化工设备,化工设备基础
化工设备基础知识汇总
填料的种类：1、乱堆部分 反应设备
按反应器结构型式分类
反应器
釜式（槽式） 塔式
管式 固定床 流化床
釜式反应器：主要用于液相均相、液相非均相或气液相反应。 可间歇操作，也可连续操作。由壳体、搅拌器和换热装置等 组成。
塔式反应器：指高径比较大的反应设备。广泛用于气－液相 反应、液－液相反应。
特征：反应器内填充有固定不动的固体颗粒。 可以 是催化剂，也可以是固体反应物。 适用于气固催化反应，固相加工反应，应用非常广 泛。
固定床反应器的结构型式
换热式固定床反应器
列管式固定床反应器 管内装填催化剂，反应物料自上而下通过床层；管间为载热
体，与管内物料进行换热，以维持所需的温度条件。
5、流化床反应器
组合后，泵的特性曲线由单泵同一H下Q的 倍数确定。
离心泵的类型与选用
（2）离心泵的选用
①根据被输送液体的性质确定泵的类型。 ②确定输送系统的流量和所需压头。流量由生产 任务来定，所需压头由管路的特性方程来定。 ③根据所需流量和压头确定泵的型号。 A、查性能表或特性曲线，要求流量和压头与管 路所需相适应。 B、若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找， H也应以最大流量对应值查找。 C、若H和Q与所需要不符，则应在邻近型号中找H 和Q都稍大一点的。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器 两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后， 送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小， 持液量小，操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液 体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率 降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对 侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
化工设备设计基础第6章化工设备设计概述
外压容器 : 设计压力通常为低压
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；
• 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 合金钢容器，温度超过420℃，合金钢（如Cr-Mo钢）超 过450℃，奥氏体不锈钢超过550℃，均属高温容器；
• ⑶ 中温容器
– 指壁温在常温和高温之间的容器；
• ⑷ 低温容器
– 指壁温低于-20℃条件下工作的容器。其中低于-20℃至 -40℃者为浅冷容器，低于-40℃者为深冷容器。
一、容器的结构与分类
• 5. 按结构材料分类
– 金属容器：目前应用最多的是低碳钢和普通低合 金钢制的容器。在腐蚀严重或产品纯度要求高的 场合，使用不锈钢、不锈复合钢板或铝、银、钴 等制的容器，在深冷操作中，可用铜或铜合金。 而承压不大的塔节或容器，可用铸铁。
•无缝钢管做筒体的公称直径系列
159 219 273 325 377 426
三、压力容器的安全监察
• 1. 安全监察的必要性
– 应用广泛、特殊、事故率高、危害性大，一旦发生破坏会导致爆炸、 介质泄漏等灾难性事故，因此必须纳为特种设备进行管理。
• 2. 压力容器相关的法规和标准
– 法规性规定：具有强制性
• 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·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)； – (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）；
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。
化工设备基础(刘尚明)课件ppt
化工设备基础 项目 创新 实践 乐学
任务一 了解化工设备基础知识
任务二 学习化工设备材料
任务三 了解化工设备管理知识
学习目标： 了解化工生产对化工设备的要求 认识本课程涉及到的有关规范并会查询 了解化工设备的种类、使用材料类型、特性及应用 了解化工设备管理知识
一、化工设备的定义及分类 1.定义 化学工业生产中所用的机器和设备的总称叫化工设备。
金属 材料
工程材料 组成
非金属 材料
复合 材料
二、金属材料的主要性能 1.力学性能
1.强度 2.硬度
3.塑性 4.冲击韧性
5.疲劳强度
✓ 强度是金属材料在外力作用下，抵抗产 生塑性变形（不可恢复的变形）和断裂 的能力
✓ 常用的强度指标是抗拉强度和屈服强度 ✓ 硬度是金属材料抵抗硬物压入的能力，
或者说金属表面抵抗局部塑性变形的能 力 ✓ 材料的强度和硬度是相关的，强度越高， 塑性变形抗力越高，硬度值也就越高
一、反应器的应用 反应器广泛应用于石油、化工、医药、农药、橡胶、染 料等行业中
反应器
二、分类 1.根据物料的聚集状态分类
均相 反应器
非均相 反应器
气相 反应器
液相 反应器
气-液 反应器
气-固 反应器
液-液 反应器
液-固 反应器
气-液固反应
器
2.根据反应器结构形式分类
反应器
釜式 反应器
管式 反应器
一、反应器的常见故障现象及处理方法 区分现象 了解原因 会处理
二、釜设备的维护
日常 维护
釜式反 应器的
检査
1.经常观察压力表指示值； 2.要注意设备有无异常振动和声； 3.电动机不得超过额定电流； 4.减速机齿轮啮合正常，不得有异常声音；压 力润滑系统，水冷却系统畅通好用 ； 5.经常观察各部密封垫片是否严密可靠 。
化工设备机械基础
二、钢铁牌号及表达措施：
3、特殊性能钢 主要指不锈耐酸钢 铬不锈钢，如1Cr13 铬镍不锈钢，如0Cr18Ni9 节镍不锈钢
表1-2 压力容器用碳素钢镇定钢板旳合用范围表
钢板 牌号
Q235-B
使用温 度℃
0~350
设计 壳体钢 压力 板厚度 MPa mm
≤1.6 ≤20
• 其他限 制
• 不得用 于毒性 程度为 高度或 极度危 害介质 旳压力 容器
Q235-C 0~400 ≤2.5 ≤30
二、钢铁牌号及表达措施（GB/T221-2023）
二、常见腐蚀类型 2. 晶间腐蚀
发生在晶界，晶粒之间结合力下降，与元素Cr旳含量有关。
奥氏体不锈钢晶粒——阴极 晶粒边界析出旳碳化铬 贫铬区——阳极 晶粒边界
图1-1 奥氏体不锈钢旳晶间腐蚀
二、常见腐蚀类型
3. 应力腐蚀
金属在腐蚀介质 和拉应力旳共同 作用下产生旳一 种破坏形式。腐 蚀与拉应力起相 互增进旳作用。
所体现旳行为，涉及变形和抗力，即在外力作用 下不产生超出允许旳变形或不被破坏旳能力。
1、强度：固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变 形和断裂旳特征。
屈服强度σs(σ0.2) 抗拉强度σb 蠕变强度σn 持久强度σD
金属材料承受载荷作用， 当载荷不再增长或缓慢 增长时，仍继续发生明 显旳塑性变形，这种现 象就称为屈服。
腐蚀性介质
原始裂纹 保护膜
应力方向 金属本身
裂纹尖端 裂纹将扩展旳区域
图1-2 应力腐蚀旳裂纹扩展
化工设备基本知识
化工设备基本知识目录1. 化工设备概述 (2)1.1 化工设备的定义与分类 (2)1.2 化工设备在化工生产中的重要性 (4)1.3 化工设备的发展趋势 (4)2. 常用化工设备 (6)2.1 反应设备 (8)2.1.1 反应釜 (9)2.1.2 搅拌器 (10)2.1.3 传质设备 (12)2.2 储存设备 (12)2.2.1 液体储罐 (14)2.2.2 气体储罐 (14)2.3 过滤设备 (16)2.3.1 过滤器 (17)2.3.2 离心分离器 (19)2.4 蒸发设备 (20)2.4.1 蒸发器 (21)2.4.2 冷却器 (22)3. 化工设备材料 (23)3.1 常用材料及其特性 (25)3.2 材料选择原则 (26)3.3 材料的腐蚀与防护 (27)4. 化工设备安全与环保 (28)4.1 设备安全操作规程 (29)4.2 设备的安全防护措施 (30)4.3 化工废弃物的处理与环保 (31)5. 化工设备的维护与检修 (32)5.1 设备的日常检查与维护 (35)5.2 设备的故障诊断与排除 (36)5.3 设备的检修与保养 (37)6. 化工设备的管理与操作 (38)6.1 设备管理的重要性 (40)6.2 设备操作人员的培训与管理 (41)6.3 设备运行的监控与调整 (43)1. 化工设备概述化工设备是化工行业生产核心设施，指用于进行化工反应、分离、提纯、混合等操作的专门设备。
它们广泛应用于各种化工生产领域，包括石油化工、肥料、农药、医药、电子化学品等。
化工设备种类繁多，主要包括反应器、分离器、输送设备、加热、冷却设备等。
每个设备都具有独特的结构设计和工作原理，旨在满足特定化工生产工艺的需求。
化工设备的安全性、可靠性、节能效率、环境友好性等方面都对其应用品质至关重要。
随着化工工艺不断发展，对化工设备性能的要求也越来越高，例如更高的工作压力、更低的能量消耗、更强的抗腐蚀性能等。
化工静设备基础知识
二、化工设备的概念
化工设备
指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械， 如各种容器（槽、罐等）、反应釜、换热器、塔器、普 通干燥器、蒸发器，反应炉、电解槽、结晶设备、吸附 设备、普通分离设备以及离子交换设备等，又称“静设 备”。 化工机器（化工机械）
Ⅲ、塔设备的总体结构
塔设备的总体结构有内件、塔体、支座、人孔或手孔、 除沫器、接管、吊柱、扶梯、操作平台等。 a. 塔体（外壳）——由圆筒（等径或不等径）、上、下封 头构成。工作时承受内压或外压及温度；风载荷；地震载荷； 偏置构件的偏心重力载荷等。 b. 支座——塔设备高大沉重，一般采用裙式支座。 c. 人孔——不同的塔设备，人孔或手孔的结构及位置等也 不相同。 d. 接管——有进、出液管、进、出气管、回流管、取样管、 仪表管、液位计管等。 e. 除沫器——用于捕集夹带在气流中的液滴。 f. 吊柱——安装于塔顶，用于安装、检修时吊运塔内件。
水平管式反应器
盘管式反应器
多管并联管式反应器
Ⅴ、塔式反应器
塔式反应器是指高径比较 大的反应设备。广泛应用于 气—液相反应和液—液相反应。 在气液相反应过程中，至少有 一种反应物在气相，另一些反 应物则在液相，气相中的反应 物必须传递至液相，在液相中 发生化学反应。有时，反应物 都存在于气相，它们一齐传递 到催化剂溶液中进行反应。气 液相反应属于非均相反应过程。 处理气液相反应过程的反应器 称为气液相反应器。
以冷的原料作为载热体，使冷原料本身预热到反应所需
的温度，然后进入床层进行反应。
自热式固定床反应器
化工设备基本知识
• 5.支座 • 化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同，化工容器支 座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中立式容器支座又有腿式 支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种。大型容器一般采用裙 式支座。卧式容器支座有支承式、鞍式和圈式支座三种；以鞍式支座 应用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。 • 6.安全附件 • 由于化工容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在 容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数， 以保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 • 化工容器的安全装置主要有安全阀、爆破片、紧急切断阀、安全联锁 装置、压力表、液面计、测温仪表等。 • 上述筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件等即构成了 一台化工设备的外壳。对于储存用的容器，这一外壳即为容器本身。 对用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器而言，则须在外壳内 装入工艺所要求的内件，才能构成一个完整的产品。
• （二）按原理与作用分 • 根据化工容器在生产工艺过程中的作用，可分为反应容器、换热容器、 分离容器、储存容器。 • 1.反应容器（代号R）主要是用于完成介质的物理、化学反应的容器， 如反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、蒸压釜、煤气发生炉等。 • 2.换热容器（代号E）主要是用于完成介质热量交换的容器。如管壳式 余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器等。 • 3.分离容器（代号S）主要是用于完成介质流体压力平衡缓冲和气体净 3. S 化分离的容器。如分离器、过滤器、蒸发器、集油器、缓冲器、干燥 塔等。 • 4.储存容器（代号C，其中球罐代号B）主要是用于储存、盛装气体、 液体、液化气体等介质的容器。如液氨储罐、液化石油气储罐等。 • 在一台化工容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工 艺过程的主要作用来划分品种。
化工设备基础知识
第五章设备基础5.1化工设备图5.1.1 概述在石油化工业的生产中，使用如容器、反应罐、热交换器及塔器等各种设备，以进行如加热、冷却、吸收、蒸馏等各种化工单元操作，这些设备通常称为化工设备。
化工设备的设计、制造以及安装、检修和使用，均需通过图样来进行。
因此，石化工业的技术人员必须具有绘制及阅读化工设备图样的能力。
完整成套的化工设备施工图样，通常包括化工设备的装配图、部件图、零件图等。
本章所述的化工设备图是化工设备装配图的简称。
化工设备图用来表示一台设备的结构形状、技术特性、各零部件间的装配联接关系，以及必要的尺寸等。
与机械装配图一样有一组图形、必要的尺寸、零部件序号、技术要求、明细表及标题栏等内容，另外还有两项内容：1)接管口序号和管口表。
设备上所有的接管口均用英文字母顺序编号，并用管口表列出各管口的有关数据及用途等内容。
2)设备技术特性表。
用表格形式列出设备的设计压力、设计温度、物料名称、设备容积等设计参数，用以表达设备的主要工艺特性。
5.1.2 化工设备的视图化工设备的视图表达方法要适应化工设备的结构特点，因此在叙述表达方法前，首先必须了解化工设备的基本结构及特点。
5.1.2.1化工设备的结构特点不同种类的化工设备其构造不同，选用的零部件也不完全一致，但不同设备的结构却有若干共同的特点。
现以图5—1所示的容器为例说明如下：1) 设备主壳体以回转体为主，且尤以圆柱体居多，如图1中所示的6号筒体。
2) 设备主体上有较多的开孔和接管口，为联接管道和装配各种零部件。
如图1中所示，容器顶盖的2号人孔和5号接管口，筒体上则有l号液面计的4个接管口。
3) 设备中的零部件大量采用焊接结构。
如图1中简体由钢板弯卷后焊接成形，筒体与封头、接管口、支座、人孔等的连接也都采用焊接结构。
4) 常采用较多的通用化标准化零部件。
如图1中的8号封头、4号法兰、是标准化的零部件。
常用的化工零部件的结构尺寸可在相应的手册中查到。
化工机械设备基础
第一章刚体的受力分析及平衡规律一、基本概念1、刚体：在任何情况下都不发生变形的物体。
约束：限制非自由体运动的物体。
（三种约束）二、力的基本性质三、二力平衡定律三力平衡定理三力平衡定理：如果一物体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点。
四、平面汇交力系、平面一般体系五、力的平移定理力的平移定理:作用在刚体上的力可以平移到刚体内任意指定点，要使原力对刚体的作用效果不变，必须同时附加一个力偶，此附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的力矩，转向取决于原力绕新作用点的旋转方向。
第二章金属的力学性质⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑∑omYX一基本概念弹性模量：材料抵抗弹性变形的能力拉伸试件的横向线应变与纵向线应变之比的绝对值。
线应变：反应杆的变形程度，杆的相对伸长值。
蠕变：金属试件在高温下承受某已固定的应力时，试件会随着时间的延续而不断发生缓慢增长的塑性形变。
应力松弛：总变形量保持不变，初始的弹性变形随时间的推移逐渐转化为塑性变形并引起构件内应力减小的现象二拉伸曲线(重要，看书！！！)第四章直梁的弯曲中性层：梁内纵向长度既没有伸长也没有缩短的纤维层。
中性轴：中性层与横截面的交线。
剪力与弯矩的计算剪力：抵抗该截面一侧所有外力对该截面的剪切作用，大小应该等于该截面一侧所有横向外力之和。
弯矩：抵抗该截面一侧所有外力使该截面绕其中性轴转动，大小应等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取距之和。
εεμ'=μεε-='泊松比横向线应变剪力的符号约定计算剪力的法则：梁的任一横截面上的剪力等于该截面一侧所有横向外力的代数和；截面左侧向上的外力和截面右侧向下的外力取正值，截面左侧向下的外力和截面右侧向上的外力取负值。
据此法则：截面左侧 Q 左=R A －P 1截面右侧 Q 右=P 2 + P 3 －R B弯矩的符号约定计算弯矩法则：梁在外力作用下，其任意指定截面上的弯矩等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取矩的代数和；凡是向上的外力，其矩取正；向下的外力，其矩取负值。
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换热器
要点一
总结词
换热器是化工生产中用于实现热量交换的设备，其结构和 工作原理对于确保工艺过程的热量平衡至关重要。
要点二
详细描述
换热器有多种类型，如管式换热器、板式换热器、热管换 热器等。其结构通常包括壳体、传热管或板、冷热流体进 出口等部分。换热器的工作原理基于热传导和热对流，通 过冷热流体的交替流动实现热量交换。换热器的设计需充 分考虑工艺要求的传热面积、流体性质以及温度和压力条 件等因素，以确保热量交换的效率和安全性。
化工设备的日常维护与保养
日常维护
定期对化工设备进行清洁、润滑和紧 固等日常维护工作，确保设备正常运 行。同时，要定期检查设备的密封性、 振动等状况。
保养计划
制定并执行定期保养计划，包括对化 工设备的全面检查、清洗、更换磨损 件等。保养计划应根据设备的重要性 和磨损情况来确定。
05
化工设备的安全与环保
化工设备的制造工艺
铸造工艺
焊接工艺
通过将熔融的金属倒入模具中，冷却 凝固后形成设备零部件。铸造工艺适 用于制造复杂形状的零件。
通过熔融金属或高分子材料，将两个 或多个零部件连接在一起。焊接工艺 适用于制造大型设备和复杂结构。
锻造工艺
通过施加外力使金属坯料变形，从而 形成所需的零部件。锻造工艺可以提 高材料的机械性能。
化工设备基础知识培训课 件
• 化工设备概述 • 化工设备的结构与工作原理 • 化工设备的材料与制造 • 化工设备的操作与维护 • 化工设备的安全与环保
01
化工设备概述
化工设备的定义与分类
总结词
化工设备的定义、分类
详细描述
化工设备是指用于实现化学工业生产过程的各种机械和设备的总称。根据不同 的用途和功能，化工设备可分为多种类型，如反应设备、分离设备、换热设备、 储存设备等。
化工设备基础知识
1.3.2 压力容器规范简介
❖ 美国机械工程协会制订的《锅炉和受压容器 规范》（简称ASME规范）等。美国ASME规 范是世界上制订最早（1915）、最完备的压 力容器规范。
❖ 1989年制订了有关压力容器的第一部国家标 准《钢制压力容器》（简称GB 150）。
❖ l. 美国ASME规范
❖ ASME规范共有 11卷 22册。第Ⅷ篇 《压力容器》共有3个分篇：第1分篇《压 力容器》，属于常规设计标准；第2分
钢带（GB 3274—88）
❖ (3) 不锈钢热轧钢板（GB 4237—92） ❖ (4) 压力容器用钢板（GB 6654—1996） ❖ 2.钢管 ❖ (1) 输送流体用无缝钢管（GB 8163—87） ❖ (2) 石油裂化用无缝钢管（GB 9948—88） ❖ (3) 化肥设备用高压无缝钢管（GB 6479－86） ❖ （4）高压锅炉用无缝钢管（GB 5310—85）
的热处理工艺。淬火后必须回火。 按照温度范围不同，回火分为三类：
❖ （1）低温回火的回火温度范围为150～250℃， 回火后的钢具有高硬度和高耐磨性，主要用于各 种工具、滚动轴承、渗碳件和表面淬火件；
❖ （2）中温回火的回火温度范围为350～500℃， 回火后的钢具有较高的弹性极限和屈服强度，一 定的韧性和硬度，主要用于各种弹簧和模具等；
❖ ⑩球形储罐（容积大于等于50 m3）； ❖ ⑾低温液体储存容器（容积大于 5 m3 ）。
❖ （2）第二类压力容器 ❖ 具有下列情况之一的为第二类压力容器。 ❖ ①中压容器； ❖ ②低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害
介质）；
❖ ③低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介 质或毒性程度为中度危害介质）；
如 45表示优质碳素结构钢，平均含碳量为万分之 四十五，即 0.45％。
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。
化工设备基础知识汇总
化工设备基础知识汇总1. Introduction化工设备是进行化工生产过程中必不可少的设备。
它们包括顶盖、底座、封头、密封装置、进出口管道和搅拌装置等组成部分。
本文将介绍化工设备的基础知识，包括常见的类别、设计原则、选择考虑因素等。
2. 化工设备的分类化工设备可分为反应器、蒸馏塔、提取塔、吸收塔、结晶器、干燥器、储罐等不同的类别。
2.1 反应器反应器是进行化学反应的设备，根据反应方式可分为批式反应器和连续反应器。
批式反应器是在固定时间内注入反应物完成一次反应，适用于小规模生产。
连续反应器则可以在一定程度上实现连续生产，适用于大规模生产。
蒸馏塔是进行分馏过程的设备，可分为塔式蒸馏和板式蒸馏两种形式。
塔式蒸馏主要通过填料来增加表面积，提高蒸馏效率。
板式蒸馏则通过堆叠板层来增加传质面积，达到分离目的。
2.3 提取塔提取塔用于从混合物中分离出有用成分，常见的应用是从草药中提取有效成分。
提取塔的设计考虑因素包括溶剂的选择、溶剂流速、萃取温度等。
吸收塔用于气体吸收液体的过程，常见的应用是将废气中的有害物质吸收到液体中。
吸收塔的设计考虑因素包括气体和液体的物理性质、接触时间、传质系数等。
2.5 结晶器结晶器用于将溶液中的溶质结晶出来，获得纯度较高的晶体。
结晶器的设计考虑因素包括溶液的浓度、温度、冷却速度等。
2.6 干燥器干燥器用于将湿润物料中的水分去除，使得物料达到所需干燥程度。
干燥器的设计考虑因素包括湿润物料的性质、温度、湿度、干燥速度等。
2.7 储罐储罐用于储存液体或气体，它们可以是常压储罐，也可以是高压储罐。
储罐的设计考虑因素包括储罐容量、操作压力、材料选择等。
3. 化工设备的设计原则化工设备的设计原则是确保其安全、可靠、经济和环保。
在设计过程中，需要考虑以下因素：3.1 安全性化工设备在使用过程中必须具备良好的安全性能，能够承受额定工作条件下的压力和温度。
设计过程中需要进行强度计算和安全阀的选择，确保设备在正常和异常情况下都能够安全运行。
化工设备基础知识
1986年4月28日前苏联切尔诺贝利 核电站压力壳发生核泄漏，31人死亡 ，20个国家4亿人受害。
化工生产对化工设备基本要求
安全可靠性
工艺性能要求
使用性能要求 经济性能要求
优良的环境性能
安全可靠性
影响过程设备安全可靠性的因素主要有： 材料的强度、韧性和与介质的相容性； 设备的刚度、抗失稳能力和密封性能。
• 设备主要作用部件是静止的或者只有很少的运动。
• 在化工企业，许多设备维修人员又把化工设备称为化 工机械，动设备称为化工机器，静设备称为化工设备。 • 化工设备 • 化工机械 • 动设备 化工机器 静设备 化工设备
（压缩机、泵）（加热炉、换热器、塔设备、反应釜、储罐）
流体输送设备 加热设备
换热设备
1979年9月7日国内某电化厂415升液氯 钢瓶爆炸，击穿5个，爆炸5个，10200公斤液 氯外泄，波及7公里范围，59人死亡，779人 严重中毒。 1979年12月18日国内某液化气站400M3储 罐爆炸，引发3个球罐和一个卧罐爆炸，5000 只气瓶爆炸，600吨液化气燃烧，32人死亡， 54 人伤。
• 化工生产中为了将原料加工成一定规格的成品，往往需要经过原料预 处理、化学反应以及反应产物的分离和精制等一系列化学工艺过程， 实现这些过程所用的机械，常常都被划归为化工设备。
• 2.化工设备的分类
• 化工设备通常可分为两大类 • 化工备分为动设备和静设备。• 设备的主要作用部件是运动的，所以叫动设备。
二、化工生产对设备的要求
化工生产的特点
1、生产的连续性强 化工生产处理流体传质、传热、可连续性工艺流程， 以提高工作效率。 2、生产条件苛刻 介质腐蚀性强：酸、碱影响寿命； 温度压力变化大，合理选择设备材料。 3、介质多为易燃、易爆、有毒性 易燃：CH4、H2； 有毒：SO2、NO2、CO、H2S。 4、生产原理多样性 传质、传热、传能、化学反应 5、生产技术含量高 先进生产工艺、先进的生产设备、先进的控制检测手段。
化工设备基础培训
05
化工设备安全管理与风 险评估
CHAPTER
安全管理制度建设要求
建立完善的安全管理制度体系， 包括安全生产责任制、安全操作 规程、安全检查与隐患排查等制
度。
明确各级管理人员和操作人员的 安全职责，确保各项安全制度得
到有效执行。
定期开展安全制度培训和宣传教 育，提高员工的安全意识和操作
技能。
风险评估方法介绍
分类
化工设备可分为化工机器和化工设备两大类。化工机器主要指运动部件为主的 机械，如流体输送的风机、压缩机、各种泵等；化工设备则指主要部件为静止 的机械，如塔器、容器、反应器等。
化工设备在工业生产中作用
实现化学反应
化工设备是实现化学反应的重要场所 ，如反应器等设备能够提供适宜的反 应条件，促进化学反应的进行。
降低了企业运营成本。
04
化工设备安装、调试与 维护保养
CHAPTER
安装前准备工作和注意事项
准备工作
确认设备型号、规格及配件齐全 ；检查设备基础是否符合设计要 求；准备必要的安装工具和材料 。
注意事项
确保安装现场安全，如佩戴安全 帽、安全带等；遵循设备安装顺 序和工艺要求；注意设备水平和 垂直度的调整。
类型。
设备性能参数
考虑设备的处理能力、效率、 能耗等性能指标，确保满足生
产要求。
安全环保要求
优先选用安全可靠、环保节能 的设备，降低生产风险。
经济性评估
综合比较不同设备的购置成本 、维护费用及使用寿命等因素
，选择性价比高的设备。
布局设计方法与技巧
工艺流程顺序
按照生产工艺流程，合理安排 设备布局，确保物料顺畅流动
换热器的关键部件包括传热面、流体 进出口和支撑结构等。传热面用于实 现两种流体之间的热量交换；流体进 出口用于控制流体的流量和流向；支 撑结构用于支撑传热面和承受流体的 压力。
化工设备基础知识
化工设备基础知识第一节、化工静设备基础知识一、化工设备的概念化工设备是指化工生产中静止的或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。
二、化工设备的分类1、按结构特征和用途分为容器、塔器、换热器、反应器（包括各种反应釜、固定床或液态化床）和管式炉等。
2、按结构材料分为金属设备（碳钢、合金钢、铸铁、铝、铜等）、非金属设备（陶瓷、玻璃、塑料、木材等）和非金属材料衬里设备（衬橡胶、塑料、耐火材料及搪瓷等）其中碳钢设备最为常用。
3、按受力情况分为外压设备（包括真空设备）和内压设备，内压设备又分为常压设备（操作压力小于1kgf/cm2）、低压设备（操作压力在1～16 kgf/cm2之间）、中压设备（操作压力在16～100 kgf/cm2之间）、高压设备（操作压力在100～1000 kgf/cm2之间）和超高压设备（操作压力大于1000 kgf/cm2）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，见图1-1。
图1－1化工容器的总体结构1—法兰； 2—支座； 3—封头拼接焊缝； 4—封头； 5—环焊缝；6—补强圈； 7—人孔； 8—纵焊缝； 9—筒体； 10—压力表； 11—安全阀； 12—液面计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。
化工设备基础知识培训教材
阴极保护
小结 1.掌握腐蚀的含义、机理；掌握腐蚀的类型
；掌握防止设备腐蚀的措施。 2.能采取正确的措施防止设备腐蚀
作业：13页第3题
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BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
一、化工设备材料性能
包括力学性能、物理性能、化学性能、工 艺性能
1.力学性能 材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或
不被破坏的能力，叫材料的力学性能。包 括强度、塑性、韧性和硬度。
（1）强度 固体材料在外力作用下抵抗产 生塑性变形和断裂的特性。
①屈服点 当载荷不再增加或缓慢增加时 ，仍继续发生塑性变形。称为屈服。发生 屈服现象时的应力称为“屈服点”
种类：普通热处理和表面热处理
零件的生产工艺过程为：锻造 预先热处 理 粗加工 最终热处理 精加工
一、普通热处理
包括退火、正火、淬火、回火等
1.退火和正火
退火 将钢材加热到适当的温度，保温一定时间 后缓慢冷却（炉冷、坑冷）
正火 将钢材加热到适当温度，保温一定时间后 ，在空气中冷却（空冷、风冷、喷雾冷却）
4.金属材料与非金属材料特点比较 金属材料（主要是指钢）与非金属材料相
比，大多数具有强度高、耐压性好的优点 适用于制作压力容器。
非金属材料耐腐蚀性好
小结：1.了解化工设备材料性能
2.掌握化工设备材料分类
作业：项目实训 2.按化学成分分类，钢材有哪些品种？
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化工设备考试题A
一、填空题（每空1分、共20分）
1、压力容器按工艺用途可分为_____________、____________、____________和_____________ 容器。
2、《压力容器安全技术监察规程》按容器的_____________、____________、____________及容器在生产过程中的作用综合考虑，把压力容器分为三个类别。
3、压力容器用钢在出厂时的必检项目是_____________、____________ 、_____________、____________ 、_____________、____________ 。
4、边缘应力的两个显著特点是 _____________、____________。
5、在容器上开孔后，常用补强结构有___________、__________ 和_________。
6、大型立式容器常采用_______支座，大型卧式容器采用_______支座。
二、单项选择题（每题2分、共10分）
1、受气体压力作用的薄壁圆筒，其环向应力和轴向应力的关系是
（）
A：环向应力是轴向应力的2倍； B：轴向应力是环向应力的2倍；
C：环向应力和轴向应力一样大； D：以上都不是。
2、外压薄壁容器失稳的根本原因是（）
A：容器所受外压力太大；B：容器实际受的外压力超过了容器的临界压力；
C：容器所用材料的质量太差； D：容器的壁厚太薄。
3、16MnR是（）
A：含锰量16%的高合金钢； B：含碳量1.6%的高碳钢；
C：平均含碳量0.16%的低合金压力容器用钢；D：以上都不是。
4、压力容器在进行液压试验时，其试验应力应该满足的条件是
（）
A：不超过容器材料在设计温度下屈服点的90%与焊接接头系数的乘积；
B：不超过容器材料在试验温度下屈服点的90%与焊接接头系数的乘积；
C：不超过容器材料在设计温度下许用应力的90%与焊接接头系数的乘积；
D：不超过容器材料在试验温度下许用应力的90%与焊接接头系数的乘积。
5、一无缝钢管制成的圆筒，在计算其厚度时其中的焊接接头系数应
取（）
A：0； B：0.9； C：1.0； D：不能确定。
三.回答问题（12+12+13+13=50分）
1、在厚壁容器的密封结构中，强制式密封和自紧式密封各有何特
点？
2、什么是外压容器的临界压力？临界压力与那些因素有关？
3、固定管板式换热器由那些主要零部件组成（至少说出8个）？
4、塔设备上有那些载荷？分别对塔设备有何影响？
四、计算(20分)
某化工厂反应釜，内径1400mm，设计压力1.6MPa，设计温度170℃，釜体材料0Cr18Ni10Ti钢板，采用双面对接焊，全部无损检测。
已知170℃时材料的许用应力134.2MPa，20℃时许用应力137MPa，20℃时
材料的屈服点205MPa，厚度附加量按1mm计。
试确定釜体（不包括封头）的厚度，并校核水压试验时釜体的强度（试验液体静压力可忽略不计）。
化工设备考试题B
一、填空题（每空1分、共20分）
1、受气体压力作用的薄壁圆筒，其环向应力是轴向应力的________倍。
2、GB150—1998所代表的标准的名称是_______________________。
3、对压力容器用钢的基本要求是_____________、____________ 、_____________、____________ 。
4、边缘应力的两个显著特点是 _____________、____________。
5、外压薄壁容器的失效形式是____________和__________ 其中__________是主要的。
6、大型立式容器常采用_______支座，大型卧式容器采用_______支座。
7、压力容器法兰密封面的形式有__________、____________、____________。
8、填料塔内部构件主要有__________、__________、__________、__________。
二、单项选择题（每题2分、共10分）
1、《压力容器安全技术监察规程》把容器分为（）
A：2类； B：3类；C：4类； D：以上都不是。
2、外压薄壁容器失稳的根本原因是（）
A：容器所受外压力太大；B：容器实际受的外压力超过了容器的临界压力；
C：容器所用材料的质量太差； D：容器的壁厚太薄。
3、16MnDR是（）
A：含锰量16%的高合金钢； B：含碳量1.6%的高碳钢；
C：平均含碳量0.16%的低温压力容器用低合金钢；D：以上都不是。
4、压力容器在进行气压试验时，其试验应力应该满足的条件是
（）
A：不超过容器材料在设计温度下屈服点的90%与焊接接头系数的乘积；
B：不超过容器材料在试验温度下屈服点的80%与焊接接头系数的乘积；
C：不超过容器材料在设计温度下许用应力的80%与焊接接头系数的乘积；
D：不超过容器材料在试验温度下许用应力的90%焊接接头系数的乘积。
5、一无缝钢管制成的圆筒，在计算其厚度时其中的焊接接头系数应
取（）
A：0； B：0.9； C：1.0； D：不能确定。
三.回答问题（12+12+13+13=50分）
1、写出8个压力容器常用钢材的牌号
2、在容器上开孔对容器有何影响？补强形式有那几种？
3、固定管板式换热器由那些主要零部件组成（至少说出8个）？
4、卧式容器在什么情况下，在什么部位会出现“扁塌”现象？对容器有何影响？
四、计算(20分)
某化工厂反应釜，内径1400mm，设计压力1.6MPa，设计温度170℃，釜体材料0Cr18Ni10Ti钢板，采用双面对接焊，全部无损检测。
已知170℃时材料的许用应力134.2MPa，20℃时许用应力137MPa，20℃时
材料的屈服点205MPa，厚度附加量按1mm计。
试确定釜体(不包括封头)的厚度，并校核水压试验时釜体的强度（试验液体静压力可忽略不计）。
化工设备试题答案A
一.填空题
1、反应容器、换热容器、分离容器、储存容器
2、压力等级、容积大小、介质及容器的类型
3、化学成分、拉伸强度、屈服点、断后伸长率、180度冷弯、冲击
功
4、局部性、自限性
5、补强圈补强、厚壁接管补强、整锻件补强
6、裙式、鞍式
二.单项选择题
1、A；
2、B；
3、C；
4、B；
5、C
三.问答题
1、强制式密封是依靠螺栓的拉紧力来保证一定的压紧力，达到密封的目的。
内压上升后螺栓被拉长，减少了压紧力，因此要求有较大的螺栓预紧力。
自紧式密封是依靠其自身结构上的特点，使内压力上升后压紧力反而自动增大，以适应密封的要求，而螺栓仅用来产生初始的密封压紧力。
2、导致外压容器发生失稳的最低外压力称为临界压力。
临界压力主要与容器的几何尺寸如长度、厚度、直径有关，其次还与制造质量、材料及使用温度有关。
3、固定管板式换热器主要由壳体、管板、换热管、拉杆、定距管、折流板、物料进出口、支座、膨胀节等组成。
4、（1）操作压力及试验压力：操作压力使设备产生拉或压应力，试验压力是设备产生拉应力；（2）质量载荷：使设备产生压应力；
（3）地震载荷和风载荷：使设备产生弯曲应力；（4）偏心载荷：使设备产生压应力和弯曲应力。
四.计算题
解：1、参数确定
p c=1.6MPa t=170℃φ=1.0 [σ]t=134.2MPa C=1mm
2、釜体厚度确定
δ=p c D i/(2[σ]tφ-p c)=1.6×1400/(2×134.2×1.0-1.6)=8.4mm,
8.4+1=9.4mm,大于δmin+C2=2+C2, 所以按钢板厚度规格圆整δn=10mm.
3、釜体水压试验时的应力校核
p T=1.25p[σ]/[σ]t=1.25×1.6×137/134.2=2.04MPa
σT=(p T+p L)(D i+δe)/2δe=(2.04+0)(1400+9)/2×9=159.7MPa
δe=δn-C=10-1=9mm, 0.9φσs=0.9×1.0×205=184.5MPa
159.7MPa<184.5MPa, 即σT<0.9φσs
所以，水压试验时釜体强度满足要求。
化工设备试题答案B
一. 填空题
1、2
2、钢制压力容器
3、较高的强度、良好的塑性和韧性、良好的焊接性、良好的耐腐蚀
性
4、局部性、自限性
5、强度不足、失稳、失稳布
6、裙式、鞍式
7、平面、凹凸面、榫槽面
8、填料、喷淋装置、液体再分装置、填料支承
二. 单项选择题
1、B；
2、B；
3、C；
4、B；
5、C
三. 问答题
1、Q235—AF、Q235—A、20R、16MnR、15MnVR 、18MnMoNbR、16MnDR、0Cr13、0Cr18Nb10Ti。
2、整体强度削弱、开孔边缘产生应力集中，补强形式有补强圈补强、厚壁接管补强、整锻件补强。
3、固定管板式换热器主要由壳体、管板、换热管、拉杆、定距管、折流板、物料进出口、支座、膨胀节等。
4、当鞍座与封头切线的距离大于0.5倍的封头平均半径、而且在鞍座处无加强圈时，鞍座上部的筒体会出现“扁塌”现象，使鞍座处筒体的承载能力减弱，轴向应力和切向剪应力增大。