化工设计概论
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化工设计概论
化⼯设计概论化⼯设计概论第⼀章1.化⼯设计的种类:根据项⽬性质分：新建项⽬设计，重复建设项⽬设计和已有装置的改造设计.根据化⼯过程开发程序分类：概念设计，中试设计，基础设计和⼯程设计。
2.化⼯计算包括⼯艺设计中的物料衡算，能量衡算，设备选型与计算三个内容。
第⼆章1.⽣产⽅法和⼯艺流程选择的原则：（1）先进性。
先进性是指在化⼯设计过程中技术上的先进程度和经济上的合理性。
(2)可靠性。
可靠性主要是指所选择的⽣产⽅法和⼯艺流程是否成熟可靠。
（3）合理性。
合理性是指在进⾏化⼯⼚设计时，应该结合我国的国情，从实际情况出发，考虑各种问题，即宏观上的合理性。
2.⼯艺流程设计的步骤：（1）确定整个流程的组成（2）确定每个过程或⼯序的组成（3）确定⼯艺操作条件（4）确定⽅案的组成（5）原料与能量的合理利⽤（6）确定“三废”处理⽅案（7）制定安全⽣产措施3.⼯艺流程图有：⼯艺流程草图，⼯艺物料流程图，带控制点的⼯艺流程图及⼯艺管道仪表流程图等。
4.设备的标注压缩机、风机 C 换热器 E 泵 P反应器 R 塔 T 容器 V例如: 设备位号“P301A”由三部分组成：P为设备类别代号；第⼀个数字3为⼯序（或主项）的编号；01为该设备在⼯序同类设备中的顺序号；A为相同设备的数量尾号。
5.管道标注管道标注的内容有四部分：管段号（由三个单元组成）、管径、管道等级和绝热（或隔声）代号，总称为管道组合号。
例如：“PL0101A-150-A1A”：PL 为物料代号，表⽰⼯艺液体；第⼀个01为主项编号，表⽰第01号⼯序；第⼆个“01”为管道顺序号，表⽰第01号管道；150位管道的公称直径，表⽰该管道的公称直径为150mm；第⼀个A为公称压⼒等级代号，表⽰ASME标准压⼒等级代号；1表⽰管道材料等级顺序号；第⼆个A为管道材质类别代号，表⽰铸铁。
PA ⼯艺空⽓ PG ⼯艺⽓体PL ⼯艺液体 PW ⼯艺⽔PGS ⽓固两相⼯艺物料 PLS 液固两相⼯艺物料A~G⽤于ASME标准压⼒等级代号，H~Z⽤于国内标准压⼒等级代号（其中I,J,O,X不⽤）A-铸铁 B-碳钢6.常⽤阀门图例截⽌阀球阀三通截⽌阀三通球阀7.仪表的功能标志第⼀个字母表⽰被测变量，后继字母表⽰读出功能，输出功能。
化工设计概论各章节的联系
化工设计概论各章节的联系摘要：一、化工设计概论的重要性二、化工设计的基本原则1.功能性原则2.安全性原则3.经济性原则4.环保性原则三、化工设计的基本流程1.前期调研2.设计方案制定3.设计实施4.设计审核与验收四、化工设计的现状与发展趋势1.现状2.发展趋势五、化工设计与其他领域的交叉与融合1.计算机技术2.材料科学3.能源技术正文：化工设计概论是对化工设计领域的一个全面概括和介绍，它涵盖了化工设计的基本原则、基本流程、现状与发展趋势以及与其他领域的交叉与融合等内容。
化工设计的基本原则包括功能性原则、安全性原则、经济性原则和环保性原则。
功能性原则是指设计应满足使用者的需求，实现预定的功能；安全性原则是指设计应充分考虑安全性，防止可能的安全事故；经济性原则是指设计应尽可能降低成本，提高经济效益；环保性原则是指设计应充分考虑环保，减少对环境的影响。
化工设计的基本流程包括前期调研、设计方案制定、设计实施和设计审核与验收。
前期调研是设计的基础，需要对项目的背景、目标、规模、产品、设备等进行详细的调查和研究；设计方案制定是根据前期调研结果，制定详细的设计方案；设计实施是根据设计方案，进行具体的设计工作；设计审核与验收是对设计成果进行审核和验收，确保设计符合要求。
我国化工设计在近年来取得了显著的进步，设计水平不断提高，设计能力不断增强。
然而，与国际先进水平相比，仍存在一定的差距。
未来，化工设计将朝着数字化、智能化、绿色化的方向发展，借助计算机技术、材料科学、能源技术等领域的最新成果，提高设计效率和质量，降低设计成本，更好地满足社会发展的需求。
化工设计是一个跨学科的领域，与计算机技术、材料科学、能源技术等领域有着密切的联系。
计算机技术的发展，为化工设计提供了强大的计算能力和数据分析能力；材料科学的发展，为化工设计提供了更多的新型材料选择；能源技术的发展，为化工设计提供了更多的能源选择，同时也对化工设计的环保性提出了更高的要求。
化工设计概论各章节的联系
化工设计概论概述化工设计概论是化工专业的一门基础课程，旨在介绍化工设计的基本概念、原则和方法。
本文将从不同章节的角度探讨化工设计概论的各个方面。
章节一：化工设计的概念和目标化工设计是指根据特定的工艺要求和经济条件，通过合理选择和组合化工过程的各个环节，设计出能够满足产品要求的化工生产系统。
化工设计的目标是实现产品质量的最优化、生产成本的最小化以及工艺的可行性和可靠性。
1.1 化工设计的定义化工设计是指利用化学和物理原理，以及工程经济学和操作技术等知识，设计化工生产过程和相关设备的过程。
1.2 化工设计的目标化工设计的目标包括产品质量的最优化、生产成本的最小化、工艺的可行性和可靠性等。
章节二：化工设计的基本原则化工设计的过程需要遵循一定的基本原则，以确保设计方案的可行性和可靠性。
2.1 安全原则化工设计必须以安全为前提，确保生产系统的安全运行，防止事故和环境污染的发生。
2.2 经济原则化工设计需要在满足产品质量要求的前提下，尽可能降低生产成本，提高经济效益。
2.3 可行性原则化工设计方案必须在技术和经济上具有可行性，能够实现预期的生产目标。
章节三：化工设计的基本方法化工设计的过程中，需要运用一系列的方法和工具，以达到设计目标。
3.1 流程图法流程图法是化工设计中常用的方法之一，通过绘制流程图，清晰地展示化工生产过程中各个环节的关系和操作步骤。
3.2 材料和能量平衡法材料和能量平衡法是化工设计中的关键方法之一，通过对化工系统中物质和能量的平衡进行计算和分析，确保系统的稳定和可靠。
3.3 设备选择和计算方法在化工设计中，需要根据工艺要求和经济条件，选择合适的设备，并进行计算和优化，以满足生产需求。
3.4 安全评价和风险分析化工设计中安全评价和风险分析是必不可少的环节，通过对潜在风险的评估和分析，制定相应的安全措施，保障生产系统的安全运行。
章节四：化工设计的应用领域化工设计在各个领域都有着广泛的应用，如石油化工、化学制药、环境工程等。
化工设计概论各章节的联系
化工设计概论各章节的联系摘要：一、化工设计概论的概述二、化工设计概论各章节的内容概述三、化工设计概论各章节之间的联系四、化工设计概论在我国化工行业中的应用正文：一、化工设计概论的概述化工设计概论是一本关于化工设计的专业书籍，它全面、系统地介绍了化工设计的基本理论、设计方法和技术经济分析。
全书共分为十二章，内容包括化工设计的基本概念、设计程序、设计方法、设备选择、工程分析、技术经济分析等。
二、化工设计概论各章节的内容概述第一章：化工设计基本概念，包括化工设计的定义、分类、基本程序等。
第二章：化工设计程序，包括项目建议书、可行性研究报告、基础设计、详细设计、施工图设计等。
第三章：化工设计方法，包括设计方案的比选、设备尺寸的计算、流程模拟等。
第四章：化工设备选择，包括设备的分类、性能参数、选择原则等。
第五章：化工工程分析，包括物料衡算、热量衡算、动力学分析等。
第六章：化工技术经济分析，包括投资估算、经济效益分析、敏感性分析等。
第七章：化工设备布置设计，包括设备布置的原则、方法、技巧等。
第八章：化工管道设计，包括管道的选型、布置、支承、连接等。
第九章：化工自控设计，包括自控系统的组成、功能、设计方法等。
第十章：化工电气设计，包括电气设备的选型、布置、保护等。
第十一章：化工土建工程设计，包括土建工程的基本要求、设计原则、构造等。
第十二章：化工工程项目的管理，包括项目管理的基本理论、方法、技巧等。
三、化工设计概论各章节之间的联系化工设计概论的各章节之间有着密切的联系，它们按照化工设计的基本程序和方法，系统、完整地介绍了化工设计的全过程。
例如，第二章的内容是第三章设计方法的基础，第四章的内容是第五章工程分析的前提，第六章的内容是第七章设备布置设计的依据，第八章的内容是第九章自控设计的基础，第十章的内容是第十一章土建工程设计的参考，第十二章的内容是全书工程项目管理的总结和提升。
四、化工设计概论在我国化工行业中的应用化工设计概论在我国化工行业中有着广泛的应用，它是化工设计人员的必备参考书，也是高校化工专业学生的重要教材。
化工设计概论各章节的联系
化工设计概论各章节的联系化工设计概论是一门综合性较强的课程，其内容涵盖了化工设计的各个方面。
本文将从各章节的联系入手，探讨化工设计概论的知识体系。
第一章：化工设计概论本章主要介绍了化工设计的基本概念、发展历程、任务和要求。
在化工设计概论中，我们了解到化工设计是一门综合性很强的学科，它涉及到化学、物理、机械、材料等多个学科。
化工设计的任务是根据生产要求，设计出满足要求的化工生产过程和设备。
因此，化工设计需要具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。
第二章：化工产品的生产工艺本章主要介绍了化工产品的生产过程和原理。
在化工产品的生产过程中，需要考虑到原料的选择、反应条件、反应器的选型等多个方面。
同时，还需要考虑到产品的纯度、产量、能耗等指标。
因此，在化工产品的生产过程中，需要综合考虑多个因素，进行全面的分析和优化。
第三章：化工设备的基本原理本章主要介绍了化工设备的分类、结构和工作原理。
在化工设备的选择和设计中，需要考虑到设备的安全性、可靠性、经济性等多个方面。
同时，还需要考虑到设备的维护保养和更新换代等问题。
因此，在化工设备的选择和设计中，需要综合考虑多个因素，进行全面的分析和评估。
第四章：化工流程图与流程计算本章主要介绍了化工流程图和流程计算的基本原理和方法。
在化工流程图和流程计算中，需要考虑到反应条件、物料流动、热量平衡等多个方面。
同时，还需要考虑到反应器的选型、管道布局、能耗等问题。
因此，在化工流程图和流程计算中，需要进行全面的分析和计算，确保流程图和计算结果的准确性和可靠性。
第五章：化工系统优化本章主要介绍了化工系统优化的基本原理和方法。
在化工系统优化中，需要考虑到系统的稳定性、经济性、可靠性等多个方面。
同时，还需要考虑到系统的安全性、环保性、节能减排等问题。
因此，在化工系统优化中，需要进行全面的分析和评估，确保系统运行效率和效益最大化。
总之，化工设计概论各章节之间存在着密切的联系。
只有全面理解各章节之间的关系，并进行综合分析和评估，才能够真正掌握化工设计概论的知识体系，并在实践中取得良好的成果。
化工设计第一章化工设计概论
2. 编制可行性研究报告
•
同时进行环境评价、安全评价、节能报告、卫生评价
3. 进行初步设计
•
消防初步审查
4. 进行施工图设计
•
消防审查、施工图审查、取的施工证
5. 工程施工
6. 开车
7. 竣工验收
第四节 化工工程设计的内容
我国传统的工程设计体制与国际通用的设 计体制，其设计阶段划分不同，因而设计 程序、方法和设计内容、深度都有较大的 差异，这里将两种设计体制的程序和内容 分别说明于后。
2. 技术先进
技术先进是指在设计中要尽量采用成熟的先进 技术，而且是适合我国国情的先进技术。首先 应尽量采用国内成熟的先进技术和先进设备， 体现国内的先进技术水平。同时还应积极吸收 国外的先进经验，消化吸收引进的先进技术和 设备。使设计体现国内的先进技术水平，并力 争达到或超过国际水平。因此，设计人员既要 从实际出发，实事求是，又要不断创新、勇于 开拓。只有在设计中坚持求实和革新精神，才 能维护设计的科学性和先进性。
1．特殊工艺流程方面的试验、研究及确定； 2．新型设备的试验、制作及确定； 3．大型建筑物、构筑物(如水坝、桥梁等)某些关键部位的试验、 研究及确定；
4．某些技术复杂，需慎重对待的问题的研究及确定。 因此，技术设计的具体内容需视工程项目的具体情况、特点和需 要而定，上级都门对此一般不作硬性的规定，但其深度应能满足上 述各个方面的要求。
化工设计概论
第一节设计工作的地位和作用
设计：设计是一门涉及科学、经济和方针政策等各个方面的综 合性的应用技术科学 。 工程设计：是指根据批准的可行性研究报告或设计委托书（教 材上为设计任务书）所确定的拟建工程项目的产品方案、生产 规模、工艺技术方案、建厂条件、厂址方案、投资估算和经济 评价等要求，由业主通过招标后确定的设计单位(或工程公司)签 订的项目承包合同或设计合同。设计单位按照合同的规定，遵 照国家政策和法规，吸收国外先进的科学技术成果和生产实践 经验，选择最佳建设方案进行工程设计，为工程项目提供建设 依据和设计文件成果和图纸，并为项目建设提供施工安装、开 车服务的整个活动过程。 设计工作的成果：是以设计文件和图纸来体现的，它是安排工 程建设项目和组织施工的主要依据。
化工设计概论资料
1、概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计。
2、工艺流程设计的基本方法是流程模拟.3、一般多层厂房采用6m×6m 的柱网。
4、车间平面愈近矩形就愈经济。
5、工艺设备和道路间距离不小于3 m.6、设备布置图的图幅一般采用一号图纸。
8、两层管道布置时，大口径管道需要在水平面上转向时，要将它布置在管架最上侧。
9、在管道布置图中，大直径或重要管道可以用粗实线双线绘制。
10、车间设备布置应满足工艺流程顺序。
1. 化工工艺设计是车间或界区工艺设计的核心。
2.工艺计算是工艺设计的中心环节，它包括物料衡算、能量衡算和设备工艺计算。
3. 车间工艺设计的最终成品是设计说明书、附图和附表。
4. 概算书是在初步设计阶段的工程投资的大概计算，是工程项目总投资的依据。
6.总图设计主要进行化工厂施工图设计。
7、生产工艺流程草图一般由物料流程、图例、设备一览表组成。
8、物料管线用粗实线画出，辅助管道用中粗线绘制。
11.换热器的热端温差应在20℃以上。
12.化工生产布置设备时，应将加热炉、明火设备、产生有毒气体的设备布置在上风处。
13.、化工设备在图上一般按比例用细实线绘制.14.带控制点的工艺流程图比例选用1:100进行绘制.1、根据工艺流程的特点，确定反应釜是连续操作还是间歇操作。
2、管架是用来支撑、固定和约束管道的。
3、循环水冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢。
4、物质爆炸必须具备爆炸物质、氧气、着火点三个条件。
5、工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个部分管道号、管径和管道等级。
6、容器按照用途可分为原料贮罐、中间及成品贮罐两类7、化工热源可分为直接热源、间接热源8、工艺管道及仪表流程图上一般应画出所有工艺物料和辅助物料管线1、工艺管道及仪表流程图上的设备图形极其高低间相对位置大致按1：20或1：40的比例进行绘制 2.设备布置图中的所有设备，均需标出名称与位号3.管道引出支管时，液体管道应从下方引出4.工艺管道及仪表流程图是以工艺流程图为依据6.生产方法和工艺流程的选择的合理性是指技术上的先进、经济上合理8、流程草图中的物料管线用粗实线画出9、塔的布置常分为操作区和配管区两部分配管区10、蒸馏是化工厂应用极为广泛的换热过程1、一个工艺流程可分为原料预处理、反应过程、产物后处理、三废的处理四个部分。
化工设计概论 (2)
9. 项目实施规划设想；
10. 投资估算和资金筹措设想； 11. 经济效益和社会效益的初步估算。
（二） 可行性研究（Feasibility Study）
可行性研究是对拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是 否应该建设及如何建设作出论证和评价，为企业和上级机关投资决 策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。内容如下： 1. 总论。 包括项目名称、进行可行性研究的单位、技术负责人、可行性研
测、控制等。
4. 工艺设备设计
设备的设计与选择是指通过工艺计算确定设备技术指标。 工艺设备设计的最终结果是“设备一览表”和“非标设备条件图”。
5. 设备平(立)面布置总图
设备布置的任务是在节约用地、安全和便于生产操作的前提下，确 定生产过程中使用的各种机器、设备的平面和空间位置，以满足安装、
生产、维修的需要和物料与人员的流动路线。
三段设计 （1）初步设计(Preliminary Design) 根据设计任务书，对设计对象进行全面的研究，寻求在技术上可 能、经济上合理的最符合要求的设计方案。其内容和深度能使对方了解 设计方案、投资和基本出处为准。 （2）扩大初步设计 根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之 明确、细化。编制准确度能满足控制投资或报价使用的工程概算。 （3）施工图设计(Detailed Design) 根据已批准的扩大初步设计，结合建厂地区条件，在满足安全、
化工设计是由各个专业许多设计人员共同创造的集体成果，它需
要设计人员在外部约束条件的制约下，以化工工艺专业为龙头，其他 专业设计人员紧密配合，精心设计、构思各种可能的方案，经过反复
比较，选择其中优化的方案。
化工设计的主体是化工工艺人员。 化工设计是科学与艺术相结合的一项工程，是将实验室的研究成果 转化为工业生产的一项具有创造性的劳动。 所谓科学即设计人员运用化学工程与工艺的基础知识，解决工程 中的有关问题。 所谓艺术，是指当遇到化学工程与工艺的基础知识不能解决问题 时，需要通过试验或凭借经验来正确决策，利用所获得的资料及数据
化工设计概论期末考试题库及答案
化工设计概论期末考试题库及答案一、单项选择题1. 化工设计的基本任务是什么？A. 产品开发B. 工艺流程设计C. 工厂设计D. 产品销售答案：B2. 化工设计中，哪个阶段是设计过程中最重要的？A. 初步设计B. 详细设计C. 施工图设计D. 可行性研究答案：D3. 化工设计中，哪个因素对环境影响最大？A. 原料选择B. 工艺流程C. 产品种类D. 工厂规模答案：B4. 在化工设计中，以下哪个不是工艺流程设计的主要任务？A. 确定工艺路线B. 确定设备规格C. 确定工厂布局D. 确定产品价格答案：D5. 化工设计中，哪个阶段需要进行环境影响评价？A. 初步设计B. 施工图设计C. 详细设计D. 可行性研究答案：D二、多项选择题6. 化工设计中，以下哪些因素需要在初步设计阶段考虑？A. 原料供应B. 产品市场C. 环境影响D. 工厂布局答案：ABCD7. 化工设计中，以下哪些是工艺流程设计的关键步骤？A. 确定工艺路线B. 确定设备规格C. 确定操作条件D. 确定产品价格答案：ABC8. 在化工设计中，以下哪些因素会影响工厂的经济效益？A. 原料成本B. 能源消耗C. 产品价格D. 工厂规模答案：ABCD9. 化工设计中，以下哪些是环境影响评价的主要内容？A. 废水处理B. 废气排放C. 固体废物处理D. 噪声控制答案：ABCD10. 化工设计中，以下哪些是施工图设计的主要任务？A. 确定设备规格B. 确定管道布置C. 确定电气系统D. 确定工厂布局答案：BC三、判断题11. 化工设计的目标是实现经济效益最大化。
（对/错）答案：对12. 化工设计中，工艺流程设计是最重要的阶段。
（对/错）答案：错13. 化工设计中，环境影响评价可以在施工图设计阶段进行。
（对/错）答案：错14. 化工设计中，工厂布局设计不需要考虑环境因素。
（对/错）答案：错15. 化工设计中，产品价格的确定是工艺流程设计的主要任务之一。
化工设计概论课程设计
化工设计概论课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握化工设计的基本原理和方法，能够运用所学知识进行简单的化工设计。
具体目标如下：1.掌握化工设计的概念和基本流程。
2.了解常见的化工单元操作和设备。
3.熟悉化工设计的常用方法和工具有哪些。
4.能够运用化工设计软件进行简单的工艺设计和模拟。
5.能够进行化工设备的选型和计算。
6.能够撰写简单的化工设计报告。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队协作精神。
2.使学生认识到化工设计对于社会和环境的重要性。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个部分：1.化工设计的基本概念和流程。
2.常见的化工单元操作和设备。
3.化工设计的常用方法和工具。
4.化工设计实践案例分析。
教学大纲安排如下：第一周：化工设计的基本概念和流程。
第二周：常见的化工单元操作和设备。
第三周：化工设计的常用方法和工具。
第四周：化工设计实践案例分析。
三、教学方法为了达到课程目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：用于传授基本概念和理论知识。
2.案例分析法：通过实际案例分析，使学生更好地理解化工设计的流程和方法。
3.实验法：通过实验操作，使学生掌握化工设备的使用和操作方法。
四、教学资源教学资源包括以下几个方面：1.教材：《化工设计概论》。
2.参考书：相关的化工设计手册和论文。
3.多媒体资料：化工设计软件教程和实际案例视频。
4.实验设备：化工设备模型和实验器材。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等方式评估学生的参与度和积极性。
2.作业：布置相关的化工设计练习题，评估学生的理解和应用能力。
3.考试：期末进行闭卷考试，评估学生对课程知识的掌握程度。
评估方式将保持客观、公正，及时给予学生反馈，帮助他们改进学习方法和提高学习效果。
六、教学安排本课程的教学安排将合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。
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化工设计概论绪论化工是化学工艺、化学工业、化学工程等的简称。
凡运用化学方法改变物质组成、结构或和成新物质的，都属于化工生产技术，也称化学工艺。
化工设计是把一项化工工程从设想变成现实的一个建设环节，化工设计的核心是化工工艺设计。
第1章化工设计程序和内容全部设计过程划分为两大设计阶段：基础设计、工程设计。
工程设计分为三个阶段：工艺设计、基础工程设计、详细工程设计。
第2章工艺流程设计化工工艺流程原料原料贮存、原料预处理、反应、产品分离、产品精制、包装和运输产品工艺路线流程化一般工作方法：主反应过程、原料准备过程和投料方式流程、产物净化分离过程、产品计量包装或后处理工艺过程、副产物处理的工艺过程、“三废”排出物的综合治理流程、确定动力使用和公用工程的配套。
2.3 工艺流程图的绘制2.3.1 方框流程图和工艺流程简图（block flowsheet、simiplified flowsheet） 2.3.2 工艺物料流程图（process flowsheet diagram）2.3.3 管道及仪表流程图（piping and instrument diagram）设备分类代号、物料代号、管道材质代号、隔热及隔声代号、测量参数代号、仪表功能代号、管道工程压力等级代号。
常用管道图示符号、测量点图形符号、仪表安装位置图形符号。
管道标注内容包括四部分：管道号、管径、管道等级、隔热或隔声管道号包括：物料代号、主项代号、管道分段顺序号。
管道等级号包括：管道工程压力等级代号、顺序号、管道材质代号。
泵的流量控制方案：（1）出口节流控制；（2）旁路控制。
换热器的温度控制方案：（1）调节换热介质的流量；（2）调节换热面积（适用于蒸汽冷凝换热器）；（3）旁路调节。
第3章物料衡算和能量衡算3.1 物料衡算在化工过程中，物料平衡是指在单位时间你进入系统（体系）的全部物料质量必定等于离开该系统（体系）的全部物料质量再加上损失掉的与积累起来的物料质量。
物料平衡方程列物料平衡式时应特别注意下列事项：（1）物料平衡是指质量平衡，而不是体积或物质的量平衡。
若体系内有化学反应，则衡算式中各项以摩尔/小时为单位时，必须考虑反应式中的化学计量系数，因为反应前后中的各元素原子数守恒。
（2）对于无化学反应体系能列出独立物料平衡式的最多数目等于输入和输出的物流离得组分数。
（3）在写平衡方程时，要尽量使方程中所包含的未知数最少。
物料衡算的基本步骤：（1）画出工艺流程示意图；（2）列出化学反应方程式；（3）确定计算任务；（4）收集数据资料；（5）选择计算基准；（6）建立物料平衡方程，计算、整理、校核。
（7）绘制物料流程图，填写正式物料衡算表消耗定额：生产每吨合格产品需要的原料、辅助原料及试剂等的消耗量。
第4章设备的工艺设计和选型4.1 设备工艺设计与选型原则及方法化工工程设计的主体：工艺设计、设备选型。
化工设备从总体上分为：定型设备（标准设备）；非定型设备（非标准设备）。
设备的主要工艺设计参数：泵：流量、扬程、轴功率、允许吸上高度。
换热器：热负荷、换热面积、冷热载体的种类、冷热流体的流量、温度、压力。
风机：风量、风压。
反应器：反应器类型、进出口物料的流量组成温度压力、催化剂种类规格数量性能参数、反应器内换热装置的形式和热负荷、热载体的准类数量压力温度、反应器的主要尺寸。
4.2 化工设备的材料和选材原则4.3 泵的设计和选型按泵作用于液体的原理可将泵分为叶片式和容积式两大类。
叶片式泵：离心泵、轴流泵、旋涡泵。
容积式泵：往复泵、转子泵。
泵的技术指标（1）型号；（2）扬程；（3）流量；（4）必需气蚀余量；（5）功率和效率。
液下泵：经常安装在液体贮槽内，对轴封要求不高，适于输送化工过程中各种腐蚀性液体，泄漏的液体仍流入贮槽内，既节省了空间又改善了操作环境，其缺点是效率不高。
屏蔽泵：一种无泄漏泵，叶轮和电机连为一个整体并密封在同一个泵壳内，不需要轴封。
所以成为无密封泵。
在化工生产中常输送易燃、易爆、剧毒的液体，缺点是效率较低。
轴流泵：利用高速旋转的螺旋桨将液体推进而达到输送的目的，适用于大体积流量、低扬程的场合。
4.4 气体输送、压缩设备的设计与选型气体输送、压缩设备按出口压力和用途可分为以下5类：（1）通风机简称风机，压力在0.115MPa以下，压缩比为1—1.15。
通风机可分为轴流风机和离心风机。
（2）鼓风机压力为0.115—0.4MPa，压缩比小于4。
鼓风机可分为罗茨鼓风机和离心鼓风机。
（3）压缩机压力大于0.4MPa，压缩比大于4，压缩机分为活塞式、离心式、螺杆式、往复式。
（4）制冷机为低温用户提供冷量。
（5）真空泵用于减压。
在化工生产中，轴流式通风机在空冷器和冷却水塔的通风方面的应用很广泛。
罗茨鼓风机的风量与风机转速成正比。
螺杆式压缩机依靠两个螺旋形转子相互啮合进行气体压缩的。
在汽缸中平行放置两个高速回转、按一定传动比相互啮合的螺旋形转子，形成进气、压缩、排气过程。
螺杆式压缩机与往复式压缩机一样，同属于容积型压缩机，就运动形式而言，压缩机的转子和离心式压缩机一样作高速运动，所以螺杆式压缩机兼有活塞式压缩机和离心式压缩机的特点。
螺杆式压缩机没有往复运动部件，不存在不平衡惯性力，所以螺杆式压缩机的设备基础要求低；螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气几乎不受排气压力的影响；螺杆式压缩机在较宽的工作范围内仍能保持较高的效率，没有离心式压缩机在小排气量时喘振和大排气量时扼流的现象。
螺杆式压缩机适用于中低压及中小排气量，如干式螺杆压缩机，排气量范围为3—500m3/min，排气压力小于1.0MPa，喷油螺杆压缩机，排气量范围为5—100m3/min，排气压力小于1.7MPa。
活塞推料式过滤离心机具有自动连续操作、分离因数较高、单机处理量大、结构紧凑、铣制板网阻力小、转鼓不易积料等特点。
推料次数可根据不同的物料进行调节，推料活塞级数越多，对悬浮液的适应性越大，分离效果越好。
适用于固体颗粒大于等于0.25mm、固含量大于等于30%的结晶状或纤维状物料的悬浮液，大量应用在碳酸氢铵、硫酸铵、尿素等化肥及制盐等工业部门。
主要型号有WH型：（卧式单级）、WH2型（卧式双级）、HR型（双级柱形转鼓）、P型（双级转口型）等。
单级卧式活塞推料离心机转鼓长度152—760mm，转鼓直径152—1400mm，分离因数300—1000。
流化床干燥器（1）传热效果好。
由于物料的干燥介质接触面积大，同时物料在床内不断进行激烈搅拌，传热效果良好，热容量系数大，可达2320—6960W/（m2K）。
（2）温度分布均匀。
由于流化床内温度分布均匀，避免了产品的任何局部过热，特别适合某些热敏物料干燥。
（3）操作灵活。
在同一设备内可以进行连续操作，也可以进行间歇操作。
（4）停留时间可调节。
物料在干燥器内的停留时间，可以按需要进行调整，所以对产品含水量有波动的情况更适宜。
（5）投资少。
干燥装置本身不包括机械运动部件，装置投资费用低廉，维修工作小。
4.11 起重机械许多起重机械，都是间歇使用的，与流程的关系不大，化工生产中经常使用一些简单的手动的和电动的起重装置，常见的有手拉葫芦和电动葫芦。
在选型时，根据工艺流程安排，根据其中的最大负荷和起重高度来选型。
真空泵的主要技术指标如下：（1）真空度一般有以下几种表示方法。
表示，单位是kPa；则有：以绝对压力p表示，单位是kPa；以真空度pvp（kPa）＝101.325－p（kPa）v（2）抽气速率指在单位时间内，真空泵吸入的气体体积，即吸入压力和温度下的体积流量，单位是m3/h、m3/min；真空泵的抽气速率与吸入压力有关，吸入压力愈高，抽气速率愈大。
（3）极限真空指真空泵抽气时能达到的稳定最低压力值。
极限真空也称最大真空度。
（4）抽气时间指以抽气速率S从初始压力抽到终了压力所耗费的时间，单位为min。
化工中常见的真空泵有如下几种类型：（1）往复式真空泵往复式真空泵的构造和原理与往复式压缩机基本相同，但真空泵的压缩比比较高。
例如95%的真空度时压缩比约为20，所吸气体的压力很小，故真空泵的余隙容积必须更小，排除和吸入发梦必须更加轻巧灵活。
往复式真空泵所输送的气体不应含有液体。
（2）水环真空泵简称水环泵，工作时由于叶轮旋转产生的离心力的作用，将泵内水甩至壳壁形成水环，此水环具有密封作用，使叶片间的空隙形成许多大小不同的密封室，叶轮的旋转使密封室由小变大形成真空，将气体从吸入口吸入，然后密封室有大变小，气体由压出口排出。
水环真空泵最高真空度可达85%。
为维持泵内液封，水环泵运转时要不断地充水。
（3）液环真空泵简称液环泵（纳氏泵），外壳呈椭圆形，其内装有叶轮，当叶轮旋转时，液体在离心力的作用下被甩至四周沿壁形成椭圆形液环。
和水环泵一样，工作腔也是有一些大小不同的密封室组成的，液环泵的工作腔有两个，由泵壳的椭圆形状形成。
由于叶轮的旋转运动，每个工作腔内的密封室由小变大由吸入口吸进气体，然后由大变小将气体强行排出。
此外输送的气体不与泵壳直接接触，所以只要叶轮采用耐腐蚀材料制造，液环泵也可用于腐蚀性气体的抽吸。
（4）旋片真空泵简称旋片泵，是旋转式真空泵，当带有两个旋片的偏心转子旋转时，旋片在弹簧及离心力的作用下，紧贴泵体内壁滑动，吸气工作室扩大，被吸气体通过吸气口进入吸气工作室，当旋片转至垂直位置时，吸气完毕，此时吸入的气体被隔离，转子继续旋转，被隔离的气体被压缩后压强升高，当压强超过排气阀的压强时，气体从泵排气口排出。
因此，转子每旋转一周，有两次吸气排气过程。
旋片泵的主要部分浸没与真空油中，为的是密封各部件的间隙充填有害的余隙和得到润滑。
旋片真空泵适用于抽除干燥或含有少量可凝性蒸气的气体，不适用于抽除含尘和对润滑起化学作用的气体。
喷射泵，利用高速流体射流时静压能向动能转换而造成真空，将气体吸入泵内，并在混合室通过碰撞、混合以提高吸入气体的机械能，气体与工作流体一起被排出泵外。
喷射泵的工作流体可以是水蒸气也可以是水，前者称为蒸汽喷射泵，后者称为水喷射泵。
单级蒸汽喷射泵仅能达到90%的真空度，为获得更高的真空度可采用多级蒸汽喷射泵。
喷射真空泵的优点是工作压力范围广，抽气量大，结构简单，适应性强，缺点是工作效率低。
4.4 换热器的设计和选型（1）按工艺功能分类（2）按传热方式和结构分类间壁式换热器的分类和特性894.6 贮罐的设计和选型（1）原料和成品贮罐这类贮罐的体积和需要贮存的物料关系十分明显。
原料的贮存有全厂性的原料库房贮存和车间工段性的原料贮存。
全厂性的贮存一般主张至少有一个月的耗用量贮存。
车间的贮存一般考虑至少半个月的用量贮存。
成品的贮罐一般是指液体和固体，固体的成品贮罐使用较少，常常都及时包装，只有中间性贮槽。