第6章 化工设备设计概述
6 化工设备的工艺设计
6.5.2.2 板式蒸馏塔的实际塔板数的确定： a. 确定轻重关键组分及其在塔顶塔釜的分配 b. 初定塔釜、塔顶的操作压力 c. 作全塔料衡算，确定塔底、塔釜产物的组 成 d. 根据气液平衡关系，验算塔的操作参数 （塔顶塔底的压力、温度等） e. 选定进料状态 f. 理论塔板数 g. 定塔板效率 h. 求实际塔板数
6.4.2 储罐存贮量的确定
（1） 原料贮存： 全厂性贮存：一般30~100天。 车间贮存： 15天（视介质性质而定） （2）成品贮存： 根据生产周期和市场情况而定 （3）中间罐：一班或一批 （4）回流罐：5~10 min 液体量保证冷凝器的液封之用 （5）液体贮罐充装系数 0.8~0.85 气体贮罐充装系数 1.0 （6） 缓冲罐 5~15 min 用量， (7) 闪蒸罐：闪蒸过程就是液体的部分气化过程。根据 液体达到气液平衡的时间而定。选择充分的停留时间。
6.5.2 板式蒸馏塔的设计： 6.5.2.1板式蒸馏塔的设计程序： （1）汇总物性数据、工艺要求。 （2）初选塔盘结构 （3）计算实际塔板数 （4）确定再沸器塔顶冷凝器的热负荷并选型计算 （5）确定塔径、塔高 （6）确定进料口、灵敏板位置 （7）确定塔节法兰位置、人孔、手孔、视镜、仪表等 开口位置 （8）向设备专业提条件 a) 确定轻重关键组分及其在塔顶塔釜的分配 b) 初定塔釜、塔顶的操作压力
例题1：在间歇釜中用己二酸在70℃下进行缩 聚反应生产醇酸树脂，以H2SO4 为催化剂，其 动力学方程式如下：
R A kC A
A指己二酸
2
70℃下 k=1.97x10-3L/(mol· min) CA0=4mol/L,每天处理己二酸2400kg 每批操作的辅助生产时间t0=1h 求：XA=80%时，反应釜的体积V=?
化工设备设计概述PPT培训课件
工艺优化
总结词
工艺优化是在化工设备设计过程中， 通过对生产工艺的改进，提高设备的 生产效率和产品质量，降低能耗和生 产成本。
详细描述
工艺优化主要涉及对设备操作参数、 反应条件、工艺流程等方面的改进。 通过对这些工艺条件的优化，可以提 高设备的生产效率和产品质量，降低 能耗和生产成本。
材料优化
总结词
05
化工设备设计优化
结构优化
总结词
结构优化是化工设备设计中的重要环节 ，通过改进设备结构，提高设备的稳定 性和可靠性，降低能耗和生产成本。
VS
详细描述
结构优化主要涉及对设备内部流道、反应 器结构、换热器传热方式等方面的改进。 通过对这些结构的优化，可以提高设备的 传热和传质效率，降低流体阻力，减少设 备维修和更换的频率，从而降低生产成本 。
详细描述
壳体设计应考虑设备的工艺要求、操作压力、操作温度以及 各种外力因素，如重力、风载、地震等。常用的壳体材料有 碳钢、不锈钢、钛材等，根据不同的工艺介质和操作条件选 择合适的材料和结构形式。
设备附件设计
总结词
附件设计是化工设备的重要组成部分，包括管道、阀门、支撑结构等。
详细描述
附件设计需遵循工艺流程和操作要求，确保流体流动顺畅、控制精确。阀门应具 备足够的密封性和耐腐蚀性，支撑结构应考虑设备的振动和热膨胀等因素。同时 ，附件设计还应注重安全性和可靠性，如设置安全阀、防爆装置等。
材料优化是在化工设备设计过程中，通过对 设备材料的选择和改进，提高设备的耐腐蚀 性、耐高温性、耐高压性等性能指标，降低 设备制造成本和使用成本。
详细描述
材料优化主要涉及对设备材料的选用、材料 加工工艺的改进、材料表面处理等方面的改 进。通过对这些材料的优化，可以提高设备 的性能指标和使用寿命，降低设备的制造成 本和使用成本。
第6章化工设备主要零部件2化工设备ppt课件
图6-11 标准补强圈结构
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图6-11 标准补强圈结构
注意： 1、 补强圈焊接后，补强圈和器壁要求很好贴合，使其与器壁一起受力，否则起不到补强作用。 2、为检验焊缝的紧密性，在补强圈上，设置有一个M10的螺纹孔，如图6-11所示。当补强圈焊接后
，可以由此通入0.4～0.5MPa的压缩空气，并通过在补强圈焊缝周围涂上肥皂液方法检查焊接质量。 15
由于存在上述缺点，采用补强圈补强的压力容器必须同时满足以下条件： （1）壳体材料的标准抗拉强度不超过540MPa，以免出现焊接裂纹； （2）补强圈的厚度不超过被补强壳体的名义壁厚的1.5倍； （3）被补强壳体的名义壁厚不大于38mm。 此外，在高温、高压或载荷反复波动的压力容器上，最好不要采用补强圈补强。
mm
接管外径 25 32 38454857
65
76
89
最小壁厚 3.5 3.5 3.5 4.0 4.0 5.0 5.0 6.0 6.0
2
6.2 开孔与补强
三、补强结构
常采用补强圈补强、接管补强和整体锻件补强来降低开孔附近的应力集中， 其结构如图6-9所示。 1、补强圈补强：是在开孔周围焊上一块圆环状金属来补强的一种方法，也称贴
6.2 开孔与补强
问题的提出
2、应力集中现象分析 如图6-8所示为一单向受拉的矩形薄板（分析孔周边应力）。 为了表示应力集中的程度，引入了应力集中系数K的概念，K等于开孔边缘
处的最大应力与不开孔的横截面上的应力之比值，即 K=σmax/σ 3、孔周围应力集中现象的特点 开孔附近的应力集中具有局限性，其作用范围极为有限； 开孔孔径的相对尺寸d/D越大，应力集中系数越大，所以开孔不宜过大； 被开孔壳体的δ/D越小，应力集中系数越大；将开孔四周壳体厚度增大，则可
化工设备第6章塔设备
第六章塔设备第一节塔设备的应用及类型一、塔设备应用在炼油、化工、轻工及医药等工业生产中，气、液或液、液两相直接接触进行传质传热的过程是很多的，如精馏、吸收、萃取等，这些过程都是在一定的设备内完成的。
由于过程中介质相互间主要发生的是质量的传递，所以也将实现这些过程的设备叫传质设备，从外形上看这些设备都是竖直安装的圆筒形容器，高径比较大，形状如“塔”，故习惯上称其为塔设备。
塔设备为气、液或液、液两相进行充分接触创造了良好的条件，使两相有足够的接触时间、分离空间和传质传热的面积，从而达到相际间质量和热量传递的目的，实现工艺要求。
所以塔设备的性能对整个装置的产品质量、生产能力、消耗定额和环境保护等方面都有着重大的影响。
在化工和石油化工生产装置中，塔设备的投资费用约占全部工艺设备总投资的25%，在炼油和煤化工生产装置中约占35%；其所消耗的钢材重量在各类工艺设备中所占比例也是比较高的，如年产250万吨常减压蒸馏装置中，塔设备耗用钢材重量约占45%，年产30万吨乙烯装置中约占27%。
可见塔设备是炼油、化工生产中最重要的工艺设备之一，它的设计、研究、使用对炼油、化工等工艺的发展起着重要的作用。
二、塔设备的一般要求工业生产上对于塔设备具有一定的要求，概括起来有下列几个方面。
（1）生产能力要大，即单位塔截面上单位时间内的物料处理量要大。
（2）分离效率要高，即达到规定分离要求的塔高要低。
（3）操作稳定，弹性要大，即允许气体和（或）液体负荷在一定的范围内变化，塔仍能正常操作并保持较高的分离效率。
（4）对气体的阻力要小，这对于减压蒸馏尤为重要。
（5）结构简单，易于加工制造，维修方便，耐腐蚀等。
任何塔设备都难以满足上述所有要求，因此必须了解各种塔设备的特点并结合具体的工艺要求，抓住主要矛盾以选择合适的塔型。
三、塔设备的分类从不同的角度认识塔设备有不同的类型。
按工艺用途可分为精馏塔、吸收塔、萃取塔、干燥塔、洗涤塔等；按操作压力可分为常压塔、加压塔和减压塔；按内部构件的结构可分为板式塔和填料塔两大类。
化工制图第6章化工设备图
注：不同类型的设备，增加的内容不一样。 如容器类，增加全容积(m3) 反应器类，增加全容积和搅拌转速等 换热器类，增加换热面积等
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1、概述
➢技术要求
文字说明图中不能表示出来的内容，包括设备在制造、 试验和验收时应遵循的标准或规范，材料、表面处理及 涂饰、润滑、包装、运输等方面的特殊要求。
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2、化工设备图的表达方法
➢局部结构的表达方法
化工设备的某些细小结构，其尺寸与总体结构尺寸相 比相差悬殊，按图样比例绘制很难表达其详细结构。 故采用局部放大的画法。
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2、化工设备图的表达方法
➢断开和分段(层)的表达方法
当设备总体尺寸很大，又有 相同部分的结构形状相同(或 按规律变化时)，可采用断开 画法，即用双点划线将设备 中的重复出现的结构或相同 结构断开，除去相同部分， 使长度减小，简化绘图。
➢零件图
表示化工设备零件的结 构形状、尺寸大小及加 工、热处理、检验等技 术资料的图样。
➢管口方位图
表示化工设备管口方位 位置，并注明管口与支 座、地脚螺栓的相对位 置的简图。
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1、概述
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1、概述
➢表格图
结构形状相同，尺寸大 小不同的化工设备、部 件、零件，用综合列表 方式表达各自尺寸大小 的图样。
管口表是说明设备上所有管口的用途、规格、连接面形 式等内容的一种表格，供备料、制造、检验或使用时参 考。
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1、概述
➢技术特性表
技术特性表是表明设备的 主要技术特性的一种表格， 一般安排在管口表的上方。
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化工设备机械基础-总复习
2
第一章 静力分析（刚体）
4.平面汇交力系的平衡条件－解析法
4.1 合力投影定理：力系的合力在某一轴上的投影，等于该力系中的 各力在同一轴上投影的代数和。
4.2 平面汇交力系平衡的充要条件是合力为零： ∑Fx=0 & ∑Fy =0 4.3 平面汇交力系平衡问题的求解步骤：
形心轴的惯性矩，再加上该截面面积与两轴间距离平方的乘积。
Iz1=Iz + a2A
组合截面：组合截面对某轴的惯性矩等于组成它的各个简单截面 对同一轴的惯性矩之和
n
Iz Iz1 Iz2 ... Izn Izi
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i 1
第三章 弯曲(梁)
6. 梁的弯曲强度公式
max
Mmax Wz
[ ]
基本形式：∑Fx=0，∑Fy=0，∑Mo(F)=0 二矩式方程：∑Fx=0，∑MA=0，∑MB=0
▪ ［注意］A、B是平面内的任意两个点，但A、B两点的连线不能 垂直于x轴。
三矩式方程： ∑MA=0，∑MB=0，∑MC=0
▪ ［注意］ A、B、C是平面内不共线的三个任意点。
5
第一章 静力分析（刚体）
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第三章 弯曲(梁)
典型力学参量中的符号规定
序 力学参量 符号 号
正负号规定
正 号（+）
负 号（-）
1 力的投影 Fx、Fy 与坐标轴正向一致
与坐标轴负向一致
2 力 矩 Mo(F) 逆时针旋转
顺时针旋转
3 力偶矩 m(F，F’) 逆时针旋转
顺时针旋转
4 轴力
N 拉伸
压缩
5 正应力
化工制图CAD第六章 化工设备图
2. 填充物的表示法 当设备中装有同一规格 的材料和同一堆放方法 的填充物时，在剖视图 中，可用交叉的细实线 表示，同时注写规格和 堆放方法；对装有不同 规格的材料或不同堆放 方法的填充物，必须分 层表示，并分别注明填 充物的规格和堆放方法， 如图所示。
3. 管束的表示法 当设备中有密集的 管子，且按一定的规 律排列或成管束时， 在装配图中可只画出 其中一根或几根管子 ，其余管子均用中心 线表示，如图所示。
二、管口方位的表达方法
化工设备上的接管口和附件较多，其方位在设备制造、 安装和使用时都很重要，必须在图样中表达清楚。 由于化工设备图 采用了旋转法表达管 口，所以用管口方位 图，来表示管口在设 备上的真实方位。 管口方位图中以 中心线表明管口方位 ，用单线（粗实线） 示意画出设备管口。 同一管口，在主视图 和方位图中应标注相 同的小写拉丁字母。
七、设备整体的示意画法
为了表达设备的完整形状、有关结构的相对位置和尺寸，可 采用设备整体的示意画法，即按比例用单线（粗实线）画出设备 外形和必要的设备内件，并标注设备的总体尺寸、接管口、人 （手）孔的位置等尺寸，如图所示。
液面计的简化画法
设备的整体示意画法
第三节 化工设备的标准化零部件
一、筒体和封头 （一）筒体 筒体是用来进行化学反应，处理或储存物料的设备主体部
分，一般由钢板卷焊成形，其大小由工艺要求确定。筒体的主要尺寸是直 径、高度（或长度）和壁厚。卷制成形的筒体，其公称直径系指筒体的内 径。采用无缝钢管作筒体时，其公称直径系指钢管的外径（当直径小于500 毫米时，可用无缝钢管作筒体）。筒体直径应在国家标准《压力容器公称 直径》所规定的尺寸系列中选取， 标记示列：筒体 GB/ T 9019—1988 DN1200 表示公称直径为1200毫米 的筒体。在明细栏中，一般采用“DN1200×12，H（L）=2500”来表示公称 直径为1200毫米，高或长为2500毫米的筒体。 表6-9 压力容器公称直径/mm (摘自GB/T9019—1988)
化工设备概述范文
化工设备概述范文化工设备是指在化工生产过程中使用的各类机械设备和设施。
由于化工工艺的多样性和复杂性，化工设备可以分为各个不同的类型和功能，以满足不同的化工生产需求。
化工设备根据其用途和功能可以分为以下几类：1.反应设备：主要用于进行化学反应，如反应釜、反应罐、反应塔等。
这些设备通常由耐酸碱、耐压、耐腐蚀的材料制成，以满足特殊的化学反应条件。
2.分离设备：用于将混合物中的不同组分分离开来，如蒸馏塔、萃取塔、结晶器等。
这些设备通常根据不同的物理性质和相对亲和力进行设计，以实现有效的分离和提纯。
3.传热设备：用于传递热量的设备，如换热器、蒸发器等。
传热设备通常采用导热性好的材料，如不锈钢或铜，以提高热量传递效率。
4.储存设备：用于储存和保留化工产品或原料的设备，如储罐、储槽等。
这些设备通常具有严格的密封性和防腐蚀性能，以保持存储物质的完整性和质量。
5.测量和控制设备：用于监测和控制化工生产过程的设备，如流量计、压力表、温度计等。
这些设备通过测量和分析化工过程的各种参数，以确保生产的稳定性和安全性。
化工设备的选择和设计通常需要考虑以下几个方面：1.材料选择：由于化工生产过程中常常涉及酸碱、高温、高压和腐蚀性物质等，因此化工设备通常需要采用耐腐蚀和耐高温的材料，如不锈钢、陶瓷和合金。
2.设备安全性：化工设备必须严格符合国家和行业的安全标准，并采取相应的安全措施，以防止事故和灾难的发生。
通常，设备在设计和安装阶段就需考虑到安全因素，如防爆、泄漏监测等。
3.设备效率：化工设备的设计要兼顾生产效率和能耗，并尽可能减少浪费和损耗。
常见的改进措施包括采用高效聚合反应器、先进的传热技术和自动化控制系统等。
4.环境保护：在化工生产过程中产生的废物和废水要得到妥善处理，以减少对环境的污染。
因此，化工设备的设计和选择也要考虑到环保因素，并配备相应的污染防治设施。
5.维护和维修：化工设备通常需要定期维护和维修，以确保其正常运行和延长使用寿命。
化工机械设备基础-第六章 压力容器与化工设备常用材料
五、其他性能 1．组织稳定性 ． 2．抗松弛性 ． 3．应变时效敏感性 ．
第五节 碳钢与铸铁
铁碳合金) 一、钢铁(铁碳合金 是由 ％以上的铁和 钢铁 铁碳合金 是由95％以上的铁和0.05％~4％的碳及 ％ ％ 1％的杂质元素所组成的台金。 ％的杂质元素所组成的台金。 钢——C%=0.02-2％ ％ 铸铁——C%>2％，碳以石墨存在 ％，碳以石墨存在 铸铁 ％， 纯铁(工业纯铁 工业纯铁)——C%<0.02％ 纯铁 工业纯铁 ％
5．按支承形式分类 ． 立式、 立式、卧式 6．按结构材料分类 ． 金属容器、 金属容器、非金属容器
第二节 容器机械设计的基本要求
容器的总体尺寸——工艺尺寸 工艺尺寸 容器的总体尺寸
(1)强度 强度 (2)刚度 刚度 (3)稳定性 稳定性 容器零部件的机械设计 (4)耐久性 使用年限为 年 耐久性 使用年限为10-15年。 (5)密封性 密封性 (5)节省材料，便于制造 节省材料， 节省材料 (5)方便操作，便于运输 方便操作， 方便操作
第三节 容器的标准化设计
一、标准化的意义 ——从产品的设计、制造、检验和维修等方面： 从产品的设计、制造、检验和维修等方面： 从产品的设计 1、 有利于成批生产，缩短生产周期，提高产品质量，降低成 、 有利于成批生产，缩短生产周期，提高产品质量， 从而提高产品的竞争能力； 本，从而提高产品的竞争能力； 2、增加零部件的互换性，有利于设计、制造、安装和维修， 、增加零部件的互换性，有利于设计、制造、安装和维修， 提高劳动生产率。 提高劳动生产率。 3、标准化为组织专业化生产提供 有利条件，有利于合理地利 有利条件， 、标准化为组织专业化生产提供f有利条件 用国家资源，节省原材料。 用国家资源，节省原材料。 4、能够有效地保障人民的安全与健康； 、能够有效地保障人民的安全与健康； 5、采用国际性的标准化，可以消除贸易障碍，提局竞争能力。 、采用国际性的标准化，可以消除贸易障碍，提局竞争能力。
化工设备及技术概述
化工设备及技术概述一、引言化工设备是化工生产中不可或缺的重要组成部分，它们在化工生产过程中起着关键的作用。
本文将对化工设备及技术进行概述，介绍其基本概念、分类、常见设备和应用技术。
二、化工设备的基本概念化工设备是指用于进行化学、物理或生物过程的设备，通常包括反应器、分离设备、传热设备等。
这些设备的设计和选择对于化工生产的效率和质量至关重要。
化工设备的设计原则包括：安全、可靠、节能、环保、操作方便等。
在设计过程中需要考虑物料的特性、反应过程的要求以及实际生产条件等因素。
三、化工设备的分类根据不同的分类标准，化工设备可以分为多种类型。
以下是常见的几种分类：1.按照功能分类•反应器：用于进行化学反应的设备，包括批量反应器、连续反应器等。
•分离设备：用于将混合物中的组分分离出来的设备，包括蒸馏塔、萃取塔、吸附塔等。
•传热设备：用于进行热交换的设备，包括换热器、冷却塔等。
•搅拌设备：用于混合或搅拌物料的设备，包括搅拌罐、搅拌器等。
2.按照工艺流程分类•传统化工设备：用于传统的化工生产工艺，如石油化工、化肥生产等。
•新型化工设备：用于新兴的化工生产工艺，如生物技术、环保技术等。
3.按照工作条件分类•常压设备：在常压下工作的设备，如常压反应器、常压蒸馏塔等。
•高压设备：在高压下工作的设备，如高压反应器、高压蒸馏塔等。
•低温设备：在低温下工作的设备，如低温反应器、低温冷却器等。
四、常见化工设备1.反应器反应器是进行化学反应的核心设备，根据不同的反应类型有不同的设计。
•批量反应器：适用于小规模生产，一次加料、一次反应、一次卸料。
•连续反应器：适用于大规模生产，连续加料、连续反应、连续卸料。
•固定床反应器：在固定的催化剂床层上进行反应。
•流化床反应器：通过在床层中通入气体使颗粒床呈现流化状态进行反应。
2.分离设备分离设备用于将混合物中的组分分离出来，常见的分离设备有：•蒸馏塔：通过升华和凝华过程将混合物中的液体分离。
化工设备图概述
化工设备图概述1. 引言化工设备图是化工工程中非常重要的一种工具，它通过图形的形式展示了化工设备的结构、组成和工作原理等信息。
本文将对化工设备图进行概述，包括化工设备图的基本概念、常用的几种类型以及绘制和理解化工设备图的方法。
2. 基本概念化工设备图是用于表示化工设备的图形符号和线路连接的图示，它是化工工程师在设计和操作过程中的重要工具。
根据不同的需求，化工设备图可以分为逻辑图、结构图、流程图、布局图等几种类型。
•逻辑图：逻辑图主要用于描述系统的控制逻辑，其重点是系统中的控制器、传感器和执行器等元件之间的信号传递和反馈关系。
•结构图：结构图主要描述设备的外观和内部结构，包括设备的主要部件、管路和连接方式等信息。
•流程图：流程图是用来展示物质或能量在系统中的流动和相互转化的过程，它是化工工程中最常见的一种图形。
•布局图：布局图用于展示设备在整个工艺流程中的位置关系，包括设备的相对位置、管道连接和流动方向等信息。
3. 常见的化工设备图3.1 逻辑图逻辑图是化工设备图中的重要组成部分，它描述了化工系统的控制逻辑和信号传递方式。
逻辑图可以分为信号流程图和纯逻辑图。
•信号流程图：信号流程图描述了化工系统中信号的传递和处理过程，包括传感器的输入、控制器的处理和执行器的输出。
•纯逻辑图：纯逻辑图则更加抽象，只关注于控制逻辑的实现方式，例如使用逻辑门、触发器等元件来构建控制电路。
3.2 结构图结构图是展示设备外观和内部结构的化工设备图，它对于设备的维护和故障排除非常有帮助。
结构图主要包括设备的主要部件、安装方式、管路和连接方式等信息。
3.3 流程图流程图是展示物料或能量在系统中流动和转化过程的化工设备图。
流程图使用各种符号和箭头表示物料流动的方向和方式，可以清晰地展示出化工系统的工艺流程。
3.4 布局图布局图是化工设备图中的重要组成部分，它用于展示设备在整个工艺流程中的位置关系。
布局图主要描述设备的相对位置、管道连接和流动方向，以及设备和周围环境的关系。
化工设备设计知识点
化工设备设计知识点化工设备设计是指根据化工生产的工艺流程和产品要求，设计和选择适用的设备以完成生产过程中的物质转化、传递和分离等操作。
化工设备的设计涉及多个学科领域，包括工艺学、热力学、流体力学等。
本文将从设备选择、流程设计和安全性考虑三个方面介绍化工设备设计的知识点。
1. 设备选择在化工设备设计中，设备的选择是一个重要的决策环节。
首先，需要根据化工过程的特性和产品要求确定所需设备的类型，如反应器、蒸发器、分离塔等。
其次，要考虑设备的材料选择，根据介质的性质、温度和压力等因素，选用适合的材料，如不锈钢、玻璃钢等。
此外，还需要考虑设备的尺寸和容量，以满足处理量和效果的要求。
2. 流程设计流程设计是化工设备设计中的关键环节，主要包括传质、传热和反应等操作的流程安排。
在传质方面，要根据反应物的溶解度和扩散速度等因素确定适当的操作条件和设备类型。
在传热方面，需要考虑热交换器的设计和加热、冷却系统的选择，以实现热能的充分利用。
在反应方面，要选择合适的反应器类型和反应条件，以提高反应效率和产品质量。
3. 安全性考虑在化工设备设计中，安全性是一个至关重要的考虑因素。
首先，要进行设备的强度计算和安全阀的选型，确保设备在正常操作和异常情况下的安全性能。
其次，要考虑设备的可靠性和优化布局，以减少操作风险和事故发生的可能性。
此外，在设计过程中还需要考虑化学品的储存和处理方式，以防止危险物质泄漏和环境污染等问题。
综上所述，化工设备设计是一个综合性的任务，需要考虑设备选择、流程设计和安全性等多个方面的因素。
合理的设备选择和流程设计可以提高生产效率和产品质量，而安全性的考虑则是化工设备设计的首要任务。
化工工程师需要具备广泛的知识和实践经验，在设计过程中注重细节和全面考虑各种因素，以确保设备的安全运行和生产的顺利进行。
《化工设备设计基础概述》综合复习资料
《化工设备设计基础概述》综合复习资料化工设备设计基础概述化工设备设计是化学工程领域中的重要内容，它涉及到化工工艺的实际应用和操作。
本文将对化工设备设计的基础概念进行综合复，让读者对该领域有一个全面的了解。
设计原则化工设备设计的主要目标是确保设备在化工工艺中的正确操作和高效性能。
在设计一个化工设备时，需要考虑以下几个原则：1. 安全性：设备的设计必须符合安全标准，并考虑到可能出现的危险情况和应对措施。
2. 可靠性：设备应具备良好的可靠性，能够正常运行并保持一定的寿命。
3. 经济性：设备设计应尽量减少成本和资源的浪费，同时提高效率。
4. 可维护性：设备设计应方便维修和保养，减少停机时间和维修成本。
设备选择选择合适的设备是化工设备设计中的一个重要环节。
以下是一些选择设备的考虑因素：1. 工艺要求：根据化工工艺的要求，选择适应性强且满足需求的设备。
2. 材料选择：考虑要处理的物质对设备材料的耐腐蚀性和耐热性要求。
3. 设备尺寸：根据工艺流量和容量要求，选择适当尺寸的设备。
4. 能耗：考虑设备的能耗情况，选择节能效果好的设备。
设备设计步骤化工设备设计通常包括以下几个步骤：1. 确定设备需求：了解工艺要求和操作条件，确定设备的基本参数。
2. 设计计算：根据设备需求，进行各种计算，如热力学计算、流体力学计算等。
3. 设备选型：根据计算结果和选择因素，选取适合的设备。
4. 设备布置：确定设备在工艺流程图中的位置和相互关系，考虑操作便利性和安全性。
5. 绘制设计图：使用CAD软件等工具，绘制设备的设计图纸。
6. 完善设计：根据实际情况，进行设计的修改和完善。
7. 设备制造和安装：将设计图纸交给制造商进行设备制造和安装。
8. 设备调试和验收：进行设备的调试和验收，确保设备能够满足设计要求。
总结化工设备设计基础概述涵盖了设计原则、设备选择和设计步骤等方面。
通过深入了解化工设备设计的基本知识，能够为实际应用和操作提供有效的指导和支持。
化工设备设计概述
一、容器的结构与分类
• 6. 按综合安全管理分类
• • 《压力容器安全技术监察规程》-99版，根据容器压力的高低、介质的危害程度以及 在使用中的重要性，将压力容器分为以下三类： A.三类容器。符合下列情况之一者为三类容器： – (1)高压容器； – (2)中压容器(毒性程度为极度和高度危害介质)； – (3)中压贮存容器(易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力与容积之积pV ≥ 10MPa· 3)； m – (4)中压反应容器(易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV ≥0.5MPa·m3)； – (5)低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质，且pV ≥0.2MPa·m3)； – (6)高压、中压管壳式余热锅炉； – (7)中压搪玻璃压力容器； – (8)使用强度级别较高(抗拉强度规定值下限≥540MPa)的材料制造的压力容器； – (9)移动式压力容器，包括铁路罐车（气体、低温液体或永久气体运输车）和罐 式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）； – (10)球形贮罐(容积V ≥50m3)； – (11)低温液体贮存容器(V ≥5m3)。
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二、容器零部件的标准化
• 2. 容器零部件标准化的基本参数
• 容器零部件标准化的基本参数是公称直径DN和公称压力PN。
• ⑴ 公称直径
• 钢板卷制的筒体和成形封头来说，公称直径是指它们的内径； • 无缝钢管做容器筒体时公称直径是指无缝钢管的外径。 • 管子的公称直径既不是它的内径，也不是外径，而是小于管子外径的一个 数值。只要管子的公称直径一定，外径也就确定了。而管子的内径则根据 壁厚的不同有多种尺寸，它们大都接近于管子的公称直径。
第六章 化工设备设计概述
一、容器的结构与分类 二、容器零部件的标准化 三、压力容器的安全监察 四、容器机械设计的基本要求
化工设备第6章塔设备PPT课件
目录
1 塔设备的应用及类型 2 板式塔 3 填料塔 4 塔设备的载荷分析
第一节 塔设备的应用及类型
在石油、化工、轻工等部门，塔设备是一种 应用极为广泛的设备，它的作用是使气液或液液 两相之间进行充分接触，达到相际传热及传质的 目的。
在化工和石油化工生产装置中，塔设备的投 资费用占整个工艺设备费用的四分之一多。
定的耐热性。 （5）不被固体杂物堵塞，其表面不会结垢。一般
来说，填料塔不适用于含固体杂物和易结垢的场 合，但是有宽畅流道、孔隙率大的格栅填料可用 于这类操作。 （6）重量轻、价格低。
4.填料的种类 工业上所用的填料总体上可分为散装填料、规
整填料和格栅填料三类。 散装填料由于其结构上的特点，不能按一定规
化工生产对塔设备的要求
生产能力大 高的传质传热效率 操作稳定、操作弹性大 流体流动阻力小、压降低 结构简单可靠，材料耗用量小，制造安装容易
塔设备的分类
按操作压力分：减压塔、常压塔、加压塔 按单元操作分：精馏塔、吸收塔、萃取塔、
解析塔、干燥塔等 按塔的内件结构分：板式塔、填料塔
塔设备的总体结构
3.板式塔的主要内部构件
（1）塔盘由塔盘板、传质元件（浮阀、泡罩、舌片等）、溢 流装置、连接件等构成。
塔盘实际上是塔中的气、液通道。为了满足正常操作要求，塔 盘结构本身必须具有一定的刚度以维持水平，塔盘与塔壁之间要
保持一定的密封性以避免气、液短路。
塔盘的结构有整块式和分块式两种。
整体式塔盘
DN≤700mm
丝网除沫器具有比表面积大、重量轻、空隙大以及 使用方便、除沫效率高、压降小等优点。
适用于清洁的气体，不宜用在液滴中含有固体物质 或易析出固体物质的场合，如碱液、碳酸氢氨溶液等， 以免液体蒸发后留下固体堵塞丝网。
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– ⑷ 贮运设备
– 主要是用来盛装生产和生活用的原料气体、液体、液化气体等。如： 主要是用来盛装生产和生活用的原料气体、液体、液化气体等。 各种贮罐、贮槽、高位槽、计量槽、槽车等。 各种贮罐、贮槽、高位槽、计量槽、槽车等。
一、容器的结构与分类
• 2. 按容器形状分类
– ⑴ 方形和矩形容器 – 由平板焊成，制造简单，但承压能力差，只用作小型常 由平板焊成，制造简单，但承压能力差， 压贮槽。 压贮槽。 – ⑵ 球形客器 – 由数块弓形板拼焊而成，承压能力好，但由于安装内件 由数块弓形板拼焊而成，承压能力好， 不便和制造稍难，一般多用作贮罐。 不便和制造稍难，一般多用作贮罐。 – ⑶ 圆筒形容器 – 由圆柱形简体和各种回转形成型封头 半球形、椭球形、 由圆柱形简体和各种回转形成型封头(半球形 椭球形、 半球形、 碟形、圆锥形)或平板封头所组成 或平板封头所组成。 碟形、圆锥形 或平板封头所组成。作为容器主体的圆柱 形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好， 形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好， 因此这类容器应用最广。 因此这类容器应用最广。
• C. 一类容器。低压容器且不在第 、第2款之内者。 一类容器。低压容器且不在第1、 款之内者 款之内者。
• 注：化学介质毒性程度和易燃介质的划分可参照有关规定。 化学介质毒性程度和易燃介质的划分可参照有关规定。
二、容器零部件的标准化
• 1. 标准化的意义
就广义而言，从产品的设计、制造、检验和维修等许多方 就广义而言，从产品的设计、制造、检验和维修等许多方 设计 面来看，标准化是组织现代化生产的重要手段之一。 面来看，标准化是组织现代化生产的重要手段之一。 实现标准化，有利于成批生产，缩短生产周期、提高产品 实现标准化，有利于成批生产，缩短生产周期、 质量，降低成本，从而提高产品的竞争能力。 质量，降低成本，从而提高产品的竞争能力。标准化为组 织专业化生产提供了有利条件。 织专业化生产提供了有利条件。 有利于合理地利用国家资源，节省原材料，能够有效地保 有利于合理地利用国家资源，节省原材料， 障人民的安全与健康；采用国际性的标准化， 障人民的安全与健康；采用国际性的标准化，可以消除贸 易障碍提高竞争能力， 易障碍提高竞争能力，实现标准化可以增加零部件的互换 性。 有利于设计、制造、安装和检修，提高劳动生产率。 有利于设计、制造、安装和检修，提高劳动生产率。 我国有关部门已经制定了一系列容器零部件的标准。 我国有关部门已经制定了一系列容器零部件的标准。例如 封头、法兰、支座、人孔、手孔和视镜等 封头、法兰、支座、人孔、手孔和视镜等。15929273325
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三、压力容器的安全监察
• 1. 安全监察的必要性
一、容器的结构与分类
• 4. 按壁温分类
• ⑴ 常温容器
– 指壁温高于-20℃至200℃条件下工作的容器； 指壁温高于 ℃ ℃条件下工作的容器；
• ⑵ 高温容器
– 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。对碳家钢或低 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。 合金钢容器，温度超过420℃，合金钢（如Cr-Mo钢）超 合金钢容器，温度超过 ℃ 合金钢（ 钢 过450℃，奥氏体不锈钢超过 ℃ 奥氏体不锈钢超过550℃，均属高温容器； ℃ 均属高温容器；
1800 (1900) 2000 (2100) 2200 (2300) 2400 2500 2600 2800 3000 3200 3400 3500 3600 3800 4000 4200 4400 4500 4600 4800 5000 5200 5400 5500 5600 5800 6000 •无缝钢管做筒体的公称直径系列 无缝钢管做筒体的公称直径系列
一、容器的结构与分类
3. 按承压性质和能力分类
常 < .1 P 0 Ma 压 低 . ~ . Ma 压 01 16 P 内 容 压 16~ 0 P 压 器中 . 1 Ma 压 1 ~ 0 Ma 高 0 10 P 高 超 压 > 0 Ma 10 P
外 容 :设 压 通 为 压 压器 计力常低
• ⑶ 中温容器
– 指壁温在常温和高温之间的容器； 指壁温在常温和高温之间的容器；
• ⑷ 低温容器
– 指壁温低于 ℃条件下工作的容器。其中低于-20℃至 指壁温低于-20℃条件下工作的容器。其中低于 ℃ -40℃者为浅冷容器，低于 ℃者为深冷容器。 ℃者为浅冷容器，低于-40℃者为深冷容器。
一、容器的结构与分类
第六章 化工设备设计概述
一、容器的结构与分类 二、容器零部件的标准化 三、压力容器的安全监察 四、容器机械设计的基本要求
一、容器的结构与分类
图6-1 压力容器的总体结构
1—法兰；2—支座；3—封头拼接焊缝；4—封头；5—环焊缝；6—补强圈； 法兰； 支座 支座； 封头拼接焊缝 封头拼接焊缝； 封头 封头； 环焊缝 环焊缝； 补强圈 补强圈； 法兰 7—人孔；8—纵焊缝；9—筒体；10—压力表；11—安全阀；12—液面计 人孔； 纵焊缝 纵焊缝； 筒体 筒体； 压力表； 安全阀； 人孔 压力表 安全阀 液面计
一、容器的结构与分类
• 6. 按综合安全管理分类
• • 压力的高低、 《压力容器安全技术监察规程》-99版，根据容器压力的高低、介质的危害程度以及 压力容器安全技术监察规程》 版 根据容器压力的高低 在使用中的重要性，将压力容器分为以下三类： 在使用中的重要性，将压力容器分为以下三类： A.三类容器。符合下列情况之一者为三类容器： 三类容器。 三类容器 符合下列情况之一者为三类容器： – (1)高压容器； 高压容器； 高压容器 – (2)中压容器 毒性程度为极度和高度危害介质)； 中压容器(毒性程度为极度和高度危害介质 ； 中压容器 毒性程度为极度和高度危害介质 – (3)中压贮存容器 易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力与容积之积 ≥ 中压贮存容器(易燃或毒性程度为中度危害介质 中压贮存容器 易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力与容积之积pV 10MPa·m3)； ； – (4)中压反应容器 易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV ≥0.5MPa·m3)； 中压反应容器(易燃或毒性程度为中度危害介质 中压反应容器 易燃或毒性程度为中度危害介质， ； – (5)低压容器 毒性程度为极度和高度危害介质，且pV ≥0.2MPa·m3)； 低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质 ； 低压容器 毒性程度为极度和高度危害介质， – (6)高压、中压管壳式余热锅炉； 高压、 高压 中压管壳式余热锅炉； – (7)中压搪玻璃压力容器； 中压搪玻璃压力容器； 中压搪玻璃压力容器 – (8)使用强度级别较高 抗拉强度规定值下限 使用强度级别较高(抗拉强度规定值下限 的材料制造的压力容器； 使用强度级别较高 抗拉强度规定值下限≥540MPa)的材料制造的压力容器； 的材料制造的压力容器 – (9)移动式压力容器，包括铁路罐车（气体、低温液体或永久气体运输车）和罐 移动式压力容器， 移动式压力容器 包括铁路罐车（气体、低温液体或永久气体运输车） 式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）； 式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）； – (10)球形贮罐 容积 ≥50m3)； 球形贮罐(容积 球形贮罐 容积V ； – (11)低温液体贮存容器 ≥5m3)。 低温液体贮存容器(V 低温液体贮存容器 。
一、容器的结构与分类
• 1. 按容器的作用原理
– ⑴ 反应设备
– 主要是用来完成介质的物理、化学反应的设备。如：反应器、发生 主要是用来完成介质的物理、化学反应的设备。 反应器、 反应釜、聚合釜、高压釜、分解塔、合成塔、变换炉等。 器、反应釜、聚合釜、高压釜、分解塔、合成塔、变换炉等。
– ⑵ 换热设备
• ⑵ 公称压力
– 容器及管道的操作压力经标准化以后的标准压力称为公称压力，以PN 容器及管道的操作压力经标准化以后的标准压力称为公称压力， 表示，单位MPa MPa。 表示，单位MPa。
二、容器零部件的标准化
•卷制压力容器公称直径系列 卷制压力容器公称直径系列 300 (350) 400 (450) 500 (550) 600 (650) 700 (750) 800 900 1000 (1100) 1200 (1300) 1400 (1500) 1600 (1700)
一、容器的结构与分类
• 6. 按综合安全管理分类
• B. 二类容器。符合下列情况之一且不在第 款之内者为二 二类容器。符合下列情况之一且不在第1款之内者为二
类容器： 类容器： – (1)中压容器； 中压容器； 中压容器 – (2)低压容器 毒性程度为极度和高度危害介质 ； 低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质 低压容器 毒性程度为极度和高度危害介质)； – (3)低压反应容器和低压贮存容器 易燃介质或毒性程度为中 低压反应容器和低压贮存容器(易燃介质或毒性程度为中 低压反应容器和低压贮存容器 度危害介质)； 度危害介质 ； – (4)低压管壳式余热锅炉； 低压管壳式余热锅炉； 低压管壳式余热锅炉 – (5)低压搪玻璃压力容器。 低压搪玻璃压力容器。 低压搪玻璃压力容器
– 主要是用来完成介质的热量交换的设备。如：热交换器、加热器、 主要是用来完成介质的热量交换的设备。 热交换器、加热器、 冷却器、冷凝器、蒸发器、废热锅炉等。 冷却器、冷凝器、蒸发器、废热锅炉等。
– ⑶ 分离设备
– 主要是用来完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等的设备。如： 主要是用来完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等的设备。 分离器、过滤器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、干燥塔等。 分离器、过滤器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、干燥塔等。
– 【补充】对于法兰来说，它的公称直径是指与它相配的筒体或管子的公称 补充】对于法兰来说，
直径。例如，公称直径为 的管法兰， 直径。例如，公称直径为200mm的管法兰，指的是联接公称直径为 的管法兰 指的是联接公称直径为200mm管 管 子用的管法兰。公称直径是1000mm的压力容器法兰，指的是公称直径为 的压力容器法兰， 子用的管法兰。公称直径是 的压力容器法兰 1000mm容器筒体和封头用的法兰。 容器筒体和封头用的法兰。 容器筒体和封头用的法兰