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主要符号说明1

绪论1

0.1化工单元操作设备设计的性质与意义1

0.2化工单元操作设备设计的内容与步骤2

0.2.1工艺设计的内容与步骤2

0.2.2结构设计的内容与步骤3

0.3课程设计的组织与成绩评定3

0.3.1课程设计的组织3

0.3.2成绩评定4

上篇 单元操作设备工艺设计篇7

第1章 单元操作设备工艺设计基础7

1.1设计方案的筛选与评价7

1.1.1技术与经济上的可行性7

1.1.2满足工艺和操作的要求8

1.1.3满足节能减排要求9

1.1.4确保安全生产9

1.2工艺设计图9

1.2.1工艺流程图9

1.2.2主体设备工艺条件图及其画法15

1.3化工管路16

1.3.1化工管路的基本构成17

1.3.2管材的选用与连接21

1.3.3管路布置的一般原则22

1.3.4典型设备的管路布置23

1.4化工工艺数据的采集与计算27

1.4.1物性数据的采集与计算27

1.4.2化工工艺设计过程的基本计算方法31

1.5单元操作设备工艺设计方法论32

1.5.1方案的确定33

1.5.2工艺流程的设计33

1.5.3对设计意外状况的预见34

1.5.4经验参数的选取原则35

1.5.5设计简化计算方法35

1.5.6设计说明书的撰写36

第2章 列管式换热器的工艺设计37

2.1概述37

2.1.1列管式换热器的结构类型37

2.1.2列管换热器的型号与规格39

2.2列管式换热器工艺设计中的共性问题43

2.2.1加热剂或冷却剂的选择43

2.2.2加热剂（或冷却剂）进、出口温度的确定44

2.2.3流动空间的选择45

2.2.4列管换热器的结构类型选择45

2.2.5管程数与壳程数46

2.2.6管子规格及长度47

2.2.7管子排列方式与管间距48

2.2.8折流挡板与支持板51

2.2.9拉杆与定距管52

2.2.10防短路装置53

2.2.11防冲挡板与导流筒55

2.2.12管板与壳体的连接方式56

2.2.13管箱57

2.2.14布管图与换热器的筒体直径57

2.2.15进、出口接管58

2.2.16支座58

2.3换热器的校核与设计计算59

2.3.1所需传热面积的估算59

2.3.2换热器的传热性能校核60

2.3.3列管换热器的压强降校核61

2.4列管换热器的选型设计62

2.4.1选型设计的一般步骤62

2.4.2标准列管的选型示例62

2.5非标准列管换热器的工艺设计66

2.5.1非标准列管换热器工艺设计的一般步骤66

2.5.2非标准列管换热器工艺设计示例67

第3章 浮阀式精馏塔的工艺设计74

3.1概述74

3.1.1浮阀塔的结构与性能74

3.1.2板上液体的流动方式及选择77

3.1.3板式塔的异常操作现象及其控制77

3.1.4单溢流塔板的基本结构79

3.1.5精馏塔配套设备86

3.2浮阀式精馏塔的工艺设计89

3.2.1分析待分离物系，确定分离方案89

3.2.2绘制带控制点的工艺流程图89

3.2.3确定工艺参数90

3.2.4选择设计塔板，确定物性参数91

3.2.5塔板结构参数设计91

3.2.6板式塔的流体力学验算与结构参数推广97

3.2.7附件设计104

3.3非标准浮阀式精馏塔的工艺设计110

3.3.1非标准浮阀塔的工艺设计步骤110

3.3.2非标准浮阀塔板设计示例110

3.4标准浮阀式精馏塔盘的选型设计116

第4章 填料吸收塔的工艺设计117

4.1概述117

4.1.1填料吸收塔的构造与流程117

4.1.2填料120

4.1.3填料塔附件123

4.2填料吸收塔的工艺设计126

4.2.1分离方案与流程的确定127

4.2.2吸收剂的选择127

4.2.3填料选择129

4.2.4工艺基本参数计算130

4.2.5操作液气比及溶剂用量的确定131

4.2.6塔径计算132

4.2.7流体力学验算134

4.2.8吸收系数135

4.2.9填料层高度计算139

4.2.10填料塔附件设计140

4.3填料吸收塔工艺设计示例141

4.3.1填料吸收塔的工艺设计步骤141

4.3.2填料吸收塔设计示例141

第5章 搅拌装置的放大设计146

5.1概述146

5.1.1搅拌装置的构成146

5.1.2搅拌器中的流型及其控制151

5.1.3搅拌效果153

5.1.4搅拌器的液体循环量、压头及功率消耗154

5.2搅拌功率计算及搅拌器选型155

5.2.1标准搅拌器构型156

5.2.2功率关联式156

5.2.3功率曲线157

5.2.4非均相物系搅拌功率的计算160

5.2.5搅拌器选型161

5.3搅拌器放大164

5.3.1单元设备的放大基础164

5.3.2搅拌器的放大方法165

5.4搅拌器放大设计示例167

5.4.1搅拌釜放大设计步骤167

5.4.2搅拌釜放大设计示例167

下篇 单元操作设备机械设计篇171

第6章 化工设备机械设计基础171

6.1化工设备机械设计的一般步骤171

6.1.1准备阶段171

6.1.2设计阶段172

6.1.3设备装配图及零部件图的绘制174

6.2化工设备图的表达特点174

6.2.1化工设备的结构特点174

6.2.2化工设备的图示表达特点176

6.2.3化工设备图中的简化画法178

6.2.4化工设备图的尺寸标注181

6.3化工设备的焊接及质量检验184

6.3.1化工设备的焊接结构185

6.3.2接头的坡口型式、焊接方法及焊缝的标注186

6.3.3容器焊接结构设计准则及焊条的选择191

6.3.4焊缝的探伤要求及标准194

6.4装配图的绘制199

6.4.1化工设备装配图的视图选择199

6.4.2化工设备装配图的绘制方法及步骤200

6.4.3管口符号的编排原则和方法201

6.4.4技术特性表的编制202

6.4.5图面技术要求的撰写203

6.4.6总标题栏的内容和格式203

6.4.7化工设备零部件图的绘制204

6.5技术要求的编写205

6.5.1钢制焊接压力容器205

6.5.2不锈耐酸钢制焊接容器206

6.5.3塔类技术要求206

6.5.4列管式换热器207

6.5.5带搅拌设备的技术要求207

第7章 贮罐（槽）的机械设计211

7.1固定式卧式圆筒形贮罐设计的基本理论211

7.1.1罐体的结构型式211

7.1.2筒体的直径和高度212

7.1.3内压筒体壁厚的设计213

7.1.4封头壁厚的设计214

7.1.5压力试验215

7.1.6人孔的设计及补强计算216

7.1.7管法兰的连接结构219

7.1.8管口结构221

7.1.9支座的选型及验算223

7.1.10液面计的设计226

7.1.11焊缝结构的设计227

7.1.12装配图的绘制227

7.2贮罐机械设计的应用举例228

7.2.1罐体的设计230

7.2.2罐体附件的选型及设计232

7.2.3罐体的开孔补强及附件238

7.2.4焊缝结构的设计240

7.2.5液氨贮罐的装配图及部件图241

第8章 立式带夹套的反应釜机械设计243

8.1反应釜机械设计基本理论243

8.1.1釜体的结构型式244

8.1.2筒体的直径和高度244

8.1.3釜体内压筒体壁厚的设计246

8.1.4釜体内压封头壁厚的设计246

8.1.5釜体外压圆筒壁厚的设计246

8.1.6外压封头壁厚的设计248

8.1.7釜体的压力试验249

8.1.8反应釜夹套的设计249

8.1.9夹套的压力试验250

8.1.10传热装置的设计250

8.1.11釜体容器法兰的连接结构253

8.1.12管法兰的连接结构254

8.1.13管口结构254

8.1.14工艺接管口与仪表接管口256

8.1.15人孔的设计256

8.1.16视镜256

8.1.17反应釜的搅拌装置257

8.1.18反应釜的传动装置260

8.1.19传动装置附件263

8.1.20反应釜的轴封装置267

8.1.21支座设计270

8.1.22反应釜装配图的绘制272

8.2立式带夹套的反应釜设计应用举例273

8.2.1反应釜釜体的设计276

8.2.2反应釜夹套的设计279

8.2.3反应釜釜体及夹套的压力试验280

8.2.4反应釜附件的选型及尺寸设计282

8.2.5搅拌装置的选型与尺寸设计287

8.2.6传动装置290

8.2.7反应釜的轴封装置设计291

8.2.8支座的选型及设计291

8.2.9焊缝结构的设计293

8.2.10人孔的开孔及补强计算293

8.2.11反应釜的装配图及部件图295

第9章 列管式换热器的结构设计297

9.1非标准列管式换热器结构设计中的共性问题297

9.1.1材料及选用297

9.1.2结构设计中的共性问题298

9.1.3管板计算308

9.2列管式换热器结构设计示例314

9.2.1设计说明314

9.2.2计算示例315

附录335

参考文献343