化工过程设备1
石油化工行业生产设备清单
石油化工行业生产设备清单石油化工行业是指以石油和天然气为主要原料，通过一系列的化学反应和物理过程，生产出各种化工产品的行业。
在石油化工生产过程中，各类生产设备起到至关重要的作用。
本文将详细列举石油化工行业生产设备的清单，以便于了解行业内各种设备的功能和用途。
一、原料处理设备1. 原料储存罐：用于储存石油和天然气等原料，保证生产过程中的连续供应。
2. 原料加热炉：将原料加热至适宜的温度，以便后续反应的进行。
3. 分离器：用于将混合物中的不同组分分离开来，如沉淀物、液体和气体等。
4. 过滤器：用于去除原料中的杂质和固体颗粒，确保后续反应的顺利进行。
二、反应设备1. 反应釜：用于进行各种化学反应，如聚合反应、酯化反应等。
2. 蒸馏塔：用于将反应产物进行分馏，得到不同纯度的化工产品。
3. 反应器：用于进行催化反应，提高反应速率和产物纯度。
三、传热设备1. 加热炉：用于提供反应过程中所需的热能，保持适宜的反应温度。
2. 冷却器：用于降低反应产物的温度，使其达到可操作和贮存的温度。
3. 换热器：用于将热能从高温流体传递给低温流体，实现能量的回收和利用。
四、分离设备1. 萃取塔：用于将混合物中的有机物和溶剂进行分离，得到纯度较高的有机物。
2. 结晶器：用于将溶液中的溶质结晶出来，得到纯度较高的晶体产物。
3. 干燥机：用于将湿润的产物去除水分，提高产物的稳定性和质量。
五、贮存和输送设备1. 储罐：用于储存化工产品，保证其安全和稳定。
2. 输送管道：用于将化工产品从生产设备输送至储罐或下一个生产环节。
3. 泵：用于将化工产品从低压区域输送至高压区域，保证流体的连续性和稳定性。
六、控制和监测设备1. 仪表仪器：用于监测和控制生产过程中的温度、压力、流量等参数。
2. 自动化控制系统：用于实现生产过程的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
3. 安全监测设备：用于监测生产过程中的安全状态，及时发现和处理安全隐患。
以上是石油化工行业生产设备的清单，这些设备在石油化工生产过程中起到了至关重要的作用。
化工厂常用化工设备简介
化工厂常用化工设备简介化工设备是指化工生产中静止的或者配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热、传质和化学反应等过程，或用于储存物料。
化工设备通常按以下方式分类。
1.按照结构特征和用途分为：容器，塔器，热换器，反应器（包括反应釜，固定床或流化床和管式炉等）、分离器、储存器。
2.按照材料分为：金属设备（碳钢，合金钢，铸铁，铝，铜等），非金属设备（内衬橡胶，塑料，耐火材料和搪瓷等），其中碳钢设备最常用。
3.按受压情况分为：外压设备（包括真空设备）和内压设备，内压设备又分为常压设备（操作压力<=0.7MPA）低压设备（0.1MPA<p<10MPA）中压设备（1.6MPA<p10 MPA）高压设备（10MPA<p<100MPA）超高压设备（p>100MPA）4.按设备静止与否分为：静设备和动设备。
静设备（塔、釜、换热器、干燥器、储罐等）动设备（压缩机、离心机、风机、泵、固体粉碎机械、）三、化工容器结构与分类1、基本结构在化工类工厂使用的设备中，有的用来贮存物料，如各种储罐、计量罐、高位槽；有的用来对物料进行物理处理，如换热器、精馏塔等；有的用于进行化学反应，如聚合釜，反应器，合成塔等。
尽管这些设备作用各不相同，形状结构差异很大，尺寸大小千差万别，内部构件更是多种多样，但它们都有一个外壳，这个外壳就叫化工容器。
所以化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。
由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，故化工容器痛常为压力容器。
化工容器一般由筒体、封头、支座、法兰及各种开孔所组成.1）筒体筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。
圆柱形筒体（即圆筒）和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。
2）封头根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。
化工设备基础知识
化工设备基础知识1. 引言化工设备是化学工业生产过程中的核心部分，它们扮演着将原料转化成产品的重要角色。
了解化工设备的基础知识对理解化学工业生产过程以及维护和管理化工设备都十分关键。
本文将介绍化工设备的基本概念、常见类型以及其工作原理和应用。
化工设备是指用于进行化学反应、混合物分离、质量传递或能量传递的设备。
它包括了各种容器、管道、反应器、分离器、换热器以及其他配套设备。
化工设备通常由耐腐蚀的材料制成，如不锈钢、玻璃钢和塑料等。
3.1 反应器反应器是进行化学反应的核心设备，可以用于合成新化合物、转化原料或达到其他化学目的。
常见的反应器类型包括：•批量反应器：适用于小规模实验室研究以及小批量生产。
•连续流动反应器：适用于大规模连续生产，具有高效性和稳定性。
•固定床反应器：反应物在固定的催化剂床上进行反应。
•搅拌式反应器：通过搅拌装置将反应物混合并提供充分的反应接触。
3.2 分离器分离器用于将混合物中的组分分离出来。
常见的分离器类型包括：•蒸馏塔：利用不同组分的沸点差异，通过蒸馏将混合物分离成纯组分。
•萃取塔：利用不同组分在溶剂中的溶解度差异，通过溶剂的流动将混合物分离。
•结晶器：通过调节温度和压力，使溶液中的某些组分结晶从而分离出来。
•过滤器：通过过滤设备将固体颗粒从流体中分离出来。
3.3 换热器换热器用于将热能从一个介质传递到另一个介质。
常见的换热器类型包括：•管壳式换热器：具有管束和外壳两部分，通过管道将热能传递给另一个介质。
•板式换热器：由一系列平行的金属板组成，通过板间流动的介质进行热量交换。
•空气冷却器：利用空气对介质进行冷却，常用于冷却剂回收或冷却过程中的热量排放。
4. 化工设备的工作原理和应用化工设备的工作原理和应用与其类型密切相关。
以下是一些常见化工设备的工作原理和应用举例。
4.1 批量反应器的工作原理和应用批量反应器是一种适用于小规模化学反应的设备。
它的工作原理是将反应物加入到反应器中，然后进行反应，最后将产物取出。
传质过程及塔设备介绍
传质过程及塔设备介绍1. 传质过程简介传质是指物质在两相界面上的传递过程，即在两个相互接触的相中，从一个相传递到另一个相的物质传递。
在化工过程中，传质过程是非常重要的，它涉及到多种物质的拆分、合成、分离等操作。
传质过程的效率直接影响到化工过程的效果和经济性。
一般来说，传质过程包括质量传递和热量传递两个方面。
质量传递是指物质的传递，而热量传递是指通过传热介质的传递。
传质过程的方式有多种，常见的包括扩散、对流、吸附等。
传质过程在化工工艺中有广泛的应用，例如在化学反应中的溶解、吸附过程中的质量传递、萃取过程中的相互传质等。
在化工过程设计中，正确选择传质方式以及相应的设备，对于提高化工过程的效率和经济性至关重要。
2. 塔设备介绍在化工过程中，塔设备是实现传质过程的关键设备之一。
不同的传质过程需要采用不同的塔设备，下面介绍几种常见的塔设备。
2.1 吸收塔吸收塔是一种用于气液吸收的设备。
其原理是通过将气体通过填充物与液体相接触，使气体中的物质被液体吸收。
吸收塔在化工过程中应用广泛，例如石油化工中的气体脱硫、环保领域中的废气处理等。
2.2 萃取塔萃取塔是一种用于液体相萃取的设备。
其原理是通过将萃取剂与待处理液体相接触，使其中的特定组分被相对亲和力更强的萃取剂萃取出来。
萃取塔在化工过程中常用于提取纯度高的物质或分离混合物中的不同组分。
2.3 脱硫塔脱硫塔是一种用于脱除硫化物的设备，在石油化工等领域广泛应用。
其原理是通过将硫化物所在气体与溶液相接触，使硫化物被溶液吸收，从而达到脱硫的效果。
脱硫塔在燃煤电厂、石油炼制等领域中起着重要作用。
2.4 蒸馏塔蒸馏塔是一种用于液体蒸馏的设备。
其原理是将混合液体加热至其中的组分沸腾，然后凝结回液体，通过蒸馏塔的不同区域实现组分之间的分离。
蒸馏塔在化工领域广泛应用，例如在石油炼制中提炼石油产品时的分馏过程中就需要使用蒸馏塔来分离不同碳链长度的烃类化合物。
3. 总结传质过程是化工过程中非常重要的一环，在许多操作中都扮演着关键角色。
化工过程与设备简答题答案
简答题答案：1.简述均相反应及其动力学的研究内容？答：参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。
均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。
2. 写出复合反应收率和选择率的定义式及它们之间的关系式。
答案：收率定义式：Y＝生成目的产物消耗关键组分的摩尔数/进入反应系统关键组分的摩尔数选择率定义式：S=生成目的产物消耗关键组分的摩尔数/反应消耗关键组分的摩尔数收率与选择率之间的关系：Y＝S·x3.简述Langmuir等温吸附方程的基本特点?答：均匀表面；单分子层吸附；分子间无作用力；吸附机理相同。
4.简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F（t），A/C A0.5.简述理想反应器的种类？答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。
所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。
所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。
6.停留时间分布函数F（t）的含义？答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体，在出口流体中停留时间小于t的物料所占分率为F(t)。
7.停留时间分布密度函数E（t）的含义？答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体，在反应器出口流体的质点中，在器内停留了t到t+dt之间的流体的质点所占的分率为E（t）。
化工企业特种设备
化工企业特种设备概述化工企业特种设备是指在化学工业生产中使用的具有特殊工作条件、特殊工作介质和特殊工作压力的设备。
这些设备是化工生产过程中不可或缺的重要组成部分，对保证生产质量和安全具有重要作用。
本文将介绍化工企业特种设备的分类、特点及相关的操作注意事项。
分类化工企业特种设备可以根据其用途和工作条件分为多个不同的类别。
常见的分类有以下几种：压力容器压力容器用于承受内部介质的压力，一般分为封闭式压力容器和非封闭式压力容器。
封闭式压力容器包括罐式容器、塔式容器等；非封闭式压力容器包括加压反应釜、加热炉等。
压力容器在化工生产中承受着承压工作条件，因此在设计、制造和安装过程中需要满足相应的标准和规范。
管道设备管道设备用于运输和输送化工生产中的介质，包括输送液体、气体和固体的管道及其附件。
管道设备通常要求具备耐腐蚀、耐高温、耐低温等特殊性能，在使用过程中需要注意管道的防腐蚀、绝缘和排水等问题。
反应设备反应设备用于化工生产中的化学反应过程，包括反应釜、反应塔、反应管等。
这些设备一般要求具备耐高温、耐腐蚀和良好的密封性能，在操作过程中需要严格控制反应温度、压力和配料等参数，以确保反应的安全和高效。
蒸馏设备蒸馏设备是化工生产中用于分离和纯化混合物的设备，包括蒸馏塔、蒸馏柱、回流器等。
蒸馏设备要求具备高效传质和传热性能，并且需要控制合理的操作条件，以实现混合物的分离和纯化。
干燥设备干燥设备用于将湿润的物料或溶剂从固态或液态转变为气态，包括真空干燥器、风干器、喷雾干燥器等。
干燥设备的设计和操作需要注意物料的性质和干燥方式的选择，以确保物料的质量和干燥效果。
特点化工企业特种设备具有以下几个特点：高温、高压工况化工生产过程中，常常需要处理高温、高压的介质。
因此，化工企业特种设备需要具备耐高温和耐压的特性，以确保设备在工作过程中的安全可靠性。
强腐蚀性介质化工生产涉及的介质通常具有强腐蚀性。
为了保证设备的耐蚀性，常采用耐酸碱、耐腐蚀材料进行制造，并在设计和制造过程中加强腐蚀防护。
化工过程机械
化工过程机械的应用和维护
05
化工过程机械在化工生产中的应用实例
离心泵在化工生产中的应用：离心泵是化工生产中常用的流体输送机械，能够实现流体的输送、 增压和循环等功能。
搅拌器在化工生产中的应用：搅拌器主要用于混合、搅拌和悬浮等操作，能够使物料均匀混合， 提高产品的质量和产量。
压缩机在化工生产中的应用：压缩机主要用于气体压缩和输送，能够提供高压和高速气流，满足 化工生产中的气体输送和分离等需求。
化工过程机械的材料选择和加工工艺
选择依据：根据机械的工作环境和工况要求，选择具有合适力学性能、 耐腐蚀、耐高温等特性的材料。
材料类型：包括碳钢、不锈钢、合金钢等，根据具体用途进行选择。
制造工艺：涉及铸造、锻造、焊接、热处理等工艺，需根据材料和设 计要求进行合理选择。
质量控制：确保材料质量稳定，加工精度高，对机械的性能和使用 寿命有重要影响。
化工过程机械的制造过程和质量控制
制造工艺流程：包 括材料选择、加工、 装配等环节，确保 机械性能和精度。
质量控制标准：制 定严格的质量控制 标准，对每个环节 进行检测和验收， 确保产品质量。
质量管理体系：建 立完善的质量管理 体系，确保制造过 程中的质量控制得 到有效执行。
质量检测与评估： 对成品进行全面的 质量检测与评估， 确保机械性能和安 全性能符合要求。
添加标题
它涉及到化学反应、物质分离、 热力学等领域，是化学工业的重 要组成部分。
化工过程机械的种类繁多，包括 反应器、分离器、热交换器、泵、 压缩机等。
化工过程机械在化工生产中的作用
实现化学反应：化 工过程机械能够提 供适宜的反应条件， 确保化学反应的顺 利进行。
提高生产效率：通 过高效的机械运作， 提高化工生产的产 量和效率。
石油化工企业所需要的主要生产设备化验仪器一览表
石油化工企业所需要的主要生产设备化验
仪器一览表
以下是石油化工企业常用的主要生产设备化验仪器一览表：
1. 反应设备化验仪器：
- 温度计：用于测量反应设备内的温度，保证反应过程的控制和安全。
- 压力计：用于测量反应设备内的压力，确保反应条件的稳定和可控。
- pH计：用于测量反应液的酸碱度，帮助调整反应条件和监控反应过程。
- 电导率计：用于测量反应液的电导率，可以判断反应物质浓度的变化和反应过程的进展。
2. 分离设备化验仪器：
- 离心机：用于分离液体混合物中的固体颗粒或沉淀物，实现物质的分离与提纯。
- 蒸馏仪：用于分离液体混合物中不同沸点的组分，获得目标物质的提纯产物。
- 萃取仪：用于从混合物中提取目标物质，实现有机相和水相的分离。
3. 分析设备化验仪器：
- 气相色谱仪：用于分离和检测气体或揮发性液体中的成分，并进行定性和定量分析。
- 液相色谱仪：用于分离和检测液体样品中的成分，广泛应用于化学分析和质量控制。
- 紫外可见分光光度计：用于测量物质在紫外和可见光谱范围内的吸收和透射特性，帮助确定物质的组成和浓度。
请注意，以上仅为常见的一些石油化工企业所需要的主要生产设备化验仪器，具体需根据企业的实际情况和生产需求进行确定。
希望这份一览表能对您有所帮助！如有任何问题，欢迎咨询。
《制药化工过程与设备》生物反应器
生物反应器的设计和操作可以保证产品的质量和安全性，例如在制药和食品工业中，通过 生物反应器生产抗生素、疫苗、食品添加剂等产品时，可以控制产品质量和安全性。
生物反ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器的分类与发展
分类
生物反应器可以根据不同的标准进行分类，例如根据操作方式可以分为间歇式和 连续式反应器；根据微生物类型可以分为好氧型和厌氧型反应器；根据应用领域 可以分为制药、食品、环保等领域使用的反应器等。
温度
温度对微生物发酵的影响 是多方面的，包括代谢过 程、酶活性、发酵反应速 度、微生物形态、培养基 成分的物理性质和化学成 分等。
温度对酶促反 应速度的影响
温度升高，反应速度加快 ；温度降低，反应速度下 降；最适温度：酶促反应 速度最大时的温度。
pH值
对酶促反应速度的影响； 对微生物生长的影响；对 培养基性质的影响。
生物反应器的制造成本较高，需要降低设备 制造成本，提高设备利用率和降低生产成本 。
未来生物反应器的展望
创新材料与技术
开发新型生物反应器材料和加工技术， 提高设备的性能和可靠性，优化细胞培 养环境。
智能化与自动化
应用物联网、人工智能等技术，实现生 物反应器的智能化与自动化控制，提高 生产效率和产品质量。
生物反应器的性能优化
01
通过实验研究优化反应条件，提高产品收率和质量。
02
采用新型生物反应器技术，提高设备的生产效率和使用寿命。
针对不同生产工艺和物料特性，开发适用的生物反应器操作规
03
程，提高生产效率及产品质量。
06
生物反应器的发展趋势与挑战
生物反应器的发展趋势
适应环保要求
开发高效、节能、环保的生物反应器， 减少工业废弃物排放，降低环境污染。
化工设备工作原理
化工设备工作原理
化工设备的工作原理是指在特定的操作条件下，利用物理、化学或生物过程来发生化学反应、物质转化或分离纯化等过程的原理。
下面将以一些常见的化工设备为例进行说明。
1. 塔式反应器：塔式反应器是一种用于进行化学反应的设备。
其工作原理是在垂直塔内通过将反应物和催化剂引入不同的层次，使其在塔内进行接触和反应。
反应物在塔中下降的过程中，与催化剂发生反应，产生所需的化学物质。
2. 蒸馏塔：蒸馏塔是一种用于分离和纯化物质的设备。
其工作原理是利用不同物质的沸点差异，将混合物加热蒸发后，再经过塔内的冷凝和液体回流过程，使组成物质逐渐分离并收集。
3. 高速搅拌釜：高速搅拌釜是一种用于进行物质混合的设备。
其工作原理是通过搅拌器的高速旋转，使不同组分的物质充分接触和混合，从而实现反应物的均匀混合。
4. 过滤机：过滤机是一种用于将固体和液体分离的设备。
其工作原理是通过将混合物通过过滤介质，使固体颗粒被滤除，而液体部分则通过过滤介质流出。
5. 离心机：离心机是一种用于分离液体中悬浮物的设备。
其工作原理是通过使液体产生高速旋转，利用离心力将悬浮物颗粒沉淀到容器底部，从而实现液体和固体的分离。
需要注意的是，不同的化工设备具有不同的工作原理，以上只
是一些常见设备的简要说明。
在实际应用中，还需要根据具体情况选择合适的化工设备，并了解其详细的工作原理。
化工单元过程及设备课程设计-- 精馏
化工单元过程及设备课程设计-- 精馏化工单元过程及设备课程设计目录前言 (2)第一章任务书 (3)第二章精馏过程工艺及设备概述 (4)第三章精馏塔工艺设计 (6)第四章再沸器的设计 (18)第五章辅助设备的设计 (26)第六章管路设计 (32)第七章塔计算结果表 (33)第八章控制方案 (33)总结 (34)参考资料 (35)前言本课程设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。
说明书中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了说明。
鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正。
感谢老师的指导和参阅！第一章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
1．1精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。
精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。
本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。
但易漏液，易堵塞。
然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。
1．2再沸器作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。
本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。
液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。
立式热虹吸特点：1.循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
2.结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
3.壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
4.塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
过程设备机械设计基础1
过程设备机械设计基础引言概述：过程设备机械设计是指为了满足化工、石油、食品等行业中的生产流程需求而设计的机械设备。
过程设备机械设计的基础包括材料力学、气体动力学、流体力学等多个领域的知识。
本文将从材料选择、强度分析、气体动力学和流体力学设计、传动装置设计和设备安装调试等五个大点展开阐述过程设备机械设计的基础知识。
正文内容：1.材料选择1.1材料强度和硬度要求1.1.1根据设备所需承受载荷的大小选择材料的抗拉强度、屈服强度和硬度。
1.1.2考虑材料的疲劳强度和耐蚀性，选择能在设备运行环境中保持长期使用性能的材料。
1.2材料的可塑性与韧性要求1.2.1针对设备所需的成形性能和抗冲击性能，选择具有适当可塑性和韧性的材料。
1.2.2根据设备所需的耐磨性能和耐蚀性能，选择材料的硬度和耐蚀性。
1.3典型应用材料1.3.1不锈钢：具有良好的抗腐蚀性能和耐高温性能，适用于化工行业。
1.3.2碳钢：适用于一般工业设备，具有良好的强度和可加工性。
1.3.3合金钢：具有较高的强度和硬度，适用于高温高压设备。
1.3.4铝合金：具有轻质、强度高、导热性能好的特点，适用于食品行业。
2.强度分析2.1设备结构强度计算2.1.1考虑设备所需承受的静态和动态载荷，进行应力和变形的强度计算。
2.1.2根据材料力学性能和设备结构形式，采用适当的计算方法和公式进行强度分析。
2.2设备连接和固定件设计2.2.1考虑设备连接和固定件所需的抗剪、抗拉、抗扭等强度要求。
2.2.2选择合适的连接和固定方式，如焊接、螺栓连接、键槽连接等。
3.气体动力学和流体力学设计3.1设备内部流场分析3.1.1运用数值模拟方法，分析气体或流体在设备内部的流动特性。
3.1.2通过调整流道形状、增加流动引导装置等措施，提高设备内部流动效果。
3.2设备流量计算和调整3.2.1根据设备所需流量和压力降的要求，计算出合适的流量和压力降。
3.2.2根据实际情况对设备进行流量和压力的调整和控制，以确保流体的正常运行。
2020年春【中石油】化工过程设备设计第一阶段在线作业14秋(标准)
【石油大学】化工过程设备设计-第一阶段在线作业14秋试卷总分:100 得分:100第1题,1.（2.5分）用截面法可求直杆的A、内力B、外力C、应力正确答案:A第2题,2.（2.5分）应力是单位面积的A、外力B、内力C、力偶正确答案:B第3题,3.（2.5分）拉应力为正，意味着刚体变形为A、拉伸B、压缩力C、与变形无关正确答案:A第4题,4.（2.5分）在外力作用下，不致发生过大变形或断裂的能力是指物体的A、强度B、塑性C、韧性正确答案:A第5题,5.（2.5分）下列哪一个为材料的强度指标A、屈服极限B、延伸率C、无延性转变温度正确答案:A第6题,6.（2.5分）低碳钢拉伸试验的第四个阶段为A、弹性阶段B、强化阶段C、颈缩阶段正确答案:C第7题,7.（2.5分）受到垂直于杆轴线的外力或力偶作用时的直杆为A、梁B、悬臂梁C、简支梁正确答案:A第8题,8.（2.5分）直梁的内力为A、剪力B、弯矩C、剪力和弯矩正确答案:C第9题,9.（2.5分）单元体的主应力指的是单元体的各个平面上只有A、正应力的作用而无剪应力B、剪应力无正应力C、剪应力与正应力均无正确答案:A第10题,10.（2.5分）材料破坏的主要形式有A、弹塑性破坏B、弹塑性破坏和脆性断裂C、脆性破坏正确答案:B第11题,11.（2.5分）力是两物体之间的作用，这个作用是A、机械B、物理C、化学正确答案:A第12题,12.（2.5分）材料复杂应力状态下的最大主应力理论是A、第一强度理论B、第三强度理论C、第四强度理论正确答案:A第13题,13.（2.5分）力的要素是A、大小、方向C、选项1与选项2均是正确答案:C第14题,14.（2.5分）约束力的方向与所约束的物体的运动方向A、相反B、相同C、无关正确答案:A第15题,15.（2.5分）固定端的约束反力有A、约束力B、弯矩C、约束力、弯矩都有正确答案:C第16题,16.（2.5分）平面汇交力系得平衡条件是A、x方向的分力的合力为零B、y方向的分力的合力为零C、所有的合力为零正确答案:C第17题,17.（2.5分）平面力偶系的平衡条件是A、作用在刚体上的合力偶为零B、x方向的合力偶为零C、y方向的合力偶为零正确答案:A第18题,18.（2.5分）平面一般力系的平衡条件是A、合力为零B、合力偶为零C、合力与合力偶均为零正确答案:C第19题,19.（2.5分）工程实际中，构件按其几何形状可分为A、筒体B、球体C、直杆、板、壳第20题,20.（2.5分）根据内力对直杆产生变形的不同，内力可分为A、拉力B、压缩力C、拉力和压缩力正确答案:C第21题,21.（2.5分）强度是材料的机械性能指标，而材料的塑性不是材料的机械性能指标正确错误正确答案:错误第22题,22.（2.5分）应力等于构件所受的外力除于面积所得的值正确错误正确答案:错误第23题,23.（2.5分）梁在纯弯曲时其横截面的应力是关于梁的中性轴成线性分布并于离中性轴的距离成正比正确错误正确答案:正确第24题,24.（2.5分）在相同的弯距作用下，选用矩形梁比选用圆形梁的抗弯能力强正确错误正确答案:正确第25题,25.（2.5分）在相同外力作用下，选用杆件材料强度越大时，设计的杆件的横截面积会越大正确错误正确答案:错误第26题,26.（2.5分）直杆拉伸或压缩时建立的强度条件是第三强度理论正确错误正确答案:错误第27题,27.（2.5分）1Ci18Ni9Ti在焊接后容易发生晶间腐蚀，所以此材料焊后应进行退火或正火处理正确错误正确答案:正确第28题,28.（2.5分）化工设备常用的材料是金属材料正确错误正确答案:正确第29题,29.（2.5分）优质钢是用含碳量的万分之几来表示；特殊性能钢的含碳量是用千分之几来表示的正确错误正确答案:正确第30题,30.（2.5分）Q235-A表示屈服极限为350MPa的甲类碳素钢正确错误正确答案:正确第31题,31.（2.5分）两物体之间力的作用是相互的正确错误正确答案:正确第32题,32.（2.5分）00Cr18Ni9Ti表示含碳量小于0.3%，含Cr为18%，含Ni为9%，含Ti 小于1.5%正确错误正确答案:正确第33题,33.（2.5分）如一刚体直杆受两力作用而达平衡，此杆称为二力杆。
化工设备设计
储存设备
储存设备（简称：储罐）：主要是指用于储 存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设 备。
设计储存设备，必须满足各种给定的工艺要 求，即介质的性质、工况、容量、环境等条 件。
介质特性：可燃性、饱和蒸气压、密度、腐 蚀性、毒性程度、化学反应活性（如聚合趋 势）等。
卧罐
地面卧罐基本结构
化工厂：换热设备的投资约占总投资的 10%～20%；
炼油厂：换热设备的投资约占总投资的 35%～40%。
管壳式换热器
基本类型 可分为固定管板式、浮头式、U形管式、填
料函式和釜式重沸器五类
一. 固定管板式
适用范围：1.适用于壳侧介质清洁且不易结 垢并能进行清洗；2.管、壳程两侧温差不大 或温差较大但壳侧压力不高的场合。
重量； 3.物料重量，正常操作时为物料重量，水压
试验时为充水重量； 4.其他载荷，如：雪载荷、风载荷、地震载
荷等。
二.内力分析 1.弯矩 2.剪力
三. 圆筒应力计算和强度校核 1. 圆筒上的轴向应力 2.支座截面处圆筒和封头上的切向切应力 3.支座截面处圆筒的周向应力
3、高合金钢（合金元素总含量大于10%）
主要有铬钢、铬镍钢、铬镍钼钢等，如 0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti等，主要 用于耐腐蚀和耐高温等特殊场合，如不锈钢、 耐热钢等。
三、有色金属和非金属
1、有色金属
钛合金特点：低温下能保持较高的塑性和冲 击韧性，是制造深冷设备的良好材料。
3.分离压力容器(代号Separator) 主要 是用于完成介质流体压力平衡缓冲和气
体净化分离的压力容器。如分离器、过 滤器、集油器、缓冲器、干燥塔等。
化工三合一设备的操作方法
化工三合一设备的操作方法化工三合一设备是一种集反应釜、蒸发器和冷凝器于一体的设备，广泛应用于化工生产过程中的物质混合、反应和分离等操作。
本文将介绍化工三合一设备的操作方法，包括设备的准备工作、操作步骤和注意事项。
一、准备工作1. 确认设备的工作状态：检查设备是否处于正常工作状态，如有异常情况应及时解决。
2. 准备所需原料和试剂：根据工艺要求，准备好所需的原料和试剂，并按照配方准确称量。
3. 检查设备连接：检查设备的管路连接是否紧固，防止泄漏情况的发生。
二、操作步骤1. 开启设备：按照设备的启动程序，逐步开启设备的各个部件，如电源、冷却水、加热器等。
2. 加入原料和试剂：根据工艺要求，将准备好的原料和试剂逐步加入设备中，注意加入的顺序和速度。
3. 调节温度和压力：根据反应要求，调节设备的加热和冷却系统，控制设备内的温度和压力。
4. 反应过程监控：通过设备上的仪表和传感器，监控设备内的温度、压力、流量等参数，及时调整操作条件。
5. 反应结束处理：根据反应结束的信号或工艺要求，停止加热和冷却系统，关闭设备并排空反应物。
6. 分离操作：根据需要，通过调整设备内的温度和压力，实现分离操作，如蒸发、冷凝、析出等。
7. 收集产品：根据工艺要求，将分离得到的产品收集到指定容器中，并进行后续的处理和包装。
三、注意事项1. 安全操作：操作人员应穿戴好防护设备，注意设备的安全使用，避免发生意外事故。
2. 操作规范：严格按照操作规程进行操作，避免操作失误或不当操作导致设备故障或产品质量问题。
3. 清洁维护：操作结束后，及时清洁设备，保持设备的良好状态，延长设备的使用寿命。
4. 故障处理：如发生设备故障或异常情况，应及时停机检修，并寻找故障原因，确保设备正常运行。
5. 工艺优化：根据实际操作情况和产品质量要求，逐步优化操作参数，提高设备的生产效率和产品质量。
化工三合一设备的操作方法包括准备工作、操作步骤和注意事项。
只有在严格按照操作规程进行操作，并注意设备的安全使用和维护，才能确保设备能够正常运行，保证产品的质量和生产效率。
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一.填空(每小题1分,共30分)
1.填料塔的内部主要由(填料 )、（液体在分布器 ）和（ ）组成.
2.钢材的热处理方法主要有( 退火 )、( 正火 )、( 淬火 )和( 回火 ).
3.碳钢与铸铁的主要区别是含( 碳 )量不同.
4.在列管式换热器中有时将分程隔板做成空的(夹层),目的是防止(壳层流体 )短路.
5.在外压容器中设置加强圈的目的是缩短( )长度,提高( )性.
6.由钢板卷制的圆筒体和封头的公称直径是指它们的(内径 ).
7.在立式搅拌釜中,起加热作用的装置是蛇管或( 夹套 ) .
8.容器边缘应力的两大特点是( )和( ).
9.椭圆形封头长、短半轴之比a/b 为( 2 )时,其赤道圆上环向应力0 θσ.
10.在化工设备上,应力腐蚀随应力增大而( 增大 ).
11.氢腐蚀的两个阶段是( 氢脆阶段 )和( 氢侵蚀阶段 ).
12.碳钢中有害元素主要是( 硫 )和( 磷 ),其中( 硫 )引起热脆, ( 磷 )引起冷脆.
13.钢材淬火的主要目的是提高钢材的( 硬度 ),但在淬火后一定要进行( 回火 ).
14.回转壳体中间面上任一点M 处( 法 )线的曲率半径称为该点的第一曲率半径.
15.推导薄膜应力理论公式时采取了( )种假设,分别是( ).
16.导致外压圆筒容器失稳的压力称为该筒体的( ).
17.在外压圆筒容器上安装加强圈时,常用的型钢有( )、( )、( )等.
18.法兰 个,一是(法兰密封面损坏 ),二是( 法兰密封面垫子失效 ).
19.计算管法兰厚度时,是以((16MnR)材料 )在((200)℃ )时的机械性能为基础制定的.
20.鞍座通常由( )、( )、( )和( )焊制而成.
21.标准椭圆型封头的长、短半轴之比a/b = ( 2 ).
22.搅拌釜的轴封主要有两种,分别是(填料密封 )和( 机械密封 ) .
23.碳钢与低合金钢制容器的最小壁厚=min S ( 3 )mm.
24.整块式塔盘板有三个区,分别是承液区、(鼓泡区, )和(溢流区 ).
25.内压容器开孔补强的最小面积为A=( (壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A1+(接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A2+(焊缝金属截面积)A3. ).
26. 列管式换热器中,管子在管板上的排列方式主要有(正三角排列 )、(同心圆形排列 )和(正方形排
列 )及(转角正方形排列 ).
27.反应釜传动装置主要由( 电机 )、( 联轴器 )、( 搅拌轴 )和( 减速机 )构成.
28.平板封头在压力容器中很少采用的主要原因是(在相同受压条件下，平板封头比其他形式封头厚的
多 ).
29.外压容器的焊缝系数Φ=( 0.85 ).
30. 列管式换热器中,横向折流板的作用主要是(提高壳测的流速
)和( 增大换热系数
).
二.判断题（第一题1分,其余每题1.5分,共22分.对者划 “√”,错者划“⨯”）
1.管法兰的公称压力是其所承受的最高压力.X
2.对于金属设备的晶间腐蚀,可采取预先给出腐蚀裕量的方法加以预防.X
3.金属的弹性模量E 一般不随温度而变化.X
4.在内压圆筒题上开设椭圆型人孔时,应使椭圆长轴与筒体轴线垂直.V
5.筛板塔的塔盘上每一点都布有筛孔.V
6.圆锥型容器锥顶部分应力最小,所以开孔尽可能选在锥顶.X
7.外压容器失稳的原因完全是由于s σσ≥max .X
8.依弹性失效理论,容器上任一点的最大应力达到t s σ时,即宣告该容器“失效”.X
9.铬镍不锈钢Ti Ni Cr 9181可耐任何介质腐蚀.X
10.对于外压长圆筒,安装加强圈可提高筒体刚性.V
11.法兰的PN 、DN 一定后,无论采用何种材料,制作出的法兰的外型尺寸都一样.X
12.在列管式换热器中,解决温差应力的唯一方法是安装膨胀节.V
13.板式塔上,溢流堰的作用是维持塔盘上有一均匀的液层.v
14.在双流分块式塔盘中,支持塔盘的构件只有支持板和支持圈.X
15.搅拌釜的夹套可能是外压容器,也可能是内压容器.X
三.简述题（每小题4分,共24分） 1.10≥e
O S D 的外压圆筒壁厚的图算步骤.
2.合金元素对钢材性能的影响.
3.容器开孔等面积补强设计步骤.
① 允许不另行补强的最大开孔直径
② 允许开孔的范围
③ 有效补强范围
补强区宽度：
补强区外侧高度：
补强区内侧高度：
④ 补强计算
δn 取大值⎭
⎬⎫++==nt n d B d B δδ222取小值接管实际外伸高度⎪⎭⎪⎬⎫==11h d h nt δ取小值接管实际内伸高度⎪⎭⎪⎬⎫==22h d h nt
δ
a 、开孔削弱的有效金属截面积
受内压的圆筒或球壳：
受外压的圆筒或球壳：
平盖（开孔直径d ≤0.5D i ）：
b 、补强金属截面积
● 壳体：
● 接管：
● 焊缝
● 补强元件金属截面积：A 4
判断是否需要补强：
若 A e =A 1+A 2+A 3>A
则开孔后不需另行补强
若 A e =A 1+A 2+A 3〈A
则开孔后需另行补强
补强强圈厚度：
n
n d B A A A A d B A T -++-=-='032104)(
4.整块式塔盘与塔壁之间的密封系统是如何建立的?
126
)
1(2r et f d A -+=δδδ)]
1(2[5.0r et f d A -+=δδδp
d A δ5.0=)]
1)((2))((1r e et e f d B A -----=δδδδδr
et r t et f C h f h A )(2)(22212-+-=δδδ203212h A ⨯⨯
=
5.固定管板列管式换热器中管子与管板的连接方式及各自优缺点
胀接与焊接 13
6.整块式塔盘的支撑系统.
127
四.填图(指出图中所示各零件名称,10分)
五. 计算题(每题7分,共14分) 1. 某化工厂欲设计一台石油分离中的乙烯精馏塔.工艺参数为:塔体的内径mm D i 600=,设计压力
MPa p 2.2=,工作温度t= -3～- 20℃,材质为16MnR, []MPa t
170=σ,试确定精馏塔壁厚.
2.两端开口的柱壳,表面承受轴对称线性载荷,顶端最大载荷强度为o q ,求A 点的薄膜应力m σ和θσ.已知: H=1000mm , D=1010mm , S=10mm, y=600mm, o q =1Mpa。