计算机辅助化工设计案例分析

第1章 Aspen Plus运用分析

1.1 关于Aspen Plus软件的单元操作模型

1.2 关于Aspen Plus软件的工具

1.2.1 Design Spec

1.2.2 Optimization

1.2.3 Sensitivity

1.2.4 Case Study

1.3 关于Aspen Plus软件的界面及其操作

1.3.1 基本操作过程

1.3.2 模拟文件的类型

1.3.3 设计规定工具的操作过程

1.3.4 计算器工具的操作过程

1.3.5 灵敏度分析工具的操作过程

1.3.6 优化工具的操作过程

1.3.7 工况分析工具的操作过程

1.4 关于计算方法

1.4.1 物性方法

1.4.2 收敛算法

1.4.3 过程模拟的解法

第2章 Aspen物性数据估算案例分析

2.1 关于物性数据计算

2.2 关于相平衡数据

2.3 案例分析

第3章 Aspen Plus单元操作计算案例分析

3.1 关于精馏塔

3.2 精馏塔相关案例分析

3.3 关于反应器

3.4 反应器相关案例分析

3.5 关于泵送装置

3.6 泵送装置相关案例分析

3.7 关于混合器

3.8 关于液液分相器

3.9 关于闪蒸装置

3.10 闪蒸装置相关案例分析

3.11 关于列管式换热器

3.12 列管式换热器相关案例分析

第4章 Aspen Plus流程模拟案例分析

4.1 Aspen Plus软件建立的典型流程

4.1.1 多级逆流萃取

4.1.2 萃取精馏分离甲基环己烷和甲苯

4.1.3 二氧化碳捕集

4.1.4 二氯二氢硅反歧化

4.2 案例分析

4.3 流程模拟用于估算溶解度

4.3.1 Mixer RGibbs的方法

4.3.2 Mixer Heater的方法

第5章 管道仪表流程图的绘制

5.1 设备的表示方法

5.2 管道的表示方法

5.2.1 调节阀的管道等级分界

5.2.2 安全阀的管道等级分界

5.3 阀门、管件和管道附件的表示方法

5.4 仪表控制系统及分析取样点的表示方法

5.4.1 监控仪表的图形符号

5.4.2 检测点和仪表连接线的图形符号

5.4.3 执行器的图形符号

5.4.4 仪表的功能标志

5.4.5 仪表位号的表示方法

5.4.6 仪表控制点的表示方法

5.4.7 分析取样点的表示方法

5.5 设备的标注

5.6 管道的标注

5.7 特殊管件和特殊阀门的标注

5.8 尺寸标注

5.9 基于AutoCAD的管道仪表流程图的绘制

5.9.1 图纸要求

5.9.2 绘图过程

5.9.3 图层和线型的定义

5.9.4 文字的定义

5.9.5 图形单位的设置

5.9.6 反复使用、参数值变化的图形的绘制

5.9.7 标题栏的绘制过程

5.9.8 基于VBA的流程图形、设备一览表自动生成

第6章 基于软件的化工工艺流程危险与可操作性分析

6.1 危害事件发生的可能性评价

6.2 危害及影响后果的严重性评价

6.3 风险矩阵

6.4 风险等级

6.5 分析记录表的建立过程

6.6 软件分析前的说明

6.7 项目准备

6.8 节点划分

6.9 开始分析

6.10 输出项目分析报告

第7章 过程工厂三维模型设计软件分析

7.1 关于SP 3D软件

7.1.1 与SmartPlant系列软件的数据集成

7.1.2 过滤器

7.1.3 工作空间结构浏览器

7.1.4 碰撞检查

7.1.5 模块化设计

7.1.6 关于设备模型

7.2 关于PDMS软件

7.3 关于二次开发

第8章 基于CADWorx的设备和钢结构的三维建模

8.1 运行CADWorx Equipment的方式

8.1.1 直接运行的方式

8.1.2 第二种方法是间接运行

8.1.3 两种启动方式的对比

8.2 设备三维建模的思想

8.3 泵类设备的建模

8.4 塔类设备的建模

8.5 卧式换热器的建模

8.6 基于CADWorx Plant Steel的钢结构建模

8.6.1 框架的创建

8.6.2 编辑钢结构细节

8.6.3 添加平板

8.6.4 添加底板

8.6.5 添加楼梯

8.6.6 生成栏杆

第9章 基于CADWorx Plant的装置布置

9.1 装置布置的一般要求

9.2 布置条件

9.3 塔设备的布置

9.3.1 塔设备的布置原则及要求

9.3.2 塔设备的布置

9.4 泵的布置

9.4.1 泵的布置原则及要求

9.4.2 泵的布置

9.5 分离器的布置

9.5.1 卧式容器的布置原则及要求

9.5.2 气液分离器和碘分离器的布置

9.6 换热器的布置

9.6.1 换热器的布置原则及要求

9.6.2 换热器的布置

9.7 钢结构的布置

9.8 在使用CADWorx Plant进行管道布置之前的设置

9.8.1 当前图纸设置

9.8.2 配置设置

9.8.3 等级/尺寸设置

9.8.4 管道设计规则

9.8.5 管线号的设置

9.9 离心泵的进出口附近的管件和阀门的布置过程

9.10 设备布置小结

第10章 CADWorx软件应用案例分析

10.1 关于CADWorx的组件

10.2 关于元件库和等级库

10.3 关于软件操作前的准备

10.4 关于三维建模

10.5 关于设计成果的输出

10.6 关于与CEASAR的数据库共享

第11章 PDMS软件应用案例分析

11.1 关于工程项目的建立

11.2 关于PDMS数据库的建立

11.3 关于数据结构层次与命名

11.4 关于管道布置

11.5 关于暖通空调

11.6 关于照明

11.7 关于成套装置三维设计

11.8 关于设计校核

11.9 关于设计文件的生成

第12章 SmartPlant P&ID软件应用分析

12.1 软件的模块

12.2 绘图过程

12.3 生成报表

12.4 关于SmartPlant P&ID软件的二次开发

第13章 SmartPlant 3D软件应用案例分析

13.1 关于轴线设置

13.2 关于结构设计

13.3 关于设备的创建

13.4 关于管道模型的建立

13.5 关于管道平面布置图的生成及轴测图的抽取

13.6 关于材料统计

13.7 关于电缆敷设

13.7.1 数据库导入

13.7.2 电缆批量建模

13.7.3 电缆敷设

13.7.4 电缆敷设效果

13.8 关于电缆桥架设计

13.8.1 建立桥架数据库

13.8.2 桥架设计

13.8.3 碰撞检查

13.8.4 桥架材料统计

13.9 关于二次开发插件

13.9.1 多功能搜索插件

13.9.2 命令工具集

13.9.3 自动备份工具

第14章 基于CAESAR Ⅱ软件的管道设计优化

14.1 软件的输入输出

14.2 被计算的管道

14.3 单位设置

14.4 具体运算过程

14.5 计算结果分析

14.6 输出云图

14.7 进一步的优化

第15章 CAESAR Ⅱ软件应用案例分析

15.1 建立模型时

15.2 分析计算时

15.3 输出结果及安全评定时

15.4 关于大口径、厚壁管

15.5 关于土壤约束

15.6 关于地震载荷

15.7 关于弹簧支吊架

15.8 关于π型弯优化

15.9 关于管道柔性

附图

附图1 化工工艺方案流程图的图例

附图2 反应工段的方案流程图

附图3 精馏及脱碘工段方案流程图

附图4 吸收工段的方案流程图

附图5 化工工艺管道仪表流程图的图例

附图6 反应工段的管道仪表流程图

附图7 精馏及脱碘工段的管道仪表流程图(1)

附图8 精馏及脱碘工段的管道仪表流程图(2)

附图9 吸收工段的管道仪表流程图

参考文献 2100433B

刘超锋编著的《计算机辅助化工设计案例分析》简单介绍了化工设计的基本方法，系统地介绍了基于SmartPlant P&ID软件、AutoCAD软件的管道仪表流程图的绘制；基于HAZOPkit软件的工艺流程危险与可操作性分析；基于CADWorx软件的三维建模、设备布置和管道布置；基于CAESAR Ⅱ的管道设计。以应用案例的形式分析了：化工设计常用的Aspen Plus软件；管道仪表流程图绘制用的SmartPlant P&ID软件；包括CADWorx、SmartPlant 3D和PDMS在内的三维工厂软件；管道设计计算软件CAESAR Ⅱ。附图包括：工艺方案流程图和管道仪表流程图的图例及其图纸9张。本书适用于化工设计人员使用，可以作为化学工程与工艺、安全工程、过程装备与控制工程、自动化、能源与动力工程、机械工程等专业大学生、研究生参加全国大学生化工设计竞赛、课程设计和毕业设计的教材或参考书，也可以作为技术人员和社会其他读者继续教育的参考书。

石油化工设计出版发行

据2020年2月17日中国知网显示，《石油化工设计》共出版文献2159篇 。

据2020年2月17日万方数据知识服务平台显示，《石油化工设计》共载文1679篇、基金论文量为13篇 。

石油化工设计收录情况

《石油化工设计》被中国学术期刊综合评价数据库（知网）、万方数据、重庆维普、中国科技期刊引证报告（CJCR）源期刊、中国科学引文数据库（CSCD） 源年刊、中国学术期刊影响因子年报、中国学术期刊综合引证报告、中文科技期刊数据库、CA 化学文摘（美）（2014）等收录 。

石油化工设计影响因子

据2020年2月17日中国知网显示，《石油化工设计》总被下载219952次、总被引4811次，（2019版）复合影响因子为0.211、（2019版）综合影响因子为0.138 。

据2020年2月17日万方数据知识服务平台显示，《石油化工设计》被引量为3291次、下载量为42758次；据2017年中国期刊引证报告（扩刊版）数据显示，《石油化工设计》影响因子为0.42，在全部统计源期刊（6670种）中排第3953名 。

石油化工设计荣誉表彰

《石油化工设计》获中国石化集团公司优秀科技期刊三等奖，被评为第八届全国石油和化工行业2015年优秀报刊二等奖 。

1984年，《石油化工设计》创刊。

1994年1月15日，经中华人民共和国新闻出版总署核准，中华人民共和国科学技术部正式下达国科通[1994]5号文，批准《石油化工设计》期刊为中国国内外公开发行刊物 。

2014年12月，《石油化工设计》入选原中华人民共和国国家新闻出版广电总局第一批认定学术期刊 。

第1章 化工设计CAD绘图综述 1

1.1 化工设计CAD绘图知识快速入门 1

1.1.1 关于化工设计 1

1.1.2 化工设计CAD绘图应用 2

1.1.3 化工设计CAD绘图图幅及线型与字体 4

1.1.4 化工设计CAD图形尺寸标注基本要求 8

1.2 化工设计CAD绘图计算机硬件和软件配置 13

1.2.1 化工设计CAD绘图相关计算机设备 13

1.2.2 化工设计CAD绘图相关软件 13

1.3 AutoCAD软件安装方法简述 14

1.3.1 AutoCAD软件简介 14

1.3.2 AutoCAD快速安装方法 18

第2章 化工设计CAD绘图基本使用方法 21

2.1 AutoCAD使用快速入门起步 21

2.1.1 进入AutoCAD绘图操作界面 21

2.1.2 AutoCAD绘图环境基本设置 23

2.2 AutoCAD绘图文件操作基本方法 31

2.2.1 建立新CAD图形文件 31

2.2.2 打开已有CAD图形 32

2.2.3 保存CAD图形 32

2.2.4 关闭CAD图形 33

2.2.5 退出AutoCAD软件 33

2.2.6 同时打开多个CAD图形文件 33

2.3 常用AutoCAD绘图辅助控制功能 34

2.3.1 CAD绘图动态输入控制 34

2.3.2 正交模式控制 35

2.3.3 绘图对象捕捉追踪控制 35

2.3.4 二维对象绘图捕捉方法（精确定位方法） 35

2.3.5 控制重叠图形显示次序 37

2.4 AutoCAD绘图快速操作方法 38

2.4.1 全屏显示方法 38

2.4.2 视图控制方法 38

2.4.3 键盘“F1”～“F12”功能键使用方法 39

2.4.4 AutoCAD功能命令别名(简写或缩写形式) 42

2.5 AutoCAD图形坐标系 45

2.5.1 AutoCAD坐标系设置 46

2.5.2 绝对直角坐标 46

2.5.3 相对直角坐标 47

2.5.4 相对极坐标 47

2.6 图层常用操作 48

2.6.1 建立新图层 48

2.6.2 图层相关参数的修改 49

2.7 CAD图形常用选择方法 50

2.7.1 使用拾取框光标 50

2.7.2 使用矩形窗口选择图形 51

2.8 常用CAD绘图快速操作技巧方法 51

2.8.1 图形线型快速修改 51

2.8.2 快速准确定位复制方法 53

2.8.3 图形面积和长度快速计算方法 53

2.8.4 当前视图中图形显示精度快速设置 55

第3章 化工设计CAD基本图形绘制方法 57

3.1 常见化工设计线条CAD快速绘制 57

3.1.1 点的绘制 57

3.1.2 直线与多段线绘制 58

3.1.3 射线与构造线绘制 60

3.1.4 圆弧线与椭圆弧线绘制 61

3.1.5 样条曲线与多线绘制 62

3.1.6 云线（云彩线）绘制 64

3.1.7 其他特殊线绘制 65

3.2 常见化工设计平面图形CAD快速绘制 67

3.2.1 圆形和椭圆形绘制 67

3.2.2 矩形和正方形绘制 68

3.2.3 圆环和螺旋线绘制 69

3.2.4 正多边形绘制和创建区域覆盖 71

3.3 常见化工设计CAD表格图形快速绘制 72

3.3.1 利用表格功能命令绘制表格 72

3.3.2 利用组合功能命令绘制表格 74

3.4 化工设计复合CAD平面图形绘制 75

第4章 化工设计CAD图形修改和编辑基本方法 78

4.1 化工设计CAD图形常用编辑与修改方法 78

4.1.1 删除和复制图形 78

4.1.2 镜像和偏移图形 80

4.1.3 阵列与移动图形 81

4.1.4 旋转与拉伸图形 83

4.1.5 分解与打断图形 84

4.1.6 修剪与延伸图形 86

4.1.7 图形倒角与圆角 87

4.1.8 缩放（放大与缩小）图形 89

4.1.9 拉长图形 90

4.2 图形其他编辑和修改方法 91

4.2.1 放弃和重做（取消和恢复）操作 91

4.2.2 对象特性的编辑和特性匹配 92

4.2.3 多段线和样条曲线的编辑 93

4.2.4 多线的编辑 94

4.2.5 图案的填充与编辑方法 95

4.3 图块功能与编辑 98

4.3.1 创建图块 98

4.3.2 插入图块 99

4.3.3 图块编辑 101

4.4 文字与尺寸标注 102

4.4.1 标注文字 102

4.4.2 尺寸标注 104

4.4.3 文字与尺寸编辑与修改 112

第5章 化工工艺流程图及管路图CAD快速绘制 116

5.1 化工工艺流程图CAD快速绘制 116

5.2 化工管道布置图CAD快速绘制 124

第6章 化工设备装配图CAD快速绘制 132

6.1 化工夹套加热搅拌容器装配图CAD快速绘制 132

6.2 化工设备装配大样图CAD快速绘制 149

第7章 化工设计轴测图 CAD快速绘制 156

7.1 化工设计轴测图绘制基本方法 156

7.1.1 化工设计轴测图的基础知识 157

7.1.2 化工设计轴测图的基本绘制方法 157

7.2 化工设计轴测图CAD绘制基本操作方法 159

7.2.1 化工设计等轴测图CAD绘制模式设置方法 159

7.2.2 化工设计等轴测图绘制模式下直线CAD绘制方法 160

7.2.3 化工设计等轴测图绘制模式下圆形CAD绘制方法 162

7.2.4 化工设计等轴测面内平行线CAD绘制方法 164

7.2.5 化工设计等轴测图中文字CAD标注方法 165

7.2.6 化工设计等轴测图中尺寸CAD标注方法 166

7.3 化工设计轴测图CAD绘制工程实例 169

7.3.1 化工燃料油罐布置轴测图CAD绘制 169

7.3.2 化工机械零件轴测图CAD绘制 178

第8章 化工设计CAD三维基本图形绘制与修改方法 189

8.1 AutoCAD三维坐标系快速入门 190

8.1.1 AutoCAD三维空间坐标系 190

8.1.2 AutoCAD的UCS使用方法 192

8.2 AutoCAD三维图形观察方法 194

8.3 三维基本图形CAD快速绘制 196

8.3.1 空间点与三维线CAD快速绘制 196

8.3.2 三维基本实体图形CAD快速绘制 198

8.3.3 三维复合实体图形CAD快速绘制 203

8.3.4 三维曲面图形的绘制 205

8.3.5 三维网格图形CAD快速绘制 209

8.3.6 二维CAD图形快速转换成三维CAD图形 211

8.4 三维图形CAD快速修改与编辑 217

8.4.1 三维CAD图形基本操作方法 217

8.4.2 三维CAD实体的编辑与修改基本方法 222

8.5 三维CAD图形渲染美化 232

8.5.1 消隐效果图 232

8.5.2 视觉样式效果图 233

第9章 化工设计三维图形CAD绘制实例演示 234

第10章 化工设计CAD图 打印与转换输出 253

10.1 化工设计CAD图形打印 253

10.1.1 化工设计CAD图形打印设置 253

10.1.2 化工设计CAD图形打印 259

10.2 化工设计CAD图形输出其他格式图形文件方法 260

10.2.1 CAD图形输出为PDF格式图形文件 260

10.2.2 CAD图形输出为JPG/BMP格式图形文件 261

10.3 化工设计CAD图形应用到Word文档方法 263

10.3.1 使用“Prtsc”按键复制应用到Word文档中 264

10.3.2 通过输出PDF格式文件应用到Word文档中 266

10.3.3 通过输出JPG/BMP格式文件应用到Word文档中 268 2100433B