物保护和风景旅游点。3）方案比较抓住重点、解决主要矛盾、满足主要条件、 而且利多于弊者为所选择的合理厂址方案。 在工程技术、建设投资、经营费用三方面比较三.可行性研究可行性研究内容（本章思考题2.2）（1） 总论（2） 市场情况及工厂规模（3）资源、原材料、能源及其主要公用设施情况（4） 建厂条件及厂址方案（5） 项目的技术方案（6） 环境保护（7） 工厂机构、管理及定员（8） 项目实施计划及进度要求（9） 企业经济和国民经济评价（10）

16、 不确定分析（11） 结论1.1 总论1.1.1概述 项目背景、投资的必要性和经济意义1.1.2研究结果概要 项目研究的主要内容和论据 评价结论性意见1.1.3存在的主要问题和意见1.2国内外需求状况和市场预测国内外生产能力 ：产品进出口情况及单价、总金额；近远期的需求和分配、消费去向 说明预测方向和结论产品的价格分析： 国内外产品价格现状、分析比较，价格的稳定性及变化趋势预测，价格确定原则和意见1.3产品方案及生产规模1.3.1产品方案、技术经济比较1.3.2生产规模 确定生产规模的原则，生产规划，分期建设和生产能力。1.3.3产品销售规划 产品在国内外市场销售设想、措施、逐年销售规划1.4

17、建厂条件及厂址方案1.5工艺技术方案1.5.1工艺技术方案的选择 国内外工艺技术概况，技术方案比较，推荐的技术方案说明。1.5.2物料平衡和消耗定额 原料、燃料、动力消耗定额与国际先进水平的比较。主要设备选型： 提出大型、超限设备的名称，提出设备的国内外分交方案或与国内外厂商合作制造方案。1.6自动化水平1.7 公用工程及辅助设施方案辅料、燃料供应需求量、来源、运输条件、供应情况等用电负荷、等级给排水（种类、量）维修设施运输条件 运输方案、量、工具生活福利设施1.8环境保护1.8.1污染物的情况、种类、量。“三废”治理措施、预计效果1.9 工厂组织、劳动定员和人员培训1.10 消防 安全1.1

18、1资金筹措 银行贷款、自筹、外资、合资1.12成本估算 财务（企业）、经济（国民经济）及社会效益评价 国民经济评价 成本、财务社会效益评价 对环境，节能，提高当地科技水平，发展地区经济，节约劳力，提供就业机会，对国防和工业配置。企业财务 全部资金流量表，销售利润计算表，财务平衡表，投资利润率，收益率，利税率，投资回收期，内部收益率，借贷偿还期。1.13 评价结论 综合运用上述分析及数据，对工程项目作出简要评价结论、存在的问题、建议及实施条件。1.14 附件: 1 编制可行性报告依据2 原料，燃料，动力供应和运输，征地，供水等与有关协作单位签署的意见或签订的意向协议书。3筹资协议书。4环保部门的

19、审批意见5有关国外厂商的基本资料6和外国厂商技术交流及询价的有关资料 可行性研究的内容可概括为： 市场研究 前提和基础 必要性 工艺技术研究 关键 可能性 经济评价 核心和重点 合理性 2.可行性研究的步骤：（1） 开始筹措（2） 调查研究（3） 优化选择方案（4） 详细研究（5） 编写报告3.可行性研究的依据、作用和注意事项： （1）主要依据 a） 项目建议书和委托单位的设想说明. b） 国家经济建设的方针、政策和长远规划. c） 经国家正式批准的资源报告、土地开发整治规划等.d） 可靠的自然、地理、气象、地质、社会经济的基础资料. e） 有关工程技术方面的标准、规范、指标等. f） 国家公

20、布的用于进行项目评价的有关参数.（2）主要作用(本章思考题2.1，即为什么要进行可行性研究) a）作为建设项目投资决策和编制设计任务书的依据 b）作为向银行申请贷款的依据 c） 作为与建设项目有关的各部门商谈合同的依据 d） 作为建设项目开展初步设计的基础e） 作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的依据f） 作为环保部门审查建设项目对环境评价的依据 （3）应注意事项 a） 可行性研究应具有科学性和独立性 b） 可行性研究的深度需满足要求 c） 承担可行性研究工作的单位应具备条件 d） 可行性研究报告要进行审批四. 设计任务书1. 基本要求： （1）给设计人员提出原则、要求和指示（2）是化

21、工设计工作的依据。2. 设计任务书的主要内容 a） 设计项目的名称及企业技改目的 b） 设计项目的依据 c） 产品品种、生产规模、生产方法和工艺原则 d） 原料、燃料的供给，产品去向 e） 公用工程的原则方案（水电汽的主要来源） f） 资源综合利用和环境保护 g） 建设工期 h） 投资控制数 i） 劳动定员控制数 j） 要求达到的经济效益3可行性研究报告与设计任务书的区别（本章思考题3）内容上：可行性研究报告只提供依据，设计任务书是结论。性质上：可行性研究报告给上级提供决策的文件，设计任务书给设计人员的指令。时间上：可行性研究报告在先，设计任务书在后。第四章 化工工艺计算设计计算前的准备工作工

22、艺性资料的收集；工程性资料的收集；资料的来源（1）科研单位 （研究报告） （2）设计单位 （设计图纸、设计说明书） （3）基建单位 （厂址方案、基建工程资料和安装工程资料）（4）生产单位（现场操作数据和实际的经济技术指标）（5）可行性研究报告、各国文摘和专利、各类工艺书籍、各类调查报告、各种化工过程与设备计算等书籍。4.几本常用的化工设计资料和手册 （1） Industrical Chemicals （2） Encyclopedia of Chemical Technology （3） Science and Technology （4） Chemical Abstracts （C.A） （5

23、） Handbook of Technology （6） I.C.T （物性手册） （7） 化工工艺设计手册 （8） 材料与零部件手册二. 物料衡算1.物料衡算能为化工设计提供的基础数据（目的）（1） 物料消耗定额。（2） 工艺设备的大小尺寸。（3） 管道的大小尺寸。（4） 为能量衡算提供基础数据。2. 物料衡算的依据 设计任务书、 生产量、 工艺技术条件、 反应转化率、 相平衡数据等。3. 物料衡算式： 进料总量=出料总量+损耗量+积累量 对于一个连续稳定过程： 进料总量=出料总量+损耗量例1 设计一个年产量为10000t（吨）的间歇本体法聚丙烯设备装置，由二个反应釜并联操作，反应釜的操作时

24、间表如下置换 0.5h进料 0.5h聚合反应 5.0h出料 1.5h清理 0.5h设年操作时为8000小时，消耗定额为1.1t丙烯/聚丙烯，试决定所需反应器的体积和管道的通过能力。解： 每个反应釜的生产能力为5000t/a（年），每批操作周期为8h，故每个反应釜每批的生产量为：50008/8000=5t/批 在操作状态下丙烯的密度为470kg/m3，反应釜的装填系数为0.9，则所需反应釜的体积:1.15/0.47/0.9=13.0m3进口管道通过能力=每批投料量/进料时间 =1.15/0.5 =11t/h =23.4m3/h 出口管道的通过能力=5.5/1.5 = 3.67t/h例2： 乙烯与

25、氯气反应生产氯乙烯的过程如下图在各反应器中发生如下反应：(A)氯化反应 C2H4 +Cl2 C2H4Cl2 (DCE：二氯乙烷） DCE收率98%（B)次氯化 C2H4 +2HCl + 0.5O2 C2H4Cl2 +H2O DCE以乙烯为基准的收率为95% 以HCl为基准的收率为90%（C)热裂解 C2H4Cl2 C2H3Cl (VCM) + HCl VCM的收率为99%，HCl的收率为99.5% 设VC产量为12500kg/h，试求Cl2, C2H4流量及HCl的循环量。解：联立代数方程法 已知：VC , DCE, HCl分子量分别为62.5, 99.0, 36.5 设C2H4进入（A）的流

26、量为x1, 进入（B）的流量为x2, HCl的循环量为x3 VC=12500/62.5=200kmol/h则： x3 = 0.995(0.98x1 + 0.95x2) (1) 0.90 x3/2 = 0.95x2 (2) 0.99(0.98x1 + 0.95x2) = 200 (3)联立（1）（2）得 x2 = 0.995(0.98x1 + 0.95x2) 0.9/1.9 x2 = 0.837x1 （4）联立 （3）（4） x1=113.8 x2=95.3因此：Cl2流量=x1=113.8kmol/h C2H4=x1+x2=209.1kmol/h HCl循环量x3=0.995 (0.98113

27、.8+0.95 95.3)=201.1kmol/h例4 苯与乙烯在一绝热反应器中进行气相烷基化反应，发生的主要反应有： C6H6(A) + C2H4(B) C6H5C2H5(C) C6H5C2H5(C) + C2H4 (B) C6H5(C2H5)2(D) C6H5(C2H5)2(D) + C6H6(A) 2C6H5C2H5(C) C6H5C2H5(C) C6H5(CH3)2(E)已知某中试反应器乙烯的进料量为12.5kg/h，苯进料量为255kg/h，反应产物经精馏分离，未反应的乙烯作为尾气排放。对液相产物分析表明，每小时苯的出料量为224kg/h，乙苯的出料量37.2kg/h，二乙苯的出料量

28、为5.9kg/h，请计算乙烯的转化率，以及乙烯生成乙苯的选择性。解：首先列出化学计量系数矩阵，通过线性变换确定秩。可见反应体系的独立反应数为3，三个独立反应可选为 C6H6 + C2H4 C6H5C2H5 C6H5C2H5 + C2H4 C6H5(C2H5)2 C6H5C2H5 C6H5(CH3)2选择苯、乙苯、二乙苯为关键组分，三关键组分的反应量为 苯N苯 = 224-255 = -31kg/h = -0.397kmol/h 乙苯N乙苯 = 37.2kg/h = 0.351kmol/h 二乙苯N二乙苯 = 5.9kg/h = 0.044kmol/h由独立化学反应计量方程可求得乙烯的反应量：

29、N乙烯 = N苯 - N二乙苯 = -0.397 0.044 = -0.441kmol = 12.35kg/h乙烯的转化率为 x = 12.35/12.5=98.8%乙烯生成乙苯的选择性 B = 0.351/0.441 = 79.6% 生成二甲苯的量也可由化学计量方程求得N二甲苯 = -N苯 - N乙苯 - N二乙苯 =0.397 0.351 0.044 = 0.002kmol/h = 0.212kg/h本章思考题1化工工艺计算有哪些内容？其作用是什么？ 一. 设计计算前的准备工作 二. 物料衡算 三. 能量衡算 作用（略）2叙述物料衡算的依据、作用及其衡算步骤？ 物料衡算的依据： 设计任务书

30、、 生产量、 工艺技术条件、 反应转化率、 相平衡数据等。作用：物料衡算能为化工设计提供的基础数据（1） 物料消耗定额。（2） 工艺设备的大小尺寸。（3） 管道的大小尺寸。（4） 为能量衡算提供基础数据。物料衡算的基本步骤：前已述及，此处略，且个人觉得考的意义不大。3能量衡算的依据是什么？能解决生产过程中哪些问题？ 能量衡算的依据可参考物料衡算的依据。（个人认为考的可能性不大）在化工生产中，需要通过能量衡算解决的问题：1）确定物料输送机械和其他操作机械所需功率。2）确定各单元过程所需热量或冷量及其传递速率。 3）化学反应所需的放热速率和供热速率。 4）充分利用余热的综合利用。第五章 化工工艺流

31、程设计a 离心泵的流量控制此图注意理解，05-06年第1学期的试卷上有。分离方法选择探试规则：根据过去的经验和研究对象的热力学性质进行半定量分析所得的结论。根据探试规则得出的结论不一定是最佳方案，但是它能大幅度减少可能的方案数，从而提高设计速度。几个名词定义：分配系数：在平衡状态下某组分在轻相与重相中分子分数的比分离因子：两个组分分配系数的比例质量分离剂和能量分离剂：加到分离单元，对所需要的分离做出贡献的组分选择分离方法的探试规则：（1）选择具有大的分离因子的分离过程（2）尽量避免极端的过程条件（3）当分离过程需要多个分离级时，应优先选择平衡分离过程而不选择速度控制过程。（4）当分离因子相同时

32、，选择能量分离剂而不选择质量分离剂（5）在选择分离方案时首先考虑采用精馏，精馏具有如下的优点： a 精馏是一个使用能量分离剂的平衡过程 b 系统内不含固体物料，操作方便 c 有成熟的理论和实践 d 处理产品数量的范围宽 e 常常只需要能位等级很低的分离剂塔型的选择板式塔的适用场合：（1）大直径（2）液体负荷特别小（泡罩塔）（3）脏的物系，须定期清理（4）有多股侧线进出料（5）反应精馏，需要一定的停留时间填料塔的适用场合（1）要求低阻力（2）热敏物质（持液量少，停留时间短）（3）发泡系统（4）腐蚀性介质工艺流程图线条要求: 主要物料管道用粗实线（0.9mm）表示，辅助物料管道用中粗实线（0.6m

33、m）表示。设备轮廓和管道上的各种附件以及局部地坪线用细实线（0.3mm）表示。一般情况下流程图上不标尺寸，但有特殊需要注明尺寸时，其尺寸线用细实线表示。仪表引出线用细实线表示。来自文献 娄爱娟，吴志泉，吴叙美化工设计上海：华东理工大学出版社，200257）设备、管道及其他部件的表示方法1设备的表示方法(1) 设备的形态：设备简单的外形轮廓。(2) 设备的线条：b/3细线，b = 0.9mm。(3) 设备的大小：相对比例。(4) 设备的位置：相对高度。(5) 设备的简化处理。 2 .管道的表示方法管道的标注方法 管道等级说明： 把管道按不同材质、压力、温度等要求分成不同等级，编入同一等级的管道使

34、用相同的材质、型号或形式的管子和附件，这样可以统一各种管道的设计要求，而且可以用最简洁的方式在图纸上表达各种必要的信息。 规定各种不同等级管道所使用的管子及其附件的材质、型号或形式要求的表称为管道等级表。 对于管道等级、保温等级各设计院规定不同。阀门和管件的表示方法截止阀 球阀 调节阀 针形阀 取样阀 异径管阀门和的表示方法详见文献 娄爱娟，吴志泉，吴叙美化工设计上海：华东理工大学出版社，2002225）管件的表示方法(略) （个人感觉考的可能性也不大）4. 仪表控制点的表示方法（掌握仪表控制点的画法，如就地、集中，具体可参阅化工制图）本章思考题：1化工工艺流程设计的主要任务是什么？（1）确定

35、生产工艺流程中各个过程的具体内容、顺序和组织形式。 （2）绘制工艺流程图。2化工工艺流程设计中应注意和解决哪些问题？工艺流程设计主要应考虑如下几个方面的问题：反应过程原料的预处理过程产物的分离净化产品的后处理未反应原料的循环与利用确定“三废”排除物的处理措施确定公用工程的配套措施确定操作条件和制定控制方案制定切实可靠的安全生产措施保温、防腐的设计（该题的解答来自文献 陈声宗化工设计第二版M北京：化学工业出版社，200821-23）3试述工艺流程设计的工作步骤？（1）确定整个流程的组成(2) 确定各个过程或工序的组成(3) 确定操作条件。(4) 确定控制方案。(5) 确定过程的综合平衡(6) 确

36、定三废治理方法。 (7) 制定安全生产措施。 (8) 其他实际要求（清洗、冷凝水回用、副产物的利用等）。第六章 流体输送机械（泵）的选择本章思考题（1） 选择泵的基本参数有哪几项？泵的选型要点有哪几点？ 1. 选择泵的基本参数：流量 （考虑上限） 扬程 泵的有效气蚀余量 功率和效率 2.泵的选型要点： 1）生产方式（间歇或连续） 2）介质特性(粘度、腐蚀性、含固率）3）现场条件（动力提供：电、蒸汽、压缩空气）4）工艺要求（温度、压力）（2）试述选择泵的的基本步骤？3. 泵的选择方法和步骤：1）列出基础数据（介质特性、操作条件、安装位置等）。2）确定流量和扬程。3）选择泵型及泵的具体型号。4）核

37、算泵的性能。5）确定泵的几何安装高度。6）确定泵的备用率和台数。7）填写泵的规格表，作为泵的订货依据和汇总归档资料。（3）如何考虑和确定管路中的阻力计算？如何确定流体输送中泵所需的扬程？ 1.（略） 2.扬程计算(1) 绘制工艺管路草图（包括平面和垂直布置）(2) 估算管线长度。(3) 计算管径及管件、阀件的数量。（4）列出计算式。进行计算。注：本章我印象里老师并没怎么讲，就记得离心泵与往复泵的计较。注意：当流量减小时容积式泵（如往复泵）的压力急剧上升，因此不能再在往复泵的出口管道上直接安装节流装置来调节流量；离心泵的启动一定要关闭出口阀，而往复泵一定要开启出口阀启动；离心泵一般通过出口阀门调

38、节流量，往复泵通过采用旁路调节或改变转速，改变冲程大小来调节流量。 此外，按照沈老师给的要点，泵的选型要关注。第七章 热交换器的设计和选型流体流动通道的选择1）不洁净和易结垢的流体宜走管程。以便于清洗管子；2）有腐蚀性的流体应走管程。以免管束和壳体同时受腐蚀，而且管内也便于检修和清洗；3）压强高的流体应走管程。以免壳体受压，并且可节省壳体金属的消耗量；4）饱和蒸汽宜做壳程。以便于及时排出冷凝液，且蒸汽较洁净，不易污染壳程；5）被冷却的流体宜走壳程。可利用壳体散热，增强冷却效果；6）流量小粘度大的流体一般走壳程为宜。因流体在有折流板的壳程流动时，由于流体流向和流速不断改变，在很低的雷诺数（Re1

39、50mm时，也可选用闸阀。（4）检修调节阀时需要泄压和排液，可在调节阀的上游与隔断阀之间的低点设排液闸阀。（个人感觉以上E换热器这部分大家看看即可）五管道的保温、热膨胀及补偿保温的目的 a 减少设备和管道向周围环境散发或吸收热量而造成能量损失。 b 改善劳动保护条件和生产条件。 c 提高设备的防火等级。2. 管道的保温材料要求（1） 保温材料的密度要小、导热系数低。（2） 富有弹性及多孔性、化学性能稳定。（3） 能耐热和耐冷，易于施工并具有足够的机械强度。（4） 不侵蚀金属管道，水分较少，不引出鼠、菌等生物，不污染空气。（5）就地取材，经济适宜。3. 常用的保温材料（1）纤维型： 玻璃棉、矿渣

40、棉、岩石棉。（2）发泡型： 硅藻土、发泡混凝土、微孔硅酸盐。（3）泡沫塑料： 泡沫玻璃、聚苯乙烯、聚氨基甲酸脂（4）多孔颗粒： 膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、炭化软木。4. 保温范围（本章思考题4.1，即在什么情况下要对管道进行保温或热补偿？） a 凡表面温度高于333K以上的管道，都要保温，以防烫伤。 b 表面温度低于周围空气露点温度。（不保温将在表面产生凝结水） c 若管道内介质温度降低使流动困难，或者产生冷凝液使管道产生腐蚀者皆应保温。（若必要可加蒸汽伴管，再外加绝热层） d 由于环境温度影响，可能使管道内介质汽化而影响生产。（3）管道的热膨胀补偿（本章思考题4.2，即热补偿的方法有哪几种？）

41、自然补偿 回折管补偿(波形补偿器） 填料函补偿 球形补偿器 （更详细的内容请参阅文献 娄爱娟，吴志泉，吴叙美化工设计上海：华东理工大学出版社，2002220-241）本章思考题3管子、阀门、管件有何统一规格？ 公称压力PN（Pg） 公称通径3DN（Dg）（通常它既不是实际内径也不是外径）第十章 化工非工艺设计顾老师没讲，所以考的可能性接近0，故省去，感兴趣的同学自己掌握。第十一章 设计说明书一.初步设计阶段的设计说明书1设计说明书的编制内容（本章思考题1.2）：（1） 概述：设计原则设计依据车间概况生产规模方法流程特点主要设备的选型与选材原则和主要技术方案、技术资料等。（2）产品、原料、辅助原

42、料及中间产品主要技术规格。（3）生产流程简述。（4）物料衡算和能量衡算结果及说明。（物料消耗，能源消耗）（5）环境保护。大中型化工基建项目应编制环境影响报告书，在总体设计和初步设计中必须包括环境保护篇（章）（6）动力（水、电、汽）消耗定额及消耗量 （7）主要设备的设计及选型（若要保密，有关参数可以不写） （8）自动控制说明 （9） 车间定员说明 （10）生产控制分析 （11）管道材料 （12）产品成本估算 （13）存在的问题及解决意见2.设计说明书的附图、附表（1）工艺物料流程图 （2）带控制点的工艺流程图 （3）设备布置图 （4）主要设备设计总图 （5）公用系统流程及平衡图 （6）设备一览表

43、 （7）材料表 （8）仪表设备一览表 （9）能源、物料、定员一览表 （10）图号及编排3.文件归档二.施工图设计阶段的设计说明书1.施工图设计文件目录 （1）主项图纸总目录 （2）非定型设备图纸目录 （3）工艺图纸目录2.工艺施工图设计文件（1）工艺设计说明（工艺修改说明、设备安装说明、设备防腐，除污等要求） （2）带控制点的工艺流程图 （3）首页图 （4）辅助管路系统图 （5）设备布置图 （6）设备一览表（7）管路布置图（或配管设计模型）（8）管段图（9）管架和非标准管件图（10）管段表和管架表（11）工艺管道安装一览表（12）设备管道保温，防腐一览表（13）工艺管道安装综合材料表（14）设

44、备管口方位图等 （个人感觉以上内容看看即可）本章思考题1设计说明书的类型及内容是什么？ 类型有两种，初步设计阶段的设计说明书和施工图设计阶段的设计说明书，内容前已述及，见1设计说明书的编制内容，故此处略。2如何编制设计说明书？ （考的意义不大，故此处略）第十二章 工程经济工程经济学的核心： 根据各种可供选择的价值与成本的比较，进行决策的过程。基本任务： 研究工程技术和经济的相互关系一 建设项目投资与生产成本1建设项目投资 建设项目总投资=固定资产投资+流动资金 固定资产投资包括：建设投资、建设期利息、固定资产投资方向税 （1）建设投资 建设投资内容有固定资产、无形资产、递延资产及预备费四个部分

45、。 固定资产：使用期限超过一年，单位价值在规定标准以上，并且在使用过程中保持原有物质形态的资产。如建筑物、机器设备、运输设备、工具、器具等。无形资产：长期使用，但没有实物形态的资产。如专利权、商标权、技术转让费、设计费、土地使用费、商誉。递延资产：指不能全部计入当年损益，应当在以后年度内分期摊销的 各项费用。如开办费。 (2) 固定资产（包括工程费用和固定资产其它费用） （工程费用：设备购置费、安装工程费、建筑工程费） 设备购置费：=设备原价或进口设备到岸价+设备（国内）运杂费 安装工程费：直接工程费、间接费、计划利润、税金 建筑工程费：有建筑物工程（厂房、库房、行政及生活设施等）、构筑物工程

46、（设备基础、操作平台、管架、烟囱、地沟、码头、道路、围墙、大门、水池、栈桥）、大型土石方、场地平整、厂区绿化、民用工程的上下水、煤气管道、器照明、采暖和空调小常识：（三通一平：指基本建设项目开工的前提条件，具体指：水通、电通、路通和场地平整。）（3）流动资金 定义：项目建成投产后为维持正常生产，准备用于支付工资和 其他生产费用等方面所必不可少的周转资金。 流动资金=流动资产流动负债 流动资产=现金+应收账款+存货 流动负债=应付账款+预付账款 流动资金本年增加额=本年流动资金上年流动资金 流动资产和流动负债各项计算公式： (a) 周转次数=360最低周转天数 (b) 现金=（年工资和福利费+年

47、其它费用）周转次数 (c) 应收账款=年经营成本周转次数 (d) 存货=外购原材料、燃料费+在产品价值+产成品价值2投资估算种类（本章思考题1.1，即投资估算的内容是什么）A 数量级估算（项目酝酿初期，又称风险估算）B 研究估算（可行性研究）C 初步估算（初步设计，据此申请贷款）D 定局估算（definitive estimate，施工设计阶段）（又称预算）E 详细估算（detailed estimate，详细设计结束后，由承包商编制） （又称决算）3 估算方法(本章思考题1.2，即如何进行投资估算)（1）比例法（2）因子法（lang因子法、改进因子法）（3）费用指数 （对估算方法感兴趣的同学

48、可查阅倪进方主编的化工过程设计）4生产成本（本章思考题2，即产品的生产成本包括那些？如何进行成本估算） 内容：直接材料、直接工资、其他直接支出、制造费用、管理费用、财务费用及销售费用 生产成本=直接材料+直接燃料、动力费+直接工资和职工福利费+制造费 副产品 总成本费用=生产成本+管理费+财务费+销售费用二 经济评价建设项目的经济评价包括财务评价和国民经济评价财务评价：按照国家现行财税制度和价格体系的条件下，计算项目范围内的效益和费用，分析项目的盈利能力、清偿能力。国民经济评价：从国家整体的角度分析计算项目对国民经济的净贡献，考察项目的经济合理性。评价方法（本章思考题3，即经济评价有哪些方法）：动态法和静态法 1 静态评价方法 （1）投资收益率（ROI）：年平均利润总数与项目投资之比。 应用：应将ROI的计算值与基准投资收益率相比较，只有ROI高于基准值项目才可取。基准投资收益率的确定在市场经济的社会中，有各公司企业自行规定，它和行业类别、风 险情况、银行利率和投资政策有关。优点：简单、易于理解缺点：忽略了现金流通方式，比较粗略。（2）还本期（payback period or payout time）： 全部投资靠该项目收益加以回收所需要的时间。 优点：简单明了、直观。 缺点：没考虑项目寿命的长短和还