化工生产单元操作设备简介
化工单元过程及操作
化工单元过程及操作化工单元是在化工生产过程中完成特定化学转化或物质分离的设备或系统。
不同的化工单元在化工生产中扮演着不同的角色，包括反应器、分离器、转化器等。
以下是一些常见的化工单元及其基本操作：1. 反应器（Reactor）：•功能：用于进行化学反应或物质转化，通常在高温高压或特定催化条件下进行。
•操作：操作员需要控制温度、压力、反应物料的供给和搅拌速度等参数，确保反应的进行和安全。
2. 分离器（Separator）：•功能：用于将混合物中的不同成分分离，例如蒸馏塔、萃取器和结晶器等。
•操作：调节温度、压力和物料流动速度，以便分离出所需的产品或组分。
3. 蒸馏塔（Distillation Column）：•功能：用于分离液体混合物中不同沸点的成分。
•操作：控制塔内不同层次的温度和压力，调整进料速率和提取出不同沸点成分的出口流量。
4. 搅拌罐（Mixing Tank）：•功能：用于混合不同原料或化学物质，使其均匀混合。
•操作：控制搅拌速度、温度和加料速率，确保充分混合并达到所需的反应或混合效果。
5. 反应器控制与监测：•自动化控制系统：使用PLC、DCS或SCADA系统实现对反应器的自动化控制，包括温度、压力、搅拌速度等的监测与调节。
•在线监测：使用传感器、仪器或在线分析仪器监测反应物料的质量、组分和反应进程。
这些是常见的化工单元及其基本操作方式。
在化工生产过程中，操作员需要严格遵循工艺流程，确保操作安全，并根据实验室数据和控制系统指示进行操作。
化工生产往往需要高度的技术要求和严格的安全标准，操作人员需要接受专业的培训和指导。
化工单元操作1
2.5气体输送机械 2.5气体输送机械
②气体输送机械体积一般都很庞大，对出口压力高的机械更是 如此。 ③由于气体的可压缩性，故在输送机械内部气体压力变化的同 时，体积和温度也将随之发生变化。这些变化对气体输送机械的结 构、形状有很大影响。因此，气体输送机械需要根据出口压力来加 以分类。
（2）离心式通风机
流动时，又因压强升高，气泡立即凝聚，气泡的消失产生局部真 空，周围的液体以极大的速度冲向气泡原来所在的空间，在冲击 点处产生很高的局部压强（高达几百个大气压），冲击频率高达 每秒几万次之多。尤其当气泡的凝结发生在叶轮表面时众多的液 体质点如细小的高频水锤撞击着叶片，另外气泡中可能带有氧气 等对金属材料发生化学腐蚀作用。泵在这种状态下长期运转，将 导致叶片过早损坏。这种现象称为泵的汽蚀现象。汽蚀现象发生 时，泵体振动，发出噪音，泵的 qv ↓, H e ↓,η ↓ ，严重时甚至吸不上 液体。
H e′ n′ = 2 H e n1
2
Pa ∝ qv H e ∝ n3
Pa′ n2′ = Pa n1
3
qv′ n2′ = qv n1
上式称为离心泵的比例定律, n变化<20%, η 相等时成立。
2.2.4离心泵的安装高度 2.2.4离心泵的安装高度
∑ 若液面压强 p0 ，吸入管路流量及管路一定（即 uK 、 H f (0− K )
↓ 一定）。安装高度 H g ↑, pK ，当 pK ↓ 至等于操作温度下被输送
液体的饱和蒸汽压 pv 时（即 PK = pv ），液体将发生沸腾部分 汽化，所生成的大量蒸汽压泡在随液体从叶轮进口向叶轮外围
2.2.4离心泵的安装高度 2.2.4离心泵的安装高度
部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分离，它们均是籍 混合物中各组分挥发性的差异而达到分离的目的，这就是蒸馏及精馏分离 的依据。
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。
化工设备结构认识
木格栅填料
格里奇格栅填料
⑨波纹填料：波纹填料是由 许多层波纹薄片组成，各 片高度相同但长短不等， 搭配组合成圆盘状，填料 波纹与水平方向成45°倾 角，相邻两片反向重叠使 其波纹互相垂直。圆盘填 料块水平放入塔内，相邻 两圆盘的波纹薄片方向互 成90°角。
金属丝网波纹填料
金属孔板波纹填料
波纹填料因波纹薄片的材料与形状不同分成 板波纹填料可由陶瓷、塑料、金属、玻璃钢 等材料制成。填料的空隙率大，阻力小，流 体通量大、效率高，而且制造方便、价格低， 正向通用化、大型化方向发展。
折叶桨式搅拌器
三宽叶桨式搅拌器
②框式和锚式搅拌器：框式搅拌器结构比较 坚固，搅动物料量大。
框式和锚式搅拌器
特殊框式搅拌器
③推进式搅拌器
通常为两个搅拌叶，第一个桨叶安装在 反应釜的上部，把液体或气体往下压；第二 个桨叶安装在下部，把液体往上推。使物料 内循环流动，所起作用以容积循环为主，剪 切作用较小，上下翻腾效果良好。当需要有 更大的流速时，反应釜内设有导流筒。
⑤矩鞍型(intolox saddle)：矩鞍形填 料结构不对称，堆积 时不重叠，均匀性更 高。该填料气流阻力 小，处理能力大，性 能虽不如鲍尔环好， 但构造简单，是一种 性能优良的填料。
⑥环矩鞍(Intalox)：兼具 环型、鞍型填料的优点。 敞开的侧壁有利于气体 和液体通过，减少了填 料层内滞液死区。填料 层内流体孔道增多，使 气液分布更加均匀，传 质效率得以提高。 一般采用金属材质，机 械强度高。
③阶梯环：鲍尔环基础上改造 得出的。环壁上开有窗孔， 其高度为直径的一半。由于 高径比的减少，使得气体绕 填料外壁的平均路径大为缩 短，减少了阻力。
喇叭口一边，不仅增加机械强度，而且使 填料之间为点接触，有利于液膜的汇集与 更新，提高了传质效率。 目前所使用的环型填料中最为优良的一种。
化工设备简介——塔设备
•化工行业设备大体分为动设备和静设备静设备包括塔器、换热器、反应器、工业管式炉、气柜、储罐等，又称“化工设备”。
•动设备是指有驱动机带动的转动设备（亦即有能源消耗的设备），如压缩机、风机、离心机、泵等。
即“三机一泵”。
又称“化工机器”。
塔设备通过其内部构件使气（汽）-液相或液-液相之间的充分接触，从而使不同相之间进行质量传递和热量传递。
塔设备完成的单元操作通常有：精馏、吸收、解吸、萃取等，也可以进行介质冷却，气体的净制与干燥以及增湿等。
是化工、石油、生物、制药等生产过程中广泛采用的设备。
化工生产对塔设备提出的要求：•①工艺性能好——塔设备要使气、液两相尽可能充分接触，具有较大的接触面积和分离空间，以获得较高的传质效率。
•②生产能力大——在满足工艺要求的前提下，要使塔截面上单位时间内物料的处理量大。
•③操作稳定性好——当气液负荷产生波动时，仍能维持稳定、连续操作，且操作弹性好。
化工生产对塔设备提出的要求：•④能量消耗小——要使流体通过塔设备时产生的阻力小、压降小，热量损失少，以降低塔设备的操作费用。
•⑤结构合理——塔设备内部结构既要满足生产的工艺要求，又要结构简单、便于制造、检修和日常维护。
•⑥选材要合理——塔设备材料要根据介质特性和操作条件进行选择，既要满足使用要求，又要节省材料，减少设备投资费用。
•⑦安全可靠——在操作条件下，塔设备各受力构件均应具有足够的强度、刚度和稳定性，以确保生产的安全运行。
•上述各项指标的重要性因不同设备而异，要同时满足所有要求很困难。
因此，要根据传质种类、介质的物化性质和操作条件的具体情况具体分析，抓住主要矛盾，合理确定塔设备的类型和内部构件的结构形式，以满足不同的生产要求。
•塔设备的种类很多，常见的分类：⑴按操作压力分为加压塔、常压塔及减压塔⑵按单元操作分为精馏塔、吸收塔、萃取塔、反应塔等。
⑶按塔内气、液接触构件的结构分为板式塔和填料塔。
•目前工业生产中应用最广泛的是填料塔和板式塔。
化工单元操作及设备
6
(4)SI制（国际单位制） 基本单位：长度——米（m） ，质量——千克（kg） 时间——秒（s） ，温度——开尔文（K） 物质的量——摩尔（kmol） 重要导出单位： F = ma kg m s 2 N 力—— ； 压强——P=F/面积 ； kg m 1 s 2 N m 2 Pa 能量、功、热——F×距离 kg m 2 s 2 N m J ； 功率——功/时间 kg m 2 s 3 J s 1 W ； 比热——热/质量温度 m 2 s 2 K 1 J kg 1 K 1； 单位换算举例 【例0-1】 已知1 atm = 1.033 kgf cm 2 ,试将此压强换算为SI单位。 解：1公斤（力）等于1千克质量的物体所受到的重力。 2 即1公斤（力）= 1kg × 9.81 m s = 9.81 N ∴ 1 atm = 1.033 × 9.81 N (10 2 m) 2 = 1.013 × 10 5列特点： (1)它们都是物理性操作，即只改变物料状态或其物理性质； (2)它们都是化工过程中共有的操作，但不同的化工过程中 所包含的单元操作数目、名称与排列顺序各异； (3)某单元操作用于不同的化工过程，其基本原理并无不同， 进行该操作的设备往往也是通用的。 三、化工单元操作中基本概念 1、物料衡算：依据——质量守恒定律 ∑ G输入－∑ G输出＝∑ G累积 输入量-输出量 输出量=累积量 输入量 输出量 累积量 ∑ G输入 = ∑ G输出 稳定过程：输入量=输出量 进行物料衡算的步骤： （1） 画出流程示意图，物料的流向用箭头表示； （2） 圈出衡算的范围(或称系统)； （3） 确定衡算对象及衡算基准； （4） 写出物料衡算方程进行求解。
化工单元操作 及设备
山东教育学院化学化工系 姚发业
1
绪 论
化工单元操作及设备
4
单元操作有下列特点： (1)它们都是物理性操作，即只改变物料状态或其物理性质； (2)它们都是化工过程中共有的操作，但不同的化工过程中 所包含的单元操作数目、名称与排列顺序各异； (3)某单元操作用于不同的化工过程，其基本原理并无不同， 进行该操作的设备往往也是通用的。 三、化工单元操作中基本概念 1、物料衡算：依据——质量守恒定律 G － G ＝ G 累积 输入 输出 输入量-输出量=累积量 G G 输入 输出 稳定过程：输入量=输出量 进行物料衡算的步骤： （1） 画出流程示意图，物料的流向用箭头表示； （2） 圈出衡算的范围(或称系统)； （3） 确定衡算对象及衡算基准； （4） 写出物料衡算方程进行求解。
6
(4)SI制（国际单位制） 基本单位：长度——米（m） ，质量——千克（kg） 时间——秒（s） ，温度——开尔文（K） 物质的量——摩尔（kmol） 重要导出单位： 2 F ma kg m s N 力—— ； 1 2 2 压强——P=F/面积 ； kg m s N m Pa 2 2 能量、功、热——F×距离 kg m s N m J； 2 3 1 功率——功/时间 ； kg m s J s W 2 2 1 1 1 比热——热/质量· 温度 ； m s K J kg K 单位换算举例 2 【例0-1】 已知1 ,试将此压强换算为SI单位。 atm 1 . 033 kgf cm 解：1公斤（力）等于1千克质量的物体所受到的重力。 2 1 kg 9 . 81 m s 9 . 81 N 即1公斤（力） 2 2 5 2 ∴ 1 atm 1 . 033 9 . 81 N ( 10 m ) 1 . 013 10 N m
一化工生产及单元操作.
kgf m
)2
= 9.81×104 N / m2
100cm
1kcal / kg ⋅ oC = ?kJ / kg ⋅ K
kcal 4.187kJ
1kcal / kg ⋅ oC =1
kcal 4.187kJ / kg ⋅ K
kg ⋅ K
经验公式单位换算：
绪论
一．化工生产及单元操作 化工生产——是对各种原料进行化工处理，以获得有用产 品的工业生产过程
石化：
⎧ 蒸馏 → 汽油、煤油、柴油、重油 原油⎨
⎩ 裂解重整 → 乙烯 → 反应 → 聚合 → （塑
料、尼龙、合成纤维） 造纸：
麦草 → 备料 → 蒸煮 → 洗涤 → 筛选 → 漂白 → 打浆 → 施胶 → 加填 → 抄纸 → 干燥 → 成品
工厂全貌 工厂设备1Fra bibliotek工厂设备2
肥料：
皮革： 酿酒：
O2 空气液化
N2
⎧ H2 水煤气 ⎨ (C + H 2O) ⎩ CO
NH3
CO2
碳酸铵 ( NH4 )2 CO3
印染、制盐、制糖、制碱、造纸 —— 蒸发
炼油： 酿酒、炼油、煤化工 —— 蒸馏
单元操作：在化工生产中，具有共同物理操作原理和 设备的过程
动量传递（流体输送设备、搅拌、过滤、沉降） 热量传递（加热、冷却、蒸发） 物质传递（气体吸收、液体蒸馏、萃取、干燥）
二. 本课程研究的内容及与专业课、其它课程的关系 研究内容：研究化工单元操作的基本原理、典型
设备的构造、工艺尺寸计算和选型
三. 单位制和单位换算
⎧ 国际单位制（SI）⎨
基本量：长度 质量 时间 温度
工程 单位制
基本量：长度 质量 时间 温度
干货 化工厂常见的十四种设备结构及原理动态图解
应用：
发展节能产品、节能技术、节能工艺；发展少污染、无污染、低排放产品和工艺；促进低碳发展、循环经济；减少资源消耗、节约资源；保护生态。
5．离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。二、除尘设备，是指把粉尘从烟气中分离出来的设备，也叫除尘器。大家都有戴口罩的经历，口罩就是一种简易的过滤除尘设备。除尘设备的除尘机理很简单，它与口罩的除尘机理一样，是通过滤材料对烟气中飞灰颗粒的机械拦截来实现的。
简单，处理能力大，有相当高的分离效能，广泛应用于石油炼制工业和石油化工中。
四、阀门是在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置是使配管和设备内的介质（液体、气体、粉末）流动或停止并能控制其流量的装置。阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。用于流体控制的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格繁多，阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体地流动，阀门的工作压力可从
冷凝器：
用以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内汽液两相间的接触传质得以进行。
十二、压缩机
压缩机：
将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝（放热）→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。
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工业中用于物质转化、分离、加工和储存的设备。
它们起着关键的作用，使化工工艺能够顺利进行，提高生产效率和产品质量。
化工设备的种类繁多，包括反应釜、蒸馏塔、搅拌设备、传热设备、干燥设备等。
反应釜是化工设备中最常见的一种，用于进行化学反应。
它通常由厚重的钢材制成，具有耐高温、耐腐蚀的特性。
反应釜内部通常有搅拌器，可以使反应物更好地混合，增加反应速率。
反应釜广泛应用于有机合成、聚合反应、氧化反应等各个领域。
蒸馏塔是用于分离混合物的设备，常用于分离液体混合物。
蒸馏塔的结构复杂，通常由多个装有填料的塔板组成。
在蒸馏过程中，混合物被加热，使其部分组分转化为气态，然后通过填料层与上下层进行传质传热，最终得到不同组分的纯品。
蒸馏塔广泛应用于提纯溶剂、分离精馏塔尾气等过程。
搅拌设备用于在化工工艺中将多个物料混合均匀。
通常包括搅拌器、搅拌筒、电机以及传动装置等部分。
搅拌设备的种类繁多，有搅拌罐、搅拌机等。
搅拌设备广泛应用于制剂、化妆品、涂料等行业中。
传热设备用于进行热量传递。
包括换热器、冷却塔等。
在化工过程中，需要控制物料的温度，提高反应速率，传热设备能够帮助实现这一目标。
传热设备的种类有很多，包括壳管式、管束式、板式等。
不同的传热设备适用于不同的工艺要求。
干燥设备用于将湿物料中的水分排除，提高物料质量。
干燥设备的种类有很多，常见的有烘箱、干燥塔等。
干燥设备广泛应用于冶金、建材、化工等领域。
干燥设备的选择和操作对于产品的质量和生产效率有着重要的影响。
除了上述常见的化工设备，还有许多其他类型的设备，如离心机、过滤设备、搬运设备等。
这些设备在化工工业中发挥着不可替代的作用，提高了生产效率，并为人们创造了更多的生活便利。
总之，化工设备是化工工业生产过程中必不可少的工具，涵盖了反应、分离、加工和储存等多个方面。
化工设备的合理选择和使用，对于提高工艺效率、产品质量具有重要的意义。
化工领域的技术不断进步，化工设备也会随之发展，以满足不断增长的生产需求和技术要求。
化工设备资料
化工设备在工业生产和化工领域中，化工设备是扮演着至关重要的角色。
化工设备是指用于生产化工产品或进行化工工艺流程的设备和机械。
这些设备通常被设计和制造来满足特定的需求和条件，在化工生产中扮演着不可或缺的作用。
化工设备的分类化工设备根据其功能和特性可以被划分为不同的类型。
常见的化工设备包括：1.反应器：用于化学反应的设备，通常由反应器本体、加料、搅拌器、冷却装置等组成。
2.蒸馏塔：用于分离液体混合物的设备，通过升华和凝固的方式实现分离。
3.搅拌设备：用于混合、搅拌各种液态、固态和气态物料，保证反应均匀。
4.干燥设备：用于将湿润的化工产品或原料除去水分。
5.脱硫器：用于去除燃料燃烧产生的二氧化硫等有害气体。
6.压缩机：用于将气体或蒸汽压缩至所需的工作压力。
7.泵类设备：用于输送各种化工产品，包括离心泵、齿轮泵等。
8.换热设备：通过传导、对流或辐射等方式，在化工流程中进行热交换。
9.储罐：用于储存不同种类的化工产品。
化工设备的关键设计要素设计化工设备时，需考虑以下关键要素以确保设备的高效运行和安全性：•材料选择：根据介质的化学性质和工作条件选择适当的材料，以确保设备的耐腐蚀性和耐高温性。
•结构设计：保证设备的结构稳固，避免在运行中发生变形或破损。
•操作便利性：考虑操作和维护人员的使用习惯和便利性，设计人性化的操作界面和设备布局。
•安全防护：设备需要配备必要的安全控制系统和防护装置，确保操作过程中人员和设备的安全。
•能效优化：设计设备时需考虑节能和能效优化，尽可能减少能源消耗和资源浪费。
化工设备的应用领域化工设备广泛应用于石油化工、制药、食品加工、环保等行业。
以石油化工行业为例，化工设备在原油提炼、炼油、化工合成等过程中起着关键作用，包括反应釜、分馏塔、换热器等设备，这些设备紧密配合完成化工生产流程，实现原料到成品的转化。
总结化工设备是化工生产中不可或缺的重要组成部分，它们的设计、制造和运行直接影响着生产效率和产品质量。
化工设备基础知识(化工生产入门培训)
常用化工设备种类及简介一、动设备动设备定义、种类（1）石油化工动设备定义石油化工动设备是指在石油化工生产装置中具有转动机构的工艺设备。
（2）石油化工动设备种类石油化工动设备种类可按其完成化工单元操作的功能进行分类，一般可分成流体输送机械类、非均相分离机械类、搅拌与混合机械类、冷冻机械类、结晶与干燥设备等。
动设备（容积泵、离心泵、往复式压缩机、离心式压缩机等）的结构及工作原理（1）容积泵的结构及工作原理容积泵又称“正位移泵”。
通过若干封闭的充满液体的空间（如缸体），周期性地将能量施加于液体，使液体压力直接增加到所需值的泵，包括往复泵、转子泵等。
1）往复泵往复泵是活塞泵、柱塞泵和隔膜泵的总称，它是容积式泵中应用比较广泛的一种。
按驱动方式，往复泵可分为机动泵（电动机驱动）、直动泵（蒸汽、气体或液体驱动）和手动泵三大类。
往复泵是通过活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量的液体输送机械。
①活塞泵活塞泵的主要部件是泵缸、活塞、活塞杆、单向开启的吸入阀和排出阀。
泵缸内活塞与阀门间的空间为工作室。
②计量泵计量泵又称比例泵，其装置特点是通过改变柱塞的冲程大小来调节流量，当要求精确输送流量恒定的液体时，可以方便而准确地借助调节偏心轮的偏心距离，改变柱塞的冲程来实现。
有时，还可通过一台电机带动几台计量泵的方法将几种液体按比例输送或混合。
③隔膜泵当输送腐蚀性液体或悬浮液时，可采用隔膜泵。
隔膜泵实际上就是柱塞泵。
隔膜式计量泵可用来定量输送剧毒、易燃、易爆和腐蚀性液体。
2）转子泵转子泵又称回转泵，属正位移泵，它们的工作原理是依靠泵内一个或多个转子的旋转来吸液和排液的。
石油化工中较为常用的有齿轮泵和螺杆泵。
①齿轮泵目前石油化工中常用的外啮合齿轮泵的结构泵壳内有两个齿轮，其中一个为主动轮，它由电机带动旋转；另一个为从动轮，它是靠与主动轮的相啮合而转动。
两齿轮将泵壳内分成互不相通的吸入室和排出室。
当齿轮旋转时，吸入室内两轮的齿互相拨开，形成低压而将液体吸入；然后液体分两路封闭于齿穴和壳体之间随齿轮向排出室旋转，在排出室两齿轮的齿互相合拢，形成高压而将液体排出。
精细化工单元操作过程与设备
精细化工单元操作过程与设备一、引言精细化工指的是那些在纳米或微米等级上进行生产和操作的化工产品，它们被广泛应用于电子、医疗、航空航天、生物工程、新材料等领域。
在生产精细化工产品的过程中，需要使用精细化工设备，这些设备可以对反应介质、反应温度、反应时间和反应压力进行精确控制，并保证反应物料的纯度和产品的输出量。
为了实现高效和可控制性的生产，需要对精细化工单元的操作过程和设备进行深入了解。
二、精细化工单元操作过程2.1 反应过程精细化工反应过程是一个复杂和精密的化学反应系统。
它可以由多个阶段的反应组成，包括在恒温下进行的批量式反应、连续式反应以及生长反应等。
在这个过程中需要精确控制反应物的比例、混合速率、温度和pH等参数，设置合适的反应时间，以及实现过程中的气体、液体和固体等物料的输送和分离。
2.2 分离过程在化学反应过程中，需要对产生的产物和反应物进行分离。
这个过程是通过一系列的物理、化学反应和分离实现的，包括蒸发、结晶、沉淀、冷凝、过滤、离心、萃取和干燥等等。
在这个过程中需要使用一系列的设备，包括蒸发器、结晶器、冷凝器、离心机和干燥器等。
2.3 储存过程储存是化学过程中非常重要的一步，它直接影响下一步的操作和产品的质量。
化学物质的储存方式取决于其特性和用途，通常包括使用气体容器和液体容器等。
在储存过程中，需要将化学材料储存在密闭的环境中，防止与空气中的氧气、水和灰尘等发生反应。
三、精细化工设备3.1 反应器反应器是精细化工反应过程的核心部件，它有很多种不同类型的型号和体积，包括批量式反应器、连续式反应器和生产线反应器等。
反应器可以根据反应介质热平衡、搅拌、控制温度和压力等多种功能进行设置和操作。
3.2 蒸发器蒸发器是精细化工分离过程中的重要设备，可用于将溶解液或混合液中的少量固体物质蒸发掉，同时保留其他液态物质进行分离。
蒸发器包括单效蒸发器、多效蒸发器和薄膜蒸发器。
3.3 相整流塔相整流塔是精细化工分离过程中的另一个重要设备，可以对气体、液体和固体进行分离。
化工单元操作及设备干燥
化工单元操作及设备干燥化工单元操作指的是在化工生产中对原料、反应物和产物进行各种操作，以达到预期的反应效果和产品品质。
化工单元操作涉及到的步骤包括原料供应与配料、反应搅拌与控制、温度和压力的调控、反应时间的控制等。
在进行化工单元操作时，需要严格按照操作规程进行操作，确保操作过程的安全性和可靠性。
此外，化工单元操作中还需要进行现场监测和分析，以及随时对参数进行调整和修正。
在化工生产过程中，设备干燥也是至关重要的环节。
设备干燥指的是将设备中的液体或固体成分通过加热和通风等方式进行蒸发和除湿，以达到设备内干燥的目的。
设备干燥可以分为直接干燥和间接干燥两种方式。
直接干燥指的是将湿润的物料直接暴露在加热空气或气体中，使物料中的水分蒸发。
间接干燥则是通过加热器加热介质，将介质的热量传递给物料，使物料中的水分蒸发。
设备干燥的过程需要根据物料的性质和要求选择合适的干燥设备，如干燥器、旋转干燥器、喷雾干燥器等。
设备干燥的过程中还需要注意一些关键问题和要点。
首先，需要注意设备的密封性和安全性，确保干燥过程中不会发生泄漏或爆炸事故。
其次，需要根据物料的性质和要求调整干燥的温度和湿度，避免物料过度热解或受热不均。
此外，还需要根据物料的特性，选择合适的干燥介质，如空气、氮气、惰性气体等，以避免与物料发生化学反应或造成污染。
最后，需要对干燥后的物料进行检测和分析，确保物料的质量和干燥效果。
总之，化工单元操作及设备干燥是化工生产中非常重要的环节。
在进行化工单元操作时，需要遵守操作规程，进行现场监测和分析，并根据需要进行参数调整。
在设备干燥过程中，需要选择合适的干燥设备和介质，确保干燥过程的安全性和效果。
只有通过科学合理的操作和干燥，才能保证化工生产的顺利进行和产品质量的稳定性。
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第三节化工装置基础与日常运行化工生产过程中，化工装置的正常运行和安全生产是重中之重。
任何化工生产装置都有与之相应的操作规程，以指导、组织和管理生产。
“三传一反”精辟概括了化工生产过程的本质。
“三传”指化学工业中遵循共同的物理变化规律的三大基本单元操作，即动量传递、热量传递和质量传递过程；“一反”指化学反应。
根据生产工艺要求，将若干单元有机组合起来，就构成了完整的化工生产过程。
下面将简单介绍一些“三传一反”中的典型化工装置及日常运行和操作。
一、流体输送装置流体输送装置主要包括液体输送装置和气体的压缩与输送装置。
1.液体输送装置液体输送装置统称泵。
根据泵的工作原理和结构特征可划分为动力式泵、容积式泵、流体作用泵和其他类型泵等。
动力式泵也称叶片式泵，包括离心泵、轴流泵和旋涡泵等，此类泵的压头随流量而变；容积式泵也称正位移泵，包括往复泵、隔膜泵、齿轮泵和螺杆泵等，此类泵的压头几乎与流量无关；流体作用泵是利用一种流体的作用来产生压力或真空环境，从而输送另一种流体的装置，如酸蛋、喷射泵、水锤泵和空气升液器等。
（1）离心泵离心泵是典型的动力式泵，在化工生产中应用最为广泛。
①离心泵的结构离心泵的名称很形象，它是依靠离心力作用来输送流体的。
离心泵的主要构件有：叶轮、泵壳、轴封和泵轴等，见图1-图1- 离心泵的结构叶轮是离心泵中能量传递的部件，它的作用是将原动机的机械能传递给被输送的液体，以增加液体的静压能和动能。
离心泵的叶轮可分为闭式、半闭式和开式三种，如图1- 所示。
目前，大多数离心泵采用闭式叶轮，半开式和开式叶轮常用语输送含有杂质的液体。
泵壳也称蜗壳，是离心泵的能量转化装置，它的作用是将叶轮提供的动能转化为静压能，并将叶轮甩出的液体收集起来导向泵的出口管或下一级叶轮。
轴封是用来封闭泵轴穿出泵壳处的间隙，以防止外界空气进入泵壳，或阻止泵内的高压液体泄漏到泵壳外面。
轴封分为填料密封和机械密封两种类型，其中机械密封应用广泛。
②离心泵的工作原理启动前准备：开泵前，先在泵内灌满要输送的液体（灌泵）。
同时关闭排出管路上的流量调节阀（出口阀），待电动机启动后，再打开出口阀。
泵的排液：启动后叶轮告诉旋转产生较强离心力，液体从叶轮中心被抛向外周，以很高的速度流向泵壳，部分动能转化为静压能，而以较高压力从排液口排出。
泵的吸液：当泵内液体从叶轮中心被抛向叶轮外缘时，在叶轮中心处形成低压区，液体在吸入液面与叶轮中心处的压强差的作用下，沿着吸入管连续不断地进入叶轮中心。
其工作原理如图1- 所示。
离心泵无自吸能力，启动前需要灌泵，否则会发生气缚现象。
③离心泵的特性曲线及应用离心泵的主要参数有流量Q 、扬程（压头）H 、轴功率N 、有效功率e N 、效率 和转速n 等。
图1- 离心泵叶轮的类型图1- 离心泵的工作原理实验可知，当离心泵的转速n 一定时，其流量与扬程、轴功率和效率之间存在着一定的关系，这些关系可以在相应的坐标中绘制成H Q -、N Q -和η-Q 三条曲线（如下页图1- ），称为离心泵的特性曲线。
泵的制造商提供的特性曲线是用20C ︒的清水实验测定的，当泵输送的液体与20C ︒的清水性质不同时，还需要进行特性换算。
H Q -曲线是选择泵和操作泵的主要参考依据。
生产中如果要求的输出压头恒定，则尽量选择该曲线比较平坦的离心泵。
N Q -曲线是合理选择电机功率和启动泵的主要参考依据。
泵启动时，为了减小其启动电流而保护电机，应该在关闭泵的排出调节阀的情况下启动电源。
η-Q 曲线是检查泵的工作性能的依据。
离心泵在该曲线的最高点的工作效率最高，是泵的设计点。
选择电机的原则是使工作状态下的轴功率大于并接近于电机功率。
选择泵时应该综合考虑上述三条曲线，使泵的实际工作状态最佳化。
④离心泵的日常运行与操作a ．了解输送任务，如压力、温度、流量、吸入和排出高度、参数变化范围等，以保证泵的适用；熟悉操作规程，严格按照操作规程制定操作计划。
b ．检查各仪表的开车前状态，如进口这空表和出口压力表等。
c ．盘车，保证泵能够正常运转。
d ．灌泵，同时检查泵的密封性，通知接料岗位准备接料。
f ．启动泵，慢慢打开出口阀，通过流量和压力等参数指示，将出口阀调节至适当开度。
g ．输送任务完成后，慢慢关闭离心泵出口阀，关闭电机电源，关闭进口阀。
h ．离心泵运行过程中，要注意合理的巡检，如液位、压力、流量等参数和有无泄漏及异常声响等。
i ．离心泵的安装高度应该低于其最大安装高度，否则会发生汽蚀现象或液体不能被上吸。
离心泵的流量调节可采用经典的出口阀调节，也可采用现代控制技术的变频调节。
如果要求的压头较高，可采用多级离心泵，如图1- 所示。
图1- 离心泵特性曲线 图1- 多级离心泵（2）往复泵往复泵是典型的正位移泵。
往复泵的结构、工作原理和操作方法区别很大。
①往复泵的结构及工作原理如下页图1- 所示，往复泵由泵缸、活塞、吸入阀、排出阀、活塞杆等组成。
活塞自左向右移动时，泵缸内形成负压，则贮槽内的液体经吸入阀进入泵缸内；当活塞自右向左移动时，缸内液体受压而压力增大，由排出阀排出。
活塞往复一次，各吸入和排出一次液体，称为一个工作循环。
活塞由一端移至另一端，称为一个冲程。
往复泵按照往复部件不同，可分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵等②往复泵的日常运行特点与操作注意事项a．往复泵适用于输送高压、高粘度和小流量的液体。
b．往复泵的流量与压头无关，流量取决于活塞的面积、冲程和往复频率，而且瞬时流量不稳定。
图1-往复泵构造和工作原理c．往复泵的出口压力取决于泵的强度、密封情况和原动机功率等。
d．往复泵启动前应严格检查进、出口管路、阀门等，给泵体内加入清洁的润滑油，使泵各运动部件保持润湿。
e．往复泵有自吸能力而无需灌泵，但为了避免启动时的干摩擦，启动前最好灌泵。
f．往复泵运行前应向机体内加入清洁润滑油至油窗上的指示刻度。
往复泵运行中应无异常冲击声，进出口阀应无泄漏，否则停泵检修。
g．往复泵长时间运行后应进行大修，所有零件拆洗重装。
往复泵的流量调节方式为旁路调节，绝不能用出口阀进行流量调节。
在启动往复泵等正位移泵时，先打开出口阀和旁路阀，然后启动电机，根据生产工艺要求的流量缓慢关闭旁路阀，以进行适当的流量调节；在停泵时，先打开旁路阀，然后关闭电机，再关闭进口阀，最后关闭出口阀。
2、气体的压缩装置—压缩机压缩机是一种用于压缩气体，以提高气体压力或输送气体的装置。
气体的压力取决于单位时间内气体分子撞击单位面积的次数与强烈程度。
（1）离心式压缩机离心式压缩机因气体在机内沿径向流动而得名，就是使气流不断增速和减速而彼此挤压来提高气体压力的。
离心式压缩机的结构和操作原理同离心鼓风机（透平）相似,但结构上是多级式的，其级数可以在十级以上。
离心式鼓风机的结构类似于多级离心泵。
离心压缩机的工作原理：原动机带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去，而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动，气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。
如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。
级间的串联通过弯通，回流器来实现。
离心式压缩机的级构成如下页图1-所示。
离心式压缩机的基本单元是由一个叶轮和与之相匹配的固定原件构成的级。
一台压缩机可由若干个缸串联而成，每缸又可有若干段，每段可由一个或若干个级组成。
离心式压缩机的主要结构包括转子、叶轮、缸体、隔板、密封和轴承等。
一般离心式压缩机的压力范围在350ak P以上，工业用高压工业用高压离心压缩机的压力有15~35MPa的，注气用的离心压缩机压力有高达70MPa的。
离心式压缩机的主要参数包括流量、排气压强、压缩比、功率和效率等。
图1-离心式压缩机的级构成多级离心式压缩机还有中间冷却或缸内冷却装置，理论上看，冷却次数越多，压缩过程越接近于等温压缩。
离心式压缩机在运行中可能发生气动非稳定现象，主要有阻塞、喘振和失速现象。
阻塞是离心式压缩机在某一转速下运行，流量增加至某个值时，压缩机性能急剧恶化而不能继续增加流量或提高排气压力的现象；喘振是在压缩机随着流量减小到某个值时出现旋转失速后，更进一步出现的非稳定工况现象，这里不再详述。
离心式压缩机的运行注意以下几点：①自控仪表和系统装置齐全，并逐步确认其准确可靠；②机组缸体和管路完整到位；③压缩机与工艺管路连线的止逆阀正常无内泄，止逆阀出现问题不能使用；④启动前，操作人员应按操作规程对各部位和系统全面检查、确认；⑤对危险气体压缩机，应对压缩机及相关系统进行氮气置换。
⑥压缩机一定在工艺条件允许情况下运行，决不可超负荷运转；⑦压缩机停机后的维护十分重要，否则可能造成再次启动时发生事故。
（2）往复式压缩机如图1- 所示，往复式压缩机属于容积式压缩机，其工作原理类似于往复泵。
目前往复式压缩机主要是活塞式为主，而活塞式空压机现在主要向中压及高压方向发展，这是离心式压缩机目前无法达到的一个高度。
往复式压缩机按照排气压力可分为低压（a2.0MP）、中压.098-（a8.998）、高压.0MP图1-往复式压缩机的结构（a0.>）压缩机。
一般工业中常用多级往复式压缩98-）和超高压（MPa8.9MP0.98机，将几个气缸串联起来进行多级气体压缩。
气体在一个气缸被压缩后，经中间冷却器、油水分离器，再进入另一个气缸压缩，连续地依次经过若干个气缸的压缩，即达到要求的最终压力。
压缩一次称为一级，连续压缩的次数就是级数。
多级图1-多级往复压缩示意图往复压缩如图1-。
往复式压缩机的特点与运行：①运动部件多，结构复杂，检修工作量大，维修费用高；②压缩空气不是连续排出、有脉动；③活塞环的磨损、气缸的磨损、皮带的传动方式使效率下降很快；④噪音大，且不适应连锁控制和无人值守；⑤往复式压缩机启动前必须加好润滑油，打开管路上的出口阀，打开进入气缸夹套的冷却水阀，检查自控仪表和安全装置情况，试运转正常后再打开吸入阀进气；⑥经常检查各级进、出口阀门的工作情况，检查压缩机的润滑情况，定期排放各级中间冷却器、油水分离器中的油、水等；⑦往复压缩机的流量调节可用旁路法，也可用变频器控制转速，还有一些其他方法不再详述。
二、传热装置传热装置即换热器，是对物料进行加热或冷却的装置。
传热过程的推动力是温度差，流体在换热器内可以进行无相变或有相变的热量传递，如加热、沸腾、冷却、冷凝等过程。
因此，换热器按照其用途可以分为加热器、冷却器、冷凝器、再沸器和蒸发器等，它们根据化工过程中不同的工艺要求，应用非常广泛。