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第一章 导言1

化工厂设计1

工艺设计的开展2

关于整套设计的全局性问题3

费用估算3

影响投资获利性的各种因素3

最佳设计4

最佳操作设计5

最佳经济设计5

设计中的实际问题6

设计方法7

第二章 工艺设计的开展8

设计项目的程序8

设计的类型8

可行性研究8

工艺开发9

设计9

从文献中搜集设计资料11

施工和运转11

流程图12

初步设计14

问题说明14

文献查阅15

物料和能量衡算16

设备设计和选择17

烷基化单元设备的设计和选择17

反应器容量17

经济问题21

本节概要22

不同工艺过程的对比22

分批操作与连续操作的对比24

设备的设计和规格24

设计中的放大26

安全系数26

规格26

制造材料28

计算机辅助的设计29

本章补充参考文献31

习题40

第三章 设计中的全面性因素43

工厂的地理位置43

厂址选择45

工厂布置图45

工厂布置图的绘制46

工厂的操作和控制46

检测仪表47

维修47

土建设计48

公用工程48

贮存49

物料的输送50

废物处理50

联邦环境保护条例51

环境保护条例51

拟定污染控制系统52

空气污染物的清除54

除尘54

有害气体的清除55

水污染物的清除56

物理处理57

化学处理57

生物处理58

固体废物处理59

回收利用和化学转化59

焚烧59

高温分解59

安全条例60

卫生和安全60

热污染控制60

土埋60

化学品事故61

火灾和爆炸事故61

人身安全62

消除噪声62

专利权63

可得专利权的发明63

专利权的申请63

专利权的转让64

侵权64

外国专利权64

抵触64

本章补充参考文献65

习题106

第四章 成本与资产会计108

会计程序概要108

会计学中的一些基本关系109

资产负债表109

损益表111

借方和贷方112

记帐112

日记帐113

总帐113

成本会计的方法113

积累帐户、清册帐户和销售成本帐户114

原料费用115

本章补充参考文献116

习题117

工业生产中的现金流118

第五章 费用估算118

累计现金位值119

影响投资和生产成本的因素120

设备来源120

价格波动121

公司政策121

操作时间和负荷率121

政府政策121

固定资产投资122

投资122

流动资金123

投资估算123

投资估算的类别124

费用指数126

Marshall和Swift设备费用指数127

工程新闻记录建设费用指数128

Nelson炼厂建设费用指数128

化学工程工厂费用指数128

其他指数和分析128

投资的费用因素129

设备购置130

比例法估算设备费用130

购置设备的安装132

保温保冷费用133

测试仪表和控制装置133

配管133

电气安装134

包括公用设施的建筑物134

厂址开拓134

辅助设施135

土地136

工程设计和监督136

施工费用136

包工费137

未可预见费137

开工费137

投资估算的方法137

用划分法估算投资时的几种方法145

制造成本147

总生产成本的估算147

直接生产成本149

原料149

一般费用149

操作工150

直接监督和办事人员151

公用工程151

操作消耗品153

试验费153

维护和检修153

专利费和专利使用费154

催化剂和溶剂155

固定费用155

折旧费155

地方税155

保险金155

租金155

工厂管理费155

研究和开发费用156

分销和销售费用156

行政费用156

资金筹措157

利息157

毛利费用157

来可预见费158

摘要158

本章所用符号及其含义159

本章补充参考文献160

习题172

常规单利和精确单利175

复利175

第六章 利息和投资费用175

单利175

利息的种类175

名义利率和实际利率176

连续复利179

连续复利的基本公式179

现值和贴现182

常规年金总额和周期性支付金额的关系183

年金183

连续现金流和复利184

年金的现值184

特殊形式的年金186

永久年金和资金化费用186

与连续现金流和连续复利有关的在获利性分析中有重要作用的一些关系式187

利息和现金流因子表193

投资的利息费用193

利息对大型企业的影响195

利息对小型企业的影响195

借贷资金和自有资金195

资金来源198

所得税的影响198

经济分析中资金费用的计算201

在工程设计中利息和投资费用的计算201

本章所用符号及其含义202

本章补充参考文献202

习题205

所得税207

货物税207

联邦所得税207

纳税的种类207

第七章 纳税和保险207

资产税207

正常所得税209

附加税209

资金增益税209

亏损的前移和后推210

税收与折旧210

投资税额扣除210

捐款210

收入股息的税金减免210

超额利润税211

税务申报211

其他税金211

保险211

法律责任212

保险的种类213

自力保险213

习题214

本章补充参考文献214

第八章 折旧216

价值的意义216

把折旧费看作一种费用的目的216

折旧的种类217

资源折耗217

维护与检修费用217

服务寿命217

残值220

更新价值221

直线法221

计算折旧费的方法221

现在值221

市场价值221

帐面价值或未摊还费用221

递减法(或固定百分数法)222

年数之和法224

偿债基金法225

单项折旧和分组折旧226

第一年的额外折旧费226

折旧计算的调整227

对各种折旧计算方法的评价227

本章所用符号及其含义227

本章补充参考文献228

习题228

第九章 获利性、投资方案和设备更新230

获利性标准230

资金费用230

获利性评价的数学方法231

工程项目获利性评价中的各种基准231

以最小利润额作为费用来计算的收益率233

贴现现金流以贴现现金流为依据的收益率234

净现值236

现值和净现值的计算表236

资金化费用238

包括经营费用在内的资金化费用获利性评价法239

返本期239

连续复利计算法的应用240

投资方案244

确定可接受收益率244

必须进行投资寸的方案比较245

小投资增量分析法247

方案比较中所用各种获利性指标的优缺点249

与所得税有关的问题250

投资方案No.2与投资方案No.1的比较253

投资方案No.3与投资方案No.2的比较253

设备更新255

关于更新的获利性评价方法255

帐面价值与未摊提价值256

更新原则的典型实例256

设备更新方案比较中作为依据的投资额257

可变卖净值257

对设备更新研究中常有错误的分析257

在投资方案研究和设备更新研究中的一些实际因素258

本章所用符号及其含义259

本章补充参考文献259

习题267

增量费用270

第十章 最优设计和设计策略270

各种未定因素和实际因素271

求取最优条件的一般程序271

包括一个变量的程序271

图解法和解析法的比较275

用于生产日程安排的盈亏平衡图及其在最优分析中的意义275

工厂操作中的最优生产率276

使单位时间内总利润最大的最优生产率277

使单位产品成本最低的最优生产率277

周期性操作的最优条件278

半连续周期性操作279

蒸发操作中的结垢279

结果的精确性和敏感性283

流体力学(最优经济管径)283

泵送或鼓风费用284

管道系统的固定费用285

最优经济管径285

考虑税收影响和资金费用的分析287

传热(冷凝器中冷却水的最优流速)288

结果的敏感度288

传质(最优回流比)290

最优化分析用的线性化策略294

用以达到最优条件的线性规划295

线性规划方法的例子295

解决线性规划问题的推理方法295

线性规划策略的普遍化297

联立方程式299

用联立方程求解的两个例子300

线性规划方法的算法解的普遍化301

单纯形算法303

用单纯形算法来解图10-10的例题304

最优分析的动态规划策略307

动态规划的一个简化了的例题308

第1分段的子过程311

第1分段——第2分段的子过程312

其余的子过程和最终解313

确定最优条件的其他数学方法和策略314

拉格朗日乘数的应用314

最陡上升或下降法314

用群实验来研究响应表面315

生产、规划、日程安排和控制的最优条件317

几何规划317

在设计估算中关于通货膨胀计算的策略318

将来每年收入恒定的情形318

将来每年产量恒定的情况319

本章所用符号及其含义321

本章补充参考文献324

习题333

金属336

普通铸铁和碳钢336

工程材料336

第十一章 材料与制造方法的选择336

不锈钢338

哈斯特合金339

铜和铜合金339

镍和镍合金339

铝342

铅342

钽342

陶器和瓷器343

砖和胶结材料343

碳和石墨343

橡胶和合成橡胶343

银343

玻璃和搪玻璃钢材343

非金属343

不同金属间的腐蚀电池作用343

塑料344

木材345

低温和高温材料345

垫片材料346

选择工程材料用的数据表351

材料的选择351

选择材料方面的经济性351

设备制造352

放样353

切割353

成型353

本章补充参考文献354

修整354

检验354

热处理354

习题362

第十二章 设计报告364

报告的形式365

报告的组成366

设计报告的内容组成366

发送函368

标题页和目录表368

概要368

报告的正文368

附录369

报告的编写369

提出成果369

小标题及段落369

表格369

插图370

参考文献370

曲线图370

计算实例371

一些惯例371

校对和检查371

术语符号表372

缩写372

修辞372

人称代词372

时态372

垂悬分词修饰语(Danglingmodifiers)382

复合形容词382

措词382

单数和复数382

分裂不定式(Split infinitire)383

代词That和Which383

关于一些常见错误的说明383

最终报告用的校核项目表383

本章补充参考文献384

习题384

需要的动力386

泵和管道386

第十三章 物料输送，存贮和处理用的设备——设计与费用386

摩擦387

功率的设计计算391

管道标准396

管子强度396

通称管径397

传热用管397

管件及其他管道配件397

管道系统的设计397

管子尺寸399

管道和管道系统附件的费用400

泵402

往复泵402

旋转排液泵418

旋转离心泵419

空气排代系统421

气体压缩机422

泵送机械的费用433

流速测量设备433

贮罐、压力容器和贮存设备434

贮罐、压力容器和贮存设备的费用436

过滤机440

设计公式440

间歇过滤机441

连续过滤机444

旋转真空过滤机中的空气抽吸率446

过滤机的费用448

其他工艺设备的费用450

物料处理设备的费用461

本章所用符号及其含义465

本章补充参考文献468

习题490

第十四章 传热设备——设计和费用493

传导494

对流494

传热的基本理论494

辐射495

总传热系数497

污垢因数498

传热的平均面积499

平均温度差推动力499

非稳定状态的传热500

传热系数的计算502

管道或管段内的流体的膜系数(无物相变化)502

流体在管道或管段外侧流动的膜系数(无物相变化)504

热交换器的压力降507

管侧压力降507

各种不同情况下的膜系数和总系数507

壳侧压力降508

选择传热设备时应考虑的因素512

管子尺寸和间距513

壳体尺寸514

热应变514

清理和维修515

挡板515

流体速率以及流体的定位516

失效表面516

水蒸汽在热交换器中的使用517

热交换器的规格517

水在热交换器中的使用517

传热设备的费用518

相对费用523

热交换器的最佳化设计527

概述528

主要独立变量的选择529

最佳化的步骤530

接合531

一般情况下最佳化设计的步骤综述534

最佳化设计可以简化的场合539

当壳侧或管侧的动力费用无关紧要时539

当传热介质流体的流速已经确定时539

当一种流体有物相变化时(流体的温度保持不变)540

当一种流体的流速已经确定时(h1或ho已经确定)540

热交换器工艺设计的通用方法540

本章所用符号及其含义541

本章补充参考文献544

习题554

分段和连续接触器556

第十五章 传质设备和反应器设备——设计和费用556

分段接触器557

泡罩塔板、筛板塔板和阀塔板装置558

蒸汽的最大允许速度560

塔板和塔的效率564

塔板效率的类型564

影响塔板效率和塔效率的因素564

计算塔板效率用的关系式565

分段接触器的压力降568

分段接触器的其他设计因素578

泡罩和升气管578

筛板579

阀板579

壳体和塔板579

雾沫夹带580

液体的流动580

塔板间距581

降液管和堰581

塔板稳定性582

连续接触器——填料塔583

填料的形式583

液体分布586

压力降586

填料塔压力降的估算587

允许的蒸汽速度590

液泛点速率的一般关系曲线591

填料蒸馏塔液泛点速度的简单估算方法591

操作压力对液泛速度的影响592

填料效率594

HETP的经验测算法595

图B-12 流量指示器的费用595

HTU的经验测算法595

传质设备的费用597

板式塔和填料塔597

板式塔和填料塔的相对优缺点597

干燥器602

反应器605

反应器设计数学模型的一个例子606

模拟电子计算机求解609

反应器设计应用的方程式610

数字电子计算机求解610

间断反应器612

管式寒流反应器612

反混反应器613

的表达式613

设计的机械特征614

反应器设备部件的费用估算615

反应器容设计和费用估算的例子615

本章所用符号及其含义617

本章补充参考文献620

习题631

第十六章 设计中的统计分析633

基本概念633

平均数633

数据的偏离635

理论的及经验的频率分布636

t-检验637

统计检验637

x2-检验641

F-检验642

置信区间估算647

回归分析648

两个变量的回归649

多变量的回归652

变量的非线性回归653

因子设计654

试验设计中的统计方法654

在工艺过程数据定值中的应用654

部分因子设计656

BOX-WILSON设计656

渐进摸索法657

其他统计方法657

误差传递657

序列分析658

质量控制659

本章所用符号及其含义659

本章补充参考文献660

习题662

作为整个SI单位制的基础的SI基本单位666

附录A 国际单位制(SI)666

辅助单位667

导出单位667

SI单位制的优点和遵循原则670

SI单位的使用规则671

附录B 辅助工程、公用工程和化学品的费用数据683

辅助工程的费用数据683

表1 美国某些城市的技术工小时工资683

表2 建筑和施工费用684

表3 场地整理费用686

表4 电气设备费用687

表5 工业用水、电、汽的价格688

表6 一些工业用化学品的价格689

图B-1 空调费用689

图B-2 导管费用690

图B-3 快装锅炉装置费用690

图B-4 蒸汽发生器费用691

图B-5 压缩机装置费用691

图B-6 邻却塔费用692

图B-7 工业冷冻费用692

图B-8 废水处理装置的费用693

图B-9 小型快装废水处理装置的费用693

图B-11 液面控制器的费用694

图B-10 平板玻璃型液面计的费用694

图B-13 温度记录器和指示器的费用695

图B-14 压力指示器的费用696

习题1 利用溶剂提炼动物原料的装置697

工艺方法概要697

大型习题697

附录C 设计习题697

习题2 季戊四醇装置700

习题3 甲醛装置701

小型习题702

习题1 二氧化硫反应器的最佳温度702

习题2 热交换器设计704

习题3 二氧化硫吸收塔的设计705

习题4 用液态甲烷制冷使氮气和氧气液化706

习题5 高纯度液氨的生产706

习题1 用活性炭吸附法回收氢气的费用707

实习讨论会习题707

习题2 用活性炭使氢气净化的吸附塔设计708

习题3 二氧化硫回收系统的回转过滤机的设计708

习题4 氯回收系统的投资收益率709

习题5 氯回收系统的经济分析711

习题6 隔热层的最佳厚度712

习题7 用异丙醇生产丙酮的装置的生产能力712

习题8 用异丙醇生产丙酮的设备设计713

习题9 脱丁烷塔的快速估算设计714

习题10 甲醛-季戊四醇厂的经济分析716

习题11 催化聚合反应器达到允许最小转化率的操作时间717

习题12 确定联苯回收装置多组分蒸馏塔的大小和费用718

习题13 煤转化为无污染燃料油的反应器设计(附部分题解)719

习题13的部分题解721

习题14 烷基化装置评价所需的物料平衡724

习题15 甲苯二甲酸二甲酯萃取蒸馏法脱除石蜡烃724

习题16 苯乙烯工业生产的最佳操作范围726

附录D 物理性质和常数表728

表1 一般工程用的换算系数和常数728

表2 气体的粘度730

图D-1 气体在1 atm 下的粘度732

表3 液体粘度733

图D-2 液体在1 atm 下的粘度736

表4 水的密度、粘度和热导率737

表5 金属的热导率737

表6 非金属固体的热导率737

表7 液体的热导率738

表8 气体的热导率738

图D-3 气体在l atm 下的热容Co739

图D-4 液体的热容740

表9 液体的相对密度741

表10 固体的相对密度742

表11 饱和水蒸汽的性质742

表12 热交换器和冷凝器的管子数据744

表13 钢管尺寸745

图D-5 设备符号746

图D-6 流程符号747

表14 国际原子量表748