本书主要包括精细化学品生产工艺设计和化工单元操作典型设备设计两部分内容。其中，化工单元操作典型设备设计内容包括换热器、板式精馏塔、填料吸收塔、流化床干燥器和蒸发器的设计计算。所介绍的精细化学品的生产过程和单元过程的设计都附有详细的设计实例和产品生产过程工艺设计流程图。
本书注重理论和实际相结合，培养学生工程设计基本技能，可作为高等院校化学工程、应用化学、材料化学、制药工程、生物工程、环境工程、安全工程等相关专业的化工过程设计和化工原理课程设计的教材，也可作为相关领域科研、设计和生产管理部门人员的参考书。
《化工过程及单元操作设备设计》结合精细化学品工艺设计和化工单元操作典型设备设计两方面的内容，是高等学校化学工程与工艺专业的专业课教材。本教材主要阐述了化工过程及单元操作设备设计的基本原理、基本程序和基本方法。为了全面介绍化工过程及单元操作设备设计的基本原理、基本程序和基本方法，本书共安排了7章内容，具体包括绪论、精细化学品生产装置工艺设计、换热器的设计、板式精馏塔的设计、填料吸收塔设计、流化床干燥装置的设计以及蒸发器的设计。章末配有典型案例和设计图，方便教学和自学。
全书以处理工程问题的研究方法为主线，注重理论联系实际，强调研究方法和工程观点的培养，实用与理论兼顾。通过设计，使学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生的工程实践能力，提升学生的工程素养。本书为高等学校化学工程与工艺及相关专业的实践教学的教材，亦可作为化工、材料、环境、生工、医药等从事研究、设计与生产的工程技术人员的技术参考书。
本书由南通大学朱国华、喻红梅主编，华平统稿并主审。具体编写分工为：第1章、第2章由王树清、朱国华编写；第3章由姜国明编写；第4章和附录由王树清和单佳慧编写；第5章由单佳慧编写；第6章由喻红梅编写；第7章由朱国华编写；前言和简介由华平撰写。
由于编者水平有限，书中一定有不足和有争议的地方，恳请同行批评指正。
编者
2019年4月于南通大学
第1章绪论1
1.1设计的目的和要求1
1.2设计的内容2
第2章精细化学品生产装置工艺设计3
2.1设计概述3
2.2设计内容3
2.2.1生产工艺流程设计3
2.2.2生产工艺流程图的绘制4
2.2.3管道及仪表流程图的绘制4
2.2.4常见设备图形符号12
2.3工艺流程设计15
2.3.1方框流程图和生产工艺流程草图15
2.3.2工艺物料流程图15
2.3.3带控制点的工艺流程图16
2.4工艺流程设计的基本原则16
2.5主体设备设计条件图17
2.5.1工艺条件图的作用17
2.5.2工艺条件图的内容17
2.5.3工艺条件图的画图规格17
2.6工艺计算18
2.6.1物料衡算18
2.6.2热量衡算19
2.6.3设备选型计算及部分管路计算19
2.7精细化学品生产工艺设计案例19
2.7.1设计任务19
2.7.2设计内容20
2.7.3已知条件20
2.7.4物料衡算21
2.7.5热量衡算29
2.7.6设备选型及计算32
2.7.7管路计算39
2.7.8生产设备42
2.7.9设计案例附图43
第3章换热器的设计44
3.1设计方案的确定44
3.1.1换热器类型的选择44
3.1.2流程的选择46
3.1.3加热剂或冷却剂的选择47
3.1.4流体出口温度的确定47
3.1.5流体流速的选择47
3.2工艺结构尺寸设计48
3.2.1管径选择48
3.2.2管程数和总管数的确定50
3.2.3管子的排列50
3.3工艺设计计算51
3.3.1计算步骤51
3.3.2传热面积的计算52
3.3.3总传热系数K值的计算55
3.3.4阻力损失的计算59
3.4立式热虹吸式再沸器60
3.4.1立式热虹吸式再沸器内加热过程60
3.4.2设计过程61
3.5设计计算案例75
3.5.1列管式换热器75
3.5.2立式热虹吸式再沸器80
3.5.3冷凝冷却器84
第4章板式精馏塔的设计86
4.1概述86
4.2设计方案的确定86
4.2.1装置流程的确定87
4.2.2精馏方式的选定87
4.2.3操作压力的选取87
4.2.4加料状态的选择87
4.2.5加热方式88
4.2.6回流比的选择88
4.2.7塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择88
4.2.8板式塔类型的选择88
4.3物料衡算、热量衡算89
4.3.1物料衡算89
4.3.2热量衡算90
4.4塔板数的计算92
4.4.1理论塔板数的计算92
4.4.2塔板效率的估算98
4.5板式塔主要工艺尺寸的计算99
4.5.1塔高和塔径100
4.5.2塔板上液流流型的选择102
4.5.3溢流装置102
4.5.4筛板塔塔板设计108
4.5.5浮阀塔塔板设计114
4.6板式塔的结构与附属设备119
4.6.1板式塔的结构119
4.6.2板式塔的附属设备120
4.7浮阀塔、筛板塔设计案例123
4.7.1浮阀塔123
4.7.2筛板塔130
第5章填料吸收塔设计142
5.1概述142
5.2设计方案142
5.2.1装置流程142
5.2.2操作条件的选择144
5.2.3吸收剂的选择144
5.2.4能量的合理利用145
5.3塔填料的类型和选择145
5.3.1填料的类型146
5.3.2填料的选择147
5.4填料吸收塔工艺设计149
5.4.1塔径的计算149
5.4.2填料层高度计算及分段153
5.5填料塔压降的计算157
5.5.1散装填料压降的计算157
5.5.2规整填料压降的计算158
5.6填料塔内件的类型与设计158
5.6.1塔内件的类型158
5.6.2塔内件的设计159
5.7填料吸收塔设计案例161
5.7.1设计方案的确定161
5.7.2填料的选择161
5.7.3基础物性数据161
5.7.4物料衡算162
5.7.5填料塔工艺尺寸的计算163
5.7.6填料层压降计算165
5.7.7液体分布器简要设计166
第6章流化床干燥装置的设计167
6.1概述169
6.1.1流态化现象169
6.1.2流化床干燥器的特性170
6.1.3流化床干燥器的形式及干燥流程171
6.2设计方案的确定172
6.2.1流化床干燥器的设计步骤172
6.2.2流化床干燥器干燥条件的确定173
6.2.3干燥过程的物料衡算和热量衡算175
6.2.4流化床干燥器操作流化速度的确定177
6.2.5流化床干燥器主体工艺尺寸的计算180
6.2.6干燥器的结构设计182
6.3干燥装置附属设备的计算与选型187
6.3.1风机187
6.3.2空气加热器187
6.3.3供料器188
6.3.4气固分离器190
6.4卧式多室流化床干燥装置设计案例191
6.4.1干燥流程的确定191
6.4.2物料和热量衡算192
6.4.3干燥器的工艺设计194
6.4.4附属设备的选型198
第7章蒸发器的设计201
7.1概述201
7.2设计方案的确定202
7.2.1蒸发操作条件202
7.2.2蒸发设备的要求203
7.2.3蒸发器的类型及其选择203
7.2.4选型的基本原则说明206
7.2.5蒸发装置流程207
7.3多效蒸发的工艺计算210
7.3.1总蒸发水量的计算211
7.3.2估算各效蒸发量211
7.3.3估算各效溶液的浓度212
7.3.4分配各效压强212
7.3.5计算各效温度差损失212
7.3.6计算总温度差损失214
7.3.7计算有效总传热温度差214
7.3.8计算各效溶液的沸点214
7.3.9计算各效溶液的蒸发量及加热蒸汽消耗量214
7.3.10计算各效传热速率215
7.3.11计算各效传热系数K215
7.3.12有效传热温度差的分配215
7.3.13传热面积的计算216
7.4传热系数K值的计算与确定217
7.5蒸发器的结构设计和强度计算221
7.5.1蒸发器的结构设计221
7.5.2蒸发器的壳体设计225
7.5.3蒸发器顶盖设计226
7.5.4管板尺寸及其与管子和壳体的连接228
7.5.5保温层厚度的确定231
7.5.6混合冷凝器的计算232
7.5.7真空泵生产能力的计算233
7.6三效蒸发器设计案例233
附录238
附录一列管式换热器的基本参数238
附录二再沸器的基本参数241
附录三管板上加热管数与圈数的关系242
附录四在0.1013MPa下NaOH溶液沸点温度的升高值243
附录五NaOH溶液的密度244
附录六NaOH溶液比热容cp244
附录七NaOH溶液运动黏度系数103 245
附录八NaOH溶液表面张力104 245
附录九NaOH溶液的普朗特准数［Pr］245
附录十密度与波美度的关系246
附录十一水的物理性质246
附录十二水在不同温度下的黏度247
附录十三饱和水蒸气表（以温度为准）248
附录十四饱和水蒸气表（以kPa为单位的压强为准）249
附录十五壁面污垢的热阻（污垢系数）250
附录十六总传热系数推荐值251
附录十七管内各种流体常用流速262
附录十八泵规格（摘录）263
参考文献267
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