第一章-化工设备概述.ppt

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1、第一章第一章 化工设备概述化工设备概述目目 录录化工设备的应用、类型及基本要求化工设备的应用、类型及基本要求化工设备的应用、类型及基本要求化工设备的应用、类型及基本要求1 1化工设备常用材料化工设备常用材料化工设备常用材料化工设备常用材料2 2压力容器的类型及规范介绍压力容器的类型及规范介绍压力容器的类型及规范介绍压力容器的类型及规范介绍3 3第一节第一节 化工设备的应用、类型及基本要求化工设备的应用、类型及基本要求一、化工设备的应用一、化工设备的应用 典型炼油、化工生产装置所需的化工设备典型炼油、化工生产装置所需的化工设备 序号序号 生产装置名称生产装置名称 所需的主要设备所需的主要设备 1

2、 1 常减压常减压 加热炉、分馏塔、换热器加热炉、分馏塔、换热器 空气冷却器、空气冷却器、各种油泵各种油泵 2 2 催化裂化催化裂化 加热炉、反应器、沉降器、加热炉、反应器、沉降器、再生器、旋风分离器、分馏塔、再生器、旋风分离器、分馏塔、空气冷却器、离心式鼓风机、空气冷却器、离心式鼓风机、各种油泵、各类容器各种油泵、各类容器序号序号 生产装置名称生产装置名称 所需的主所需的主要设备要设备 3 3 催化重整催化重整 加热炉、分馏塔、反应器、加热炉、分馏塔、反应器、抽提塔、各种换热器、各种油泵抽提塔、各种换热器、各种油泵 4 4 溶剂脱沥青溶剂脱沥青 加热炉、抽提塔、蒸发器、加热炉、抽提塔、蒸发器

3、、丙烷压缩机、各种油泵丙烷压缩机、各种油泵 5 5 润滑油脱蜡润滑油脱蜡 加热炉、各类塔器、转鼓式真加热炉、各类塔器、转鼓式真 空过滤机、套管结晶器、离心式空过滤机、套管结晶器、离心式 空气压缩机、各种泵空气压缩机、各种泵 6 6 合成氨合成氨 加热炉、反应器、分馏塔、加热炉、反应器、分馏塔、压缩机、换热设备、各种泵压缩机、换热设备、各种泵 7 7 丁烯氧化脱氢生产丁二烯丁烯氧化脱氢生产丁二烯 反应器、各种塔器、蒸发器、反应器、各种塔器、蒸发器、空气压缩机、混合器、废热锅空气压缩机、混合器、废热锅 炉、各种泵炉、各种泵 8 8 乙烯催化水合生产乙醇乙烯催化水合生产乙醇 加热炉、反应器、压缩机、

4、加热炉、反应器、压缩机、分馏塔、洗涤塔、各种泵分馏塔、洗涤塔、各种泵 化工设备的应用化工设备的应用 化工设备不仅用于化工和炼油生产中，而且在轻化工设备不仅用于化工和炼油生产中，而且在轻工、医药、食品、冶金、能源、交通等工业部门也有着工、医药、食品、冶金、能源、交通等工业部门也有着广泛的应用。广泛的应用。二、化工设备的特点二、化工设备的特点 功能原理多样化功能原理多样化 外壳多为压力容器外壳多为压力容器 化工化工机械机械电气一体化电气一体化 设备结构大型化设备结构大型化三、化工设备的基本要求三、化工设备的基本要求 工艺性能要求工艺性能要求 工艺性能要求通常包括：工艺性能要求通常包括：反应设备的反

5、应速度、换反应设备的反应速度、换热设备的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存热设备的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存量等。量等。安全性能要求安全性能要求 化工设备必须具有足够的强度和刚度，良好的韧性、化工设备必须具有足够的强度和刚度，良好的韧性、耐腐蚀性和可靠的密封性。耐腐蚀性和可靠的密封性。使用和经济性能要求使用和经济性能要求 在满足工艺要求和安全可靠运行的前提下，要尽量在满足工艺要求和安全可靠运行的前提下，要尽量作到适用和经济合理。作到适用和经济合理。四、化工设备的类型四、化工设备的类型 加热设备加热设备 换热设备换热设备 传质设备传质设备 反应设备反应设备 塔设备塔设备 储存

6、设备储存设备 第二节第二节 化工设备常用材料化工设备常用材料一、压力容器用钢的基本要求一、压力容器用钢的基本要求 较高的强度，良好的塑性、韧性，良好的焊接较高的强度，良好的塑性、韧性，良好的焊接性和耐腐蚀性。性和耐腐蚀性。二、常用钢材介绍二、常用钢材介绍 钢板钢板 碳素结构钢钢板碳素结构钢钢板 在压力容器中可供选用的牌号有在压力容器中可供选用的牌号有Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C 压力容器用碳素钢和低合金钢钢板压力容器用碳素钢和低合金钢钢板 这类材料属于一般压力容器专用钢板这类材料属于一般压力容器专用钢板，常见的有常见的有 20R、16MnR、15MnVR、15MnV

7、NR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR等 低温压力容器用低合金钢钢板低温压力容器用低合金钢钢板 常见的有常见的有 16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR、07MnNiCrMoVDR等等 不锈钢钢板不锈钢钢板 常见的有常见的有 0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2Ti、0Cr19Ni13Mo3等等 钢管钢管 钢管在化工设备中应用也是很多的，如钢管在化工设备中应用也是很多的，如容器壳容器壳体上各种接管，管壳式换热器上的换热管、加热炉体上各种接管，管壳式换热器上的换热管、加热炉的炉管的炉管等。这些都要求使

8、用无缝钢管，另外大直径等。这些都要求使用无缝钢管，另外大直径的无缝钢管还可直接用来制作容器的壳体。的无缝钢管还可直接用来制作容器的壳体。锻件锻件 压力容器的某些零部件，如锻焊结构的容器的压力容器的某些零部件，如锻焊结构的容器的筒节、压力容器法兰、换热器的管板、锻制平封头、筒节、压力容器法兰、换热器的管板、锻制平封头、锻制紧缩口等，都要求用锻件来制造。常用锻件的锻制紧缩口等，都要求用锻件来制造。常用锻件的毛坯用筒形、环形、饼形、碗形、长颈法兰专用锻毛坯用筒形、环形、饼形、碗形、长颈法兰专用锻件、条形等件、条形等。螺栓、螺母常用材料螺栓、螺母常用材料 螺栓、螺母用材料的要求螺栓、螺母用材料的要求

9、材料机械强度要高，材料要具有良好的塑性、韧性材料机械强度要高，材料要具有良好的塑性、韧性以及良好的机械加工性能；对高温和高强度螺栓用钢，以及良好的机械加工性能；对高温和高强度螺栓用钢，还必须具有良好的抗松弛性、良好的耐热性以及较低的还必须具有良好的抗松弛性、良好的耐热性以及较低的缺口敏感性；同时，螺栓与螺母需要配套使用，通常螺缺口敏感性；同时，螺栓与螺母需要配套使用，通常螺栓用材料的强度和硬度应略高于螺母用材料。栓用材料的强度和硬度应略高于螺母用材料。螺栓、螺母常用材料螺栓、螺母常用材料 见附表见附表 三、压力容器用钢的选用原则三、压力容器用钢的选用原则l设备的使用和操作条件；设备的使用和操作

10、条件；l材料的力学性能；材料的力学性能；l材料的焊接和冷热加工性能；材料的焊接和冷热加工性能；l设备的使用功能和制造工艺；设备的使用功能和制造工艺；l国家或行业的相关标准；国家或行业的相关标准；l材料的来源与价格材料的来源与价格。第三节第三节 压力容器的类型及规范介绍压力容器的类型及规范介绍一、压力容器的类型一、压力容器的类型 压力容器的定义压力容器的定义 是指是指压力和容积压力和容积达到一定的数值，容器所处的工作达到一定的数值，容器所处的工作温度使其内部介质呈气态的密闭容器。按中国温度使其内部介质呈气态的密闭容器。按中国压力容压力容器安全技术监察规程器安全技术监察规程的规定，同时具备下列条件

11、的容的规定，同时具备下列条件的容器称为压力容器器称为压力容器。工作压力大于等于工作压力大于等于0.1MPa0.1MPa（不含液柱静压力）；（不含液柱静压力）；直径（非圆形截面指断面最大尺寸）大于等于直径（非圆形截面指断面最大尺寸）大于等于0.15m0.15m，且容积大于等于，且容积大于等于0.025m0.025m3 3；介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体准沸点的液体。压力容器的分类压力容器的分类 按按工艺用途工艺用途分类分类 反应容器、换热容器、分离（传质）容器、反应容器、换热容器、分离（传质）容器、储存容器储存容器 按按承压方

12、式承压方式分类分类 内压容器、外压容器内压容器、外压容器 按按设计压力设计压力高低分类高低分类 l低压容器低压容器 0.1 MPa0.1 MPap p1.6 MPa1.6 MPa。l中压容器中压容器 1.6 MPa1.6 MPap p10.0 MPa10.0 MPa。l高压容器高压容器 10.0 MPa10.0 MPap p100 MPa100 MPa。l超高压容器超高压容器 p p100 MPa100 MPa。按容器的按容器的工作温度工作温度分类分类 l 低温容器低温容器 设计温度设计温度-20-20。l 常温容器常温容器 设计温度设计温度-20-20200200。l中温容器中温容器 设计温

13、度设计温度-200-200450450。l高温容器高温容器 设计温度设计温度-450-450 按按安全技术监察规程的要求安全技术监察规程的要求分类分类 第一类压力容器第一类压力容器 所有的低压容器（已划分为第二类和第三类者除所有的低压容器（已划分为第二类和第三类者除外）都是第一类压力容器。外）都是第一类压力容器。第二类压力容器第二类压力容器 具有下列情况之一的为第二类压力容器。具有下列情况之一的为第二类压力容器。l中压容器（已划分为第三类者除外）。中压容器（已划分为第三类者除外）。l易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器。器和储存容

14、器。l毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器。毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器。l低压管壳式余热锅炉。低压管壳式余热锅炉。l低压搪玻璃压力容器低压搪玻璃压力容器。第三类压力容器第三类压力容器 具有下列情况之一的为第三类压力容器。具有下列情况之一的为第三类压力容器。l高压容器。高压容器。l毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器。毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器。l毒性程度为极度和高度危害介质，且设计压力和容积的乘积大于等于毒性程度为极度和高度危害介质，且设计压力和容积的乘积大于等于0.2 0.2 MPaMPam3m3的低压容器。的低压容器。l易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力和

15、容积的乘积大于等于易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力和容积的乘积大于等于0.5 0.5 MPaMPam3m3的中压反应容器。的中压反应容器。l易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力和容积的乘积大于等于易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力和容积的乘积大于等于10 10 MPaMPam3m3的中压储存容器。的中压储存容器。l高压、中压管壳式余热锅炉。高压、中压管壳式余热锅炉。l中压搪玻璃压力容器。中压搪玻璃压力容器。l用标准抗拉强度大于用标准抗拉强度大于540 MPa540 MPa的高强度钢制造的压力容器。的高强度钢制造的压力容器。l移动式压力容器。包括介质为液化气体和低温液体的铁路罐

16、车，液化气体运输移动式压力容器。包括介质为液化气体和低温液体的铁路罐车，液化气体运输（半挂）罐式汽车、低温液体运输（半挂）罐式汽车、永久气体运输（半挂）（半挂）罐式汽车、低温液体运输（半挂）罐式汽车、永久气体运输（半挂）罐式汽车，介质为液化气体和低温液体的罐式集装箱。罐式汽车，介质为液化气体和低温液体的罐式集装箱。l容积大于等于容积大于等于50 m350 m3的球形容器；的球形容器；l容积大于容积大于5 m35 m3的低温液体储存容器的低温液体储存容器。其他分类方法其他分类方法 按照按照容器的相对壁厚容器的相对壁厚分分 薄壁薄壁容器、容器、厚壁厚壁容器，容器，按照容器按照容器安装时的相对位置分

17、安装时的相对位置分 立式立式容器、容器、卧式卧式容器容器 按照容器的按照容器的几何形状几何形状分分 圆筒形容圆筒形容器、器、球形球形容器、容器、锥形锥形容器容器 椭圆形椭圆形容器、容器、矩形矩形容器容器二、压力容器规范介绍二、压力容器规范介绍 中国主要的压力容器标准和管理规范中国主要的压力容器标准和管理规范 GB1501998钢制压力容器钢制压力容器 GB150GB15019981998是是中中国国压压力力容容器器方方面面一一部部最最重重要要的的国国家家标标准准，该该标标准准规规定定了了钢钢制制压压力力容容器器在在设设计计、制制造造、检检验验与验收方面的要求。与验收方面的要求。GB151199

18、9管壳式换热器管壳式换热器 GB151GB15119991999是是管管壳壳式式换换热热器器的的国国家家标标准准，是是管管壳壳式式换换热热器器设设计计、制制造造、检检验验与与验验收收、安安装装、试试车车和和维维护护的的基本依据基本依据。JB47102000钢制塔式容器钢制塔式容器 JB4710JB471020002000是压力容器方面的行业标准，是塔式是压力容器方面的行业标准，是塔式容器设计、制造、检验与验收的直接依据。容器设计、制造、检验与验收的直接依据。压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程 该规范是压力容器安全管理的一个技术法规，该规范是压力容器安全管理的一个技术法规，同时也是政府对压力容器实施技术监督和管理的依据同时也是政府对压力容器实施技术监督和管理的依据