化工設(shè)備課件-化工設(shè)備概述

1、第一章 化工設(shè)備概述,目 錄,第一節(jié) 化工設(shè)備的應(yīng)用、類型及基本要求,一、化工設(shè)備的應(yīng)用 ● 典型煉油、化工生產(chǎn)裝置所需的化工設(shè)備 序號(hào) 生產(chǎn)裝置名稱 所需的主要設(shè)備 1 常減壓 加熱爐、分餾塔、換熱器 空氣冷卻器、 各種油泵 2 催化裂化

2、 加熱爐、反應(yīng)器、沉降器、 再生器、旋風(fēng)分離器、分餾塔、 空氣冷卻器、離心式鼓風(fēng)機(jī)、 各種油泵、各類容器,序號(hào) 生產(chǎn)裝置名稱 所需的主要設(shè)備 3 催化重整 加熱爐、分餾塔、反應(yīng)器、

3、 抽提塔、各種換熱器、各種油泵 4 溶劑脫瀝青 加熱爐、抽提塔、蒸發(fā)器、 丙烷壓縮機(jī)、各種油泵 5 潤(rùn)滑油脫蠟 加熱爐、各類塔器、轉(zhuǎn)鼓式真 空過(guò)濾機(jī)、套管結(jié)晶器、離心式 空氣壓縮機(jī)、各種

4、泵 6 合成氨 加熱爐、反應(yīng)器、分餾塔、 壓縮機(jī)、換熱設(shè)備、各種泵 7 丁烯氧化脫氫生產(chǎn)丁二烯 反應(yīng)器、各種塔器、蒸發(fā)器、 空氣壓縮機(jī)、混合器、廢熱鍋 爐、各種泵 8 乙烯催化水合生產(chǎn)乙醇 加熱爐、反應(yīng)器、壓縮機(jī)

5、、 分餾塔、洗滌塔、各種泵,● 化工設(shè)備的應(yīng)用 化工設(shè)備不僅用于化工和煉油生產(chǎn)中，而且在輕工、醫(yī)藥、食品、冶金、能源、交通等工業(yè)部門也有著廣泛的應(yīng)用。 二、化工設(shè)備的特點(diǎn) ＊ 功能原理多樣化 ＊ 外殼多為壓力容器 ＊ 化工—機(jī)械—電氣一體化 ＊ 設(shè)備結(jié)構(gòu)大型化,三、化工設(shè)備的基本要求 ＊ 工藝性能要求

6、 工藝性能要求通常包括：反應(yīng)設(shè)備的反應(yīng)速度、換熱設(shè)備的傳熱量、塔設(shè)備的傳質(zhì)效率、儲(chǔ)存設(shè)備的儲(chǔ)存量等。 ＊ 安全性能要求 化工設(shè)備必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，良好的韌性、耐腐蝕性和可靠的密封性。 ＊ 使用和經(jīng)濟(jì)性能要求 在滿足工藝要求和安全可靠運(yùn)行的前提下，要盡量作到適用和經(jīng)濟(jì)合理。,四、化工設(shè)備的類型 ＊ 加熱設(shè)備 ＊ 換熱設(shè)備

7、 ＊ 傳質(zhì)設(shè)備 ＊ 反應(yīng)設(shè)備 ＊ 塔設(shè)備 ＊ 儲(chǔ)存設(shè)備,第二節(jié) 化工設(shè)備常用材料,一、壓力容器用鋼的基本要求 較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性，良好的焊接性和耐腐蝕性。二、常用鋼材介紹 ● 鋼板 ＊ 碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板 在壓力容器中可供選用的牌號(hào)有Q235-A·F、Q235-A、Q235-B、Q235-C

8、,＊ 壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鋼板 這類材料屬于一般壓力容器專用鋼板，常見(jiàn)的有 20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR、 18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR等 ＊ 低溫壓力容器用低合金鋼鋼板 常見(jiàn)的有 16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR、07MnNiCrMoVDR等 ＊ 不銹鋼鋼板

9、 常見(jiàn)的有 0Cr13、0Cr18Ni9 、0Cr18Ni10Ti 、 0Cr17Ni12Mo2Ti 、0Cr19Ni13Mo3等,● 鋼管 鋼管在化工設(shè)備中應(yīng)用也是很多的，如容器殼體上各種接管，管殼式換熱器上的換熱管、加熱爐的爐管等。這些都要求使用無(wú)縫鋼管，另外大直徑的無(wú)縫鋼管還可直接用來(lái)制作容器的殼體。 ● 鍛件 壓力容器的某些零部件，如鍛焊結(jié)構(gòu)的容器的筒節(jié)、壓力容器法蘭、換熱器

10、的管板、鍛制平封頭、鍛制緊縮口等，都要求用鍛件來(lái)制造。常用鍛件的毛坯用筒形、環(huán)形、餅形、碗形、長(zhǎng)頸法蘭專用鍛件、條形等 。,● 螺栓、螺母常用材料 ＊ 螺栓、螺母用材料的要求 材料機(jī)械強(qiáng)度要高，材料要具有良好的塑性、韌性以及良好的機(jī)械加工性能；對(duì)高溫和高強(qiáng)度螺栓用鋼，還必須具有良好的抗松弛性、良好的耐熱性以及較低的缺口敏感性；同時(shí)，螺栓與螺母需要配套使用，通常螺栓用材料的強(qiáng)度和硬度應(yīng)略高于螺母用材料。 ＊

11、螺栓、螺母常用材料 見(jiàn)附表,三、壓力容器用鋼的選用原則設(shè)備的使用和操作條件；材料的力學(xué)性能；材料的焊接和冷熱加工性能；設(shè)備的使用功能和制造工藝；國(guó)家或行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；材料的來(lái)源與價(jià)格。,第三節(jié) 壓力容器的類型及規(guī)范介紹,一、壓力容器的類型 ● 壓力容器的定義 是指壓力和容積達(dá)到一定的數(shù)值，容器所處的工作溫度使其內(nèi)部介質(zhì)呈氣態(tài)的密閉容器。按中國(guó)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

12、的規(guī)定，同時(shí)具備下列條件的容器稱為壓力容器。 ＊ 工作壓力大于等于0.1MPa（不含液柱靜壓力）； ＊ 直徑（非圓形截面指斷面最大尺寸）大于等于0.15m，且容積大于等于0.025m3； ＊ 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。,● 壓力容器的分類 ＊ 按工藝用途分類 反應(yīng)容器、換熱容器、分離（傳質(zhì)）容器、

13、儲(chǔ)存容器 ＊ 按承壓方式分類 內(nèi)壓容器、外壓容器 ＊ 按設(shè)計(jì)壓力高低分類 低壓容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa。中壓容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa。高壓容器 10.0 MPa≤p＜100 MPa。超高壓容器 p≥100 MPa。,＊ 按容器的工作溫度分類 低溫容器 設(shè)計(jì)溫度≤-20℃。 常溫容器 設(shè)計(jì)溫度＞-20～200℃。中溫容器 設(shè)計(jì)溫度＞-200～45

14、0℃。高溫容器 設(shè)計(jì)溫度＞-450℃ ＊ 按安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的要求分類 第一類壓力容器 所有的低壓容器（已劃分為第二類和第三類者除外）都是第一類壓力容器。,第二類壓力容器 具有下列情況之一的為第二類壓力容器。中壓容器（已劃分為第三類者除外）。易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和儲(chǔ)存容器。毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器。低壓管殼式余熱鍋爐。低壓搪玻璃壓力容器。,第三類壓

15、力容器 具有下列情況之一的為第三類壓力容器。高壓容器。毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的中壓容器。毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且設(shè)計(jì)壓力和容積的乘積大于等于0.2 MPa?m3的低壓容器。易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且設(shè)計(jì)壓力和容積的乘積大于等于0.5 MPa?m3的中壓反應(yīng)容器。易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且設(shè)計(jì)壓力和容積的乘積大于等于10 MPa?m3的中壓儲(chǔ)存容器。高壓、中壓管殼式余

16、熱鍋爐。中壓搪玻璃壓力容器。用標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于540 MPa的高強(qiáng)度鋼制造的壓力容器。移動(dòng)式壓力容器。包括介質(zhì)為液化氣體和低溫液體的鐵路罐車，液化氣體運(yùn)輸（半掛）罐式汽車、低溫液體運(yùn)輸（半掛）罐式汽車、永久氣體運(yùn)輸（半掛）罐式汽車，介質(zhì)為液化氣體和低溫液體的罐式集裝箱。容積大于等于50 m3的球形容器；容積大于5 m3的低溫液體儲(chǔ)存容器。,＊ 其他分類方法 按照容器的相對(duì)壁厚分 薄壁容器、厚壁容器， 按

17、照容器安裝時(shí)的相對(duì)位置分 立式容器、臥式容器 按照容器的幾何形狀分 圓筒形容器、球形容器、錐形容器 橢圓形容器、矩形容器,二、壓力容器規(guī)范介紹 中國(guó)主要的壓力容器標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范 ● GB150—1998《鋼制壓力容器》 GB150—1998是中國(guó)壓力容器方面一部最重要的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼制壓力容器在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收方面的要求。 ● GB15

18、1—1999《管殼式換熱器》 GB151—1999是管殼式換熱器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是管殼式換熱器設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收、安裝、試車和維護(hù)的基本依據(jù)。,● JB4710—2000《鋼制塔式容器》 JB4710—2000是壓力容器方面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是塔式容器設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收的直接依據(jù)。 ● 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 該規(guī)范是壓力容器安全管理的一個(gè)技術(shù)法