超临界CO2流体萃取技术：成套装置及其设计

第1章绪论1
1-1超临界流体萃取在我国的应用现状1
1-1-1理论研究1
1-1-2生产装置研发2
1-1-3超临界流体萃取产品2
1-2超临界流体萃取的研究进展3
1-2-1络合萃取3
1-2-2表面活性剂与超临界微乳萃取3
1-2-3分馏萃取3
1-2-4亚临界萃取4
1-2-5超高压萃取4
1-2-6新型超临界流体的开发4
1-2-7引进外力强化超临界流体4
1-3超临界流体萃取存在的问题5
1-3-1超临界流体萃取技术存在的问题5
1-3-2应用中值得注意的几个问题5
1-4超临界流体萃取技术的发展趋势6
参考文献7

第2章超临界CO2流体萃取过程的系统设计9
2-1过程系统工程9
2-1-1过程系统工程的研究对象9
2-1-2过程系统工程的核心功能10
2-1-3过程系统模拟的方法10
2-1-4过程系统工程的应用11
2-2超临界CO2流体萃取过程的系统优化12
2-2-1过程系统的结构优化12
2-2-2过程系统的能量综合和优化13
2-2-3过程控制系统的优化14
2-3过程系统设计的内容15
2-3-1厂址的选择15
2-3-2总图布置15
2-3-3安全防火与环境保护16
2-3-4公用工程17
2-3-5自动控制17
2-3-6土建设计18
2-4工艺流程设计及工艺流程图18
2-4-1工艺流程设计18
2-4-2工艺流程图19
2-4-3工艺流程图的绘制21
2-5管道及仪表流程图22
2-5-1管道及仪表流程图的图面布置和表示方法23
2-5-2管道及仪表流程图的安全性分析28
2-6设备布置设计及设备布置图31
2-6-1设备布置设计32
2-6-2设备布置图的功能及绘制35
2-6-3典型设备布置的原则与要求38
参考文献42

第3章设备设计44
3-1超临界CO2流体萃取过程的主要设备45
3-2超临界CO2流体萃取设备的工艺设计46
3-2-1换热器的工艺设计46
3-2-2萃取釜的工艺设计57
3-2-3精馏塔的工艺设计58
3-3超临界CO2流体萃取设备的结构设计62
3-3-1设计文件63
3-3-2常用材料及其选用63
3-3-3设备的结构形式分析64
3-3-4特殊工作条件的设备设计66
3-3-5安全措施67
3-3-6萃取釜设计的主要计算内容68
3-3-7精馏塔设计的主要计算内容70
3-3-8设备图的绘制72
3-4超临界CO2流体萃取设备的快开结构设计73
3-4-1快开装置的密封73
3-4-2载荷与受力分析76
3-5固态物料超临界CO2流体萃取装置设计84
3-5-1萃取釜的基本要求85
3-5-2新型萃取釜的基本结构85
3-5-3齿啮式快开密封装置86
3-5-4筒体和半球形封头的联接结构87
3-5-5多层筒体的工程设计方法88
3-5-6半球形封头的工程设计方法89
3-5-7加强箍的工程设计方法89
3-5-8新型萃取釜的优点89
3-6液态物料超临界CO2流体萃取装置设计89
3-6-1萃取过程分离度的计算89
3-6-2萃取过程的设备计算90
参考文献94

第4章机器选型97
4-1超临界CO2流体萃取过程的主要机器97
4-2超临界CO2流体萃取用机器的选型98
4-2-1机器选型的基本原则98
4-2-2压缩机的选型99
4-2-3高压泵的选型101
4-3驱动机的选型105
4-3-1电动机106
4-3-2蒸汽透平113
4-3-3节能措施114
4-4变压器选型114
4-4-1变压器的型号与额定数据114
4-4-2变压器的运行特性115
4-4-3变压器的常见故障与处理方法115
参考文献116

第5章自动控制设计118
5-1过程控制工程设计概述118
5-2信号联锁系统的设计118
5-2-1信号联锁系统设计原则118
5-2-2信号联锁系统的基本组成环节118
5-3过程控制系统设计119
5-3-1过程控制系统方案的确定120
5-3-2过程控制系统设计中的注意事项120
5-3-3单回路控制系统的设计原则121
5-4控制工程设计122
5-4-1施工图阶段控制部分的主要工作程序123
5-4-2控制部分施工图设计主要流程124
5-5自动化装置的选型125
5-5-1仪表选型125
5-5-2控制阀的选型131
5-6微机控制系统设计133
5-6-1系统分析设计134
5-6-2总体方案设计135
5-6-3硬件设计136
5-6-4软件设计136
5-6-5系统联调136
5-7超临界CO2流体萃取装置的微机控制系统137
5-7-1超临界CO2流体萃取系统的控制要求137
5-7-2实验装置用单片机控制系统设计137
5-7-3大型装置用工控机控制系统设计139
参考文献145

第6章管道系统的设计146
6-1管道设计的基本要求与一般程序146
6-1-1管道设计的基本要求146
6-1-2压力管道及压力管道设计资格148
6-1-3管道设计的一般程序149
6-2管子的选型149
6-2-1管道材料149
6-2-2管子的规格尺寸152
6-3管件与阀门的选型152
6-3-1管件152
6-3-2附件153
6-3-3阀门154
6-3-4法兰158
6-4管道设计159
6-4-1装置用管道的配置159
6-4-2管道的计算机辅助设计 165
6-5管道设计图166
6-5-1管道设计图的种类与绘制方法166
6-5-2管道布置图166
6-5-3管道空视图175
6-5-4管道设计技术文件178
参考文献180

第7章管道支座设计和管道应力分析182
7-1管道的载荷和应力182
7-1-1载荷182
7-1-2应力182
7-2应力许用值及安全性判据183
7-3承受内压管子的强度计算185
7-3-1承受内压管子的强度分析185
7-3-2管子壁厚计算185
7-3-3弯管壁厚计算187
7-3-4焊制三通壁厚计算187
7-4管道支座与吊架188
7-4-1类型188
7-4-2选用及设置189
7-5管系的振动196
7-5-1往复式压缩机管道振动分析及对策196
7-5-2管道系统的液击与对策205
参考文献208

第8章绝热设计210
8-1概述210
8-2绝热材料及其选择210
8-2-1绝热材料的基本性能要求210
8-2-2绝热材料的选择213
8-3绝热结构设计214
8-3-1绝热结构的基本要求214
8-3-2绝热结构形式215
8-3-3绝热结构设计的规定与要求215
8-4绝热计算218
8-4-1绝热厚度的计算原则218
8-4-2绝热设计的计算步骤219
8-4-3绝热计算数据的选取219
8-4-4绝热厚度的计算219
8-4-5绝热表面散热损失的核算221
8-4-6管道绝热设计文件222
8-5绝热结构设计示例222
8-5-1设备绝热结构示例222
8-5-2管道绝热结构示例223
8-6绝热施工检验与验收229
8-6-1材料的检验229
8-6-2施工过程中的检验229
8-6-3绝热工程验收及交工230
8-7保冷绝热设计231
8-7-1保冷绝热设计内容与方法232
8-7-2保冷结构设计的特殊要求233
参考文献234

第9章防腐设计235
9-1概述235
9-1-1金属材料腐蚀的分类235
9-1-2影响金属腐蚀的因素236
9-2环境处理的方法237
9-2-1除去环境中腐蚀性物质237
9-2-2在环境中添加防腐蚀成分238
9-2-3通过腐蚀监控进行防腐管理240
9-2-4环境处理方法的技术进展242
9-3表面覆盖层防腐方法243
9-3-1防锈包装243
9-3-2金属覆盖层245
9-4电化学保护技术246
9-4-1阳极保护247
9-4-2阴极保护248
9-5防腐蚀施工与检验249
9-5-1施工准备249
9-5-2防腐蚀施工前的基体保护250
9-5-3防腐施工251
9-6设备设计时防腐蚀方法简介251
参考文献252

第10章建设项目的技术经济评价253
10-1技术经济评价253
10-1-1技术经济评价的主要步骤及指标体系253
10-1-2技术经济评价的主要类型253
10-2市场机会评价254
10-2-1市场调查254
10-2-2市场容量254
10-2-3增长潜力254
10-2-4竞争能力254
10-2-5预定开发规模的确定255
10-3技术分析与评价255
10-3-1技术分析与评价的意义及作用255
10-3-2技术分析的主要内容255
10-3-3技术先进性256
10-3-4技术适用性256
10-3-5技术可靠性256
10-4工程项目的投资估算256
10-4-1固定资产的投资计价256
10-4-2无形资产计价258
10-4-3递延资产计价258
10-4-4预备费估算259
10-4-5固定资产投资方向调节税259
10-4-6借款利息的计算259
10-4-7流动资金估算261
10-5工艺装置的投资估算261
10-5-1单元设备价格估算261
10-5-2超临界CO2流体萃取装置的投资估算262
10-6建设资金的筹集264
10-6-1固定资产投资资金的筹集264
10-6-2流动资金筹集265
10-7生产成本和费用估算265
10-7-1总成本费用的构成265
10-7-2总成本费用的估算与分析266
10-8财务评价271
10-8-1财务评价的盈利能力分析271
10-8-2财务评价的清偿能力分析273
10-9不确定性分析及方案比较275
10-9-1不确定性分析275
10-9-2方案比较276
10-10国民经济评价277
10-11设计概算278
参考文献280

第11章绿色过程系统工程与环境评价282
11-1绿色过程系统工程282
11-1-1绿色过程系统工程的范畴和定义282
11-1-2绿色过程系统的模拟与分析282
11-1-3绿色过程系统的优化283
11-1-4过程系统的集成283
11-2工程项目的环境影响评价283
11-3超临界CO2流体萃取过程的污染源分析285
11-3-1噪声污染来源285
11-3-2气体污染来源286
11-3-3油、水污染来源286
11-3-4固态污染来源286
11-4超临界CO2流体萃取过程的污染源控制287
11-4-1噪声控制287
11-4-2气体污染的控制287
11-4-3加强管理控制油、水污染288
11-4-4固态污染的处理288
11-4-5劳动保护288
11-5环境影响评价报告书的主要内容288
参考文献293

第12章项目可行性研究报告的编制295
12-1项目可行性研究报告的基本要求295
12-2可行性研究报告的评估要点295
12-2-1市场分析及建设规模295
12-2-2工程及工艺技术方案296
12-2-3厂址选择、辅助及配套设施296
12-2-4投资估算及资金筹措297
12-2-5效益分析297
12-3项目可行性研究报告的编写297
12-4项目可行性研究报告与环境影响评价的关系302
参考文献304