化工設(shè)備基礎(chǔ)知識演示文稿

化工設(shè)備基礎(chǔ)知識演示文稿本文檔共38頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分本文檔共38頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分本文檔共38頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分本文檔共38頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分模塊一化工設(shè)備基礎(chǔ)知識任務(wù)二化工生產(chǎn)與化工設(shè)備的關(guān)系任務(wù)三化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求新內(nèi)容簡介任務(wù)四化工容器的結(jié)構(gòu)與分類任務(wù)一課程知識構(gòu)架及學(xué)習(xí)目標(biāo)本文檔共38頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分理論知識化工設(shè)備基本知識化工設(shè)備力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)械傳動與聯(lián)接(自學(xué))壓力容器塔設(shè)備換熱器攪拌反應(yīng)釜化工管路一、知識構(gòu)架實(shí)驗(yàn)內(nèi)容１、碳鋼熱處理實(shí)驗(yàn)２、拉伸——壓縮實(shí)驗(yàn)３、水壓試驗(yàn)

4、外壓容器失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)一課程知識構(gòu)架及學(xué)習(xí)目標(biāo)本文檔共38頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分二、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、了解材料、工程結(jié)構(gòu)、力學(xué)和機(jī)械傳動與聯(lián)接方面的基本知識２、掌握常用化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)、應(yīng)用

3、初步掌握化工設(shè)備結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的基本知識。

本文檔共38頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分

課程安排與要求一、課程安排68學(xué)時(shí)1、實(shí)驗(yàn)：3~4次2、平時(shí)作業(yè)3、課堂提問4、實(shí)驗(yàn)報(bào)告二、要求1、實(shí)驗(yàn)、平時(shí)作業(yè)不能缺，否則沒成績。2、課堂紀(jì)律不能曠課否則沒成績3、良好學(xué)風(fēng)4、學(xué)習(xí)方法課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)完成一定數(shù)量的習(xí)題學(xué)會知識的綜合應(yīng)用本文檔共38頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分 化工生產(chǎn)過程不僅取決于化學(xué)工藝過程，而且與化工機(jī)械裝備密切相關(guān)。介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，由反應(yīng)器提供符合反應(yīng)條件要求的空間質(zhì)量傳遞通常在塔設(shè)備中完成熱量傳遞在換熱器中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換由泵、壓縮機(jī)等裝置承擔(dān)

化工機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步能促進(jìn)新工藝的誕生和實(shí)施大型壓縮機(jī)和超高壓容器的研制成功，使人造金剛石的構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí)化工工藝發(fā)展不斷要求新裝備任務(wù)二化工生產(chǎn)與化工機(jī)械設(shè)備的關(guān)系本文檔共38頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分化工過程：對原料進(jìn)行化學(xué)和物理加工，以獲得有利產(chǎn)品的過程。設(shè)備：完成某種單元過程的裝置。本文檔共38頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分二甲醚空氣

壓縮機(jī)反應(yīng)器吸收塔離子交換塔甲醛成品

(反應(yīng))

(傳熱)

(壓縮)

(分離)

(離子交換)壓縮機(jī)冷卻塔甲醛生產(chǎn)

Ag

CH3OH(氣)+(1/2)O2(氣)─→HCHO(氣)+H2O(氣)973K本文檔共38頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分二氧化碳水蒸汽天然氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)化爐冷卻塔合成反應(yīng)器分餾塔冷凝塔甲醇反應(yīng)

傳熱壓縮反應(yīng)分離傳熱甲醇生產(chǎn)

CO+2H2=CH3OHCO2+3H2=CH3OH+H2O本文檔共38頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分

①千萬噸級大煉油廠大型塔器——國外最大常壓塔Φ9m，減壓塔Φ16m。大型換熱器——國外最大15000m2，國內(nèi)只有4000m2，

29化工工藝發(fā)展不斷要求新裝備②百萬噸級大乙烯

大型離心壓氣機(jī)——單機(jī)45,000KW，要求高可靠性，高壽命。大型低溫球罐(-30℃，1.72MPa)——國外最大3700m3雙層結(jié)構(gòu)，低溫鋼。本文檔共38頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分

化工設(shè)備的特點(diǎn)功能原理的多樣化

須進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)外部殼體多是壓力容器化—機(jī)—電技術(shù)緊密結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)大型化噸量大尺寸大溫度高目前國內(nèi)：合成氨年產(chǎn)量達(dá)30多萬噸尿素高達(dá)60多萬噸國外：合成氨年產(chǎn)量達(dá)60多萬噸尿素高達(dá)100多萬噸

合成氨塔的直徑達(dá)3000mm12.5萬m3

儲油罐高達(dá)20m本文檔共38頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分化工生產(chǎn)的特點(diǎn)生產(chǎn)的連續(xù)性強(qiáng)處理物料大多是氣體、液體和粉體，處理過程如傳質(zhì)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)可連續(xù)進(jìn)行，為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，化工生產(chǎn)過程一般采用連續(xù)的工藝流程。在連續(xù)性的過程中，每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)都非常重要，若出現(xiàn)事故，將破壞連續(xù)性生產(chǎn)生產(chǎn)條件苛刻介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)：有很多介質(zhì)具有腐蝕性。例如，酸、堿、鹽一類的介質(zhì)，對金屬或非金屬物件的腐蝕，使機(jī)器與設(shè)備的使用壽命大為降低。腐蝕生成物的沉積，可能堵塞機(jī)器與設(shè)備的通道，破壞正常的工藝條件，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行任務(wù)三化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求本文檔共38頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分溫度和壓力變化大：溫度和壓力變化大，溫度從深冷到高溫，壓力從真空到數(shù)百兆帕。使得有的設(shè)備要承受高溫或高壓，有的設(shè)備要承受低溫或低壓。溫度和壓力的不同，影響到設(shè)備的工作條件和材料選擇介質(zhì)大多易燃易爆有毒性：如氨氣、氫氣、苯蒸氣等均屬此類。還有不少介質(zhì)有較強(qiáng)的毒副作用，如二氧化硫、二氧化氮、硫化氫、一氧化碳等。這些易燃、易爆、有毒性的介質(zhì)一旦泄漏，不僅會造成環(huán)境的污染，而且還可能造成人員傷亡和重大事故的發(fā)生生產(chǎn)原理的多樣性：生產(chǎn)過程按作用原理可分為質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、能量傳遞和化學(xué)反應(yīng)等若干類型。同一類型中功能原理也多種多樣，如傳熱設(shè)備的傳熱過程，按傳熱機(jī)理又可分為熱傳導(dǎo)、對流和輻射。故化工設(shè)備的用途、操作條件、結(jié)構(gòu)形式也千差萬別生產(chǎn)的技術(shù)含量高：既包含了先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，又需要先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，還離不開先進(jìn)的控制與檢測手段。并呈現(xiàn)出學(xué)科綜合，專業(yè)復(fù)合，化、機(jī)、電一體化的發(fā)展勢態(tài)本文檔共38頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求安全性要求工藝性要求使用性能要求經(jīng)濟(jì)性能要求本文檔共38頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分安全性能要求足夠的強(qiáng)度：材料強(qiáng)度是指載荷作用下材料抵抗永久變形和斷裂的能力。屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度是鋼材常用的強(qiáng)度判據(jù)。良好的韌性：韌性是指材料斷裂前吸收變形能量的能力。由于原材料制造（特別是焊接）和使用（如疲勞、應(yīng)力腐蝕）等方面的原因，化工設(shè)備的構(gòu)件常帶有各種各樣的缺陷，如裂紋、氣孔、夾渣等。如果材料韌性差，可就能因其本身的缺陷或在波動載荷作用下發(fā)生脆性破斷。足夠的剛度和抗失穩(wěn)的能力：剛度是指設(shè)備在外力作用下，抵抗變形保持原有形狀的能力良好的抗腐蝕性：材料被酸、堿、鹽腐蝕后，不僅會導(dǎo)致壁厚減薄，最終會破壞可靠的密封性：密封性是指化工設(shè)備防止介質(zhì)泄漏的能力，介質(zhì)泄漏，可能造成環(huán)境污染，還可能引起中毒、燃燒、爆炸本文檔共38頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分使用性能要求結(jié)構(gòu)合理、制造簡單：結(jié)構(gòu)要簡單，設(shè)計(jì)要合理，材料利用率高，制造方法要有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化、成批生產(chǎn)運(yùn)輸安裝方便：對于大型設(shè)備要考慮運(yùn)行的可行性，運(yùn)載工具的能力、空間大小、碼頭深度、橋梁和路面的承載能力、吊裝設(shè)備的噸位。大型、特殊要求設(shè)備要考慮現(xiàn)場組裝的條件和方法操作、控制、維護(hù)簡便：操作程序和方法要盡量簡單，能設(shè)有防止誤操作的報(bào)警裝置。設(shè)備上要有測量、報(bào)警和調(diào)節(jié)裝置。操作過程出現(xiàn)超溫、超壓等時(shí)，能報(bào)警，并可對操作狀態(tài)自動調(diào)節(jié)。本文檔共38頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分1.單位生產(chǎn)能力技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求2.消耗系數(shù)

3.設(shè)備價(jià)格4.管理成本5.產(chǎn)品總成本本文檔共38頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分壓力容器----滿足介質(zhì)壓力，介質(zhì)容積及其乘積等要求的容器。相關(guān)知識化工機(jī)械----化工生產(chǎn)中所使用的機(jī)械設(shè)備的總稱，包括化工設(shè)備與化工機(jī)器化工設(shè)備指靜止設(shè)備：各種塔、換熱器化工機(jī)器指動設(shè)備：各種壓縮機(jī)、泵等任務(wù)四化工容器的結(jié)構(gòu)與分類本文檔共38頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分化工容器----化工生產(chǎn)中所使用的化工設(shè)備外部殼體的總稱化工設(shè)備----化工設(shè)備主要由化工容器和不同的設(shè)備內(nèi)件所組成相關(guān)知識本文檔共38頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分化工容器的結(jié)構(gòu)及作用本文檔共38頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分化工容器由哪幾部分組成?主體：筒體、封頭附件：開孔與接管、密封裝置、支座、安全裝置等化工容器的標(biāo)準(zhǔn)件（三化：系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化）各部分的作用是什么？本文檔共38頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分容器的分類按承壓性質(zhì)分類按承壓性質(zhì)可將容器分為內(nèi)壓容器和外壓容器兩類。容器的內(nèi)部介質(zhì)壓力大于外界壓力時(shí)為內(nèi)壓容器。反之，則為外壓容器。真空容器是指內(nèi)部壓力小于一個(gè)絕對大氣壓(0.1MPa)的外壓容器。本文檔共38頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分內(nèi)壓容器按其設(shè)計(jì)壓力，可劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓四個(gè)壓力等級。高壓容器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、材料選擇、制造技術(shù)及檢驗(yàn)要求與中、低壓容器不同。本書只討論中、低壓容器的設(shè)計(jì)。內(nèi)壓容器的分類

容器的分類設(shè)計(jì)壓力p

（MPa）低壓容器0.1≤p＜1.6中壓容器1.6≤p＜10高壓容器10≤p＜100超高壓容器p≥100本文檔共38頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分按原理與作用分反應(yīng)容器R:如反應(yīng)，分解塔，合成塔換熱容器E:熱交換器，蒸發(fā)器，冷凝器分離類容器S：如洗滌塔，過濾器，吸收塔，干燥塔儲存類容器C（其中球罐的代號為B）：如各種儲罐。本文檔共38頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分按容器的外徑Do和內(nèi)徑Di的比值K不同，可將容器分為：a、厚壁容器：K>1.2b、薄壁容器：K1.2按支承形式分----立式容器和臥式容器按材料分----金屬容器和非金屬容器按幾何形狀分---圓柱形、球形、橢圓形、錐形、矩形等.本文檔共38頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分

按工作溫度分－－低溫容器－２０℃常溫容器－２０～２００℃中溫容器２００～４５０℃高溫容器４５０℃本文檔共38頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分按監(jiān)察規(guī)程分(壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程)1、最高工作壓力Pw≥0.1MPa2、內(nèi)直徑Di≥0.15m，且V≥0.025m33、盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。監(jiān)察規(guī)程的管轄范圍壓力容器必備的三個(gè)條件：根據(jù)容器的壓力等級、介質(zhì)毒性危害程度以及pV值，壓力容器（不包括核能容器、船舶上的專用容器和直接受火焰加熱的容器）可分為三類。本文檔共38頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分三類容器1、高壓容器；2、低壓容器(毒性為極度或高度危害介質(zhì)的中壓和PV大于0.2MPam3)；3、中壓反應(yīng)容器(易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)且PV>0.5MPam3)；4、中壓儲存容器(易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)且PV>10MPam3)；5、高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；6、中壓搪玻璃壓力容器；7、球形（V>50m3)和低溫儲存容器(V>5m3)；8、移動式壓力容器。本文檔共38頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分1、一般中壓容器；二類容器2、介質(zhì)為易燃或毒性程度為中度危害的低壓反應(yīng)容器和儲存容器；3、毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器；4、低壓管殼式余熱鍋爐；5、搪玻璃壓力容器。本文檔共38頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\21點(diǎn)56分GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》(1)極度危害<0.1mg/m3,氫氟酸、光氣等(2)高度危害0.1~1.0mg/m3,氟、氯化氫等(3)中度危害1.0~10mg/m3,二氧